[发明专利]电池升温系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种电池升温系统及其控制方法。电池升温系统包括操作附接至电池模块的加热器的电源。加热器配置为增大电池温度，并且安装在加热器与电源之间的电路上的可变电阻器基于电阻值的调整状态调整加热器的加热值。安装在加热器与电源之间的电路上的加热器继电器打开与关闭电路以选择性地打开/关闭加热器。第一传感器传感电池温度并且第二传感器传感加热器温度。控制器基于第一传感器传感的温度信息而输出控制信号以操作加热器继电器来选择性地打开/关闭加热器并输出控制信号以调整可变电阻器的可变电阻值。

本申请是分案申请，其母案申请的申请号为2014102230667，申请日为2014年5月23日，发明名称为“电池升温系统及其控制方法”。

技术领域

本发明涉及电池升温系统极其控制方法，并且更具体地，涉及这样一种电池升温系统极其控制方法，其更有效地执行加热控制以缩短电池升温时间同时缩短低温条件中电池升温时间。

背景技术

作为新一代二次电池的锂聚合物电池(LiPB)已被用作诸如电动车辆和混合动力车辆的环保型车辆中的电池。锂聚合物电池(LiPB)是使用具有优异的离子导电性的固体电解质的二次电池。在液体电解质电池中，电解液很可能会泄露并且电解液中使用的有机溶剂是可燃材料，而诸如锂聚合物电池的固体电解质电池的优势在于该电池不具有(例如，最小)泄露电解液以及爆炸风险的可能性、具有低内阻以及高能量密度，并不会使电池的使用期限减小而不需充足电和完全放电,因为该电池不具有记忆作用。

然而，在基本低温区域中，由于充电状态(SOC)降低，电池的内阻迅速增大，使得放电输出降低。因为车辆的行驶条件是通过基于电池温度和SOC的输出而不是通过基于车辆行驶状态中电池的SOC限制输出来确定，因此需要将基本低温状态中的电池增大至适当温度(例如，行驶状态的预定温度)以确保基本低温时车辆的电源性能。

当电池在基本低温状态下充电时，正极和负极的过电压的升高不是对称增大的，从而与室温下充电相比，充电容量可能降低并且负极电压可能降低至基本低电压。具体地，电池中类金属的锂减少，并且当该情况在基本时间段内重复时，电池的性能可能会恶化并且可能出现内部短路。

为了有效地使用锂聚合物电池(LiPB)，并且确保LiPB的安全性以及耐用期限，需要适当地管理电池的使用温度。然而，当加热器快速地施加热以增大电池温度时，可能会存在起火、爆炸等的风险，并且因此，存在这样的一种需求，系统需基于电池的温度和外部条件有效地控制加热器的温度。

作为当前电池升温系统，之前已经开发了通过用正温度系数(PTC)加热器来加热流通于电池组的流体来增大电池温度的方法，通过使用围绕电池模块的毯状加热器加热电池周围的空气的方法等等。

电池升温系统的主要性能取决于短升温时间以快速地改善低温时电池的输出以及安全保证以防止风险，诸如，防止在任何情况下发生火灾。为了缩短电池升温时间，需要减少电源的阻抗以增大加热器的加热值，并且确保电池的安全性，需要增大电源的阻抗以减少加热器的加热值。

然而，根据相关技术，当加热器的加热值无条件地增大时，在非正常情况下电池中可能会发生火，并且具体地，由于加热器的热变形可能会出现火星并且由于可燃气体的泄露可能会出现电池的着火等等由于过度的电池升温引起的问题，这可能会导致整个车辆的风险。当仅考虑到电池升温时间的缩短而增大加热器的加热值时，由于升温系统的故障期间的连续加热难以确保电池的安全性。

发明内容

本发明提供这样一种电池升温系统及其控制方法，其可更有效地执行加热控制以缩短电池升温时间同时减少低温条件下的电池升温时间。此外，本发明提供这样一种电池升温系统及其控制方法，其通过防止电池温度过度升高并防止加热器过热确保电池的耐用性以及加热器的热变形。