專利名稱：電池加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池加熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池加熱裝置。
背景技術(shù)：
目前，由于資源短缺，電池作為新能源載體已經(jīng)成為一種趨勢，更多地用于電動汽
本坐
寸o使用電池作為能源載體的問題是，電池在零下40°C至零下30°C時，由于電池內(nèi)化 學(xué)物質(zhì)(電解液)的活性降低，電池不能釋放出足夠的電流，從而導(dǎo)致電動汽車無法正常行駛。
實用新型內(nèi)容本實用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型提出一種電池加熱裝置，包括電池管理器，所述電池管理器采集電池包的電流、電壓及溫度；以及雙向整流器，所述雙向整流器與所述電池管理器相連，所述雙向整流器根據(jù)所述電池包的電流和電壓判斷所述電池包的當前狀態(tài)，并在充電時所述雙向整流器將電網(wǎng)的電壓進行AC/DC轉(zhuǎn)換后對所述電池包進行充電，且在放電時將所述電池包電壓進行DC/AC轉(zhuǎn)換后反饋至所述電網(wǎng)，以及所述雙向整流器在所述電池包溫度低于第一溫度閾值之后，對所述電池包進行脈沖充電和/或脈沖放電。根據(jù)本實用新型實施例的電池加熱裝置，通過采用雙向整流器對電池包進行脈沖充/放電的方法對電池包進行加熱，對電池包壽命的影響較小，而且使得能量在電池包和電網(wǎng)之間流動，提高了能量利用率，降低了能源損耗。本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是本實用新型一個實施例的電池加熱裝置的示意圖；圖2是本實用新型一個實施例的電池加熱裝置的雙向整流器的示意圖；以及圖3是本實用新型另一個實施例的電池加熱裝置的示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。[0013]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附
圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。圖I為本實用新型一個實施例的電池加熱裝置的示意圖。如圖I所示，該電池加熱裝置I包括電池管理器11和雙向整流器12?！る姵毓芾砥?1采集電池包2的電流、電壓及溫度。例如，對于混合動力車和電動汽車來說，可以采用車載BMS(Battery Management System,電池管理系統(tǒng))作為電池管理器11。雙向整流器12與電池管理器11相連，根據(jù)電池包2的電流和電壓判斷電池包2的當前狀態(tài)，并在充電時將電網(wǎng)3的電壓進行AC/DC轉(zhuǎn)換后對電池包2進行充電，且在放電時將電池包2的電壓進行DC/AC轉(zhuǎn)換后反饋至電網(wǎng)3，雙向整流器12在電池包2的溫度低于第一溫度閾值之后，對電池包2進行脈沖充電和/或脈沖放電。由此，通過雙向整流器12，利用一定脈寬的大電流給電池包2進行脈沖充/放電，會瞬間升高電池包2的溫度，提高電池包2內(nèi)部的電解液的活性，達到利用電池自身的能量提高電池的溫度，增大放電電流的目的。采用本實用新型的電池加熱裝置，電池包2即使在零下40°C的溫度環(huán)境里也可以正常工作，克服了低溫環(huán)境下電池包不能正常工作的問題，而且對電池包容量的損耗較小，對電池壽命的影響較小。此外，通過雙向整流器12將電池包2和電網(wǎng)3合二為一，實現(xiàn)自動化控制和能量循環(huán)利用，降低了能源損耗。在本實用新型的一個實施例中，雙向整流器12在電池包2的溫度高于第二溫度閾值之后，停止對電池包進行脈沖充電和/或脈沖放電。其中，第二溫度閾值可為0°C 30°C。由此，可以提高加熱過程的安全性。應(yīng)理解，該電池加熱裝置I可以為充電柜，充電柜具有脈沖電流大的特點，因此便于在電池包充電前快速給電池包預(yù)熱，進而大電流充電。該電池加熱裝置I也可以為充電樁，充電樁具有脈沖電流小、分布廣泛等特點，便于用戶在低溫環(huán)境里電池包保溫，方便出行。下面結(jié)合圖2詳細描述本實用新型實施例的雙向整流器12及其工作過程。