專利名稱：電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，尤其涉及在低溫條件下對(duì)充式電池進(jìn)行慢充的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，鋰電池(Li-ion)已成為可充電式電池的首選，與鎳氫電池(NiMH)或鎳鎘電池(NiCad)相比，鋰電池(Li-ion)具有較高的能量密度、較佳的周期生命、較高的輸出電壓及較低的自放電率。然而，鋰電池(Li-ion)的使用受溫度限制較大，即溫度對(duì)鋰電池的充電性能影響較大。當(dāng)被充電至高容量(額定電池容量的85-100%)或暴露在高溫(通常指高于450C)時(shí)，電池很容易損壞。相反，當(dāng)鋰電池電芯溫度低于0°C條件時(shí)，鋰電池充電存在不能充滿和影響鋰電池壽命的風(fēng)險(xiǎn)。盡管充電時(shí)，電芯溫度會(huì)有所上升，但由于功率(尤其是在慢充時(shí))有限，電芯充電溫度并不能上升至最佳的充電溫度范圍。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，幾乎每個(gè)充電裝置都具有溫度檢測(cè)裝置，用以檢測(cè)環(huán)境溫度并將結(jié)果反饋至充電裝置，以便通過(guò)冷卻裝置和加熱裝置來(lái)使電池及其環(huán)境溫度保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，為了在盡可能不增加系統(tǒng)復(fù)雜性和凸顯實(shí)用性的前提下解決鋰電池在低溫環(huán)境下慢充的難題，本發(fā)明的目的在于提供一種可在低溫條件下對(duì)充式電池進(jìn)行慢充的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，可使電池在最佳溫度下充滿，同時(shí)不影響電池壽命，降低了電池包的復(fù)雜性、提高了能源效率。本實(shí)施方式的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)包括電池包；對(duì)所述電池包進(jìn)行充電的充電機(jī)； 通過(guò)傳熱介質(zhì)及管路對(duì)電池包進(jìn)行冷卻的冷卻器；具有電池溫度監(jiān)測(cè)模塊和加熱控制模塊的電池控制裝置(BMS)；與所述冷卻器并聯(lián)連接的加熱器；以及為傳熱介質(zhì)提供輸送動(dòng)力的傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于具有與冷卻器并聯(lián)連接的加熱器，因此可僅基于電池原有冷卻環(huán)路來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱環(huán)路，而不需設(shè)置獨(dú)立的加熱環(huán)路，完全不增加系統(tǒng)得復(fù)雜性。另外，所述傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元包括循環(huán)水泵；與循環(huán)水泵連接的水箱；以及用來(lái)調(diào)節(jié)管路中的壓力的泄壓管路。并且所述傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元、加熱器以及冷卻器之間通過(guò)三通閥連接。且所述三通閥最好為三通電磁閥。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于通過(guò)電池控制裝置控制下的電磁閥實(shí)現(xiàn)制冷器和加熱器之間的切換，因此可僅基于電池原有冷卻環(huán)路來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱環(huán)路，而不需設(shè)置獨(dú)立的加熱環(huán)路，完全不增加系統(tǒng)得復(fù)雜性。另外，所述充電機(jī)把家用交流電轉(zhuǎn)換成直流電并分別向電池充電電路、動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路和熱管理供電電路供電。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于所述充電機(jī)分別與電池充電電路、動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路和熱管理供電電路連接，該動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路與循環(huán)水泵連接，熱管理供電電路與加熱器連接。因此，不需要額外設(shè)置電路就可通過(guò)動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路和熱管理供電電路來(lái)對(duì)循環(huán)水泵和加熱器進(jìn)行穩(wěn)定的供電。而且，加熱過(guò)程中，電池控制裝置對(duì)電池電芯的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，充電機(jī)根據(jù)電池控制裝置監(jiān)測(cè)的電池電芯溫度調(diào)節(jié)電加熱器的功率；當(dāng)溫度達(dá)到要求時(shí)，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)停止加熱裝置和循環(huán)水泵的運(yùn)行，使電池在整個(gè)充電過(guò)程維持在最佳溫度范圍內(nèi)。從而在最佳溫度下將電池充滿，同時(shí)不影響電池壽命。另外，所述冷卻器連接有電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，該電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)與所述熱管理供電電路連接，由所述充電機(jī)供電。因此，可通過(guò)熱管理供電電路對(duì)加熱器進(jìn)行穩(wěn)定的供電。

圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的概略圖。(符號(hào)說(shuō)明)1電池包2電池控制裝置3冷卻器4加熱器5三通閥6水箱7泄壓管路8循環(huán)水泵9充電機(jī)10熱管理供電電路11動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路12電池充電電路13閥14電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施方式僅僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的一例，不應(yīng)被解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。本實(shí)施方式的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)包括電池包1 ；對(duì)電池包1進(jìn)行充電的充電機(jī)9 ； 通過(guò)傳熱介質(zhì)及管路(本實(shí)施方式中，管路均由實(shí)線表示)對(duì)電池包1進(jìn)行冷卻的冷卻器 3 ；具有電池溫度監(jiān)測(cè)模塊和加熱控制模塊的電池控制裝置(BMQ2 ；與冷卻器3并聯(lián)連接的加熱器4 ；以及為傳熱介質(zhì)提供輸送動(dòng)力的傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元。上述傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元包括循環(huán)水泵8 ；與循環(huán)水泵8連接的水箱6 ；以及用來(lái)調(diào)節(jié)管路中的壓力的泄壓管路7。而且，該傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元、加熱器4以及冷卻器3之間通過(guò)三通電磁閥5連接。充電機(jī)9把直接可使用家用交流電并將其轉(zhuǎn)換成直流電并分別與電池充電電路12、動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路11和熱管理供電電路10連接，該動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路11與循環(huán)水泵 8連接，熱管理供電電路10與加熱器4連接。另外，本實(shí)施方式中，冷卻器3連接有電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)14，該電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)14與熱管理供電電路10連接，由充電機(jī)9供電。因此，可通過(guò)熱管理供電電路對(duì)加熱器進(jìn)行穩(wěn)定的供電。利用該結(jié)構(gòu)，可針對(duì)在高溫條件下難以進(jìn)行快充(由于功率較大，電芯溫度會(huì)大幅上升故而超出最佳的充電溫度范圍，而難以冷卻)的缺陷，使其迅速降溫達(dá)到最佳的充電溫度范圍，從而使電池在最佳溫度下充滿。電池包1的冷卻環(huán)路包括供傳熱介質(zhì)流動(dòng)的管路(見圖1中的實(shí)線)、冷卻器3 和主要由循環(huán)水泵7構(gòu)成的傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元。而且，在傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元中還包括水箱 6和泄壓管路7。在循環(huán)水泵的管路中壓力過(guò)高時(shí)，該泄壓管路7的閥13開啟，使傳熱介質(zhì)通過(guò)該泄壓管路7流入水箱，以起到泄壓的作用，使管路中維持正常的壓力。因此，傳熱介質(zhì)可順利地帶走電池的熱量，實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移。本實(shí)施方式中，設(shè)置有與冷卻器3并聯(lián)連接的加熱器4，且傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元、加熱器4以及冷卻器3之間通過(guò)三通電磁閥5連接。在充電過(guò)程中，電池控制裝置2對(duì)電池電芯的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在檢測(cè)出電池電芯溫度過(guò)低(例如低于0°C)時(shí)，通過(guò)控制三通電磁閥5來(lái)切斷冷卻環(huán)路并轉(zhuǎn)換為加熱環(huán)路。由于可利用冷卻環(huán)路的管路，該加熱環(huán)路包括供傳熱介質(zhì)流動(dòng)的管路(見圖1中的實(shí)線)、加熱器4和傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元。與制冷環(huán)路一樣，在循環(huán)水泵的管路中壓力過(guò)高時(shí)，該泄壓管路7的閥13開啟，使傳熱介質(zhì)通過(guò)該泄壓管路7流入水箱，以起到泄壓的作用，使管路中維持正常的壓力。