[發明專利]動力電池加熱系統及方法

在審

• 申請號: 201810187389.3
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108306078A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 李靖;韓龍
• 申請（專利權）人: 蘇州匯川聯合動力系統有限公司
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/625;H01M10/63
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本發明提供了一種動力電池加熱系統及方法，所述系統包括第一溫度傳感器、控制器以及電機，且所述第一溫度傳感器安裝到所述動力電池；所述控制器包括溫度采樣單元以及加熱控制單元，其中：所述溫度采樣單元，用于通過所述第一溫度傳感器實時獲取所述動力電池的溫度；所述加熱控制單元，用于在所述動力電池的溫度符合預設條件時，使用所述動力電池提供的能量控制電機零轉矩運行。本發明通過動力電機為動力電池加熱，從而無需外部輔助加熱設備即可實現動力電池加熱，不僅降低了成本，降低了系統設計的復雜性，而且動力電池受熱均勻。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，更具體地說，涉及一種動力電池加熱系統及方法。

背景技術

隨著新能源電動車的發展，鋰離子電池以其電壓高，容量大，體積小，質量輕，工作溫度范圍寬等優點，被廣泛運用。盡管鋰離子電池因其諸多的優點而得到廣泛的應用，但是鋰離子電池應用領域拓寬的同時，也暴露了一些問題，鋰離子電池低溫性能始終差強人意，制約了電池的使用范圍。常用的電動汽車鋰離子動力電池在-10℃時，容量及工作電壓會明顯降低，-20℃時性能會明顯惡化，放電比容量驟降，僅能保持常溫時比容量的30％左右。并且在低溫時，鋰離子充電還存在產生晶枝、造成電池內部短路的風險。

目前市場上，在低溫環境使用鋰離子電池存在兩種情況：一種為不使用加熱情況；另一種為采用外部輔助設備加熱，如電熱片，電熱膜，空調等。

在不使用外部加熱時，鋰離子電池放電效率較低，并嚴重影響電池組的功率、使用壽命及安全性。而使用外部輔助加熱裝置對鋰離子電池進行加熱，不僅增加了成本以及系統設計的復雜性，并且使用外部輔助加熱裝置，熱量由外向內傳遞，是的鋰離子電池受熱不均勻。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對上述鋰離子電池在低溫環境可放電量、放電效率較低的問題，提供一種動力電池加熱系統及方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，提供一種動力電池加熱系統，包括第一溫度傳感器、控制器以及電機，且所述第一溫度傳感器安裝到所述動力電池；所述控制器包括溫度采樣單元以及加熱控制單元，其中：所述溫度采樣單元，用于通過所述第一溫度傳感器實時獲取所述動力電池的溫度；所述加熱控制單元，用于在所述動力電池的溫度符合預設條件時，使用所述動力電池提供的能量控制電機零轉矩運行。

在本發明所述的動力電池加熱系統中，所述控制器包括逆變單元，所述逆變單元包括多相橋臂且每一相橋臂包括上橋開關管和下橋開關管；所述加熱控制單元在控制電機零轉矩運行時：使至少一相橋臂的上橋開關管以及其他橋臂中至少一相橋臂的下橋開關管保持導通，并使其他上橋開關管和下橋開關管保持斷開。

在本發明所述的動力電池加熱系統中，所述系統還包括安裝到所述控制器的第二溫度傳感器和安裝到所述電機的第三溫度傳感器，所述溫度采樣單元通過所述第二溫度傳感器實時采集控制器溫度，并通過所述第三溫度傳感器實時采集電機溫度；

所述預設條件包括：所述動力電池的溫度低于第一閾值，所述控制器溫度不超過所述控制器正常工作的極限值，且所述電機溫度不超過所述電機正常工作的極限值。

在本發明所述的動力電池加熱系統中，所述控制器包括用于使車輛正常啟動的啟動控制單元；所述加熱控制單元在所述動力電池的溫度由低于第一閾值上升到第二閾值時，控制所述電機停止零轉矩運行，并向所述啟動控制單元發送信號使所述啟動控制單元進入工作狀態。

在本發明所述的動力電池加熱系統中，所述加熱控制單元在控制電機零轉矩運行時，使輸出到所述電機的電流由零開始增加并在達到預設值時保持不變。

本發明還提供一種動力電池加熱方法，所述動力電池向控制器供電并由所述控制器控制電機運行，所述方法包括以下步驟：

通過第一溫度傳感器實時采集所述動力電池的溫度；