圖2為本實用新型一個實施例的雙向整流器12的示意圖。如圖2所示，該雙向整流器12包括三相隔離變壓器121、三相接觸器122、三相PWM可控整流器123以及控制器124。三相隔尚變壓器121與電網(wǎng)3相連。三相接觸器122與三相隔尚變壓器121相連。三相PWM可控整流器123與三相接觸器122相連，對電網(wǎng)3的電壓進行AC/DC轉(zhuǎn)換，或?qū)﹄姵匕?的電壓進行DC/AC轉(zhuǎn)換?？刂破?24與三相接觸器122和三相PWM可控整流器123相連，控制器124對電網(wǎng)3的輸入電壓和三相PWM可控整流器123的輸出電壓進行采樣，并根據(jù)輸入電壓和輸 出電壓對三相接觸器122進行控制，及對三相PWM可控整流器123輸入信號之間的相位差進行調(diào)整。在本實用新型的一個示例中，控制器124可采用單片機實現(xiàn)。首先，三相接觸器122斷開，控制器124通過直流母線電壓監(jiān)測獲得電池包2的實際電壓，根據(jù)其內(nèi)部單片機所設(shè)置的電池包充放電電壓和溫度保護閾值來進行脈沖充放電，同時獲得電網(wǎng)3的輸入電壓采樣和三相PWM可控整流器123的輸出電壓采樣，從而控制器124便可通過控制占空比(PWM)來調(diào)節(jié)三相PWM可控整流器123的輸出電壓值以實現(xiàn)充放電的功能。其中，控制器124可控制三相PWM可控整流器123通過移相技術(shù)，讓兩橋臂的開關(guān)管SI、S4和S2、S5和S3、S6的驅(qū)動脈沖之間保持一定的相位差，改變相位差，就可以改變占空比。具體地，充電時，控制器124通過控制占空比使得三相PWM可控整流器123的輸出電壓< 電網(wǎng)3的輸入電壓，從而使得電流從右至左流動，達到充電目的；放電時，控制器124通過控制占空比使得三相PWM可控整流器123的輸出電壓> 電網(wǎng)3的輸入電壓，從而使得電流從左至右流動，達到放電目的。在本實用新型的一個實施例中，如圖2所示，該雙向整流器12還可以包括連接在三相接觸器122和三相PWM可控整流器123之間的三個濾波器125和與三相PWM可控整流器123并聯(lián)的直流吸收電容126。在本實用新型的一個示例中，三個濾波器125均為LC正弦波濾波器。通過三個濾波器125可對電網(wǎng)3的輸入電壓進行濾波，提高電網(wǎng)3的輸入電壓的精度，從而提高控制器124的控制精度。類似地，通過直流吸收電容126可對三相PWM可控整流器123的輸出電壓進行濾波，提高輸出電壓的精度，從而提高控制器124的控制精度。圖3為本實用新型另一個實施例的電池加熱裝置的示意圖。如圖3所示，在圖I所示的實施例的基礎(chǔ)上，該電池加熱裝置I還包括監(jiān)控器13。監(jiān)控器13與電池管理器11相連，顯示電池包2的電流、電壓及溫度。由此，用戶可以直接監(jiān)視電池包的溫度等，以在自動控制失效時，可以人為地進行控制，進一步提高加熱的安全性。根據(jù)本實用新型實施例的電池加熱裝置，至少具有以下的有益效果I、采用脈沖充/放電的方式給電池加熱，與現(xiàn)有的電池加熱方法(如短路等)相比,對電池壽命的影響較小。2、可以在現(xiàn)有的充電柜、充電樁等充電技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)脈沖充/放電，實現(xiàn)較為容易，成本低。而且，充電柜具有大電流脈沖充/放電的功能，充電樁分布廣泛，兩者相輔相成，便于在不同場合給電池包加熱，方便用戶使用。3、通過雙向整流器給電池包進行脈沖充/放電的方法，使得能量在電池包和電網(wǎng)之間流動，提高了能量利用率，降低了能源損耗。4、以電池包的溫度、電壓作為加熱截止判斷條件，提高了加熱過程的安全性。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本實用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.ー種電池加熱裝置，其特征在于，包括 電池管理器，所述電池管理器采集電池包的電流、電壓及溫度；以及 雙向整流器，所述雙向整流器與所述電池管理器相連，所述雙向整流器根據(jù)所述電池包的電流和電壓判斷所述電池包的當前狀態(tài)，并在充電時所述雙向整流器將電網(wǎng)的電壓進行AC/DC轉(zhuǎn)換后對所述電池包進行充電，且在放電時將所述電池包電壓進行DC/AC轉(zhuǎn)換后反饋至所述電網(wǎng)，以及所述雙向整流器在所述電池包溫度低于第一溫度閾值之后，對所述電池包進行脈沖充電和/或脈沖放電。
