本發(fā)明涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池充電保護(hù)裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境污染的加劇，電動(dòng)汽車(chē)等新能源汽車(chē)也得到快速的發(fā)展。在電動(dòng)汽車(chē)中，電池可以說(shuō)是最重要的部件，電池的壽命及電池容量直接影響了電動(dòng)汽車(chē)的壽命及續(xù)航里程。

電動(dòng)汽車(chē)的電池需要頻繁的進(jìn)行充放電。眾所周知，低溫對(duì)電池壽命及充放電效率都有較大影響。溫度下降，電極的反應(yīng)速率也下降。假設(shè)電壓保持恒定，則電流會(huì)降低，電池的充放電功率便會(huì)下降。因此，低溫環(huán)境中一般都需要對(duì)電池進(jìn)行加熱。

目前，常用防止電池溫度過(guò)低的方式是在電池倉(cāng)內(nèi)布置傳感器，當(dāng)檢測(cè)到電池溫度過(guò)低時(shí)，啟動(dòng)加熱器對(duì)電池進(jìn)行加熱。但由于溫度過(guò)高會(huì)破壞電池內(nèi)的化學(xué)平衡。因此，當(dāng)檢測(cè)到電池溫度達(dá)到合適溫度時(shí)，則關(guān)閉加熱器。但是，加熱器件關(guān)閉后的余熱依然會(huì)繼續(xù)對(duì)電池倉(cāng)加熱，從而有可能使得電池倉(cāng)溫度超閾值。因此，目前常用的防止電池溫度過(guò)低的方式調(diào)控不精準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種溫度控制更精確的電池充電保護(hù)裝置及方法。

一種電池充電保護(hù)裝置，用于對(duì)電池倉(cāng)內(nèi)的電池組進(jìn)行溫度控制，所述電池充電保護(hù)裝置包括：

第一傳感器，用于獲取所述電池組的實(shí)時(shí)溫度；

加熱器；

主控模塊，與所述第一傳感器及所述加熱器通訊連接，所述主控模塊用于在所述電池組的實(shí)時(shí)溫度低于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)，啟動(dòng)所述加熱器；

第二傳感器，用于獲取所述加熱器的表面溫度；及

從控模塊，與所述第二傳感器及所述主控模塊通訊連接，所述從控模塊用于在所述加熱器的表面溫度高于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，向所述主控模塊發(fā)送反饋信息，所述主控模塊用于在收到所述反饋信息后，關(guān)閉所述加熱器。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主控模塊還用于當(dāng)所述電池組的實(shí)時(shí)溫度高于預(yù)設(shè)的第三閾值時(shí)，關(guān)閉所述加熱器，所述第三閾值大于所述第一閾值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主控模塊用于

從接收到所述反饋信息起的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)暫停所述加熱器，若所述電池組在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度呈下降趨勢(shì)，且低于第三閾值，則重啟所述加熱器，否則，關(guān)閉所述加熱器。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一傳感器包括至少兩個(gè)圍繞所述電池倉(cāng)設(shè)置的探測(cè)頭，所述電池組的實(shí)時(shí)溫度為各所述探測(cè)頭分別采集的溫度數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括用于對(duì)所述電池組進(jìn)行充電的車(chē)載充電機(jī)，所述車(chē)載充電機(jī)通過(guò)所述主控模塊與所述電池組電連接，所述主控模塊用于在所述電池組的實(shí)時(shí)溫度低于第一閾值時(shí)，關(guān)閉所述車(chē)載充電機(jī)。

一種電池充電保護(hù)組件，用于與電池加熱組件連接，所述電池加熱組件包括：用于獲取電池組的實(shí)時(shí)溫度的第一傳感器；加熱器；與所述第一傳感器及所述加熱器通訊連接的主控模塊，所述主控模塊用于在所述電池組的實(shí)時(shí)溫度低于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)，啟動(dòng)所述加熱器，所述電池充電保護(hù)組件包括：

