一種用于控制電池加熱的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于控制電池加熱的方法，包括以下步驟：當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動對電池的加熱；并且當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止對電池的加熱。其中，啟動加熱的同時，對加熱時間計時T6，當(dāng)T6達到設(shè)定暫停時間Tm時，暫停加熱；當(dāng)T6達到設(shè)定開始時間Tn時，重新開始加熱，并對T6做清零處理；重復(fù)上述循環(huán)，直至符合停止加熱的條件，停止加熱。同時，本發(fā)明還提供了一種用于控制電池加熱的裝置，包括電池加熱單元、控制單元以及第二計時單元。使用本發(fā)明提供的加熱控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電池加熱的分段進行，使得熱擴散更加均勻，從而延長電池的壽命。
【專利說明】—種用于控制電池加熱的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電池加熱領(lǐng)域，尤其涉及一種用于控制電池加熱的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋰電池已經(jīng)成為便攜式電子設(shè)備及電動車所使用的理想電源?？紤]到汽車需要在復(fù)雜的路況和環(huán)境條件下行駛，或者有些電子設(shè)備需要在較差的環(huán)境條件中使用，所以作為電動車或電子設(shè)備電源的電池就需要適應(yīng)這些復(fù)雜的狀況，尤其是當(dāng)電動車或電子設(shè)備處于低溫環(huán)境中時，更需要電池具有優(yōu)異的低溫充放電性能和較高的輸出、輸入功率性能。
[0003]為了提高電池的使用性能，在低溫環(huán)境下，我們在使用電池時，通常要對其進行加熱，以達到良好的充放電性能和較高的輸出、輸入功率性能。
[0004]傳統(tǒng)的加熱方法，在電池外部設(shè)置加熱裝置；該方案大多是通過檢測電池的溫度來啟動或停止對電池的加熱。這種加熱方法，并不能適用于所有的情形，而且啟動、結(jié)束參
考單一，容易出現(xiàn)差錯。
[0005]為了解決上述問題，CN200910147356.7中公開了一種加熱控制方法，其停止條件比傳統(tǒng)的加熱方法多元，同時通過檢測SOC的值以及電流、加熱時間等數(shù)據(jù)，而后完成電池的加熱。
[0006]但是，現(xiàn)有的控制方法是啟動加熱后，不間斷的一次性完成加熱，直到停止加熱條件滿足。電池包由多個電池串并聯(lián)組成，電池連接處阻值可能有較大差異，且電池內(nèi)部阻值也可能分布不均，這樣加熱過程中，電池內(nèi)部及連接處可能出現(xiàn)較大的溫差，造成局部過熱，長期下去，會損害電池壽命，造成安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為解決一次性完成電池加熱過程，會導(dǎo)致電池局部溫度過高，影響電池壽命的技術(shù)問題，提供一種間斷性進行電池循環(huán)加熱的用于控制電池加熱的方法和裝置。
[0008]本發(fā)明提供的一種用于控制電池加熱的方法，包括以下步驟:當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動對電池的加熱；并且當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止對電池的加熱。
[0009]其中，啟動加熱的同時，對加熱時間T6進行計時，當(dāng)T6達到暫停時間設(shè)定值Tm時，暫停加熱；當(dāng)了6達到開始時間設(shè)定值Tn時，重新開始加熱，并對T6做清零處理；重復(fù)上述循環(huán)，直至符合停止加熱的條件，停止加熱。
[0010]同時，本發(fā)明還提供了一種用于控制電池加熱的裝置，該裝置包括:電池加熱單元，用于對電池進行加熱；
第二計時單元，用于對電池的加熱時間T6進行檢測并將檢測到的加熱時間T6輸出到控制單元；
控制單元，用于當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動電池加熱單元對電池進行加熱，并且當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止電池加熱單元對電池的加熱，所述控制單元包括第二時間判斷模塊和控制模塊，其中:
所述第二時間判斷模塊用于將第二計時單元檢測到的加熱時間T6與暫停時間設(shè)定值Tm、開始時間設(shè)定值Tn進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊；
所述控制模塊，用于在第二計時單元檢測到的加熱時間T6達到暫停時間設(shè)定值Tm時，控制電池加熱單元暫停對電池進行加熱；并且，在第二計時單元檢測到的加熱時間T6達到開始時間設(shè)定值Tn時，控制電池加熱單元重新開始對電池進行加熱，并對T6進行清零處理；
所述控制模塊不斷重復(fù)上述循環(huán)，直至接收到的其他信號符合停止加熱的條件時，控制電池加熱單元停止對電池進行加熱。
[0011]本發(fā)明提供的這種用于控制電池加熱的方法和裝置，對啟動加熱后的加熱過程進行了設(shè)計和改進，相對于現(xiàn)有技術(shù)來說，本發(fā)明提供的加熱控制方法，加熱以分段的形式完成，每段之間有一定的間隙時間，可以使熱擴散更加均勻，從而延長電池的壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明實施例提供的電池加熱控制方法流程圖。
[0013]圖2是本發(fā)明實施例提供的用于控制電池加熱的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]首先，在本發(fā)明中，所謂“電池”既包括單個電池單體，也包括由多個電池單體組成的電池組。因此，對于“電池”的各種描述既適用于單個電池單體，也適用于電池組。例如，對于單個電池單體來說，所謂“電池內(nèi)阻R”就是指該電池單體的內(nèi)阻為R ;而對于電池組來說，所謂的“電池內(nèi)阻R”則是指該電池組的內(nèi)阻為R。
[0016]如前所述，為解決一次性完成電池加熱過程，會導(dǎo)致電池局部溫度過高，影響電池壽命的技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種用于控制電池加熱的方法，包括以下步驟:
當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動對電池的加熱；并且當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止對電池的加熱。
[0017]其中，啟動加熱的同時，對加熱時間T6進行計時，當(dāng)T6達到暫停時間設(shè)定值Tm時，暫停加熱；當(dāng)了6達到開始時間設(shè)定值Tn時，重新開始加熱，并對T6做清零處理；重復(fù)上述循環(huán)，直至符合停止加熱的條件，停止加熱。
[0018]本發(fā)明實施例還提供了一種用于控制電池加熱的裝置，該裝置包括:
電池加熱單元I，用于對電池進行加熱；
第二計時單元8，用于對電池的加熱時間T6進行檢測并將檢測到的加熱時間T6輸出到控制單兀2 ；
控制單元2，用于當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動電池加熱單元I對電池進行加熱，并且當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止電池加熱單元I對電池的加熱，所述控制單元2包括第二時間判斷模塊和控制模塊，其中: 所述第二時間判斷模塊用于將第二計時單元8檢測到的加熱時間T6與暫停時間設(shè)定值Tm、開始時間設(shè)定值Tn進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊；
所述控制模塊，用于在第二計時單元8檢測到的加熱時間T6達到暫停時間設(shè)定值Tm時，控制電池加熱單元I暫停對電池進行加熱；并且，在第二計時單元8檢測到的加熱時間T6達到開始時間設(shè)定值Tn時，控制電池加熱單元I重新開始對電池進行加熱，并對T6進行清零處理；
所述控制模塊不斷重復(fù)上述循環(huán)，直至接收到的其他信號符合停止加熱的條件時，控制電池加熱單元I停止對電池進行加熱。
[0019]上述用于控制電池加熱的方法和裝置，對啟動加熱后的加熱過程進行了設(shè)計和改進，相對于現(xiàn)有技術(shù)來說，本發(fā)明提供的加熱控制方法，加熱以分段的形式完成，每段之間有一定的間隙時間，可以使熱擴散更加均勻，從而延長電池的壽命。
[0020]在具體實施中，可以對上述方案作進一步優(yōu)化設(shè)計，以下通過具體實施例進行說明
實施例:
本實施例可分為三個部分，啟動加熱部分、分段加熱循環(huán)部分以及停止加熱部分。圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于控制電池加熱的方法的流程圖，如圖1所示，圖中“開始”之后、“啟動對電池的加熱”之前，均為該方法中啟動加熱的條件判斷部分；“啟動對電池的加熱”之后、“停止對電池的加熱”之前，兩邊的流程為停止條件的判斷部分，中間的循環(huán)為停止加熱之前，分段加熱過程的循環(huán)。
[0021]本實施例提供的用于控制電池加熱的方法從總體上分為兩個步驟:當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動對電池的加熱；以及當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止對電池的加熱。
[0022]啟動加熱部分。
[0023]在本實施例中，若要啟動電池的加熱，必須同時具備如下兩個條件:
1、電池的溫度K小于開始溫度設(shè)定值Kstart；
2、電池的電量Q不小于加熱電量設(shè)定值Qheat。
[0024]同時滿足以上兩個條件，就啟動對電池的加熱。
[0025]在不滿足的情況下，若不滿足條件1，則不啟動對電池的加熱，而不再判定是否符合條件2 ;在滿足條件I卻不滿足條件2的情況下，會對電池進行小電流充電，同時重復(fù)判斷電量Q與加熱電量設(shè)定值Qheat間的大小關(guān)系，直到電池的電量Q滿足啟動電池的加熱的條件時，電池加熱啟動。
[0026]也就是說，不滿足條件1，說明電池本身溫度符合使用標(biāo)準(zhǔn)，不需要加熱；若滿足條件1，在同時滿足條件2的條件下，啟動對電池的加熱；如果不滿足條件2，首先對電池進行小電流充電，直至電池電量符合條件2，然后啟動對電池的加熱。
[0027]傳統(tǒng)的啟動加熱條件，只考慮電池溫度K這一條件，而忽略了對電池電量Q的考慮或者在電池電量Q過低時直接選擇不加熱；使得，當(dāng)電池電量Q過低時，不能完成對電池的加熱。而本發(fā)明則兼顧了對電池溫度K和電池電量Q的考慮，當(dāng)電池電量Q不足時，對電池進行小電流充電，使得電池在本身電量不足的情況下，經(jīng)過本控制方法的控制也能實現(xiàn)對電池的加熱。
[0028]下面，對上述啟動加熱的條件中的參數(shù)進行說明。[0029]上述開始溫度設(shè)定值Kstart為啟動電池加熱的最高溫度，也就是說，只有檢測到的電池的溫度K小于開始溫度設(shè)定值Kstart時，才有可能啟動電池加熱；其中，開始溫度設(shè)定值Kstart的取值范圍為_50°C、°C。根據(jù)電池的不同，開始溫度設(shè)定值Kstart的選取也不同，使用該方法時，先根據(jù)電池進行開始溫度設(shè)定值Kstart的選取。
[0030]上述加熱電量設(shè)定值Qheat時根據(jù)實際需要預(yù)先設(shè)置的，其作用是在保證電池電量Q足夠高的前提下，啟動電池加熱；如果電池電量Q過低，則不能進行加熱，這是系統(tǒng)會對電池進行小電流充電，直至電池電量Q大于或者等于加熱電量設(shè)定值Qheat。
[0031]先對電池的開始溫度設(shè)定值Kstart進行選取，其選取范圍可以為_50°C、°C。而后對電池加熱電量設(shè)定Qheat值進行選取。
[0032]上述啟動加熱部分中，需要對電池的溫度K和電量Q進行檢測，這些都可以通過相應(yīng)的傳感器來檢測。對于多個單體電池組成的電池組而言，利用多個溫度傳感器測得每個單體電池的溫度，從中選擇最低的溫度作為檢測到的電池的溫度K使用。
[0033]另外，對于加熱的方式，可以采用各種適用的加熱方式，如利用電熱裝置進行電加熱。在本發(fā)明中，優(yōu)選為將電池短路以使電池升溫，這種方式并不是從外界對電池進行加熱，而是利用電池短路時引發(fā)的大電流使電池自己升溫。使電池短路可以通過在電池的正負(fù)極之間連接開關(guān)模塊(如IGBT模塊)來實現(xiàn)(在下文中將做詳細(xì)介紹)，通過開關(guān)模塊的導(dǎo)通可以使得電池在短時間內(nèi)短路。
[0034]為了避免長時間短路對電池造成不必要的損害，需要對開關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開的時間有一定的限制。上述開關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開是由脈沖序列來觸發(fā)的，優(yōu)選情況下，上述的脈沖序列的脈寬的范圍為f 3ms，優(yōu)選為f2ms，占空比為5?30%，優(yōu)選為5?10%。
[0035]分段加熱循環(huán)部分。
