[发明专利]一种动力电池加热装置的加热方法

说明书

本发明公开了一种动力电池加热装置及其加热方法，是由超级电容、加热控制单元、主控制开关、动力电池，外部加热装置，电池热管理系统，外部加热控制开关、电阻可调式加热膜以及温度传感器构成；汽车低温严寒环境启动时，加热控制单元根据温度传感器的温度信号控制超级电容接入电阻可调式加热膜以及启动外部加热装置，并在温度达到预设的阈值时，加热控制单元切断超级电容放电，由电池热管理系统维持动力电池的工作温度。本发明能使得动力电池在低温严寒环境下启动时候能实现快速加热。

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，具体涉及一种动力电池加热装置的加热方法。

背景技术

电池低温放电能力差一直是制约电动汽车广泛推广的制约因素。电池在低温情况下，电池放电性能降低，导致整车续驶里程大幅下降；动力电池的容量是在环境温度为25摄氏度时测定的，当使用环境温度不同时，在放电方面，动力电池的放电容量(动力电池内部活性物质的化学反应效率)会有所不同。一般而言，在40摄氏度以下温度范围内，温度越低，动力电池的容量也越小。变化的环境温度会让电池处于不同放电温度条件，现今动力电池的电池热管理系统会对电池温度的准确测量和监控，维持电池温度使电池组能够正常工作。但是汽车工作的季节和地域都是变化的，其工作的环境温度也是变化莫测。在温度适宜的地区和季节，电池的热管理系统足够应对于实现电池快速进入温度最优区间；在低温严寒条件下，汽车启动时单一的电池热管理系统无法实现能够快速提升动力电池的环境温度。

现今有人提出触发动力电池外部短路使得动力电池快速升温，尽管会根据动力电池的实时状态，动态调整外部短路的时刻以及外部短路持续时间，但是其仍然影响到动力电池的使用寿命和安全。尤其是控制方法出现延迟可能会导致危险发生。

发明内容

发明是为解决上述现有技术存在的不足，提供了一种动力电池加热装置及其加热方法，以期能使得动力电池在低温严寒环境下启动时候能实现达到快速加热，并扩大动力汽车的应用范围。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种动力电池加热装置的特点包括：超级电容、主控制开关、加热控制单元、动力电池，外部加热装置，电池热管理系统，外部加热控制开关、电阻可调式加热膜以及温度传感器；

所述超级电容通过所述外部加热控制开关与所述电阻可调式加热膜相连，并用于为所述动力电池加热；

所述外部加热装置通过所述主控制开关与所述电池热管理系统相连，并用于为所述动力电池加热；

所述温度传感器设置在所述动力电池侧面；

所述电阻可调式加热膜布置在动力电池单体两侧；

所述加热控制单元用于控制所述主控制开关、外部加热控制开关。

本发明所述的动力电池加热装置的加热方法的特征是按如下步骤进行：

步骤1、在汽车启动时，所述温度传感器获取所述动力电池的温度信号，并传递给所述加热控制单元；

步骤2、所述加热控制单元根据所述温度信号T_s加热到预先设定的阈值温度T_p得到所需的热量，记为Q_all；

步骤3、利用式(1)得到汽车启动时刻的温度T_s加热到阈值温度T_p设置的预热时间t内，超级电容由初始电压U_i放电到截至电压U_f1时所述电阻可调式加热膜的高电阻产生的热量 Q_c1：

式(1)中，U_f1表示超级电容接入所述电阻可调式加热膜的高电阻时间t后放电截止电压，并有：