專利名稱：一種電池的加熱電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種電池的加熱電路。
背景技術(shù)：
考慮到汽車需要在復(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(dòng)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。 而且除了考慮這些狀況，還需考慮電池的使用壽命及電池的充放電循環(huán)性能，尤其是當(dāng)電 動(dòng)車或電子設(shè)備處于低溫環(huán)境中時(shí)，更需要電池具有優(yōu)異的低溫充放電性能和較高的輸入 輸出功率性能。一般而言，在低溫條件下會(huì)導(dǎo)致電池的阻抗增大，極化增強(qiáng)，由此導(dǎo)致電池的容量 下降。為了保持電池在低溫條件下的容量，提高電池的充放電性能，本發(fā)明提供了一種 電池的加熱電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對電池在低溫條件下會(huì)導(dǎo)致電池的阻抗增大，極化增強(qiáng)，由此 導(dǎo)致電池的容量下降的問題，提供一種電池的加熱電路。本發(fā)明提供的電池的加熱電路包括開關(guān)裝置、開關(guān)控制模塊、阻尼元件以及儲能 電路，所述儲能電路用于與所述電池連接，所述儲能電路包括電流存儲元件和電荷存儲元 件，所述阻尼元件、開關(guān)裝置、電流存儲元件和電荷存儲元件串聯(lián)，所述開關(guān)控制模塊與開 關(guān)裝置連接，用于控制開關(guān)裝置導(dǎo)通和關(guān)斷，以控制能量僅從電池流向儲能電路。本發(fā)明提供的加熱電路能夠提高電池的充放電性能，并且在該加熱電路中，儲能 電路與電池串聯(lián)，當(dāng)給電池加熱時(shí)，由于串聯(lián)的電荷存儲元件的存在，能夠避免開關(guān)裝置失 效短路引起的安全性問題，能夠有效地保護(hù)電池。同時(shí)，由于本發(fā)明的加熱電路中，能量僅 從電池流向儲能電路，避免了電荷存儲元件給處于低溫情況下的電池充電，能夠更好地保 證電池的充放電性能。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。


附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中圖1為本發(fā)明提供的電池的加熱電路的示意圖；圖2為圖1中的開關(guān)裝置的一種實(shí)施方式的示意圖；圖3為圖1中的開關(guān)裝置的一種實(shí)施方式的示意圖；圖4為本發(fā)明提供的電池的加熱電路的一種優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖；圖5為圖4中的能量疊加單元的一種實(shí)施方式的示意圖6為圖5中的極性反轉(zhuǎn)單元的一種實(shí)施方式的示意圖；圖7為圖5中的極性反轉(zhuǎn)單元的一種實(shí)施方式的示意圖；圖8為圖5中的極性反轉(zhuǎn)單元的一種實(shí)施方式的示意圖；圖9為圖8中的第一 DC-DC模塊的一種實(shí)施方式的示意圖；圖10為本發(fā)明提供的電池的加熱電路的一種優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖；圖11為本發(fā)明提供的電池的加熱電路的一種優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖；圖12為圖11中的電量回灌單元的一種實(shí)施方式的示意圖；圖13為圖12中的第二 DC-DC模塊的一種實(shí)施方式的示意圖；圖14為本發(fā)明提供的電池的加熱電路的一種優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖；圖15為圖14中的能量疊加和轉(zhuǎn)移單元的一種實(shí)施方式的示意圖；圖16為本發(fā)明提供的電池的加熱電路的一種優(yōu)選實(shí)施方式的示意圖；圖17為圖16中的能量消耗單元的一種實(shí)施方式的示意圖；圖18為本發(fā)明提供的電池的加熱電路的一種實(shí)施方式的示意圖；以及圖19為圖18的加熱電路所對應(yīng)的波形時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。需要指出的是，除非特別說明，當(dāng)下文中提及時(shí)，術(shù)語“開關(guān)控制模塊”為任意能夠 根據(jù)設(shè)定的條件或者設(shè)定的時(shí)刻輸出控制指令(例如脈沖波形)從而控制與其連接的開關(guān) 裝置相應(yīng)地導(dǎo)通或關(guān)斷的控制器，例如可以為PLC ；當(dāng)下文中提及時(shí)，術(shù)語“開關(guān)”指的是可 以通過電信號實(shí)現(xiàn)通斷控制或者根據(jù)元器件自身的特性實(shí)現(xiàn)通斷控制的開關(guān)，既可以是單 向開關(guān)，例如由雙向開關(guān)與二極管串聯(lián)構(gòu)成的可單向?qū)ǖ拈_關(guān)，也可以是雙向開關(guān)，例如 金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor, MOSFET)或帶有反并續(xù)流二極管的IGBT ；當(dāng)下文中提及時(shí)，術(shù)語“雙向開關(guān)”指的是可以通 過電信號實(shí)現(xiàn)通斷控制或者根據(jù)元器件自身的特性實(shí)現(xiàn)通斷控制的可雙向?qū)ǖ拈_關(guān)，例 如MOSFET或帶有反并續(xù)流二極管的IGBT ；當(dāng)下文中提及時(shí)，單向半導(dǎo)體元件指的是具有單 向?qū)üδ艿陌雽?dǎo)體元件，例如二極管等；當(dāng)下文中提及時(shí)，術(shù)語“電荷存儲元件”指任意可 以實(shí)現(xiàn)電荷存儲的裝置，例如可以為電容等；當(dāng)下文中提及時(shí)，術(shù)語“電流存儲元件”指任意 可以對電流進(jìn)行存儲的裝置，例如可以為電感等；當(dāng)下文中提及時(shí)，術(shù)語“正向”指能量從電 池向儲能電路流動(dòng)的方向，術(shù)語“反向，，指能量從儲能電路向電池流動(dòng)的方向；當(dāng)下文中提 及時(shí)，術(shù)語“電池”包括一次電池(例如干電池、堿性電池等)和二次電池(例如鋰離子電 池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鉛酸電池等)；當(dāng)下文中提及時(shí)，術(shù)語“阻尼元件”指任意通過對 電流的流動(dòng)起阻礙作用以實(shí)現(xiàn)能量消耗的裝置，例如可以為電阻等；當(dāng)下文中提及時(shí)，術(shù)語 “主回路”指的是電池與阻尼元件、開關(guān)裝置以及儲能電路串聯(lián)組成的回路。這里還需要特別說明的是，考慮到不同類型的電池的不同特性，在本發(fā)明中，“電 池”可以指不包含內(nèi)部寄生電阻和寄生電感、或者內(nèi)部寄生電阻的阻值和寄生電感的電感 值較小的理想電池，也可以指包含有內(nèi)部寄生電阻和寄生電感的電池包；因此，本領(lǐng)域技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)“電池”為不包含內(nèi)部寄生電阻和寄生電感、或者內(nèi)部寄生電阻的阻值和寄生電感電感值較小的理想電池時(shí)，阻尼元件Rl指的是電池外部的阻尼元件，電流 存儲元件Ll指的是電池外部的電流存儲元件；當(dāng)“電池”為包含有內(nèi)部寄生電阻和寄生電 感的電池包時(shí)，阻尼元件Rl既可以指電池外部的阻尼元件，也可以指電池包內(nèi)部的寄生電 阻，同樣地，電流存儲元件Ll既可以指電池外部的電流存儲元件，也可以指電池包內(nèi)部的 寄生電感。