一種鋰離子動力電池加熱裝置的製作方法

2023-06-03 12:14:16 2

專利名稱：一種鋰離子動力電池加熱裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及加熱裝置，尤其是一種鋰離子動力電池加熱裝置。
背景技術：
鋰離子動力電池是現階段擁有最佳能量密度和功率密度的動力電池，隨著鋰離子 動力電池技術和工藝的發展，等能量(WH)的鋰電池在價格方面跟鎳氫電池價差不大，安全 穩定性也大為提高，在如今新能源汽車領域有著舉足輕重的地位。 由於鋰離子電池的電解液是有機溶質，所以在低溫下的放電能力很差。然而新能 源乘用車所面對的部分銷售市場是屬於寒帶極地地區的，如果溫度過低，小於鋰電池工作 溫度範圍，車輛無法啟動，那時就需要一個電池加熱裝置給電池升溫了 。這個加熱裝置要考 慮加熱方式、加熱均勻性、安全性、與電池絕緣、加熱功率效率和加熱速度等等。目前市面上 各電池與整車廠家還沒有相應鋰離子動力電池加熱技術，開發鋰離子動力電池加熱技術已 成為燃眉之急。

發明內容
本發明的目的在於提供一種鋰離子動力電池加熱裝置，當鋰離子動力電池的電池 溫度低於正常工作溫度時，該裝置能夠對鋰離子動力電池進行加熱，並且保證加熱均勻，加 熱效率高。 為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案一種鋰離子動力電池加熱裝置，包 括鋰離子電池本體，所述的鋰離子電池本體的外圍包裹由加熱膜製成的加熱套，電池管理 系統BMS實時監測鋰離子電池本體的溫度，並輸出控制信號至溫度控制器，溫度控制器接 收到該控制信號後對加熱套加熱或停止加熱。 由上述技術方案可知，本發明通過在鋰離子電池本體的外周包裹上具有加熱功能 的加熱套，可以使鋰離子電池在其電池溫度低於正常工作溫度範圍內，即在車輛無法啟動 的情況下，在十分鐘左右被加熱到正常的工作溫度範圍，從而能夠使車輛正常行駛，本發明 對電池本體或者對單個的電池單體包裹加熱材料，保證加熱均勻，使用安全，絕緣和加熱的
效率較高。


