[發(fā)明專利]動(dòng)力電池差別式加熱裝置及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210037937.7
• 申請(qǐng)日: 2012-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN102593551A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏偉;鄧爽;肖海清;劉軍;于紅梅;付艷玲;王超;施亞申;謝海俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H01M10/50
• 分類號(hào): H01M10/50
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池的差別式加熱裝置和方法，具體涉及一種用于電動(dòng)汽車的鋰離子動(dòng)力電池的差別式加熱裝置和方法。

技術(shù)背景

隨著國(guó)家“電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)”兩個(gè)五年計(jì)劃的組織實(shí)施，“十城千輛”示范推廣工程的展開，新能源汽車產(chǎn)業(yè)已被確立為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，同時(shí)在眾多產(chǎn)學(xué)研單位和廣大技術(shù)人員的努力工作下，作為新能源汽車的核心技術(shù)動(dòng)力電池也取得了較大的進(jìn)展。而隨著國(guó)家對(duì)中西部發(fā)展扶持政策的出臺(tái)以及中西部經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)電動(dòng)汽車市場(chǎng)也以中西部大城市作為據(jù)點(diǎn)向內(nèi)陸滲透，這就意味著在推進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)時(shí)必須解決低溫對(duì)動(dòng)力電池性能的限制問題。這是因?yàn)椋恍┍淮蠓秶鷳?yīng)用在電動(dòng)汽車上的鋰離子蓄電池在-10℃時(shí)容量及工作電壓會(huì)明顯降低，-20℃時(shí)性能會(huì)明顯惡化，在-40℃時(shí)放電容量只有室溫容量的30％左右，個(gè)別鋰離子蓄電池甚至在-40℃時(shí)啟動(dòng)不了。因此，為了提高鋰離子蓄電池使用的可靠性，促進(jìn)電動(dòng)汽車的全國(guó)普及，需要改進(jìn)鋰離子動(dòng)力電池的低溫性能或是為鋰離子動(dòng)力電池創(chuàng)建良好的工作環(huán)境。

一般而言，改進(jìn)鋰離子動(dòng)力電池的低溫性能通常做法是研制新型電解液或是利用電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)來改善電池低溫性能；而為鋰離子動(dòng)力電池創(chuàng)建良好的工作環(huán)境的通常做法是在電池外部設(shè)置加熱裝置，以提高電池的整體溫度而使電池在合適的溫度范圍工作。

目前，電池外部設(shè)置的加熱裝置，大多是通過檢測(cè)電池的溫度來啟動(dòng)或停止對(duì)電池的加熱，即當(dāng)溫度低于某一預(yù)定溫度時(shí)開始對(duì)電池加熱，當(dāng)溫度達(dá)到該預(yù)定溫度時(shí)停止對(duì)電池的加熱。采用上述方式?jīng)]有考慮電池的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，如沒有考慮當(dāng)車輛在高速、低速、加速、減速等交替變換的不同行駛狀況下運(yùn)行時(shí)，電池會(huì)以不同倍率放電，從而以不同生熱速率產(chǎn)生熱量；而且電池在充電時(shí)也會(huì)以不同的生熱速率產(chǎn)生大量熱量，以單一加熱功率的設(shè)置來控制加熱到何溫度，即采用統(tǒng)一的加熱速率、加熱到同一溫度，在實(shí)際情況中并不能夠很好地防止因加熱導(dǎo)致的電池?zé)崾Э亍Ｒ虼耍斜匾槍?duì)電池的不同工作狀態(tài)，設(shè)定不同的中止加熱條件，須建立一種針對(duì)低溫下鋰離子動(dòng)力電池的加熱裝置和方法，從而更合理的對(duì)電池進(jìn)行加熱，以確保電池高效率、長(zhǎng)壽命的運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為有效降低低溫下鋰離子動(dòng)力電池加熱裝置容易產(chǎn)生的熱失控風(fēng)險(xiǎn)和提高電池壽命，本發(fā)明提出一種新的加熱裝置和方法。

一種動(dòng)力電池差別式加熱裝置，包括：一種動(dòng)力電池差別式加熱裝置，包括：溫度檢測(cè)單元、電流檢測(cè)單元、第一判斷單元、第二判斷單元、控制單元以及加熱單元，其中，

溫度檢測(cè)單元，用于檢測(cè)電池的實(shí)時(shí)溫度，并將檢測(cè)到的所述實(shí)時(shí)溫度T送至所述第一判斷單元；

電流檢測(cè)單元，用于檢測(cè)電池的放電電流I的大小；

第一判斷單元，用于將所述實(shí)時(shí)溫度T與預(yù)設(shè)定的溫度Ts進(jìn)行比較，并將判斷結(jié)果提供給所述控制單元；

第二判斷單元，用于判斷放電電流I是否增大，并將判斷結(jié)果提供給所述控制單元；

控制單元，一方面用于根據(jù)所述第一判斷單元的判斷結(jié)果來決定是否對(duì)所述電流檢測(cè)單元啟動(dòng)放電電流檢測(cè)，另一方面能夠根據(jù)所述第二判斷單元的判斷結(jié)果對(duì)所述加熱單元的加熱狀態(tài)進(jìn)行控制；

加熱單元，用于在所述控制單元的控制下對(duì)電池進(jìn)行加熱；

其特征在于，所述加熱單元根據(jù)控制單元所提供的加熱控制信號(hào)的不同而采取A級(jí)加熱或B級(jí)加熱，所述A級(jí)加熱和B級(jí)加熱在加熱速率和加熱中止溫度的設(shè)定上均不相同。

其中，所述加熱單元具體采用加熱板、加熱膜或加熱絲對(duì)電池進(jìn)行加熱。

其中，所述電流檢測(cè)單元采用霍爾電流傳感器對(duì)放電電流進(jìn)行測(cè)量。

其中，所述控制單元對(duì)所述加熱單元的控制策略為，當(dāng)放電電流I增大時(shí)，啟動(dòng)A級(jí)加熱直至加熱到中止加熱溫度T_A；否則，啟動(dòng)B級(jí)加熱直至加熱到中止加熱溫度T_B，其中A級(jí)加熱的加熱功率高于B級(jí)加熱功率；其中，T、T_A、T_B三者的大小關(guān)系為，T＜T_A＜T_B。

其中，所述A級(jí)加熱具體為，加熱速率為2℃/min，加熱中止溫度T_A為18℃；所述B級(jí)加熱具體為，加熱速率為1℃/min，加熱中止溫度T_B為20℃；所述預(yù)設(shè)定的溫度Ts＝16℃。

一種動(dòng)力電池差別式加熱方法，包括，

步驟1、利用溫度檢測(cè)單元檢測(cè)電池的實(shí)時(shí)溫度T，并將檢測(cè)到的所述實(shí)時(shí)溫度T送至所述第一判斷單元；