為了保證電池的使用壽命，可以在低溫情況下對電池進(jìn)行加熱，當(dāng)達(dá)到加熱條件 時(shí)，控制加熱電路開始工作，對電池進(jìn)行加熱，當(dāng)達(dá)到停止加熱條件時(shí)，控制加熱電路停止工作。在電池的實(shí)際應(yīng)用中，隨著環(huán)境的改變，可以根據(jù)實(shí)際的環(huán)境情況對電池的加熱 條件和停止加熱條件進(jìn)行設(shè)置，以保證電池的充放電性能。為了對處于低溫環(huán)境中的電池E進(jìn)行加熱，本發(fā)明提供了一種電池E的加熱電路， 如圖1所示，該加熱電路包括開關(guān)裝置1、開關(guān)控制模塊100、阻尼元件Rl以及儲能電路，所 述儲能電路用于與所述電池連接，所述儲能電路包括電流存儲元件Ll和電荷存儲元件Cl， 所述阻尼元件Rl、開關(guān)裝置1、電流存儲元件Ll和電荷存儲元件Cl串聯(lián)，所述開關(guān)控制模 塊100與開關(guān)裝置1連接，用于控制開關(guān)裝置1導(dǎo)通和關(guān)斷，以控制能量僅從電池流向儲能 電路。為了避免對電池E進(jìn)行充電，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，當(dāng)達(dá)到加熱條件時(shí)，開關(guān)控 制模塊100控制開關(guān)裝置1導(dǎo)通，電池E與所述阻尼元件Rl、開關(guān)裝置1、電流存儲元件Ll 和電荷存儲元件Cl串聯(lián)構(gòu)成回路，電池E通過該回路放電，所述開關(guān)控制模塊100用于在 電池E的放電過程中當(dāng)開關(guān)裝置1導(dǎo)通后流經(jīng)開關(guān)裝置1的電流為零時(shí)或?yàn)榱闱翱刂崎_關(guān) 裝置1關(guān)斷，只要保證電流僅從電池E流向電荷存儲元件Cl即可。在電池E的放電過程 中，回路中的電流正向流過阻尼元件Rl，通過阻尼元件Rl的發(fā)熱可以達(dá)到給電池E加熱的 目的。上述放電過程循環(huán)進(jìn)行，直到達(dá)到停止加熱條件，開關(guān)控制模塊100控制開關(guān)裝置1 關(guān)斷，加熱電路停止工作。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，如圖2所示，所述開關(guān)裝置1包括開關(guān)Kl和單向半 導(dǎo)體元件D1，所述開關(guān)Kl和單向半導(dǎo)體元件Dl彼此串聯(lián)之后串聯(lián)在所述儲能電路中，所 述開關(guān)控制模塊100與開關(guān)Kl連接，用于通過控制開關(guān)Kl的導(dǎo)通和關(guān)斷來控制開關(guān)裝置 1導(dǎo)通和關(guān)斷。通過串聯(lián)單向半導(dǎo)體元件D1，在開關(guān)Kl失效的情況下，可以阻止電荷存儲 元件Cl中的能量回流，避免對電池E充電。由于開關(guān)Kl關(guān)斷時(shí)導(dǎo)致的電流下降速率較高會(huì)在電流存儲元件Ll上感應(yīng)出較高 的過電壓，容易導(dǎo)致開關(guān)Kl關(guān)斷時(shí)由于其電流、電壓超出安全工作區(qū)而損壞，因此，優(yōu)選情 況下，所述開關(guān)控制模塊100用于在流經(jīng)開關(guān)裝置1的電流為零時(shí)控制開關(guān)Kl關(guān)斷。為了提高加熱效率，優(yōu)選情況下，根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，如圖3所示，所 述開關(guān)控制模塊100用于在開關(guān)裝置1導(dǎo)通后流經(jīng)開關(guān)裝置1的電流為零前控制開關(guān)裝置 1關(guān)斷，所述開關(guān)裝置1包括單向半導(dǎo)體元件D9、單向半導(dǎo)體元件D10、開關(guān)K2、阻尼元件R4 以及電荷存儲元件C3，所述單向半導(dǎo)體元件D9與開關(guān)K2順次串聯(lián)在所述儲能電路中，所 述阻尼元件R4與電荷存儲元件C3串聯(lián)之后并聯(lián)在所述開關(guān)K2的兩端，所述單向半導(dǎo)體元 件DlO并聯(lián)在阻尼元件R4兩端，用于在開關(guān)K2關(guān)斷時(shí)對電流存儲元件Ll進(jìn)行續(xù)流，所述 開關(guān)控制模塊100與所述開關(guān)K2連接，用于通過控制開關(guān)K2的導(dǎo)通和關(guān)斷來控制開關(guān)裝置1導(dǎo)通和關(guān)斷。所述單向半導(dǎo)體元件D10、阻尼元件R4以及電荷存儲元件C3組成了吸收回路，用 于在開關(guān)K2關(guān)斷時(shí)降低儲能電路中電流的下降速率。由此，當(dāng)開關(guān)K2關(guān)斷時(shí)，電流存儲元 件Ll上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓會(huì)迫使單向半導(dǎo)體元件DlO導(dǎo)通并通過電荷存儲元件C3實(shí)現(xiàn)續(xù) 流，使得電流存儲元件Ll中電流變化速率降低，限制了電流存儲元件Ll兩端的感應(yīng)電壓， 可以保證開關(guān)K2兩端的電壓在安全工作區(qū)內(nèi)。當(dāng)開關(guān)K2再次閉合時(shí)，存儲在電荷存儲元 件C3上的能量可以通過阻尼元件R4進(jìn)行消耗。為了提高加熱電路的工作效率，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖4所示，本 發(fā)明提供的加熱電路可以包括能量疊加單元，該能量疊加單元與所述儲能電路連接，用于 在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能電路中的能量與電池E中的能量進(jìn)行疊加。所述能量 疊加單元使得在開關(guān)裝置1再次導(dǎo)通時(shí)，能夠提高加熱回路中的放電電流，由此提高加熱 電路的工作效率。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，如圖5所示，所述能量疊加單元包括極性反轉(zhuǎn)單元 102，該極性反轉(zhuǎn)單元102與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，對電荷存 儲元件Cl的電壓極性進(jìn)行反轉(zhuǎn)，極性反轉(zhuǎn)后的電荷存儲元件Cl的電壓能夠與電池E的電 壓串聯(lián)相加。作為極性反轉(zhuǎn)單元102的一種實(shí)施方式，如圖6所示，所述極性反轉(zhuǎn)單元102包括 單刀雙擲開關(guān)Jl和單刀雙擲開關(guān)J2，所述單刀雙擲開關(guān)Jl和單刀雙擲開關(guān)J2分別位于所 述電荷存儲元件Cl兩端，所述單刀雙擲開關(guān)Jl的入線連接在所述儲能電路中，所述單刀雙 擲開關(guān)Jl的第一出線連接所述電荷存儲元件Cl的第一極板，所述單刀雙擲開關(guān)Jl的第二 出線連接所述電荷存儲元件Cl的第二極板，所述單刀雙擲開關(guān)J2的入線連接在所述儲能 電路中，所述單刀雙擲開關(guān)J2的第一出線連接所述電荷存儲元件Cl的第二極板，所述單刀 雙擲開關(guān)J2的第二出線連接在所述電荷存儲元件Cl的第一極板，所述開關(guān)控制模塊100 還與所述單刀雙擲開關(guān)Jl和單刀雙擲開關(guān)J2分別連接，用于通過改變所述單刀雙擲開關(guān) Jl和單刀雙擲開關(guān)J2各自的入線和出線的連接關(guān)系來對所述電荷存儲元件Cl的電壓極性 進(jìn)行反轉(zhuǎn)。