[发明专利]一种电池直流/交流加热装置及方法

说明书

本发明涉及一种电池直流/交流加热装置，该装置直流电源和交流电源；直流电源、交流电源和电池构成并联电路；直流电源包括变压器、整流滤波和稳压；交流电源输出峰值电压高于直流电源的输出电压。本发明所提出的电源加热装置，可以在低温下快速加热电池，并且不需要额外增加加热介质或管路，具有加热速度快、加热效率高、结构简单和可靠性高等优势，结构简单，易于操作。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其是一种电池直流/交流加热装置及方法。

背景技术

能源匮乏和环境污染的双重压力助推了化学电源技术的快速发展，目前锂电池已经成为电动汽车、手机、无人机和电动工具等用电产品的心脏，其性能的好坏直接影响着用电产品的使用效果。锂电池是一种化学电源，通过化学反应来实现充电和放电，其由电池卷芯、电解液和电池外壳等组成，锂电池工作时，锂离子以电解液为载体，在电池卷芯的正负极之间移动，以实现电池的充放电。然而，低温环境下由于锂电池的材料电导率、化学反应速率下降，导致锂离子的迁移速率会变慢，从而导致充电时锂电池大量析锂以及放电时锂电池的放电容量损失很大，进而影响用户对移动终端的使用。例如，手机在低温地区外面使用时，待机时间会明显减少。又例如在冬季电动汽车的续驶里程和放电功率明显下降。更糟糕的是，低温环境下对锂电池进行充电非常困难，低温环境下充电产生的副反应导致金属锂在负极表面沉积，加速电池寿命衰减，甚至有可能刺破隔膜，引起锂电池内部短路，最终导致热失控的安全事故。

如果采用热敏电阻PTC(Positive Temperature Coefficient)直接加热的方式对电池加热，会导致加热散热不均匀，加热速度较慢且持续时间较长。如果采用独立的液冷箱或相变换热器，借助外部电源通过加热液体对电池进行加热，将要需要外部电源先加热液体，再通过液体加热电池，导致加热效率较低，成本也较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术散热不均以及加热效率较低，成本也较高的不足，提供了一种电池直流/交流加热装置及方法。

为实现上述目的，一方面本发明提供了一种电池直流/交流加热装置，该装置包括：包括：直流电源和交流电源；所述直流电源、所述交流电源和电池构成并联电路；所述直流电源包括变压器、整流滤波和稳压；所述交流电源输出峰值电压高于直流电源的输出电压。

优选的，直流电源和所述交流电源回路分别采用二极管进行短路保护。

优选的，直流电源输出电压为110V～1000V。

优选的，交流电源的电压输出范围为220V～1000V；所述交流电源的频率为30HZ～10000HZ。

优选的，交流电源输出峰值电压高于直流电源的输出电压的差值范围为0.1～20V。

优选的，直流电源的文波系数≤2％。

优选的，直流电源的输出电压调整率≤5％。

优选的，电池包括磷酸铁锂锂离子电池、三元锂离子电池、锂硫电池或锂空气电池中的任意一种。

另一方面，本发明提供了一种电池直流/交流加热方法，该方法包括以下步骤：通过并联连接的直流电源和交流电源给负载电池输出能量；直流电源输出稳定的电压，交流电源的输出电压随时间成周期性变化；直流电压值和交流电压值进行叠加，当二者叠加值为零时，负载电池呈短路状态；电池自身发热起到加热的效果。

优选的，交流电源输出峰值电压高于直流电源的输出电压。

本发明所提出的直流/交流电源加热装置，可以在低温下快速加热电池，并且不需要额外增加加热介质或管路，具有加热速度快、加热效率高、结构简单和可靠性高等优势，结构简单，易于操作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电池直流/交流加热装置原理示意图；