[发明专利]一种锂离子电池组充电加热系统和加热方法

说明书

技术领域：

本发明涉及锂离子电池领域，具体的说是一种锂离子电池组低温充电加热系统和加热方法。

背景技术：

锂离子电池在低温充电时，锂离子在负极容易出现枝晶现象，随着枝晶的长大，会刺破电池正负极之间的隔膜，形成短路，造成很大危险。目前对锂离子电池的加热方法，多是采用外部加热，这样电池受热不均，仍然会有析锂现象发生。

发明内容：

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种锂离子电池组充电加热系统，该系统包括充电回路、放电回路、电池组、放电开关、充电开关，所述的充电回路包括充电装置、充电开关和电池组，所述的放电回路包括外部加热装置、放电开关和电池组；所述充电装置包含充电设备控制模块、温度采样模块、开关控制模块，电池管理系统分别与该充电设备控制模块、温度采样模块、开关控制模块连接通讯，对各模块进行数据传输和控制。

作为本发明的进一步特征，所述外部加热装置包含有电热毯或电阻丝或PTC。

作为本发明的进一步特征，所述充电装置包含充电机或电子负载。

作为本发明的进一步特征，所述充电开关和放电开关为PMOS或NMOS或继电器。

作为本发明的进一步特征，所述电池管理系统和充电设备控制模块之间的通讯方式采用CAN或LIN或RS485或RS232。

为实现本发明的目的，本发明还提出一种锂离子电池组充电加热方法，包括以下步骤：

1)温度采样模块对锂离子电池组的温度进行采样，当采样得到的温度小于设定值temp1时，电池组自动进入低温加热模式，根据当前电池组SOC和温度值设定放电回路工作时间T1、充电回路工作时间T2和放电电流I1、充电电流I2，使I1×T1＝I2×T2，确保电池组的SOC维持恒定；

2)在低温加热模式下，首先闭合放电开关K1，使放电回路工作时间T1，放电电流为I1，利用电池组的放电发热，对电池进行内部加热，同时接通了外部加热装置，对电池进行外部加热，持续时间T1，断开开关K1，放电回路停止工作；然后闭合充电开关K2，使充电回路工作时间T2，充电装置以充电电流I2给电池组充电，补充电池组因放电降低的SOC。

3)完成一次放电充电过程，对电池组温度进行一次判定，如果温度T大于等于设定值temp1，退出低温加热模式，进入正常充电模式。

作为本发明的进一步特征，当低温加热模式时，充电回路和放电回路交替工作，工作时间T1、T2和工作电流I1、I2可根据SOC和温度的变化自动调整。

由于采用以上技术方案，本发明的一种锂离子电池组充电发热系统和加热方法，通过放电回路和充电回路的循环工作，对电池组内部和外部同时加热，使电池受热均匀，同时结构简单，效率高，有效的解决了电池组低温加热充电问题。

附图说明：

图1为本发明的锂离子电池组充电加热系统结构框图

图2为本发明的锂离子电池组加热功能框图

图3为本发明的锂离子电池组加热方法的流程图

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明的实施方式。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，本发明锂离子电池组充电加热系统包括充电回路、放电回路、电池组12、放电开关15、充电开关14。充电回路包括充电装置11、充电开关14和电池组12，放电回路包括外部加热装置装置13、放电开关15和电池组12。充电装置11可以由充电机或电子负载等设备组成，电池组12由多个电池单体串并联组成，电池组内阻为R1，外部加热装置13由电热毯等组成，其电阻为R2。K1为放电回路开关，K2为充电回路开关。

图2为本发明锂离子电池组充电加热系统功能框图，该加热系统主要功能分为3个功能模块。充电设备控制模块21，温度采样模块22和开关控制模块23。BMS(电池管理系统)20为整个系统的CPU，对各功能模块进行数据传输和控制。模块20与模块21之间的通讯可以但不限于选用CAN、LIN、RS485、RS232等通讯方式。温度采样模块22采集的温度数据传送至模块20进行计算处理，由模块20对温度进行比较，并做出判定是否进入低温加热模式。