根據(jù)該實(shí)施方式，可以預(yù)先對單刀雙擲開關(guān)Jl和單刀雙擲開關(guān)J2各自的入線和 出線的連接關(guān)系進(jìn)行設(shè)置，使得當(dāng)開關(guān)裝置Kl導(dǎo)通時(shí)，所述單刀雙擲開關(guān)Jl的入線與其第 一出線連接，而所述單刀雙擲開關(guān)J2的入線與其第一出線連接，當(dāng)開關(guān)裝置Kl關(guān)斷時(shí)，通 過開關(guān)控制模塊100控制單刀雙擲開關(guān)Jl的入線切換到與其第二出線連接，而所述單刀雙 擲開關(guān)J2的入線切換到與其第二出線連接，由此電荷存儲元件Cl達(dá)到電壓極性反轉(zhuǎn)的目 的。作為極性反轉(zhuǎn)單元102的另一種實(shí)施方式，如圖7所示，所述極性反轉(zhuǎn)單元102包 括單向半導(dǎo)體元件D3、電流存儲元件L2以及開關(guān)K9，所述電荷存儲元件Cl、電流存儲元件 L2和開關(guān)K9順次串聯(lián)形成回路，所述單向半導(dǎo)體元件D3和串聯(lián)在所述電荷存儲元件Cl與 電流存儲元件L2或所述電流存儲元件L2與開關(guān)K9之間，所述開關(guān)控制模塊100還與所述 開關(guān)K9連接，用于通過控制開關(guān)K9導(dǎo)通來對所述電荷存儲元件Cl的電壓極性進(jìn)行反轉(zhuǎn)。根據(jù)上述實(shí)施方式，當(dāng)開關(guān)裝置1關(guān)斷時(shí)，可以通過開關(guān)控制模塊100控制開關(guān)K9 導(dǎo)通，由此，電荷存儲元件Cl與單向半導(dǎo)體元件D3、電流存儲元件L2以及開關(guān)K9形成LC
8振蕩回路，電荷存儲元件Cl通過電流存儲元件L2放電，振蕩回路上的電流流經(jīng)正半周期 后，流經(jīng)電流存儲元件L2的電流為零時(shí)達(dá)到電荷存儲元件Cl電壓極性反轉(zhuǎn)的目的。作為極性反轉(zhuǎn)單元102的又一種實(shí)施方式，如圖8所示，所述極性反轉(zhuǎn)單元102包 括第一 DC-DC模塊2和電荷存儲元件C2，該第一 DC-DC模塊2與所述電荷存儲元件Cl和電 荷存儲元件C2分別連接，所述開關(guān)控制模塊100還與所述第一 DC-DC模塊2連接，用于通 過控制第一 DC-DC模塊2工作來將所述電荷存儲元件Cl中的能量轉(zhuǎn)移至所述電荷存儲元 件C2，再將所述電荷存儲元件C2中的能量反向轉(zhuǎn)移回所述電荷存儲元件Cl，以實(shí)現(xiàn)對所述 電荷存儲元件Cl的電壓極性的反轉(zhuǎn)。所述第一 DC-DC模塊2是本領(lǐng)域中常用的用于實(shí)現(xiàn)電壓極性反轉(zhuǎn)的直流變直流轉(zhuǎn) 換電路，本發(fā)明不對第一DC-DC模塊2的具體電路結(jié)構(gòu)作任何限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對電荷存 儲元件Cl的電壓極性反轉(zhuǎn)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際操作的需要對其電路中的 元件進(jìn)行增加、替換或刪減。圖9為本發(fā)明提供的第一 DC-DC模塊2的一種實(shí)施方式，如圖9所示，所述第一 DC-DC模塊2包括雙向開關(guān)Q1、雙向開關(guān)Q2、雙向開關(guān)Q3、雙向開關(guān)Q4、第一變壓器Tl、單 向半導(dǎo)體元件D4、單向半導(dǎo)體元件D5、電流存儲元件L3、雙向開關(guān)Q5、雙向開關(guān)Q6、第二變 壓器T2、單向半導(dǎo)體元件D6、單向半導(dǎo)體元件D7、以及單向半導(dǎo)體元件D8。在該實(shí)施方式中，雙向開關(guān)Q1、雙向開關(guān)Q2、雙向開關(guān)Q3和雙向開關(guān)Q4均為 M0SFET，雙向開關(guān)Q5和雙向開關(guān)Q6為IGBT。其中，所述第一變壓器Tl的1腳、4腳、5腳為同名端，第二變壓器T2的2腳與3 腳為同名端。其中，單向半導(dǎo)體元件D7的陽極與電容Cl的a端連接，單向半導(dǎo)體元件D7的陰 極與雙向開關(guān)Ql和雙向開關(guān)Q2的漏極連接，雙向開關(guān)Ql的源極與雙向開關(guān)Q3的漏極連 接，雙向開關(guān)Q2的源極與雙向開關(guān)Q4的漏極連接，雙向開關(guān)Q3、雙向開關(guān)Q4的源極與電容 Cl的b端連接，由此構(gòu)成全橋電路，此時(shí)電容Cl的電壓極性為a端為正，b端為負(fù)。在該全橋電路中，雙向開關(guān)Q1、雙向開關(guān)Q2為上橋臂，雙向開關(guān)Q3、雙向開關(guān)Q4 為下橋臂，該全橋電路通過第一變壓器Tl與所述電荷存儲元件C2相連；第一變壓器Tl的 1腳與第一節(jié)點(diǎn)m連接、2腳與第二節(jié)點(diǎn)N2連接，3腳和5腳分別連接至單向半導(dǎo)體元件 D4和單向半導(dǎo)體元件D5的陽極；單向半導(dǎo)體元件D4和單向半導(dǎo)體元件D5的陰極與電流 存儲元件L3的一端連接，電流存儲元件L3的另一端與電荷存儲元件C2的d端連接；變壓 器Tl的4腳與電荷存儲元件C2的c端連接，單向半導(dǎo)體元件D8的陽極與電荷存儲元件C2 的d端連接，單向半導(dǎo)體元件D8的陰極與電荷存儲元件Cl的b端連接，此時(shí)電荷存儲元件 C2的電壓極性為c端為負(fù)，d端為正。其中，電荷存儲元件C2的c端連接雙向開關(guān)Q5的發(fā)射極，雙向開關(guān)Q5的集電極 與變壓器T2的2腳連接，變壓器T2的1腳與電荷存儲元件Cl的a端連接，變壓器T2的4 腳與電荷存儲元件Cl的a端連接，變壓器T2的3腳連接單向半導(dǎo)體元件D6的陽極，單向 半導(dǎo)體元件D6的陰極與雙向開關(guān)Q6的集電極連接，雙向開關(guān)Q6的發(fā)射極與電荷存儲元件 C2的b端連接。其中，雙向開關(guān)Q1、雙向開關(guān)Q2、雙向開關(guān)Q3、雙向開關(guān)Q4、雙向開關(guān)Q5和雙向開 關(guān)Q6分別通過所述開關(guān)控制模塊100的控制來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通和關(guān)斷。
下面對所述第一 DC-DC模塊2的工作過程進(jìn)行描述1、在開關(guān)裝置1關(guān)斷后，所述開關(guān)控制模塊100控制雙向開關(guān)Q5、雙向開關(guān)Q6關(guān) 斷，控制雙向開關(guān)Ql和雙向開關(guān)Q4同時(shí)導(dǎo)通以構(gòu)成A相，控制雙向開關(guān)Q2、雙向開關(guān)Q3同 時(shí)導(dǎo)通以構(gòu)成B相，通過控制所述A相、B相交替導(dǎo)通以構(gòu)成全橋電路進(jìn)行工作；2、當(dāng)所述全橋電路工作時(shí)，電荷存儲元件Cl上的能量通過第一變壓器Tl、單向半 導(dǎo)體元件D4、單向半導(dǎo)體元件D5、以及電流存儲元件L3轉(zhuǎn)移到電荷存儲元件C2上，此時(shí)電 荷存儲元件C2的電壓極性為c端為負(fù)，d端為正。3、所述開關(guān)控制模塊100控制雙向開關(guān)Q5導(dǎo)通，電荷存儲元件Cl通過第二變壓 器T2和單向半導(dǎo)體元件D8與電荷存儲元件C2構(gòu)成通路，由此，電荷存儲元件C2上的能量 向電荷存儲元件Cl反向轉(zhuǎn)移，其中，部分能量將儲存在第二變壓器T2上；此時(shí)，所述開關(guān)控 制模塊100控制雙向開關(guān)Q5關(guān)斷、雙向開關(guān)Q6閉合，通過第二變壓器T2和單向半導(dǎo)體元 件D6將儲存在第二變壓器T2上的能量轉(zhuǎn)移至電荷存儲元件Cl，以實(shí)現(xiàn)對電荷存儲元件Cl 進(jìn)行反向充電，此時(shí)電荷存儲元件Cl的電壓極性反轉(zhuǎn)為a端為負(fù)，b端為正，由此達(dá)到了將 第一電荷存儲元件Cl的電壓極性反向的目的。