[發明專利]一種動力電池交流電變電流梯次加熱方法

有效

• 申請號: 201710439480.5
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107171041B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 熊瑞;郭姍姍;何洪文;孫逢春
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/625;H01M10/635;H01M10/637;B60L58/34
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 郎堅

本發明涉及一種動力電池交流電變電流梯次加熱方法，該方法能根據當前動力電池組的溫度、外部環境溫度、動力電池的端電壓等檢測信號，及時計算和更新交流電激勵電流幅值并施加在電池兩端，保證電池的端電壓不超限，電流處于電池允許的承載電流范圍內，以期提高動力電池低溫工作性能。解決了低溫環境下，現有電池加熱方法存在加熱速度慢、效果差、加熱過程中電壓超限，對電池壽命有影響等問題，且該加熱方法效果好、魯棒性高、安全性好。為動力電池的可靠運行提供保障。

技術領域

本發明涉及動力電池熱管理領域，具體涉及一種動力電池低溫加熱方法。

背景技術

在低溫環境下，有必要對電池進行提前預熱處理，提高動力電池冷啟動溫度，提高電池工作性能。

當前解決電池低溫問題較為常見的是低溫加熱，主要有空氣加熱方式、液冷式、電加熱等外部加熱形式，但這些車用電池低溫外部加熱系統，能量利用率較低、加熱效果較差，一定時間內將電池加熱到指定溫度后，又由于電池與外部環境熱交換熱輻射等原因造成較大的熱損失，對于電池包周圍的工作環境溫度的控制不到位，無法有效持續保證動力電池的最佳工作溫度。因此，為保證理想的加熱效果，有必要采取內部加熱方法。目前常見的內部加熱方法主要有交流電加熱方法，但是現有技術中，在交流電加熱過程中，采用單一幅值和頻率的交流電，未考慮電池的安全性能，無法有效限制電池在加熱過程中的電壓，在加熱過程中，容易造成電池端電壓超限現象，進而導致電池壽命縮短。

因此，本發明為克服上述技術缺陷，提出了一種變電流梯次加熱系統及加熱方法，這種加熱策略可以在低溫環境下，保證電池電壓在正常的工作范圍內和電池電流在最大可承載范圍內，進而實現電池內部快速升溫、高效加熱，保障了電池在低溫環境下的使用性能，且在加熱過程中，已經過實驗驗證，施加的電流為標準的正弦波交流電，不會對電池壽命造成影響，有利于提高電池的一致性和使用壽命。

發明內容

本發明的一種動力電池交流電變電流梯次加熱方法，該方法包括：

(a)更新當前溫度下動力電池的開路電壓值和電池阻抗值；

(b)根據所述開路電壓值和電池阻抗值更新交流電激勵電流幅值，所述交流電激勵電流幅值為當前溫度下動力電池最大的允許電流限值；以該交流電激勵電流值施加在動力電池，進行動力電池內部加熱；

(c)電池溫度每升高目標溫度幅值，重復進行步驟(a)和(b)，直到動力電池溫度達到目標溫度。

本發明的另一種動力電池交流電變電流梯次加熱方法，該方法包括：

S1：獲取當前溫度下動力電池的開路電壓值和電池阻抗值；

S2：根據所述開路電壓值和電池阻抗值計算交流電激勵電流幅值，所述交流電激勵電流幅值為當前溫度下動力電池最大的允許電流限值；

S3：以步驟S2中得到的所述交流電激勵電流幅值，進行動力電池內部加熱。

S4：判斷動力電池溫度是否升高目標溫度幅值，若是，執行S5；若否，執行S3，繼續以S2步驟計算得到的交流電激勵電流幅值進行動力電池內部加熱；

S5：判斷動力電池是否達到目標溫度，若是停止加熱；若否，跳轉執行步驟S1，更新動力電池的開路電壓值和電池阻抗值。

優選地，根據動力電池的SOC值，結合當前動力電池溫度,根據控制器內預存的開路電壓值和溫度關系獲取所述開路電壓值。

優選地，根據控制器內預存的電池阻抗值與電池溫度的關系獲取當前溫度下的電池阻抗值。

優選地，將測量的動力電池加熱前的端電壓作為開路電壓值初始值，

優選地，目標溫度幅值是1度、0.5度、0.25度或2度。

本發明的加熱方法還可用于電池管理系統。