因此，傳熱循環(huán)介質(zhì)攜帶加熱裝置4產(chǎn)生的熱量至電池，實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移。根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，由于具有與冷卻器3并聯(lián)連接的加熱器4，且通過(guò)傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元控制下的電磁閥實(shí)現(xiàn)制冷器和加熱器之間的切換，，因此可僅基于電池原有冷卻環(huán)路來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱環(huán)路，而不需設(shè)置獨(dú)立的加熱環(huán)路，完全不增加系統(tǒng)得復(fù)雜性。如上所述充電機(jī)9分別與電池包1、加熱器4和循環(huán)水泵8電連接(本實(shí)施方式中，電路均以虛線表示)，從而向熱管理供電電路10、動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路11和電池充電電路 12供電。因此，不需要額外設(shè)置電路就可對(duì)動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路11和熱管理供電電路10進(jìn)行穩(wěn)定的供電。在加熱過(guò)程中，電池控制裝置2對(duì)電池電芯的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，充電機(jī)9根據(jù)電池控制裝置2監(jiān)測(cè)的電池電芯溫度調(diào)節(jié)電加熱器4的功率；當(dāng)溫度達(dá)到要求時(shí)，電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)停止加熱裝置4和循環(huán)水泵8的運(yùn)行，使電池在整個(gè)充電過(guò)程維持在最佳溫度范圍內(nèi)。從而在最佳溫度下將電池充滿，同時(shí)不影響電池壽命。本實(shí)施方式中，電芯溫度的監(jiān)測(cè)可以選用市場(chǎng)上常見而可靠性高的熱敏電阻溫度傳感器，電芯溫度使用范圍約-30度 +60度。加熱裝置可以使用加熱電阻或發(fā)熱硅片，發(fā)熱量根據(jù)電池包的大小而定。充電機(jī)可采用目前市場(chǎng)上提供小功率充電器。
權(quán)利要求1.一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，包括電池包； 對(duì)所述電池包進(jìn)行充電的充電機(jī)；通過(guò)傳熱介質(zhì)及管路對(duì)電池包進(jìn)行冷卻的冷卻器； 具有電池溫度監(jiān)測(cè)模塊和加熱控制模塊的電池控制裝置； 與所述冷卻器并聯(lián)連接的加熱器；以及為傳熱介質(zhì)提供輸送動(dòng)力的傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元。
2.如權(quán)利要求1所述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元包括循環(huán)水泵；與循環(huán)水泵連接的水箱；以及用來(lái)調(diào)節(jié)管路中的壓力的泄壓管路。
3.如權(quán)利要求1所述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元、加熱器以及冷卻器之間通過(guò)三通閥連接。
4.如權(quán)利要求2所述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述充電機(jī)把家用交流電轉(zhuǎn)換成直流電并分別與電池充電電路、動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路和熱管理供電電路連接，該動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)電路與所述循環(huán)水泵連接，所述熱管理供電電路與所述加熱器連接。
5.如權(quán)利要求3所述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述三通閥為三通電磁閥。
6.如權(quán)利要求4所述的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述冷卻器連接有電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，該電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)與所述熱管理供電電路連接，由所述充電機(jī)供電。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，包括電池包；對(duì)電池包進(jìn)行充電的充電機(jī)；通過(guò)傳熱介質(zhì)及管路對(duì)電池包進(jìn)行冷卻的冷卻器；具有電池溫度監(jiān)測(cè)模塊和加熱控制模塊的電池控制裝置；與冷卻器并聯(lián)連接的加熱器；以及為傳熱介質(zhì)提供輸送動(dòng)力的傳熱介質(zhì)動(dòng)力單元。
文檔編號(hào)H01M10/42GK201975481SQ201020697439
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者傅杰文, 劉怡, 周定賢, 楊聰嬌, 王林, 趙曉鵬, 陸珂?zhèn)?申請(qǐng)人:上海捷能汽車技術(shù)有限公司