[发明专利]一种锂离子电池低温加热控制方法

说明书

一种锂离子电池低温加热控制方法，首先选取容性元件，然后将容性元件和一增设功率器件串联连接后再并联连接一开关器件形成加热控制电路，再将加热控制电路与锂离子电池、电机控制器本身的两组功率器件及电动机本身的两相绕组电感依次连接组成回路，然后通过开关器件以及增设功率器件各自的开启与关闭控制容性元件的充放电及两相绕组电感的磁能存储与释放，使得容性元件与绕组电感形成LC振荡电路，产生高频交变电流，再基于焦耳定律在锂离子电池内部产生热量，并且可以重复操作加热过程，实现连续振荡，不断产热，直至锂离子电池加热到目标温度。该方法只需在电动汽车固有结构的基础上添加简单的元件即可实现，加热效果好、热效率高且使用成本低。

技术领域

本发明涉及电池加热技术领域，具体涉及一种锂离子电池低温加热控制方法。

背景技术

电池加热方法在电池加热技术领域乃至电动汽车领域都是一种非常重要的技术，而且锂离子电池加热方法的好坏直接影响到电动汽车的舒适性、操作稳定性和安全性。目前，有很多新型技术方法开始运用到锂离子电池加热上来，但由于自身的性能缺陷，并没有在电动汽车领域得到广泛的运用，如：在锂离子电池外部加保温套，通过保温材料进行隔热保暖，但这只是起到隔热效果，并没有起到加热的作用；还有就是使用红外辐射膜给锂离子电池加热，然后在锂离子电池外部加保温套，以起到保温作用；还有空气加热法、液体加热法和帕尔贴加热法等方法，其中，空气加热法和液体加热法均是加热外部环境，能量耗散较大；帕尔贴加热法是利用不同的导体组成电路，进行通电，导体接头处就会产生焦耳热，进而实现加热锂离子电池，这种方法也会产生浪费许多热量并且对锂离子电池的加热效果也不明显。

现有技术也提出了一种宽线金属膜加热方法，将宽线金属膜加装在锂离子电池表面积最大的两个侧面上，宽线金属膜采用FR4板材或是铝基板，厚度1mm，板材两侧面上覆上铜膜，厚度0.03mm，宽线金属膜的一面为完整矩形平面铜膜，另外一面是由具有一定宽度、连续的铜线组成的铜膜，两铜膜的表面覆上耐磨绝缘层，利用电流通过时产生的热量实现对锂离子电池加热的目的。但该加热方法会在锂离子电池内部会产生较大的温度梯度，导致电池中心的温度变化显著滞后于电池表面，使得温度不一致，严重影响锂离子电池的寿命。

还有一种PTC加热器法(加热板加热法)，该方法的基本原理是在锂离子电池组中不同电池单体之间增加加热板，通过加热板和PTC加热器连接进行加热，进而实现对锂离子电池加热的目的。这种方法同样存在锂离子电池内部温度梯度较大的问题。

也有人提出了一种将加热片布置在锂离子电池内部的加热方法，改善了传统方法对电池加热时温度梯度较大的问题，但这种加热方法需要改变锂离子电池的自身结构，且只有在布置较多的加热片时才能实现大型电池单体的均匀加热，增大了电池单体的体积和重量，导致锂离子电池组能量密度降低。

上述几种方法均属于外部加热方法，其容易改变电池结构或者引起电池内部较大温度梯度，加热效果不够理想，相比而言，锂离子电池的内部加热方法使得电池内部发热速率较为均匀，锂离子电池内部温度梯度小，且不需要在锂离子电池内部布置额外的装置，不影响锂离子电池本身的结构、体积和重量，因此内部加热方法是一种安全高效的加热方法。

在公开号为CN104779652B、名称为“一种利用交流充放电快速预加热的动力电池充电机”的专利中，其发明了一种利用交流充放电快速预加热的动力电池充电机，其应用属于内部加热方法，通过温度传感器将实时采集的待充电汽车动力电池包的温度转换为电信号后传输给控制单元，控制单元控制选通模块和交流加热模块，实现对待充电汽车动力电池包的正常充电或预加热。但是，该方法需要通过外部设备对锂离子电池进行加热，只适合锂离子电池充电前的预加热，而不能解决低温环境下电动汽车动力性能较差的问题，不适用于电动汽车复杂多变的应用环境。