2.如權(quán)利要求I所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述雙向整流器在所述電池包溫度高于第二溫度閾值之后，停止對所述電池包進行脈沖充電和/或脈沖放電。
3.如權(quán)利要求I所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述電池加熱裝置還包括 監(jiān)控器，所述監(jiān)控器與所述電池管理器相連，所述監(jiān)控器顯示所述電池包的電流、電壓及溫度。
4.如權(quán)利要求I所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述雙向整流器包括 三相隔離變壓器，所述三相隔離變壓器與所述電網(wǎng)相連； 三相接觸器，所述三相接觸器與所述三相隔離變壓器相連； 三相PWM可控整流器，所述三相PWM可控整流器與所述三相接觸器相連，所述三相PWM可控整流器對電網(wǎng)的電壓進行AC/DC轉(zhuǎn)換，或?qū)﹄姵匕妷哼M行DC/AC轉(zhuǎn)換；以及 控制器，所述控制器與所述三相接觸器和所述三相PWM可控整流器相連，所述控制器對所述電網(wǎng)的輸入電壓和所述三相PWM可控整流器的輸出電壓進行采樣，并根據(jù)所述輸入電壓和所述輸出電壓對所述三相接觸器進行控制，及對所述三相PWM可控整流器輸入信號之間的相位差進行調(diào)整。
5.如權(quán)利要求4所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述電池加熱裝置還包括 連接在所述三相接觸器和所述三相PWM可控整流器之間的三個濾波器。
6.如權(quán)利要求5所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述濾波器為LC正弦濾波器。
7.如權(quán)利要求4所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述電池加熱裝置還包括 與所述三相PWM可控整流器并聯(lián)的直流吸收電容。
8.如權(quán)利要求4所述的電池加熱裝置，其特征在干，當進行脈沖充電時，所述控制器控制所述三相PWM可控整流器輸入信號之間的相位差以使所述三相PWM可控整流器的輸出電壓小于所述電網(wǎng)的輸入電壓。
9.如權(quán)利要求4所述的電池加熱裝置，其特征在干，當進行脈沖放電時，所述控制器控制所述三相PWM可控整流器輸入信號之間的相位差以使所述三相PWM可控整流器的輸出電壓大于所述電網(wǎng)的輸入電壓。
10.如權(quán)利要求I所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述電池加熱裝置為充電柜或充電樁。
專利摘要本實用新型提出一種電池加熱裝置，包括電池管理器，所述電池管理器采集電池包的電流、電壓及溫度；以及雙向整流器，與所述電池管理器相連，所述雙向整流器根據(jù)所述電池包的電流和電壓判斷所述電池包的當前狀態(tài)，并在充電時所述雙向整流器將電網(wǎng)的電壓進行AC/DC轉(zhuǎn)換后對所述電池包進行充電，且在放電時將所述電池包電壓進行DC/AC轉(zhuǎn)換后反饋至所述電網(wǎng)，以及所述雙向整流器在所述電池包溫度低于第一溫度閾值之后，對所述電池包進行脈沖充電和/或脈沖放電。根據(jù)本實用新型的電池加熱裝置，通過雙向整流器給電池包脈沖充/放電的方法對電池進行加熱，對電池壽命的影響較小，而且使得能量在電池包和電網(wǎng)之間流動，提高了能量利用率，降低了能源損耗。
文檔編號H01M10/44GK202423513SQ20112056032
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者張俊, 湯小華, 沈曉峰, 鄭煒偉 申請人:比亞迪股份有限公司