[发明专利]一种电池组分组交流预热方法

说明书

本发明提出一种电池组分组交流预热方法，属于电池技术领域。该方法首先以电池单体或模组为单元对电池组进行分组，利用具有开关器件的电路将每个电池分组与电池组充电接口连接起来，对所有电池分组进行配对，并利用控制电路连接每个配对中的两个分组；然后确定电池分组预热规程，若电池组处于低温环境时，判定电池组充电接口是否与外部电源相连，并依据判定结果按照预热规程对电池组进行预热。本发明可同时在有外部电源输入以及无外部电源输入的条件下实施，并可有效提高电池组预热速率以及预热时的能量使用效率。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池组分组交流预热方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优点，与其他电池相比，是目前最适合于电动汽车的动力源。但在低温条件(一般在0℃以下)下，锂离子电池内部的各类阻抗增加，导致其在使用时的性能下降，而且目前的商用锂离子电池负极材料以石墨为主，在低温下充电时容易导致石墨负极上出现锂金属，使得电池的容量衰减、寿命降低，而且锂金属的持续生长还可能刺破隔膜，造成内短路，引发热失控等安全事故。通过预热，使电池温度上升到常温或者10℃以上之后，再让电池处于正常的工作状态，便可有效避免上述安全性问题的发生。

目前电池组低温预热方法包括外部预热与内部预热两种技术方案。外部预热是指通过电池组外部的加热元件对电池进行预热，直到电池组的温度达到预设温度，这种方法虽然可以有效解决电池在低温条件下的使用与充电问题，但这种方法用时较长，能量利用效率较低，成本较高，而且会降低电池组的能量密度；内部预热方法是指利用电池在充放电过程中自身的产热来实现预热，有效的方法包括利用高频大幅值的交流电对电池进行预热，这种方法较外部预热方式而言，其预热更快而且能量利用效率更高，但是利用该方法直接对整包电池组进行预热需要输入较大的电流，而目前的充电设备也难以满足大电流的要求。

发明内容

本发明是为了解决对整个电池组预热时大电流难以满足以及采用外部预热时电池组预热效率较低的问题，提出一种电池组分组交流预热方法。本发明可同时在有外部电源输入以及无外部电源输入的条件下实施，并可有效提高电池组预热速率以及预热时的能量使用效率。

本发明提出一种电池组分组交流预热方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选定一个电池组，以电池单体或模组为单元对该电池组进行分组，利用具有开关器件的电路将每个电池分组与电池组充电接口连接起来，对所有电池分组进行配对，并利用控制电路连接每个配对中的两个分组；

(2)对步骤(1)选定的电池组确定电池分组预热规程；

(3)电池组控制系统通过电池组的温度传感器所采集的温度信息计算电池组的平均温度，并根据设定的低温环境阈值判断电池组目前是否处于低温环境：若电池组平均温度小于低温环境阈值，则电池组处于低温环境，进入步骤(4)；否则，电池组未处于低温环境，不进行分组预热，方法结束；

(4)判定电池组充电接口是否与外部电源相连，并依据判定结果按照步骤(2)制定的预热规程对电池组进行预热：若电池组充电接口未连接外部电源，则根据预热规程通过分组之间的控制电路实现分组之间的相互充放电；若电池组充电接口连接外部电源，则根据预热规程对电池分组交替进行交流预热。

本发明的特点与有益效果在于：

1发明提出的方法可利用电池自身的产热来进行预热，提高了预热时的能量利用率，在对整个电池组进行分组预热时，对充电电流的大小要求较小，可有效解决对整个电池组预热时大电流难以满足的问题。

2本发明采用对电池组进行分组的思路，在有外部电源输入的情况下，对电池组内部的分组进行交替预热，有效解决了对整个电池组进行预热时充电桩难以提供大电流的难题；在无外部电源输入的情况下，利用两个电池分组交替充放电来实现预热，有效利用了电池自身的能量，提高了预热时的能量利用效率。