CN204348867U - 一种电池组加热装置及具有其的电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种电池组加热装置及具有其的电池组，所述电池组加热装置它包括供电模块，该供电模块包括充电机；加热模块，该加热模块包括加热元件，以及布置于所述加热元件一侧的风机，所述加热模块的一端连接于所述充电机的正极端，另一端连接于所述充电机的负极端。本实用新型对电池组加热快速、高效，有较高的加热保障。

Description

一种电池组加热装置及具有其的电池组

技术领域

本实用新型涉及电池组技术领域，尤其涉及一种电池组加热装置及具有其的电池组。

背景技术

市场上的电池组大多采用锂离子电池作为动力电池，锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、自放电率低及无记忆效应等显著优点,但是，其也具有低温性能差、单体一致性差等缺点，若锂电池长时间工作在低温环境下，将大大降低锂电池的容量和循环寿命，直接影响电池组的续航里程和使用成本。

为了保证动力电池组在低温情况下能够正常充电或放电，可以对其进行加热以提高其温度，使其达到适合的温度在进行充电或放电。目前，对电池组动力电池组进行加热的方式主要有以下几种：

(1)采用电池组的液体加热电池组，利用循环的热水加热电池组；

(2)采用动力电池组自身内阻，对电池进行充电内阻发热的原理进行升温；

(3)采用保温加热膜对电池组进行加热。

然而，这几种加热方式各存在一定的缺点，具体如下：

(1)采用液体对电池组对电池加热，需要对电池箱体结构绝缘密封性设计要求高，而且牵涉到整车其它部件的集中循环冷却加热,所以，设计协同性要求高，设计过程复杂，成本较高；

(2)采用电池组内阻发热升温自身电源进行加热，因采用电池组本体内部内阻加热升温，存在电池组升温过快的风险，且控制较复杂，长期反复使用存在降低电池包的循环寿命的风险；

(3)采用保温加热膜对电池组进行加热，即在电池组的各个位置布置加热膜，虽然布置简单，但存在加热不均匀等问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种电池组加热装置，使用高压电源对加热元件进行加热，然后通过风机转动，将加热元件的暖风经过电池组的进风口进入电池组的壳体内，在多个单体电池之间进行热交换，对多个单体电池均匀快速加热，最后，经出风口排出电池组。

为实现上述目的，本实用新型第一方面实施例提出的电池组加热装置，它包括供电模块，该供电模块包括充电机；加热模块，该加热模块包括加热元件，以及布置于所述加热元件一侧的风机，所述加热模块的一端连接于所述充电机的正极端，另一端连接于所述充电机的负极端。

使用高压电源对加热元件进行加热，然后通过风机转动，将加热元件的暖风经过电池组的进风口进入电池组的壳体内，在多个单体电池之间进行热交换，对多个单体电池均匀快速加热，最后，经出风口排出电池组。电池组加热快速、高效，有较高的加热保障。

作为对本实用新型的限定，所述加热装置还包括：控制模块，该控制模块包括电池管理器，该电池管理器分别与所述充电机、所述加热元件及所述风机相连接。

作为对本实用新型的进一步限定，所述加热模块还包括熔断器、加热接触器，所述加热元件与该熔断器及加热接触器依次串联；

作为对本实用新型的进一步限定，所述加热模块与所述充电机的正极端连接的一端连接于电池组高压负极端的霍尔电流传感器的后端。

作为对本实用新型的进一步限定，所述充电机的正极端经霍尔电流传感器、主负端高压接触器与所述电池组的负极端连接，所述充电机的负极端经主正端高压接触器与电池组的正极端连接，此端还连接有预充电接触器、预充电电阻。

作为对本实用新型的进一步限定，所述加热元件为电加热片，设置成板状、片状。

作为对本实用新型的进一步限定，所述风机的数量设置为两个以上。

作为对本实用新型的进一步限定，所述加热装置还包括电池组，所述电池组之间设置有维护开关。

作为对本实用新型的进一步限定，所述电池组为多个单体电池，且多个单体电组顺序地排列于壳体内，该壳体还设置有进风口、出风口，所述电池组内还设置有与所述电池管理器相连的温度传感器。

因设置有进风口、出风口，方便将加热元件产生的暖风顺利地输送至电池组的壳体内，并通过壳体内的各单体电池的间隙，最后，由出风口顺利地排出。

本实用新型的第二个目的在于提出一种电池组。

为实现上述目的，本实用新型第二方面实施例的电池组，包括本实用新型第一方面的电池组加热装置。

在低温环境下，无论是电池组是否有外接充电装置的情况下，均可利用高压电的高效性为电池组提供快速、高效的加热保障，为电池组在低温环境下充电。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1为本实用新型第一实施例电原理图；

图2为本实用新型第一实施例电池组热量流通示意图；

图3为本实用新型第一实施例电池组加热流程图。

图中：100-电池组，110-壳体，111-进风口，112-出风口，120-单体电池，200-维护开关，400-主负端高压接触器，500-加热元件，600-熔断器，700-加热接触器，800-风机，900-主正端高压接触器，10-预充电接触器，11-预充电电阻，12-电池管理器，13-霍尔电流传感器，14-充电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