為了對儲能電路中的能量進(jìn)行回收利用，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖 10所示，本發(fā)明提供的加熱電路可以包括能量轉(zhuǎn)移單元，所述能量轉(zhuǎn)移單元與所述儲能電 路連接，用于在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能電路中的能量轉(zhuǎn)移至儲能元件中。所述能 量轉(zhuǎn)移單元目的在于對存儲電路中的能量進(jìn)行回收利用。所述儲能元件可以是外接電容、 低溫電池或者電網(wǎng)以及其他用電設(shè)備。優(yōu)選情況下，所述儲能元件是本發(fā)明提供的電池E，所述能量轉(zhuǎn)移單元包括電量回 灌單元103，該電量回灌單元103與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，將 儲能電路中的能量轉(zhuǎn)移至所述電池E中，如圖11所示。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，通過能量轉(zhuǎn)移單元將儲能 電路中的能量轉(zhuǎn)移到電池E中，能夠在開關(guān)裝置1再次導(dǎo)通后對被轉(zhuǎn)移的能量進(jìn)行循環(huán)利 用，提高了加熱電路的工作效率。作為電量回灌單元103的一種實(shí)施方式，如圖12所示，所述電量回灌單元103包 括第二 DC-DC模塊3，該第二 DC-DC模塊3與所述電荷存儲元件Cl和所述電池E分別連接， 所述開關(guān)控制模塊100還與所述第二 DC-DC模塊3連接，用于通過控制第二 DC-DC模塊3 工作來將電荷存儲元件Cl中的能量轉(zhuǎn)移到所述電池中。所述第二 DC-DC模塊3是本領(lǐng)域中常用的用于實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移的直流變直流轉(zhuǎn)換電 路，本發(fā)明不對第二DC-DC模塊3的具體電路結(jié)構(gòu)作任何限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對電荷存儲元 件Cl的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)移即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際操作的需要對其電路中的元件 進(jìn)行增加、替換或刪減。圖13為本發(fā)明提供的第二 DC-DC模塊3的一種實(shí)施方式，如圖13所示，所述第二 DC-DC模塊3包括雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān)S2、雙向開關(guān)S3、雙向開關(guān)S4、第三變壓器T3、 電流存儲元件L4、以及四個(gè)單向半導(dǎo)體元件。在該實(shí)施方式中，所述雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān) S2、雙向開關(guān)S3、雙向開關(guān)S4均為M0SFET。其中，所述第三變壓器T3的1腳和3腳為同名端，所述四個(gè)單向半導(dǎo)體元件中的 兩個(gè)單向半導(dǎo)體元件負(fù)極相接成組，接點(diǎn)通過電流存儲元件L4與電池E的正端連接，另兩個(gè)單向半導(dǎo)體元件正極相接成組，接點(diǎn)與電池E的負(fù)端連接，且組與組之間的對接點(diǎn)分別 與第三變壓器T3的3腳和4腳連接，由此構(gòu)成橋式整流電路。其中，雙向開關(guān)Sl的源極與雙向開關(guān)S3的漏極連接，雙向開關(guān)S2的源極與雙向 開關(guān)S4的漏極連接，雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān)S2的漏極與電荷存儲元件Cl的正端連接，雙向 開關(guān)S3、雙向開關(guān)S4的源極與電荷存儲元件Cl的負(fù)端連接，由此構(gòu)成全橋電路。在該全橋電路中，雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān)S2為上橋臂，雙向開關(guān)S3、雙向開關(guān)S4 為下橋臂，第三變壓器T3的1腳與雙向開關(guān)Sl和雙向開關(guān)S3之間的節(jié)點(diǎn)連接、2腳與雙向 開關(guān)S2和雙向開關(guān)S4之間的節(jié)點(diǎn)連接。其中，雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān)S2、雙向開關(guān)S3和雙向開關(guān)S4分別通過所述開關(guān)控 制模塊100的控制來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通和關(guān)斷。下面對所述第二 DC-DC模塊3的工作過程進(jìn)行描述1、在開關(guān)裝置1關(guān)斷后，所述開關(guān)控制模塊100控制雙向開關(guān)Sl和雙向開關(guān)S4 同時(shí)導(dǎo)通以構(gòu)成A相，控制雙向開關(guān)S2、雙向開關(guān)S3同時(shí)導(dǎo)通以構(gòu)成B相，通過控制所述A 相、B相交替導(dǎo)通以構(gòu)成全橋電路進(jìn)行工作；2、當(dāng)所述全橋電路工作時(shí)，電荷存儲元件Cl上的能量通過第三變壓器T3和整流 電路轉(zhuǎn)移到電池E上，所述整流電路將輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸出至電池E，達(dá)到電量 回灌的目的。為了使本發(fā)明提供的加熱電路在提高工作效率的同時(shí)能夠?qū)δ茈娐分械哪芰?進(jìn)行回收利用，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖14所示，本發(fā)明提供的加熱電路可 以包括能量疊加和轉(zhuǎn)移單元，該能量疊加和轉(zhuǎn)移單元與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝 置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能電路中的能量轉(zhuǎn)移至儲能元件中，之后將儲能電路中的剩余能 量與電池中的能量進(jìn)行疊加。所述能量疊加和轉(zhuǎn)移單元既能夠提高加熱電路的工作效率， 又能夠?qū)δ茈娐分械哪芰窟M(jìn)行回收利用。將儲能電路中的剩余能量與電池中的能量進(jìn)行疊加可以通過將電荷存儲元件Cl 的電壓極性進(jìn)行反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，反轉(zhuǎn)后的電荷存儲元件Cl的電壓能夠與電池E的電壓串聯(lián)相 加。因此，根據(jù)一種實(shí)施方式，如圖15所示，所述能量疊加和轉(zhuǎn)移單元包括DC-DC模塊 4，該DC-DC模塊4與所述電荷存儲元件Cl和所述電池分別連接，所述開關(guān)控制模塊100還 與所述DC-DC模塊4連接，用于通過控制DC-DC模塊4工作來將所述電荷存儲元件Cl中的 能量轉(zhuǎn)移至儲能元件中，之后將所述電荷存儲元件Cl中的剩余能量與電池中的能量進(jìn)行疊加。