[0036]在啟動加熱的同時，通過第二計時單元8對加熱時間進行計時，記為T6 ;當(dāng)了6達到暫停時間設(shè)定值Tm時,暫停加熱；這時,第二計時單元8繼續(xù)計時，當(dāng)T6達到開始時間設(shè)定值Tn時,重新開始加熱,這時對第二計時單元8中的時間清零，即T6清零，同時重復(fù)上述計時和循環(huán)，直至加熱過程結(jié)束。
[0037]上述過程中，Tm和Tn為設(shè)定好的具有定值的時間點，Tm為加熱暫停時間點，Tn為加熱重新開始時間點；當(dāng)?shù)诙嫊r單元8的計時T6達到暫停時間設(shè)定值Tm時,加熱暫停，當(dāng)?shù)诙嫊r單元8的計時T6達到開始時間設(shè)定值Tn時,重新開始加熱,不斷重復(fù)該過程，實現(xiàn)加熱過程的分段進行，這樣每段加熱之間都有一定的間隙時間，這些間隙時間可以使熱擴散更均勻，從而延長電池的壽命。
[0038]Tm、Tn根據(jù)電池的不同，需要不同的設(shè)定值，這個在具體使用過程中，根據(jù)需要設(shè)定即可。Tm、Tn的可選范圍均為IOs?300s。
[0039]停止加熱部分。
[0040]當(dāng)電池內(nèi)阻R下降到電池的停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop或加熱時間T7達到最大加熱時間設(shè)定值Tmax時，電池加熱停止。
[0041]上述電池內(nèi)阻R通過傳感器測得，加熱時間T7通過第一計時單元7測得。其中，停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop和最大加熱時間設(shè)定值Tmax均根據(jù)具體的電池情況進行相應(yīng)的設(shè)定。其中停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop的取值范圍在48毫歐至41毫歐之間,最大加熱時間設(shè)定值Tmax優(yōu)選為30s?600s。[0042]電池在低溫下，內(nèi)阻隨溫度的變化非常敏感，并且內(nèi)阻隨電池的壽命變化非常小，所以從內(nèi)阻的大小，可以準(zhǔn)確的判斷電池的內(nèi)部溫度。相對于現(xiàn)有的一些判斷依據(jù)來說，比如說采集電池的外部溫度，很難達到實時監(jiān)控電池內(nèi)部溫度的目的。而從測內(nèi)阻入手，可以實時的監(jiān)控并且更加準(zhǔn)確的得到電池實際溫度。
[0043]在電池加熱過程中，根據(jù)如圖1所示的具體流程圖判斷該加熱過程是否符合停止加熱條件，一旦符合其中某一個停止加熱的條件就立即停止對電池的加熱，以免損害電池的性能和壽命。當(dāng)然，圖1中所給出的流程并不是唯一的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也可以根據(jù)停止加熱的條件設(shè)計出其他的判斷流程。
[0044]在本實施例中，Kstart選取-19.2°C, Tm選取60s，Tn選取60s，Tmax選取360s，Rstop選取46毫歐。
[0045]下面結(jié)合圖2來說明本發(fā)明的用于控制電池加熱的裝置。
[0046]如圖2所示，為本發(fā)明實施例提供的用于控制電池加熱的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括:
電池加熱單元I，用于對電池進行加熱；
溫度檢測單元3，用于對電池的溫度K進行檢測并將檢測到的溫度K輸出到控制單元
2 ；
電量檢測單元4，用于對電池的電量Q進行檢測并將檢測到的電量Q輸出到控制單元
2 ；
充電單元5，用于當(dāng)電量Q小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，對電池進行小電流充電；
內(nèi)阻檢測單元6，用于對電池的內(nèi)阻R進行檢測并將檢測到的內(nèi)阻R輸出到控制單元
2 ；
第一計時單元7，用于對電池加熱的時間T7進行檢測并將檢測到的加熱時間T7輸出到控制單兀2 ；
第二計時單元8，用于對電池的加熱時間T6進行檢測并將檢測到的加熱時間T6輸出到控制單兀2 ；
控制單元2，用于當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動電池加熱單元I對電池進行加熱，并且當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止電池加熱單元對電池的加熱。
