[發明專利]電動車用鋰離子電池系統和充電加熱方法

在審

• 申請號: 201810118492.2
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108099685A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 王冠軍;王棟梁;李若帆;呂超凡;趙宇
• 申請（專利權）人: 中航鋰電技術研究院有限公司;中航鋰電（洛陽）有限公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 于桂賢;鄭云

本發明提供一種電動車用鋰離子電池系統和充電加熱方法，在每一個高壓電氣回路中均設置有兩個控制繼電器，有效避免共用繼電器方案造成的繼電器使用壽命不一致問題和單獨繼電器造成的繼電器粘連后充電或加熱失控問題。充電加熱方法通過實時檢測電流傳感器電流采集值，動態調整BMS請求充電機輸出電流，使得鋰離子電池系統充電電流始終維持在(?IC+I1)～(?IC+I2)(放電為正，充電為負，IC為當前電池組允許充電電流)之間，有效避免實際充電電流超出電池允許充電電流。從電氣連接和控制方法兩個方面提高充電和加熱安全性，延長電池使用壽命，提高充電效率，保證電池系統穩定性。

技術領域

本發明涉及電動汽車鋰離子電池技術領域，特別是涉及一種電動車用鋰離子電池系統和充電加熱方法。

背景技術

近年來電動汽車在我國得到快速的推廣和應用，鋰離子電池系統作為電動汽車最重要的動力來源也得到了廣泛的關注。鋰離子電池性能和使用除受自身體系、材料、配方等內部因素影響外，還嚴重受限于外部環境溫度等條件影響。尤其是在低溫環境下充電，不僅影響充電效率、縮短電池使用壽命，而且還容易發生電池“析鋰”的現象，嚴重時形成“枝晶”刺破電池隔膜，造成電池短路引發安全事故。

現有的鋰離子電池加熱系統和充電加熱方法中，一般加熱回路、充電回路和放電回路共用一個總負繼電器，且充電機輸出電流按照恒流輸出。現有方案一方面造成總負繼電器使用頻次遠高于其他繼電器，增加了繼電器粘連失控風險。另一方面在低溫時充電機輸出電流可能部分流入電池對電池進行充電，造成電池低溫充電，影響電池使用安全和壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為了克服現有技術中的不足，本發明提供一種電動車用鋰離子電池系統和充電加熱方法。

本發明解決其技術問題所要采用的技術方案是：一種電動車用鋰離子電池系統，包括設有加熱片PTC的電池組、電池管理系統BMS、高壓箱、充電機和放電負載，所述電池組通過單體電壓采集線、電池總壓采集線和溫度采集線與所述電池管理系統BMS相連接，所述電池組通過電池總正接口、電池總負接口以及加熱接口與高壓箱相連接；所述高壓箱通過放電接口與放電負載相連接，所述高壓箱通過充電接口與充電機相連接，所述高壓箱通過總壓采集線、電流采集線和繼電器控制線與所述電池管理系統BMS相連接；所述電池管理系統BMS通過CAN總線和充電機輸出電壓采集線與充電機相連接。

電壓采集線包括單體電壓采集線、電池總壓采集線。單體電壓采集線采集單體電池電壓，總壓采集線用于采集電池組電壓Vb。PTC電壓采集線用于采集PTC端電壓VR充電機輸出電壓采集線用于采集充電機輸出電壓VC。溫度采集線采集單體電池的溫度，通過多個單體電池的溫度表示電池組的狀態。電流采集線采集電流傳感器上流過的電流。

進一步，所述高壓箱內包括電流傳感器、預充電阻R、預充繼電器K5、總正繼電器K6、總負繼電器K7、加熱繼電器K1、加熱繼電器K2、充電繼電器K3和充電繼電器K4，所述電池組的正負極分別通過加熱繼電器K1和加熱繼電器K2與加熱片PTC兩端連接形成加熱回路；所述電池組的正負極分別通過充電繼電器K3和充電繼電器K4與充電機兩端連接形成充電回路；電流傳感器串接在靠近電池負極的總回路中；所述電池組的正負極分別通過總正繼電器K6和總負繼電器K7與放電負載兩端連接形成放電回路；所述預充電阻R和預充繼電器K5串聯后并聯在所述總正繼電器K6的兩端；