[實用新型]一種新型無軌電車鋰離子電池充電熱管理電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020533720.1
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN201797351U
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 劉飛;阮旭松;柯志強
• 申請（專利權）人: 惠州市億能電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

【技術領域】

本實用新型涉及一種電路，具體地說是一種無軌電車電池管理系統(tǒng)中控制電路的改進。

【背景技術】

無軌電車以其環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點，在公共交通領域扮演者重要的角色，出于環(huán)保和節(jié)能的考慮，鉛酸電池在生產和回收過程中存在的環(huán)境污染以及能量密度低導致車輛運行效率低的問題逐漸受到人們的重視，鋰離子電池以其能量密度高、無環(huán)境污染問題等優(yōu)點成為新一代無軌電車的優(yōu)選動力源。無軌電車在運行過程中，有電網的時候，無軌電車利用電網能量驅動車輛行駛；當車輛運行至對架空線纜的安裝存在約束的特殊區(qū)域時，車輛依靠車載蓄電池進行驅動。當車輛再次與電網連接的時候，電網能量一部分用于車輛駕駛，一部分用于電池能量補給，基本電路拓撲參見圖1。

由于四季氣候變化和車輛戶外運行的客觀需要，電池常常工作在較寬的溫度范圍。然而由于鋰離子電池在低溫和高溫下充電電流接受能力差，低溫下容易造成正極脫出的鋰離子不能有效嵌入電池負極，導致鋰以原子態(tài)的形式沉積于電池負極，存在形成鋰枝晶并導致內部短路并最終出現熱失控等安全隱患；高溫下電池的熱穩(wěn)定性下降，電池的充電電流接收能力也下降，所以鋰離子電池在不同溫度下的充電電流接收能力如圖2曲線所示，由于現有電池管理系統(tǒng)(Battery?Management?Systems，電池管理系統(tǒng))無相應的管理調節(jié)功能，大大的限制了鋰離子電池在高溫和低溫環(huán)境下的使用，也極大的阻礙了鋰離子電池在無軌電車上的推廣應用。

【實用新型內容】

有鑒于此，本實用新型要解決的技術問題是提供一種可對無軌電車鋰電池進行溫度調節(jié)、提高鋰電池性能的新型無軌電車鋰離子電池充電熱管理電路。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下方案：

一種新型無軌電車鋰離子電池充電熱管理電路，連接于電池管理系統(tǒng)與電池充電機之間，充電機以及內裝有電池的電池箱連接于電網正、負電線之間，該電路包括與一控制開關K串聯(lián)的電阻發(fā)熱絲R以及安裝于電池箱內的溫度傳感器，控制開關K與電阻發(fā)熱絲R連接于充電機兩電極之間，溫度傳感器以及控制開關均與電池管理系統(tǒng)連接控制。

作為對上述方案的改進，在電池箱上設置有進風口和出風口，在進風口和出風口上均安裝有風機，在進風口上設置有進風通道，電阻發(fā)熱絲R位于進風通道入口處。

本實用新型通過溫度傳感器檢測電池箱內電池溫度，電池管理系統(tǒng)根據溫度傳感器檢測的溫度與系統(tǒng)內標準值比較，控制電阻發(fā)熱絲以及風機的開啟或者關閉，從而達到控制電池箱內電池溫度的目的，進一步地提高了電池性能。

【附圖說明】

圖1為現有無軌電車電池管理系統(tǒng)拓撲圖；

圖2為無軌電車鋰離子電池充電電流接收能力曲線圖；

圖3本實用新型實施例基本拓撲結構示意圖；

圖4為本實施例熱管理執(zhí)行流程示意圖。

下面結合附圖進行進一步的說明。

【具體實施方式】

為了便于本領域技術人員理解，下面通過實施例結合附圖對本實用新型結構原理進行描述。

如附圖3所示，本方案揭示的無軌電車鋰離子電池充電熱管理電路連接于電池管理系統(tǒng)與電池充電機之間，充電機以及內裝有電池的電池箱連接于電網正、負電線之間，由電池管理系統(tǒng)控制實現協(xié)調工作。該電路包括與一控制開關K串聯(lián)的電阻發(fā)熱絲R以及安裝于電池箱1內的溫度傳感器2，控制開關K與電阻發(fā)熱絲R連接于充電機兩電極之間。同時，在電池箱1上設置有進風口11和出風口12，在進風口11和出風口12上均安裝有風機13，且在進風口11上設置有進風通道14，電阻發(fā)熱絲R位于進風通道14入口處。

設置了鋰離子電池充電熱管理電路后，電池管理系統(tǒng)基本工作原理為：

結合附圖2、4，冬季低溫時，電池管理系統(tǒng)通過在電池箱內放置的溫度傳感器實時有效的感知電池的當前溫度。當電池的溫度低于電池的最低充電溫度T1，且電池準備充電時，電池管理系統(tǒng)啟動加熱系統(tǒng)。具體操作步驟為：電池管理系統(tǒng)依據電池的當前荷電狀態(tài)(State-Of-Charge，SOC)，當電池組SOC較高時(如SOC＞20％)，電池管理系統(tǒng)控制充電機輸出電流(I)＝電池組電壓(UBAT)/加熱電阻(R)-電池組放電電流IBAT，并閉合控制開關K，加熱功率由充電機和電池組共同提供；當SOC較低(如SOC＜20％)時，電池管理系統(tǒng)控制充電機輸出電流(I)＝電池組電壓(UBAT)/加熱電阻(R)，并閉合控制開關K，加熱功率完全由充電機提供。