所述DC-DC模塊4是本領(lǐng)域中常用的用于實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移和電壓極性反轉(zhuǎn)的直流變 直流轉(zhuǎn)換電路，本發(fā)明不對DC-DC模塊4的具體電路結(jié)構(gòu)作任何限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對電荷 存儲元件Cl的能量轉(zhuǎn)移和電壓極性反轉(zhuǎn)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際操作的需要 對其電路中的元件進(jìn)行增加、替換或刪減。作為DC-DC模塊4的一種實(shí)施方式，如圖15所示，該DC-DC模塊4包括雙向開關(guān) Si、雙向開關(guān)S2、雙向開關(guān)S3、雙向開關(guān)S4、雙向開關(guān)S5、雙向開關(guān)S6、第四變壓器T4、單向 半導(dǎo)體元件D13、單向半導(dǎo)體元件D14、電流存儲元件L4、以及四個(gè)單向半導(dǎo)體元件。在該實(shí) 施方式中，所述雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān)S2、雙向開關(guān)S3、雙向開關(guān)S4均為M0SFET，雙向開關(guān)S5和雙向開關(guān)S6為IGBT。其中，第四變壓器T4的1腳和3腳為同名端，所述四個(gè)單向半導(dǎo)體元件中的兩個(gè) 單向半導(dǎo)體元件負(fù)極相接成組，接點(diǎn)通過電流存儲元件L4與電池E的正端連接，另兩個(gè)單 向半導(dǎo)體元件正極相接成組，接點(diǎn)與電池E的負(fù)端連接，且組與組之間的對接點(diǎn)分別通過 雙向開關(guān)S5和雙向開關(guān)S6與第三變壓器T3的3腳和4腳連接，由此構(gòu)成橋式整流電路。其中，雙向開關(guān)Sl的源極與雙向開關(guān)S3的漏極連接，雙向開關(guān)S2的源極與雙向 開關(guān)S4的漏極連接，雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān)S2的漏極通過單向半導(dǎo)體元件D13與電荷存儲 元件Cl的正端連接，雙向開關(guān)S3、雙向開關(guān)S4的源極通過單向半導(dǎo)體元件D14與電荷存儲 元件Cl的負(fù)端連接，由此構(gòu)成全橋電路。在該全橋電路中，雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān)S2為上橋臂，雙向開關(guān)S3、雙向開關(guān)S4 為下橋臂，第四變壓器T4的1腳與雙向開關(guān)Sl和雙向開關(guān)S3之間的節(jié)點(diǎn)連接、2腳與雙向 開關(guān)S2和雙向開關(guān)S4之間的節(jié)點(diǎn)連接。其中，雙向開關(guān)Si、雙向開關(guān)S2、雙向開關(guān)S3和雙向開關(guān)S4、雙向開關(guān)S5和雙向 開關(guān)S6分別通過所述開關(guān)控制模塊100的控制來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通和關(guān)斷。下面對所述DC-DC模塊4的工作過程進(jìn)行描述1、在開關(guān)裝置1關(guān)斷后，當(dāng)需要對電荷存儲元件Cl執(zhí)行電量回灌以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn) 移時(shí)，所述開關(guān)控制模塊100控制雙向開關(guān)S5和S6導(dǎo)通，控制雙向開關(guān)Sl和雙向開關(guān)S4 同時(shí)導(dǎo)通以構(gòu)成A相，控制雙向開關(guān)S2、雙向開關(guān)S3同時(shí)導(dǎo)通以構(gòu)成B相，通過控制所述A 相、B相交替導(dǎo)通以構(gòu)成全橋電路進(jìn)行工作；2、當(dāng)所述全橋電路工作時(shí)，電荷存儲元件Cl上的能量通過第四變壓器T4和整流 電路轉(zhuǎn)移到電池E上，所述整流電路將輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸出至電池E，達(dá)到電量 回灌的目的；3、當(dāng)需要對電荷存儲元件Cl進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)能量疊加時(shí)，所述開關(guān)控制模 塊100控制雙向開關(guān)S5和雙向開關(guān)S6關(guān)斷，控制雙向開關(guān)Sl和雙向開關(guān)S4或者雙向開 關(guān)S2和雙向開關(guān)S3兩組中的任意一組導(dǎo)通；此時(shí)，電荷存儲元件Cl中的能量通過其正端、 雙向開關(guān)Si、第四變壓器T4的原邊、雙向開關(guān)S4反向回到其負(fù)端，或者通過其正端、雙向開 關(guān)S2、第四變壓器T4的原邊、雙向開關(guān)S3反向回到其負(fù)端，利用T4的原邊勵(lì)磁電感，達(dá)到 對電荷存儲元件Cl進(jìn)行電壓極性反轉(zhuǎn)的目的。根據(jù)另一種實(shí)施方式，所述能量疊加和轉(zhuǎn)移單元可以包括能量疊加單元和能量轉(zhuǎn) 移單元，所述能量轉(zhuǎn)移單元與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能 電路中的能量轉(zhuǎn)移至儲能元件中，所述能量疊加單元與所述儲能電路連接，用于在所述能 量轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后，將儲能電路中的剩余能量與電池E中的能量進(jìn)行疊加。其中，所述能量疊加單元和能量轉(zhuǎn)移單元均可以采用本發(fā)明在前述實(shí)施方式中提 供的能量疊加單元和能量轉(zhuǎn)移單元，其目的在于實(shí)現(xiàn)對電荷存儲元件Cl的能量轉(zhuǎn)移和疊 加，其具體結(jié)構(gòu)和功能在此不再贅述。作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，為了提高加熱電路的工作效率，還可以通過對電荷 存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗來實(shí)現(xiàn)。因此，如圖16所示，所述加熱電路還包括與所述電 荷存儲元件Cl連接的能量消耗單元，該能量消耗單元用于在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，對 電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗。
