[发明专利]用于低温环境的锂电池系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种用于低温环境的锂电池系统及其控制方法，包括设置于BMS电路板上的第一控制单元和第二控制单元；所述第一控制单元包括依次连接的充电电路、超级电容、温控器和电热软膜；所述第二控制单元包括依次连接的温度传感器、温控触发器、处理器；所述处理器通过驱动电路与电热器连接；所述温度传感器包括用于采集锂电池组的温度；其中，当环境温度为‑60℃～‑30℃时，所述第一控制单元工作；当环境温度高于‑30℃时，所述第二控制单元工作。本发明将超级电容、电热软膜、温控器和温控触发器结合，使锂电池系统的应用环境温度范围大大拓宽。

技术领域

本发明涉及锂电池控制领域，特别是一种用于低温环境的锂电池系统及其控制方法。

背景技术

为了使锂电池能在低于0℃的环境中使用，目前的方案是采用BMS对锂电池所处的环境温度进行控制，一般将环境温度控制在5℃以上，但BMS中元器件的温度不能低于-40℃，所以在温度低于-40℃的环境中，锂电池系统无法正常安全使用，且由于汽车级的电子元件使用的环境温度不能低于-40℃，所以现有BMS技术改进无法满足环境温度低于-40℃时可靠工作的要求，只有脱离原BMS电路板，采用机械式的温度控制方案才能解决此问题。锂电池系统是新能源技术中的关键组成部分，普通锂电池的工作温度不能低于0℃，加BMS对锂电池系统进行环境温度控制后，也只能在-40℃以上的环境中使用，而在中国现有气象资料中，我国最低气温记录为-52.3℃，这使得锂电池的使用范围受到了极大的限制，因此亟需一种能在超低温环境下使用的锂电池系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种用于低温环境的锂电池系统及其控制方法，保证锂电池系统在超低温(低于-40℃)环境下能正常安全使用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于低温环境的锂电池系统，包括设置于BMS电路板上的第一控制单元和第二控制单元；所述第一控制单元包括依次连接的充电电路、超级电容、温控器和电热软膜；所述第二控制单元包括依次连接的温度传感器、温控触发器、处理器；所述处理器通过驱动电路与电热器连接；所述温度传感器用于采集锂电池组的温度；其中，当环境温度为-60℃～-30℃时，所述第一控制单元工作；当环境温度高于-30℃时，所述第二控制单元工作。

本发明采用上述结构，分段解决现有技术锂电池系统不能应用于超低温环境，例如 -60℃的问题，保证了锂电池系统在超低温环境下可以正常安全使用。

为了便于操作，所述第一控制单元中，所述超级电容通过启动开关与所述温控器连接。

本发明的温控器包括静连接片和动连接片；所述静连接片上设置有静触点；所述动连接片上设置有两个动触点；当温度小于-35℃时，所述静触点与其中一个所述动触点接触；另外一个所述动触点与设置于双金属片上的触点接触。采用双金属片温控器，主要工作原理是在环境温度低于-30℃时，双金属片温控器闭合，由低温超级电容所储存在电量放电使电热软膜发热，从而加热BMS电路板。控制简单。

本发明所述静连接片和动连接片上分别设置有第一接线柱和第二接线柱。便于接线。

所述动连接片和所述双金属片上均设置有固定柱，便于将温控器固定于电路板上。

作为一个发明构思，本发明还提供了一种用于低温环境的锂电池系统，其包括设置于BMS电路板上的依次连接的充电电路、超级电容、温控器和电热软膜；当环境温度小于-35℃时，所述电热软膜加热所述BMS电路板；当环境温度大于-25℃，所述电热软膜停止工作。

本发明的超级电容能在-60℃～60℃温度范围内正常工作，耐压5.5V，其特点是充放电速度快，在环境温度低于-35℃的情况下，为电热软膜加热提供能源；在环境温度高于0℃的情况下，锂电池系统正常工作，锂电池可以给低温超级电容充电，补足其能量。低温超级电容的容量大小可以根据电热软膜的功率大小、加热时间和电路板面积综合选择。