第二傳感器，用于獲取所述加熱器的表面溫度；及

從控模塊，與所述第二傳感器及所述主控模塊通訊連接，所述從控模塊用于在所述加熱器的表面溫度高于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，向所述主控模塊發(fā)送反饋信息，所述主控模塊用于在收到所述反饋信息后，關(guān)閉所述加熱器。

一種電池充電保護(hù)方法，用于對(duì)電池倉(cāng)內(nèi)的電池組進(jìn)行溫度控制，所述方法包括以下步驟：

獲取所述電池組的實(shí)時(shí)溫度；

在所述電池組的實(shí)時(shí)溫度低于第一閾值時(shí)，啟動(dòng)加熱器對(duì)所述電池組進(jìn)行加熱；

獲取所述加熱器的表面溫度；

在所述加熱器的表面溫度高于第二閾值時(shí)，關(guān)閉所述加熱器。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括步驟：當(dāng)所述電池組的實(shí)時(shí)溫度高于第三閾值時(shí)，關(guān)閉所述加熱器，所述第三閾值大于所述第一閾值。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述在所述加熱器的表面溫度高于第二閾值時(shí)，關(guān)閉所述加熱器的步驟具體包括：

在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)暫停所述加熱器，若所述電池組在所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度呈下降趨勢(shì)，且低于所述第三閾值，則重啟所述加熱器，否則，關(guān)閉所述加熱器。

上述電池充電保護(hù)裝置及方法，通過(guò)第二傳感器對(duì)加熱器表面的溫度進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)加熱器的表面溫度高于第二閾值時(shí)，便可關(guān)閉加熱器。與僅僅直接根據(jù)電池組的溫度來(lái)啟停加熱器的方式相比，上述方式能有效的避免因熱傳導(dǎo)的延時(shí)所帶來(lái)的溫度超調(diào)而使電池組溫度過(guò)高的情況發(fā)生。因此，上述電池充電保護(hù)裝置及方法可根據(jù)加熱器本身的溫度精確控制加熱器的啟停，避免加熱器件溫度超調(diào)，從而對(duì)溫度的調(diào)控更加精準(zhǔn)，以確保安全。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中電池充電保護(hù)裝置的模塊示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中電池充電保護(hù)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

電池充電保護(hù)裝置用于對(duì)電池倉(cāng)內(nèi)的電池組200進(jìn)行溫度控制，以使電池組200處于最佳的充電溫度區(qū)間內(nèi)。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的電池充電保護(hù)裝置100包括第一傳感器101、加熱器102、主控模塊103、第二傳感器104及從控模塊105。

第一傳感器101用于獲取電池組200的實(shí)時(shí)溫度。第一傳感器101設(shè)置于電池倉(cāng)上，可以是接觸式的，也可以是非接觸式的。例如，紅外傳感器等。在本實(shí)施例中，第一傳感器101包括至少兩個(gè)圍繞電池倉(cāng)設(shè)置的探測(cè)頭(圖未示)，電池組200的實(shí)時(shí)溫度為各探測(cè)頭分別采集的溫度數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值。

也就是說(shuō)，電池組200的實(shí)時(shí)溫度并不是指某一點(diǎn)或某一區(qū)域的溫度，而是對(duì)電池組200不同位置進(jìn)行溫度采集，再進(jìn)行加權(quán)平均得到的結(jié)果。因此，所得到的實(shí)時(shí)溫度更能反應(yīng)電池組200整體的溫度情況，防止因熱量擴(kuò)撒不均勻而造成實(shí)時(shí)溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，進(jìn)而造成后續(xù)調(diào)控的不精準(zhǔn)。

加熱器102用于對(duì)所述電池倉(cāng)進(jìn)行加熱。加熱器102可以是加熱管、陶瓷片電熱器等。優(yōu)選的，加熱器102對(duì)電池倉(cāng)形成包覆，以使加熱更均勻。

主控模塊103與第一傳感器101及加熱器102通訊連接。主控模塊103用于在電池組200的實(shí)時(shí)溫度低于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)，啟動(dòng)加熱器102。