該能量消耗單元可以在加熱電路中單獨(dú)使用，在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后，直接 對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗，也可以與以上多種實(shí)施方式相結(jié)合，例如，該能量 消耗單元可以與包括能量疊加單元的加熱電路結(jié)合，在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后、能量疊 加單元進(jìn)行能量疊加操作之前對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗，也可以與包括能量 轉(zhuǎn)移單元的加熱電路結(jié)合，在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后、能量轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之前 或者在能量轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗，同樣可以 與包括能量疊加和轉(zhuǎn)移單元的加熱電路結(jié)合，在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后、能量疊加和轉(zhuǎn) 移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之前對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗，或者在能量疊加和轉(zhuǎn)移 單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后、進(jìn)行能量疊加之前對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗，本發(fā)明 不對此進(jìn)行限定，并且，通過以下實(shí)施方式可以更清楚地了解該能量消耗單元的工作過程。根據(jù)一種實(shí)施方式，如圖17所示，所述能量消耗單元包括電壓控制單元101，該電 壓控制單元101用于在開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷時(shí)，將電荷存儲元件Cl兩端的電壓值轉(zhuǎn)換成 電壓設(shè)定值。該電壓設(shè)定值可以根據(jù)實(shí)際操作的需要進(jìn)行設(shè)定。如圖17所示，所述電壓控制單元101包括阻尼元件R5和開關(guān)K8，所述阻尼元件 R5和開關(guān)K8彼此串聯(lián)之后并聯(lián)在所述電荷存儲元件Cl的兩端，所述開關(guān)控制模塊100還 與開關(guān)K8連接，所述開關(guān)控制模塊100還用于在控制開關(guān)裝置1導(dǎo)通再關(guān)斷后控制開關(guān)K8 導(dǎo)通。由此，電荷存儲元件Cl中的能量可以通過阻尼元件R5進(jìn)行消耗。所述開關(guān)控制模塊100可以為一個(gè)單獨(dú)的控制器，通過對其內(nèi)部程序的設(shè)置，可 以實(shí)現(xiàn)對不同的外接開關(guān)的通斷控制，所述開關(guān)控制模塊100也可以為多個(gè)控制器，例如 針對每一個(gè)外接開關(guān)設(shè)置對應(yīng)的開關(guān)控制模塊100，所述多個(gè)開關(guān)控制模塊100也可以集 成為一體，本發(fā)明不對開關(guān)控制模塊100的實(shí)現(xiàn)形式作出任何限定。下面結(jié)合圖18和圖19對電池E的加熱電路的實(shí)施方式的工作方式進(jìn)行簡單介 紹。需要注意的是，雖然本發(fā)明的特征和元素參考圖18和圖19以特定的結(jié)合進(jìn)行了描述， 但每個(gè)特征或元素可以在沒有其它特征和元素的情況下單獨(dú)使用，或在與或不與其它特征 和元素結(jié)合的各種情況下使用。本發(fā)明提供的電池E的加熱電路的實(shí)施方式并不限于圖18 和圖19所示的實(shí)現(xiàn)方式。在如圖18所示的電池E的加熱電路中，使用開關(guān)Kl和單向半導(dǎo)體元件Dl構(gòu)成開 關(guān)裝置1，儲能電路包括電流存儲元件Ll和電荷存儲元件Cl，阻尼元件Rl和開關(guān)裝置1與 所述儲能電路串聯(lián)，DC-DC模塊4構(gòu)成能量疊加和反轉(zhuǎn)單元，開關(guān)控制模塊100可以控制開 關(guān)Kl的導(dǎo)通和關(guān)斷和DC-DC模塊4的工作與否。圖19為與圖18的加熱電路對應(yīng)的波形 時(shí)序圖，其中，VCl指的是電荷存儲元件Cl的電壓值，I主指的是流經(jīng)開關(guān)Kl的電流的電流 值。圖18中的加熱電路的工作過程如下a)當(dāng)需要對電池E進(jìn)行加熱時(shí)，開關(guān)控制模塊100控制開關(guān)Kl導(dǎo)通，電池E通過 開關(guān)K1、單向半導(dǎo)體元件Dl和電荷存儲元件Cl組成的回路放電，如圖19中所示的tl時(shí)間 段；開關(guān)控制模塊100在流經(jīng)開關(guān)Kl的電流為零時(shí)控制開關(guān)Kl關(guān)斷，如圖19中所示的t2 時(shí)間段；b)當(dāng)開關(guān)Kl關(guān)斷后，開關(guān)控制模塊100控制DC-DC模塊4工作，電荷存儲元件Cl 通過DC-DC模塊4將一部分交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸出到電池E中，實(shí)現(xiàn)電量回灌，如圖19 中所示的t2時(shí)間段；
c)開關(guān)控制模塊100控制DC-DC模塊4工作，對電荷存儲元件Cl進(jìn)行電壓極性反 轉(zhuǎn)，之后控制DC-DC模塊4停止工作，如圖19中所示的t3時(shí)間段；d)重復(fù)步驟a)至c)，電池E不斷通過放電實(shí)現(xiàn)加熱，直至電池E達(dá)到停止加熱條 件為止。本發(fā)明提供的加熱電路能夠提高電池的充放電性能，并且在該加熱電路中，儲能 電路與電池串聯(lián)，當(dāng)給電池加熱時(shí)，由于串聯(lián)的電荷存儲元件的存在，能夠避免開關(guān)裝置失 效短路引起的安全性問題，能夠有效地保護(hù)電池。同時(shí)，由于本發(fā)明的加熱電路中，能量僅 從電池流向儲能電路，避免了電荷存儲元件給處于低溫情況下的電池充電，能夠更好地保 證電池的充放電性能。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí) 施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組 合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種電池的加熱電路，該加熱電路包括開關(guān)裝置(1)、開關(guān)控制模塊(100)、阻尼元 件Rl以及儲能電路，所述儲能電路用于與所述電池連接，所述儲能電路包括電流存儲元件 Ll和電荷存儲元件Cl，所述阻尼元件Rl、開關(guān)裝置(1)、電流存儲元件Ll和電荷存儲元件 Cl串聯(lián)，所述開關(guān)控制模塊(100)與開關(guān)裝置⑴連接，用于控制開關(guān)裝置⑴導(dǎo)通和關(guān) 斷，以控制能量僅從電池流向儲能電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱電路，其中，所述阻尼元件Rl為所述電池內(nèi)部的寄生電 阻，所述電流存儲元件Ll為所述電池內(nèi)部的寄生電感。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱電路，其中，所述阻尼元件Rl為電阻，所述電流存儲元件 Ll為電感，所述電荷存儲元件Cl為電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱電路，其中，所述加熱電路還包括能量疊加單元，該能量 疊加單元與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能電路中的能量 與電池中的能量進(jìn)行疊加。