[0047]上述控制單元2包括溫度判斷模塊、電量判斷模塊、內(nèi)阻判斷模塊、第一時間判斷模塊、第二時間判斷模塊以及控制模塊，其中:
溫度判斷模塊，用于將溫度檢測單元3檢測到的溫度K與開始溫度設(shè)定值Kstart進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊。
[0048]電量判斷模塊，用于將電量檢測單元4檢測到的電量Q與加熱電量設(shè)定值Qheat進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊。
[0049]內(nèi)阻判斷模塊，用于將內(nèi)阻檢測單元6檢測到的內(nèi)阻R與停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊。
[0050]第一時間判斷模塊，用于將第一計時單元7檢測到的加熱時間T7與最大加熱時間設(shè)定值Tmax進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊。
[0051]第二時間判斷模塊，用于將第二計時單元8檢測到的加熱時間T6與暫停時間設(shè)定值Tm、開始時間設(shè)定值Tn進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊。[0052]上述控制模塊，在溫度檢測單元3檢測到的溫度K小于開始溫度設(shè)定值Kstart，并且電量檢測單元4檢測到的電量Q不小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，控制所述電池加熱單元I對電池進行加熱；并當(dāng)電量檢測單元4檢測到的電量Q小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，控制充電單元5對電池進行小電流充電，直至控制單元2接收到的電量Q符合啟動加熱的條件，充電單元停止對電池進行小電流充電。
[0053]上述控制模塊還用于在內(nèi)阻檢測單元6檢測到的內(nèi)阻R下降到電池的停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop或第一計時單元7檢測到的加熱時間T7達到最大加熱時間設(shè)定值Tmax時，控制電池加熱單元I停止對電池進行加熱。
[0054]上述控制模塊，還用于在第二計時單元8檢測到的加熱時間T6達到暫停時間設(shè)定值Tm時，控制電池加熱單元I暫停對電池進行加熱；并且，在第二計時單元8檢測到的加熱時間T6達到開始時間設(shè)定值Tn時，控制電池加熱單元重新開始對電池進行加熱，并對T6
進行清零處理。
[0055]控制模塊不斷重復(fù)上述循環(huán)，直至接收到的其他信號符合停止加熱的條件時，控制電池加熱單元I停止對電池進行加熱。
[0056]該裝置中涉及到的參數(shù)的定義、獲得方式以及配置與方法中相同，如前所述，在此不再贅述。
[0057]上述分別用第一計時單元7和第二計時單元8記錄時間T7和T6,只是本實施例中為了區(qū)別兩個時間而設(shè)定的結(jié)構(gòu)方式而已；在實際設(shè)計中，還可以用一個計時單元同時記錄這兩個數(shù)據(jù)或者采用一個計時器對兩個數(shù)據(jù)進行計數(shù)，可以根據(jù)具體的需要做相應(yīng)的設(shè)計，是本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的計時單元的設(shè)計。
[0058]可以理解的是，在具體實施中，在對電池加熱單元進行控制時，上述用于控制電池進行加熱的裝置實施例中所描述的技術(shù)方案也可單獨使用或者部分結(jié)合使用，例如上述用于控制電池進行加熱的裝置也可僅包括內(nèi)阻檢測單元和第一計時單元，其中:
內(nèi)阻檢測單元，用于對電池的內(nèi)阻R進行檢測并將檢測到的內(nèi)阻R輸出到控制單元；第一計時單元，用于對電池加熱的時間T7進行檢測并將檢測到的加熱時間T7輸出到控制單兀；
相應(yīng)地，所述控制單元還包括內(nèi)阻判斷模塊和第一時間判斷模塊，其中:
所述內(nèi)阻判斷模塊，用于將內(nèi)阻檢測單元檢測到的內(nèi)阻R與停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊；
所述第一時間判斷模塊，用于將第一計時單元檢測到的加熱時間T7與最大加熱時間設(shè)定值Tmax進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊；