第一閾值一般可設(shè)置為電池組200能正常充電的最低溫度，也可稍低于該溫度。當(dāng)?shù)蜏丨h(huán)境中電池組200的溫度低于該溫度值時(shí)，主控模塊103則會(huì)啟動(dòng)加熱器102從電池組200進(jìn)行加熱，從而使得電池組200保持在正常的充電溫度范圍內(nèi)。

此外，主控模塊103還具有電量監(jiān)控、電池組200使用情況檢測(cè)、充放電策略制定等適用于電動(dòng)汽車(chē)電池管理的常規(guī)功能。

第二傳感器104用于獲取加熱器102的表面溫度。第二傳感器104可設(shè)置于加熱器102上。與第一傳感器101類(lèi)似，第二傳感器104可以是接觸式的，也可以是非接觸式的。例如，紅外傳感器等。

從控模塊105與第二傳感器104及主控模塊103通訊連接，從控模塊105用于在加熱器102的表面溫度高于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，向主控模塊103發(fā)送反饋信息，主控模塊103用于在收到反饋信息后，關(guān)閉加熱器102。

需要指出的是，從控模塊105與主控模塊103可以是集成一體的，即從控模塊105與主控模塊103集成為一個(gè)中央控制器，也可以是分離的。為分離式時(shí)，本發(fā)明還提供一種電池充電保護(hù)組件，該組件包括從控模塊105及第二傳感器104。上述電池充電保護(hù)裝置100在應(yīng)用于車(chē)輛中時(shí)，可實(shí)現(xiàn)電池充電保護(hù)組件的選裝，從而增加配置的靈活性。

第二閾值可以是與電池組200能正常充電的最高溫度相近的值。當(dāng)加熱器102表面達(dá)到該溫度值時(shí)，此時(shí)無(wú)論電池組200是否達(dá)到其能正常充電的最高溫度，主控模塊103均關(guān)閉加熱器102。

這是因?yàn)?，熱量傳?dǎo)具有延時(shí)性，關(guān)閉加熱器102后，其余熱依然會(huì)繼續(xù)對(duì)電池組200進(jìn)行加熱。而上述方式能有效的避免因熱傳導(dǎo)的延時(shí)所帶來(lái)的溫度超調(diào)而使電池組200溫度過(guò)高的情況發(fā)生，有效的保護(hù)電池組200。

在本實(shí)施例中，主控模塊103還用于當(dāng)電池組200的實(shí)時(shí)溫度高于第三閾值時(shí)，關(guān)閉加熱器102，第三閾值大于第一閾值。

第三閾值即為電池組200能正常充電的最高溫度。由于電池充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量。因此，有可能會(huì)出現(xiàn)加熱器102表面溫度未達(dá)到第二閾值，但電池組200的溫度卻達(dá)到第三閾值的情況。此時(shí)，無(wú)論從控模塊105是否發(fā)出反饋信息，主控模塊103依然會(huì)關(guān)閉加熱器102。通過(guò)與從控模塊105配合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的雙向監(jiān)控，從而可為電池組200提供雙重保護(hù)，進(jìn)一步的保證電池組200使用的安全性。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，主控模塊103用于從接收到反饋信息起的預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)暫停加熱器102，若電池組200在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度呈下降趨勢(shì)，且低于第三閾值，則重啟加熱器102，否則，關(guān)閉加熱器102。

有可能會(huì)出現(xiàn)如下情況：?jiǎn)?dòng)加熱器102后，其表面的溫度快速升高，達(dá)到第二閾值。但是，電池組200的溫度還處于較低水平(高于第一閾值但遠(yuǎn)低于第三閾值)。此時(shí)，若直接關(guān)閉加熱器102，且加熱器102的余熱又不足以讓電池自200的溫度繼續(xù)升高，則加熱器102又很快會(huì)因電池組200溫度低于第一閾值而被加主控模塊102啟動(dòng)，從而造成加熱器102頻繁的重復(fù)啟停。