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱電路，其中，所述能量疊加單元包括極性反轉(zhuǎn)單元 (102)，該極性反轉(zhuǎn)單元(102)與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后，對 電荷存儲元件Cl的電壓極性進(jìn)行反轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱電路，其中，該加熱電路還包括能量轉(zhuǎn)移單元，所述能量 轉(zhuǎn)移單元與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能電路中的能量 轉(zhuǎn)移至儲能元件中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱電路，其中，所述儲能元件為所述電池，所述能量轉(zhuǎn)移單 元包括電量回灌單元(103)，該電量回灌單元(10 與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置 (1)導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能電路中的能量轉(zhuǎn)移至所述電池中。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱電路，其中，該加熱電路還包括能量疊加和轉(zhuǎn)移單元，該 能量疊加和轉(zhuǎn)移單元與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能電 路中的能量轉(zhuǎn)移至儲能元件中，之后將儲能電路中的剩余能量與電池中的能量進(jìn)行疊加。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加熱電路，其中，所述能量疊加和轉(zhuǎn)移單元包括DC-DC模塊 ，該DC-DC模塊(4)與所述電荷存儲元件Cl和所述電池分別連接，所述開關(guān)控制模塊(100)還與所述DC-DC模塊(4)連接，用于通過控制DC-DC模塊(4)工作來將所述電荷存儲 元件Cl中的能量轉(zhuǎn)移至儲能元件中，之后將所述電荷存儲元件Cl中的剩余能量與電池中 的能量進(jìn)行疊加。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加熱電路，其中，所述能量疊加和轉(zhuǎn)移單元包括能量疊加單 元和能量轉(zhuǎn)移單元，所述能量轉(zhuǎn)移單元與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再 關(guān)斷后，將儲能電路中的能量轉(zhuǎn)移至儲能元件中，所述能量疊加單元與所述儲能電路連接， 用于在所述能量轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后，將儲能電路中的剩余能量與電池中的能量進(jìn) 行疊加。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的加熱電路，其中，所述儲能元件為所述電池，所述能量轉(zhuǎn)移 單元包括電量回灌單元(103)，該電量回灌單元(10 與所述儲能電路連接，用于在開關(guān)裝 置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后，將儲能電路中的能量轉(zhuǎn)移至所述儲能元件中，所述能量疊加單元包 括極性反轉(zhuǎn)單元(102)，該極性反轉(zhuǎn)單元(10 與所述儲能電路連接，用于在所述電量回灌 單元(10 進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后，對電荷存儲元件Cl的電壓極性進(jìn)行反轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5或11所述的加熱電路，其中，所述極性反轉(zhuǎn)單元(10 包括單刀雙 擲開關(guān)Jl和單刀雙擲開關(guān)J2，所述單刀雙擲開關(guān)Jl和單刀雙擲開關(guān)J2分別位于所述電荷 存儲元件Cl兩端，所述單刀雙擲開關(guān)Jl的入線連接在所述儲能電路中，所述單刀雙擲開關(guān) Jl的第一出線連接所述電荷存儲元件Cl的第一極板，所述單刀雙擲開關(guān)Jl的第二出線連 接所述電荷存儲元件Cl的第二極板，所述單刀雙擲開關(guān)J2的入線連接在所述儲能電路中， 所述單刀雙擲開關(guān)J2的第一出線連接所述電荷存儲元件Cl的第二極板，所述單刀雙擲開 關(guān)J2的第二出線連接在所述電荷存儲元件Cl的第一極板，所述開關(guān)控制模塊(100)還與 所述單刀雙擲開關(guān)Jl和單刀雙擲開關(guān)J2分別連接，用于通過改變所述單刀雙擲開關(guān)Jl和 單刀雙擲開關(guān)J2各自的入線和出線的連接關(guān)系來對所述電荷存儲元件Cl的電壓極性進(jìn)行 反轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求5或11所述的加熱電路，其中，所述極性反轉(zhuǎn)單元(10 包括單向 半導(dǎo)體元件D3、電流存儲元件L2以及開關(guān)K9，所述電荷存儲元件Cl、電流存儲元件L2和開 關(guān)K9順次串聯(lián)形成回路，所述單向半導(dǎo)體元件D3和串聯(lián)在所述電荷存儲元件Cl與電流存 儲元件L2或所述電流存儲元件L2與開關(guān)K9之間，所述開關(guān)控制模塊(100)還與所述開關(guān) K9連接，用于通過控制開關(guān)K9導(dǎo)通來對所述電荷存儲元件Cl的電壓極性進(jìn)行反轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求5或11所述的加熱電路，其中，所述極性反轉(zhuǎn)單元(10 包括第一 DC-DC模塊( 和電荷存儲元件C2，該第一 DC-DC模塊( 與所述電荷存儲元件Cl和電荷 存儲元件C2分別連接，所述開關(guān)控制模塊(100)還與所述第一 DC-DC模塊( 連接，用于 通過控制第一 DC-DC模塊( 工作來將所述電荷存儲元件Cl中的能量轉(zhuǎn)移至所述電荷存 儲元件C2，再將所述電荷存儲元件C2中的能量反向轉(zhuǎn)移回所述電荷存儲元件Cl，以實(shí)現(xiàn)對 所述電荷存儲元件Cl的電壓極性的反轉(zhuǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7或11所述的加熱電路，其中，所述電量回灌單元(10 包括第二 DC-DC模塊(3)，該第二 DC-DC模塊( 與所述電荷存儲元件Cl和所述電池分別連接，所述 開關(guān)控制模塊(100)還與所述第二 DC-DC模塊(3)連接，用于通過控制第二 DC-DC模塊(3) 工作來將電荷存儲元件Cl中的能量轉(zhuǎn)移到所述電池中。
16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱電路，其中，所述加熱電路還包括與所述電荷存儲元件 Cl連接的能量消耗單元，該能量消耗單元用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后，對電荷存儲 元件Cl中的能量進(jìn)行消耗。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的加熱電路，其中，所述能量消耗單元包括電壓控制單元 (101)，該電壓控制單元(101)與所述電荷存儲元件Cl連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān) 斷后，將電荷存儲元件Cl兩端的電壓值轉(zhuǎn)換成電壓設(shè)定值。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加熱電路，其中，所述加熱電路還包括與所述電荷存儲元件 Cl連接的能量消耗單元，該能量消耗單元用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后、所述能量疊 加單元進(jìn)行能量疊加之前，對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的加熱電路，其中，所述能量消耗單元包括電壓控制單元 (101)，該電壓控制單元(101)與所述電荷存儲元件Cl連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān) 斷后、所述能量疊加單元進(jìn)行能量疊加之前，將電荷存儲元件Cl兩端的電壓值轉(zhuǎn)換成電壓 設(shè)定值。
