[發明專利]實現內外部聯合加熱的鋰離子動力電池系統及控制方法

有效

• 申請號: 202011254675.0
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112382806B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 熊瑞;孫萬洲;楊瑞鑫;李幸港
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/637;H01M10/6571;H01M10/633
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.一種利用鋰離子動力電池系統進行加熱控制的方法，其特征在于：

所述鋰離子動力電池系統由以下部件組成：

鋰離子動力電池組、加熱控制模塊、可變電阻加熱膜、數據采集模塊、電流調整模塊、加熱膜電阻調節開關、外部電源、加熱回路開關電池管理系統、以及外部加熱單元；

其中，可變電阻加熱膜具有多條不同阻值的加熱回路，與所述加熱膜電阻調節開關配合切換不同回路；

所述數據采集模塊采集所述鋰離子動力電池組的電流、電壓和溫度數據，并將電池當前溫度數據提供給所述電池管理系統；所述電池管理系統基于電池當前SOC和溫度數據通過控制加熱控制模塊控制加熱回路開關，用于開啟或關閉加熱功能；電池管理系統還基于SOC和溫度數據為所述加熱控制模塊提供控制信號參數；

所述電流調整模塊基于加熱控制模塊提供的控制信號調整電流通斷時間和通斷頻率；所述加熱控制模塊基于控制信號對加熱電阻調節開關進行控制，選擇指定的電阻回路，結合電流調整模塊的控制使可變電阻加熱膜產生需要的加熱總功率和加熱速率；

所述外部加熱單元用于在電池SOC不滿足自加熱條件時給加熱膜供電，通過可變電阻加熱膜對電池進行加熱；

所述外部電源用于在電池SOC不滿足自加熱條件時為可變電阻加熱膜提供電力；

所述方法具體包括以下步驟：

步驟1)：系統初始化；

電池管理系統依據數據采集模塊所采集得到的電流、電壓和溫度數據判斷電池當前的狀態，如果電池溫度低于預設的加熱溫度，則開啟加熱功能；

加熱功能開啟后，將當前SOC與預設的最低加熱SOC進行比較，在當前SOC大于最低自加熱SOC時使用內外部聯合加熱；在當前SOC較小時，則不開啟內外部聯合加熱功能，僅使用外部加熱；電池滿足內外部聯合加熱條件時，加熱模塊啟動并保持待機狀態；

步驟2)：加熱參數設定；

電池管理系統依據電池當前SOC、溫度數據以及加熱目標需求，基于預先制定的加熱策略選擇最優的加熱開關通斷頻率、開關導通時間、加熱膜阻值大小，并將選擇的控制信號發送給加熱控制模塊；

步驟3)：加熱；

加熱控制模塊接收到來自于電池管理系統的加熱命令和控制參數后，向加熱回路開關、加熱膜電阻調節開關、電流調整模塊發送控制信號；加熱回路開關首先閉合，而后加熱膜電阻回路選擇開關閉合選擇的電阻所在回路，最后電流調整模塊開始工作；電池通過加熱膜回路電阻放電，電池自身產生的熱量從電池內部加熱，加熱膜產生的熱量從外部對電池加熱；

步驟4)：加熱停止；

當電池溫度達到預設的目標溫度后，加熱控制模塊控制加熱回路開關斷開，電流調整模塊停止工作，同時向電池管理系統發送加熱完成信息。