所述控制模塊，用于在內(nèi)阻檢測單元檢測到的內(nèi)阻R下降到電池的停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop或第一計時單元檢測到的加熱時間T7達到最大加熱時間設(shè)定值Tmax時,控制電池加熱單元停止對電池進行加熱。
[0059]上述方案也可與具有上述第二計時單元和相應(yīng)的控制單元的裝置實施例進行直接結(jié)合，不再贅述。
[0060]可以理解的是，在具體實施例中，在對電池加熱單元進行控制時，上述用于控制電池進行加熱的裝置也可僅包括溫度檢測單元、電量檢測單元和充電單元，其中:
溫度檢測單元3，用于對電池的溫度K進行檢測并將檢測到的溫度K輸出到控制單元； 電量檢測單元4，用于對電池的電量Q進行檢測并將檢測到的電量Q輸出到控制單元； 充電單元5，用于當(dāng)電量Q小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，對電池進行小電流充電； 相應(yīng)地，所述控制單元2還包括溫度判斷模塊和電量判斷模塊，其中:
所述溫度判斷模塊，用于將溫度檢測單元3檢測到的溫度K與開始溫度設(shè)定值Kstart進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊；
所述電量判斷模塊，用于將電量檢測單元4檢測到的電量Q與加熱電量設(shè)定值Qheat進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊；
所述控制模塊，用于在溫度檢測單元3檢測到的溫度K小于開始溫度設(shè)定值Kstart，并且電量檢測單元4檢測到的電量Q不小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，控制所述電池加熱單元I對電池進行加熱；并當(dāng)電量檢測單元3檢測到的電量Q小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，控制所述充電單元5對電池進行小電流充電，直至所述控制單元2接收到的電量Q符合啟動加熱的條件，充電單元5停止對電池進行小電流充電。
[0061]上述方案也可與具有上述第二計時單元和相應(yīng)的控制單元的裝置實施例進行直接結(jié)合，不再贅述。
[0062]其中，所述電池加熱單元I可以為任何能對電池加熱的裝置，例如較為常規(guī)的電熱裝置(如電熱絲等)，但是這種電熱裝置通常結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜并且占用空間較大，所以會導(dǎo)致整個電池組件的體積變大，需要電子裝置或電子設(shè)備具有較大的容納電池的空間。
[0063]為了解決這個問題，本發(fā)明的電池加熱單元I優(yōu)選采用開關(guān)模塊，該模塊能與電池的正負(fù)極相連接，當(dāng)該開關(guān)模塊導(dǎo)通時，能夠使得電池短路，當(dāng)該開關(guān)模塊斷開時，能夠使得電池開路。事實上，該開關(guān)模塊本身并不具備對電池加熱功能，但是能夠通過自身的短時間導(dǎo)通使電池瞬間短路，產(chǎn)生大電流，從而達到使電池升溫的效果。相對于電熱裝置來說，開關(guān)模塊的結(jié)構(gòu)較為簡單，體積較小，更適用于空間有限的電子裝置或電子設(shè)備中。
[0064]所述開關(guān)模塊可以選用各種開關(guān)電路，如三極管、MOS管等等，只要可以通過使電池以脈沖形式短路而使電池升溫、并且不損壞電池及電池性能即可。
[0065]優(yōu)選情況下，所述開關(guān)模塊為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)模塊，IGBT模塊是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的電子元件，IGBT模塊具有柵極、源極和漏極，柵極(即控制端)用于連接控制單元2，源極用于連接電池的正極或負(fù)極，漏極用于相應(yīng)地連接電池的負(fù)極或正極(正極、負(fù)極的連接取決于IGBT管的類型為P型還是N型，為本領(lǐng)域所公知)。IGBT模塊是復(fù)合了功率場效應(yīng)管和電子晶體管的優(yōu)點而得到的一種復(fù)合器件，具有輸入阻抗高、工作速度快、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動電路簡單、通態(tài)電壓低、耐電壓高和承受電流大等優(yōu)點。優(yōu)選情況下，開關(guān)模塊可以包括多個并聯(lián)的IGBT模塊，其中一者導(dǎo)通就能使得電池短路。