20.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱電路，其中，所述加熱電路還包括與所述電荷存儲元件Cl連接的能量消耗單元，該能量消耗單元用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后、所述能量轉(zhuǎn) 移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之前，對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗，或者在所述能量轉(zhuǎn)移單 元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后，對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的加熱電路，其中，所述能量消耗單元包括電壓控制單元 (101)，該電壓控制單元(101)與所述電荷存儲元件Cl連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān) 斷后、所述能量轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之前，將電荷存儲元件Cl兩端的電壓值轉(zhuǎn)換成電壓 設(shè)定值，或者在所述能量轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后，將電荷存儲元件Cl兩端的電壓值轉(zhuǎn) 換成電壓設(shè)定值。
22.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加熱電路，其中，所述加熱電路還包括與所述電荷存儲元件 Cl連接的能量消耗單元，該能量消耗單元用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后、所述能量疊 加和轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之前，對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行消耗，或者在所述能量 疊加和轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后進(jìn)行能量疊加之前，對電荷存儲元件Cl中的能量進(jìn)行 消耗。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的加熱電路，其中，所述能量消耗單元包括電壓控制單元 (101)，該電壓控制單元(101)與所述電荷存儲元件Cl連接，用于在開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān) 斷后、所述能量疊加和轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之前，將電荷存儲元件Cl兩端的電壓值轉(zhuǎn)換 成電壓設(shè)定值，或者在所述能量疊加和轉(zhuǎn)移單元進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移之后進(jìn)行能量疊加之前，將 電荷存儲元件Cl兩端的電壓值轉(zhuǎn)換成電壓設(shè)定值。
24.根據(jù)權(quán)利要求17、19、21或23中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的加熱電路，其中，所述電壓 控制單元(101)包括阻尼元件R5和開關(guān)K8，所述阻尼元件R5和開關(guān)K8彼此串聯(lián)之后并聯(lián) 在所述電荷存儲元件Cl的兩端，所述開關(guān)控制模塊(100)還與開關(guān)K8連接，所述開關(guān)控制 模塊(100)還用于在控制開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通再關(guān)斷后，控制開關(guān)K8導(dǎo)通。
25.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱電路，其中，所述開關(guān)裝置(1)包括開關(guān)Kl和單向半 導(dǎo)體元件D1，所述開關(guān)Kl和單向半導(dǎo)體元件Dl彼此串聯(lián)之后串聯(lián)在所述儲能電路中，所述 開關(guān)控制模塊(100)與開關(guān)Kl連接，用于通過控制開關(guān)Kl的導(dǎo)通和關(guān)斷來控制開關(guān)裝置 (1)導(dǎo)通和關(guān)斷。
26.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱電路，其中，所述開關(guān)控制模塊(100)用于在開關(guān)裝置 (1)導(dǎo)通后流經(jīng)開關(guān)裝置(1)的電流為零時(shí)或?yàn)榱闱翱刂崎_關(guān)裝置(1)關(guān)斷。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的加熱電路，其中，所述開關(guān)控制模塊(100)用于在開關(guān)裝置 (1)導(dǎo)通后流經(jīng)開關(guān)裝置(1)的電流為零前控制開關(guān)裝置(1)關(guān)斷，所述開關(guān)裝置(1)包括 單向半導(dǎo)體元件D9、單向半導(dǎo)體元件D10、開關(guān)K2、阻尼元件R4以及電荷存儲元件C3，所述 單向半導(dǎo)體元件D9與開關(guān)K2順次串聯(lián)在所述儲能電路中，所述阻尼元件R4與電荷存儲元 件C3串聯(lián)之后并聯(lián)在所述開關(guān)K2的兩端，所述單向半導(dǎo)體元件DlO并聯(lián)在阻尼元件R4的 兩端，用于在開關(guān)K2關(guān)斷時(shí)對電流存儲元件Ll進(jìn)行續(xù)流，所述開關(guān)控制模塊(100)與所述 開關(guān)K2連接，用于通過控制開關(guān)K2的導(dǎo)通和關(guān)斷來控制開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通和關(guān)斷。
全文摘要
本發(fā)明提供的電池的加熱電路包括開關(guān)裝置(1)、開關(guān)控制模塊(100)、阻尼元件R1以及儲能電路，所述儲能電路用于與所述電池連接，所述儲能電路包括電流存儲元件L1和電荷存儲元件C1，所述阻尼元件R1、開關(guān)裝置(1)、電流存儲元件L1和電荷存儲元件C1串聯(lián)，所述開關(guān)控制模塊(100)與開關(guān)裝置(1)連接，用于控制開關(guān)裝置(1)導(dǎo)通和關(guān)斷，以控制能量僅從電池流向儲能電路。本發(fā)明提供的加熱電路能夠提高電池的充放電性能，且在給電池加熱時(shí)安全性高。
文檔編號H02J7/00GK102088116SQ20101060577
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者馮衛(wèi), 夏文錦, 徐文輝, 楊欽耀, 韓瑤川, 馬士賓 申請人:比亞迪股份有限公司