圖l是本發明的電路圖； 圖2是本發明中溫度控制器、加熱套之間的部分電路圖。
具體實施例方式
—種鋰離子動力電池加熱裝置，包括鋰離子電池本體，所述的鋰離子電池本體的 外圍包裹由加熱膜製成的加熱套2，電池管理系統BMS (Battery Management System) 3實時 監測鋰離子電池本體的溫度，並輸出控制信號至溫度控制器4，溫度控制器4接收到該控制信號後對加熱套2加熱或停止加熱，如圖1所示。 結合圖1 ，所述的加熱套2為電阻式加熱器，其厚度為lmm，加熱套2套設在鋰離子 電池本體上，其形狀與其所包裹的鋰離子電池本體的形狀相吻合。製成加熱套2的加熱膜 採用多種耐高溫有機材料、高分子材料、碳素及耐高溫纖維複合製成新穎電熱材料，是一可 代替部分金屬發熱絲作為發熱元件的面狀發熱體。與金屬電熱絲相比，加熱膜具有柔軟、耐 折、耐腐蝕、發熱快、發熱均勻、節能、絕緣、透氣等優點，可應用於各類裝置的加熱、保溫及 乾燥。 結合圖l，所述的鋰離子電池本體為單個電池或多個電池單體l，加熱套2分別套 設在單個電池或多個電池單體1上。本發明使用一毫米厚度的加熱膜做成加熱套2，加熱 套2的形狀根據不同電池外形材質、容量和具體空間布置的需求而定，對單個電池直接包 裹，對多個電池單體1則分別包裹。20AH以上大容量鋰離子電池的每個鋰離子的電池單體 1單獨配一個加熱套2，加熱套2的功率較大，功率根據電池個數容量級聯方式而定，電源取 自鋰離子動力電池，通常一輛高速兩廂緊湊型鋰離子電動乘用車加熱套2的功率需求不小 於2KW，可保證10分鐘左右電池從低溫升至正常工作溫度範圍，從而正常啟動車輛。
結合圖1、2，所述的電池管理系統BMS3通過CAN總線與溫度控制器4通訊，溫度 控制器4分別與加熱套2的電源高壓端、加熱套2的電源低壓端相連，加熱套2的電源高壓 端接鋰離子電池本體的正極，加熱套2的電源低壓端接鋰離子電池本體的負極。所述的溫 度控制器4的輸出端接三極體Q1的基極，三極體Q1的發射極接地，三極體Q1的集電極接 光耦U的輸入端，光耦U接5V直流電，光耦U的輸出端接電阻R與場效應管Q2組成的並聯 電路，場效應管Q2的漏極接加熱套2的電源高壓端，場效應管Q2的源極接加熱套2的電源 低壓端。由於加熱套2是個電阻式發熱器，在存在多個電池單體1的情況下，每個單獨的加 熱套2的發熱功率受單個加熱套2的電阻值和單個加熱套2的承載電壓控制，每個加熱套 2的工作電壓為AC/DC 3V 220V，為了保證加熱套2工作在安全電壓內，加熱套2採用先 串聯後並聯的方式與鋰電池的正負極相連，如圖1所示，是以兩個加熱套2串聯然後再並聯 的方式連接，具體串聯的個數視不同功率的電池單體1而定。 在工作時，當電動汽車的鑰匙打到ON檔，電池管理系統BMS3監測鋰離子電池本體 的溫度，判斷電池溫度是否滿足動力電池正常的工作溫度範圍，如果比正常的工作溫度範 圍低，電池管理系統BMS3發送控制CAN報文，該CAN報文內部包含一個立即加熱指令，溫度 控制器4通過CAN網關接收到，發送CTRL驅動信號為閉合信號，即I/O 口輸出高電平，三極 管Q導通，光耦U導通，電阻R處為高電平，場效應管Q2導通，加熱套2開始加熱，加熱工作 完成，電動車輛可以正常啟動。 反之，當電動汽車的鑰匙打到ON檔，電池管理系統BMS3監測鋰離子電池本體的溫 度，判斷電池溫度是否滿足動力電池正常的工作溫度範圍，如果是在正常的工作溫度範圍 內，電池管理系統BMS3發送控制CAN報文，其內部包含一個無需加熱指令，溫度控制器4通 過CAN網關接收到，發送CTRL驅動信號為斷開信號，即I/O埠輸出低電平，三極體Ql截 止，加熱套2不工作。
權利要求
一種鋰離子動力電池加熱裝置，包括鋰離子電池本體，其特徵在於所述的鋰離子電池本體的外圍包裹由加熱膜製成的加熱套(2)，電池管理系統BMS(3)實時監測鋰離子電池本體的溫度，並輸出控制信號至溫度控制器(4)，溫度控制器(4)接收到該控制信號後對加熱套(2)加熱或停止加熱。
2. 根據權利要求l所述的鋰離子動力電池加熱裝置，其特徵在於所述的加熱套(2) 為電阻式加熱器，加熱套(2)套設在鋰離子電池本體上，其形狀與其所包裹的鋰離子電池 本體的形狀相吻合。
3. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池加熱裝置，其特徵在於所述的電池管理系 統BMS(3)通過CAN總線與溫度控制器(4)通訊，溫度控制器(4)分別與加熱套(2)的電源 高壓端、加熱套(2)的電源低壓端相連，加熱套(2)的電源高壓端接鋰離子電池本體的正 極，加熱套(2)的電源低壓端接鋰離子電池本體的負極。
4. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池加熱裝置，其特徵在於所述的加熱膜的厚 度為lmm。
5. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池加熱裝置，其特徵在於所述的鋰離子電池 本體為單個電池，加熱套(2)套設在單個電池上。
6. 根據權利要求1所述的鋰離子動力電池加熱裝置，其特徵在於所述的鋰離子電池 本體為多個電池單體(l)，加熱套(2)分別套設在多個電池單體(1)上，加熱套(2)之間採 用兩兩串聯再並聯的方式連接。
7. 根據權利要求3所述的鋰離子動力電池加熱裝置，其特徵在於所述的溫度控制器 (4)的輸出端接三極體Q1的基極，三極體Q1的發射極接地，三極體Q1的集電極接光耦U的 輸入端，光耦U接5V直流電，光耦U的輸出端接電阻R與場效應管Q2組成的並聯電路，場 效應管Q2的漏極接加熱套(2)的電源高壓端，場效應管Q2的源極接加熱套(2)的電源低 壓端。
全文摘要
本發明涉及一種鋰離子動力電池加熱裝置，包括鋰離子電池本體，所述的鋰離子電池本體的外圍包裹由加熱膜製成的加熱套，電池管理系統BMS實時監測鋰離子電池本體的溫度，並輸出控制信號至溫度控制器，溫度控制器接收到該控制信號後對加熱套加熱或停止加熱。本發明通過在鋰離子電池本體的外周包裹上具有加熱功能的加熱套，可以使鋰離子電池在其電池溫度低於正常工作溫度範圍內，即在車輛無法啟動的情況下，在十分鐘左右被加熱到正常的工作溫度範圍，從而能夠使車輛正常行駛，本發明對電池本體或者對單個的電池單體包裹加熱材料，保證加熱均勻，使用安全，絕緣和加熱的效率較高。
文檔編號H01M10/48GK101710631SQ20091018597
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月16日 優先權日2009年12月16日
發明者蘇志高 申請人:奇瑞汽車股份有限公司