[0066]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)電池的不同型號以及設(shè)計容量來選擇具有合適的耐電壓值或耐電流值的IGBT模塊。優(yōu)選情況下，通常選用耐電壓值通常為1000V以上的IGBT模塊，更優(yōu)選為1200V。優(yōu)選情況下，當(dāng)所述電池的設(shè)計容量為IOOAh以下時，選用耐電流值為3000-5000A的IGBT模塊；當(dāng)所述電池的設(shè)計容量為IOOAh以上時，選用耐電流值為5000-10000A 的 IGBT 模塊。
[0067]圖2中所示的控制單元2用于控制電池加熱單元1，可以根據(jù)電池加熱單元I的選用而選擇各種適用的能夠發(fā)出控制信號的控制器，如單片機、DSP等等。
[0068]在本發(fā)明中，對于使用了開關(guān)模塊對電池進行短路的加熱方式而言，該控制單元2優(yōu)選為脈沖發(fā)生器，其能夠生成脈沖序列并輸出到開關(guān)模塊的控制端來控制開關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開。同樣，為了避免長時間短路對電池造成不必要的損害，需要對開關(guān)模塊的導(dǎo)通和斷開的時間有一定的限制。優(yōu)選情況下，脈沖發(fā)生器生成的脈沖序列的脈寬一般為l-3ms，優(yōu)選為l-2ms，占空比為5-30%，優(yōu)選為5_10%，持續(xù)時間的范圍為30s至第二最大加熱時間T2max，優(yōu)選為 60-360S。
[0069]控制單元2通過溫度檢測單元3和電量檢測單元4傳遞來的數(shù)據(jù)，并與開始溫度Kstart設(shè)定值和加熱電量Qheat設(shè)定值相對比，以確定他們是否符合啟動條件，進而判斷是否要啟動加熱程序。
[0070]上述啟動加熱條件以及對Kstart和Qheat的論述,上文已提到過,在此不再贅述。
[0071]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制電池加熱的方法，該方法包括以下步驟: 當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動對電池的加熱；并且當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止對電池的加熱； 其特征在于:啟動加熱的同時，對加熱時間T6進行計時，當(dāng)T6達到暫停時間設(shè)定值Tm時，暫停加熱；當(dāng)了6達到開始時間設(shè)定值Tn時，重新開始加熱，并對T6做清零處理；重復(fù)上述循環(huán)，直至符合停止加熱的條件，停止加熱。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述暫停時間設(shè)定值Tm的取值范圍為IOs~300so
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述開始時間設(shè)定值Tn的取值范圍為IOs~300so
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述啟動加熱的條件為:電池的溫度K小于開始溫度設(shè)定值Kstart,且電池的電量Q不小于加熱電量設(shè)定值Qheat ； 若電量Q小于加熱電量設(shè)定值Qheat，則對電池進行小電流充電，同時重復(fù)判斷電量Q與加熱電量設(shè)定值Qheat間的大小關(guān)系，直至電池電量Q符合啟動加熱條件。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述開始溫度設(shè)定值Kstart的取值范圍為-500C ~(TC。
6.如權(quán)利要求1至5任意一項所述的方法，其特征在于:所述停止加熱的條件為，電池內(nèi)阻R下降到電池的停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop或加熱時間T7達到最大加熱時間設(shè)定值Tmax。