因此，為了避免重復(fù)啟停加熱器102，電池組200需要被加熱到更高的溫度。具體的，主控模塊103在收到反饋信息后暫停加熱器102，并監(jiān)控電池組200表面的溫度趨勢(shì)。進(jìn)一步的，采集該預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)前后不同時(shí)間點(diǎn)的溫度差，便可獲取電池組200的實(shí)時(shí)溫度為上升趨勢(shì)還是下降趨勢(shì)。

若電池組200的實(shí)時(shí)溫度呈下降趨勢(shì)，且低于第三閾值，則說(shuō)明電池組200的溫度處于較低水平，且加熱器102的余熱不足以為電池組200繼續(xù)加熱。因此，此時(shí)重啟加熱器102，便可繼續(xù)將電池組200加熱至較高溫度。

在本實(shí)施例中，電池充電保護(hù)裝置100還包括用于對(duì)電池組200進(jìn)行充電的車(chē)載充電機(jī)106。車(chē)載充電機(jī)106通過(guò)主控模塊103與電池組200電連接，主控模塊103用于在電池組200的實(shí)時(shí)溫度低于第一閾值時(shí)，關(guān)閉車(chē)載充電機(jī)106。

車(chē)載充電機(jī)106在充電時(shí)與交流電連接?？梢岳斫?，在其他實(shí)施例中，車(chē)載充電機(jī)106可不作為電池充電保護(hù)裝置100一部分，而作為環(huán)境元件與主控模塊103連接。電池組200的實(shí)時(shí)溫度低于第一閾值時(shí)，主控模塊103關(guān)閉車(chē)載充電機(jī)106，從而避免在低溫環(huán)境中對(duì)電池組200繼續(xù)充電，可有效延長(zhǎng)電池的使用壽命。

上述電池充電保護(hù)裝置100，通過(guò)第二傳感器104對(duì)加熱器102表面的溫度進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)加熱器102的表面溫度高于第二閾值時(shí)，便可關(guān)閉加熱器102。與僅僅直接根據(jù)電池組200的溫度來(lái)啟停加熱器102的方式相比，能有效的避免因熱傳導(dǎo)的延時(shí)所帶來(lái)的溫度超調(diào)而使電池組200溫度過(guò)高的情況發(fā)生，對(duì)溫度的調(diào)控更加精準(zhǔn)，以確保安全。

此外，本發(fā)明還提供一種電池充電保護(hù)方法，用于對(duì)電池倉(cāng)內(nèi)的電池組進(jìn)行溫度控制。

請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的電池充電保護(hù)方法包括步驟S110～步驟S120：

步驟S110：獲取電池組的實(shí)時(shí)溫度。

具體的，可采用設(shè)置于電池倉(cāng)上的溫度傳感器進(jìn)行電池組的實(shí)時(shí)溫度的采集。溫度傳感器可以是接觸式的，也可以是非接觸式的。例如，紅外傳感器等。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，電池組的實(shí)時(shí)溫度并不是某一點(diǎn)或某一區(qū)域的溫度，而是對(duì)電池組不同位置進(jìn)行溫度采集，再進(jìn)行加權(quán)平均得到的結(jié)果。因此，所得到的實(shí)時(shí)溫度更能反應(yīng)電池組整體的溫度情況，防止因熱量擴(kuò)撒不均勻而造成實(shí)時(shí)溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，進(jìn)而造成后續(xù)調(diào)控的不精準(zhǔn)。

步驟S120：在電池組的實(shí)時(shí)溫度低于第一閾值時(shí)，啟動(dòng)加熱器對(duì)電池組進(jìn)行加熱。

加熱器可以是加熱管、陶瓷電熱器等。優(yōu)選的，加熱器對(duì)電池倉(cāng)形成包覆，以使加熱更均勻。第一閾值一般可設(shè)置為電池組能正常充電的最低溫度。當(dāng)?shù)蜏丨h(huán)境中電池組的溫度低于該溫度值時(shí)，則會(huì)啟動(dòng)加熱器從電池組進(jìn)行加熱，從而使得電池組保持在正常的充電溫度范圍內(nèi)。