第一实施例：

如图1至图3所示，本实施例公开了一种电池组加热装置，它包括供电模块，该供电模块包括充电机；加热模块，该加热模块包括加热元件，以及布置于所述加热元件一侧的风机，所述加热模块的一端连接于所述充电机的正极端，另一端连接于所述充电机的负极端。使用高压电源对加热元件进行加热，然后通过电池管理器控制风机转动，将加热元件的暖风经过电池组的进风口进入电池组的壳体内，在多个单体电池之间进行热交换，对多个单体电池均匀快速加热，最后，经出风口排出电池组。

该加热装置还包括：控制模块，该控制模块包括电池管理器，该电池管理器分别与所述充电机、所述加热元件及所述风机相连接。

电池组100，包括多个单体电池120，它们顺序地排列于壳体110内，优先地，该单体电池为锂离子电池，且各单体电池之间有一定的空气流通间隙，该壳体还设置有进风口111，出风口112，方便将加热元件的暖风顺利导入电池组的壳体内，对各个单体电池均匀加热2导风通道，更有利于暖风的导入，优先地，壳体内同时，在电池组内设置温度传感器，该温度传感器与电池管理器连接，它检测电池组100中多个单体电池的温度，并将检测到的温度信号发送至电池管理器，结合单体电池的温度预先设定的阈值由电池管理器进行综合处理分析。

加热模块，该加热模块由外接高压电源经充电机14供给高压，包括加热元件500，熔断器600，加热接触器700，其中，该加热元件优先地为电加热片，可设置成板状、片状等，其一端连接于电池组高压负极端的霍尔电流传感器13的后端，另一端连接于熔断器，该熔断器的另一端连接于加热接触器，该加热接触器的另一端连接于电池组的正极端；

该加热模块进一步包括，风机800，优先地，该风机的数量为两个以上，本实施例中，风机的数量为三个，它们采用并联的方式与电池管理器12连接，因上述电机采用并联方式，避免某个风机故障，造成整个加热模块不能工作的现象发生；该电池管理器优先地为电池管理系统BMS(Battery ManagementSystem)，电池管理器可设置有温度检测模块、温升计算模块及故障保护功能模块等，即电池管理器可根据检测到的电池组的温度，估算需要对其加热的功率大小与加热时间，同时，在电池组100之间设置有维护开关200，便于本实用新型的维修与维护等作业。

供电模块，包括与电池管理器12连接的充电机14，它们之间通过CAN(Controller Area Network)总线相连，电池管理器通过CAN总线检测充电机的工作状态，其一端经霍尔电流传感器13、主负端高压接触器400与电池组的负极端连接，另一端经主正端高压接触器900与电池组的正极端连接，此端还连接有预充电接触器10、预充电电阻11，优先地，该预充电接触器为一继电器。

结合图3，本实用新型的充电步骤如下：

加热开始，电池管理器向充电机请求开启充电机，并对请求时间进行计时，判断充电机是否有输出，若无输出，且请求时间超过10s，则加热结束，即停止加热，使用者应通过维护开关对本装置进行维修；若有输出则等待2s，并控制加热接触器闭合，控制负极即主负端高压接触器断开，接下来判断电池组是否达到停止加热条件，即通过电池组内的温度传感器，将各个单体电池的温度信号传递至电池管理器，根据预先设定的温度阈值，由电池管理器进行综合分析，若未达到停止加热的条件，则继续加热，如已经达到停止加热的条件，则控制加热接触器断开，并请求关闭充电机输出，并控制负极接触器即主负极高压接触器闭合，此时加热结束。

第二实施例：

一种电池组，包括本实用新型第一方面的电池组加热装置。

在低温环境下，无论是电池组是否有外接充电装置的情况下，均可利用高压电的高效性为电池组提供快速、高效的加热保障，为电池组在低温环境下充电。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种电池组加热装置，其特征在于，包括：

供电模块，包括充电机；

加热模块，包括加热元件，以及布置于所述加热元件一侧的风机，所述加热模块的一端连接于所述充电机的正极端，另一端连接于所述充电机的负极端。

2.根据权利要求1所述的电池组加热装置，其特征在于：所述加热装置还包括：控制模块，该控制模块包括电池管理器，该电池管理器分别与所述充电机、所述加热元件及所述风机相连接。

3.根据权利要求2所述的电池组加热装置，其特征在于：所述加热模块还包括熔断器、加热接触器，所述加热元件与该熔断器及加热接触器依次串联。

4.根据权利要求1所述的电池组加热装置，其特征在于：所述加热模块与所述充电机的正极端连接的一端连接于电池组高压负极端的霍尔电流传感器的后端。

5.根据权利要求4所述的电池组加热装置，其特征在于：所述充电机的正极端经霍尔电流传感器、主负端高压接触器与所述电池组的负极端连接，所述充电机的负极端经主正端高压接触器与电池组的正极端连接，此端还连接有预充电接触器、预充电电阻。

6.根据权利要求5所述的电池组加热装置，其特征在于：所述加热元件为电加热片，设置成板状、片状。

7.根据权利要求6所述的电池组加热装置，其特征在于：所述风机的数量设置为两个以上。

8.根据权利要求4所述的电池组加热装置，其特征在于：所述加热装置还包括电池组，所述电池组之间设置有维护开关。

9.根据权利要求8所述的电池组加热装置，其特征在于：所述电池组为多个单体电池，且多个单体电组顺序地排列于壳体内，该壳体还设置有进风口、出风口，所述电池组内还设置有与所述电池管理器相连的温度传感器。

10.一种电池组，其特征在于，设置有权利要求1-9任一项所述的电池组加热装置。