7.如權(quán)利要求6所述的 方法，其特征在于:所述停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop的取值范圍為48至41毫歐。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述最大加熱時間設(shè)定值Tmax的取值范圍為 30s~600s。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述開始溫度設(shè)定值Kstart為-19.2°C,所述暫停時間設(shè)定值Tm為60s,所述開始時間設(shè)定值Tn為60s,所述最大加熱時間設(shè)定值Tmax為360s,所述停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop為46毫歐。
10.一種用于控制電池加熱的裝置，包括: 電池加熱單元，用于對電池進行加熱； 第二計時單元，用于對電池的加熱時間T6進行檢測并將檢測到的加熱時間T6輸出到控制單元； 控制單元，用于當(dāng)符合啟動加熱的條件時，啟動電池加熱單元對電池進行加熱，并且當(dāng)符合停止加熱的條件時，停止電池加熱單元對電池的加熱，所述控制單元包括第二時間判斷模塊和控制模塊，其中: 所述第二時間判斷模塊用于將第二計時單元檢測到的加熱時間T6與暫停時間設(shè)定值Tm、開始時間設(shè)定值Tn進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊； 所述控制模塊，用于在第二計時單元檢測到的加熱時間T6達到暫停時間設(shè)定值Tm時，控制電池加熱單元暫停對電池進行加熱；并且，在第二計時單元檢測到的加熱時間T6達到開始時間設(shè)定值Tn時，控制電池加熱單元重新開始對電池進行加熱，并對T6進行清零處理； 所述控制模塊不斷重復(fù)上述循環(huán)，直至接收到的其他信號符合停止加熱的條件時，控制電池加熱單元停止對電池進行加熱。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于:該裝置還包括， 內(nèi)阻檢測單元，用于對電池的內(nèi)阻R進行檢測并將檢測到的內(nèi)阻R輸出到控制單元；第一計時單元，用于對電池加熱的時間T7進行檢測并將檢測到的加熱時間T7輸出到控制單兀； 所述控制單元還包括內(nèi)阻判斷模塊和第一時間判斷模塊； 所述內(nèi)阻判斷模塊，用于將內(nèi)阻檢測單元檢測到的內(nèi)阻R與停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊； 第一時間判斷模塊，用于將第一計時單元檢測到的加熱時間T7與最大加熱時間設(shè)定值Tmax進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊； 所述控制模塊，還用于在內(nèi)阻檢測單元檢測到的內(nèi)阻R下降到電池的停止內(nèi)阻設(shè)定值Rstop或第一計時單元檢測到的加熱時間T7達到最大加熱時間設(shè)定值Tmax時,控制電池加熱單元停止對電池進行加熱。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于:該裝置還包括， 溫度檢測單元，用于對電池的溫度K進行檢測并將檢測到的溫度K輸出到控制單元； 電量檢測單元，用于對電池的電量Q進行檢測并將檢測到的電量Q輸出到控制單元； 充電單元，用于當(dāng)電量Q小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，對電池進行小電流充電； 所述控制單元還包括溫度判斷模塊和電量判斷模塊，其中: 所述溫度判斷模塊，用于·將溫度檢測單元檢測到的溫度K與開始溫度設(shè)定值Kstart進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊； 所述電量判斷模塊，用于將電量檢測單元檢測到的電量Q與加熱電量設(shè)定值Qheat進行比較，并將比較結(jié)果發(fā)送至控制模塊； 所述控制模塊，還用于在溫度檢測單元檢測到的溫度K小于開始溫度設(shè)定值Kstart，并且電量檢測單元檢測到的電量Q不小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，控制所述電池加熱單元對電池進行加熱；并當(dāng)電量檢測單元檢測到的電量Q小于加熱電量設(shè)定值Qheat時，控制所述充電單元對電池進行小電流充電，直至所述控制單元接收到的電量Q符合啟動加熱的條件，充電單元停止對電池進行小電流充電。
【文檔編號】H01M10/633GK103545574SQ201210246346
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】劉進, 賈曉輝 申請人:比亞迪股份有限公司