步驟S130：獲取加熱器的表面溫度。

步驟S140：在加熱器的表面溫度高于第二閾值時(shí)，關(guān)閉加熱器。

具體的，第二閾值可以是與電池組能正常充電的最高溫度相近的值。當(dāng)加熱器表面達(dá)到該溫度值時(shí)，此時(shí)無(wú)論電池組是否達(dá)到其能正常充電的最高溫度，均關(guān)閉加熱器。

這是因?yàn)?，熱量傳?dǎo)具有延時(shí)性，關(guān)閉加熱器后，其余熱依然會(huì)繼續(xù)對(duì)電池組進(jìn)行加熱。而上述方式能有效的避免因熱傳導(dǎo)的延時(shí)所帶來(lái)的溫度超調(diào)而使電池組溫度過(guò)高的情況發(fā)生，有效的保護(hù)電池組。

在本實(shí)施例中，上述方法還包括步驟：當(dāng)電池組的實(shí)時(shí)溫度高于第三閾值時(shí)，關(guān)閉加熱器，第三閾值大于第一閾值。

具體的，第三閾值即為電池組能正常充電的最高溫度。由于電池充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量。因此，有可能會(huì)出現(xiàn)加熱器表面溫度未達(dá)到第二閾值，但電池組的溫度卻達(dá)到第三閾值的情況。此時(shí)，無(wú)論加熱器表面的溫度是否超過(guò)第二閾值，依然會(huì)關(guān)閉加熱器。因此，通過(guò)設(shè)置第二閾值及第三閾值兩個(gè)閥門(mén)通，實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的雙向監(jiān)控，從而可為電池組提供雙重保護(hù)，進(jìn)一步的保證電池組使用的安全性。

進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，上述步驟S140具體為：在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)暫停所述加熱器，若電池組在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度呈下降趨勢(shì)，且低于所述第三閾值，則重啟所述加熱器，否則，關(guān)閉加熱器。

有可能會(huì)出現(xiàn)如下情況：?jiǎn)?dòng)加熱器后，其表面的溫度快速升高，達(dá)到第二閾值。但是，電池組的溫度還處于較低水平(高于第一閾值但遠(yuǎn)低于第三閾值)。此時(shí)，若直接關(guān)閉加熱器，且加熱器的余熱又不足以讓電池自的溫度繼續(xù)升高，則加熱器又很快會(huì)因電池組溫度低于第一閾值而被啟動(dòng)，從而造成加熱器頻繁的重復(fù)啟停。

因此，為了避免重復(fù)啟停加熱器，電池組需要被加熱到更高的溫度。具體的，在加熱器表面的溫度達(dá)到第二閾值后暫停加熱器，并監(jiān)控電池組表面的溫度趨勢(shì)。進(jìn)一步的，采集該預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)前后不同時(shí)間點(diǎn)的溫度差，便可獲取電池組的實(shí)時(shí)溫度為上升趨勢(shì)還是下降趨勢(shì)。

若電池組的實(shí)時(shí)溫度呈下降趨勢(shì)，且低于第三閾值，則說(shuō)明電池組的溫度處于較低水平，且加熱器的余熱不足以為電池組繼續(xù)加熱。因此，此時(shí)重啟加熱器，便可繼續(xù)將電池組加熱至較高溫度。

上述電池充電保方法，對(duì)加熱器表面的溫度進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)加熱器的表面溫度高于第二閾值時(shí)，便關(guān)閉加熱器。與僅僅直接根據(jù)電池組的溫度來(lái)啟停加熱器的方式相比，上述方式能有效的避免因熱傳導(dǎo)的延時(shí)所帶來(lái)的溫度超調(diào)而使電池組溫度過(guò)高的情況發(fā)生。因此，上述電池充電保護(hù)方法可根據(jù)加熱器本身的溫度精確控制加熱器的啟停，避免加熱器件溫度超調(diào)，從而對(duì)溫度的調(diào)控更加精準(zhǔn)，以確保安全。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。