一种动力电池内外部联合加热装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及动力电池加热技术领域，公开了一种动力电池内外部联合加热装置，包括外部加热源以及内部加热电路，所述外部加热源与所述内部加热电路一起工作，实现内外部联合加热。本发明专利技术可以对电池进行无损快速加热。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池内外部联合加热装置
本专利技术涉及电动汽车动力电池加热
，具体涉及一种动力电池内外部联合加热装置。
技术介绍
电动汽车动力电池主要是采用锂离子电池，其具有功率性能良好、能量密度高、自放电率低、使用寿命长等优点。但在低温环境下锂离子电池的性能变差，表现为可用容量和功率会大幅下降，导致电动汽车的行驶里程缩短，同时在低温环境中动力电池的充电时间会延长甚至损坏电池，这极大的限制了电动汽车在温度较低的地区的推广。目前，改善低温环境下电动汽车动力电池性能的有效方法是对动力电池进行加热操作。现阶段主要有外部加热法和内部加热法。外部加热依托车用热管理技术，通过在动力电池包或动力电池模块外部高温液体或气体、电加热板、相变材料及利用珀尔贴效应等实现热量由外向内的热传导，此方法对动力电池包的结构，安装有一定的要求，且加热时动力电池温度梯度较大；内部加热方法是利用电流流过电池所产生的焦耳热来加热动力电池。虽然内部加热法较外部加热法具有更快的加热速度，更好的温度一致性，但是对充放电导体有较高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种动力电池内外部联合加热装置，解决现有技术中电池内部加热效率慢的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种动力电池内外部联合加热装置，包括外部加热源以及内部加热电路，所述外部加热源与所述内部加热电路一起工作，实现内外部联合加热。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本专利技术利用将内部加热方式与外部加热方式结合起来，发挥两者的优点，实现动力电池的高效无损升温。附图说明图1a是本专利技术提供的动力电池内外部联合加热装置一实施方式的加热结构图；图1b是本专利技术提供的动力电池内外部联合加热装置一实施方式的加热原理图；图2a是本专利技术提供的内部加热电路的结构图；图2b是本专利技术提供的内部加热电路一实施方式的电路原理图；图3是本专利技术提供的内外部联合加热一实施方式的加热原理图；图4是有线充电器一实施方式的充电电路图；图5是本专利技术提供的在图4的有线充电器中集成内部加热功能的一实施方式的原理图；图6是本专利技术提供的在图4的有线充电器中集成内部加热功能后的加热电路图；图7是无线充电器一实施方式的充电电路图；图8是本专利技术提供的在图7的无线充电器中集成内部加热功能的一实施方式的原理图；图9是本专利技术提供的在图7的无线充电器中集成内部加热功能后的加热电路图；图10是电动机及电机控制器一实施方式的电路原理图；图11是本专利技术提供的内部加热电路一实施方式的加热电流图。附图标记：10、内部加热电路，1、加热电感，2、加热全控器件、3、控制器，4、动力电池，6、外部加热源，61、PTC发热器，62、循环泵，11、逆变器，12、变压器，13、整流桥，21、定子绕组，22、逆变器，。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：如图1a所示，本专利技术提供一种动力电池内外部联合加热装置，包括外部加热源6以及内部加热电路10，所述外部加热源6与所述内部加热电路10一起工作，实现动力电池4的内外部联合加热。本实施例将内外部加热联合起来，在低能耗下实现对动力电池4的快速升温。具体的，内部加热采用高频激励加热电池，外部加热通过利用发热装置以由外向内的热传导方式实现加热电池的目的，实现对电池的快速均衡升温。外部加热源6的加热形式可以采用：PTC产热、功率变换器的散热器产热、电动机产热、空调特泵产热、加热丝产热、水冷板产热、加热膜产热等电动汽车热管理系统收集到的任何电池外部热源。若采用PTC发热器，可以通过PTC发热器直接对电池加热，也可以通过PTC发热器加热空调水冷液对电池进行循环水加热，间接实现加热电池的目的。如图1b所示，本实施例中外部加热源采用PTC发热器61加热空调水冷液对动力电池4进行循环水加热，循环泵62实现空调水冷液的循环，实现对动力电池4的水循环加热。优选的，如图2a所示，所述内部加热电路10包括加热电感1、加热全控器件2以及控制器3；所述加热电感1、所述加热全控器件2以及动力电池4依次电连接，形成内部加热回路；所述控制器3与所述加热全控器件2电连接，并用于控制所述加热全控器件2通断，使得所述内部加热回路产生交变电流，对所述动力电池4进行加热。本实施例利用加热电感1进行储能，通过控制加热全控器件2使电能在动力电池4与加热电感1间高频往返流动，实现动力电池4在高频激励电流下的无损升温。控制器3通过控制加热全控器件2的通断，使得内部加热回路产生交变电流，从而实现对动力电池4的交流无损加热。具体的，加热时，控制器3向加热全控器件2施加高频触发脉冲，使得电能在加热电感1与动力电池4之间往返流动，产生频率、幅值可控的交流电流对动力电池4进行加热，从而实现充电前动力电池4的加热，避免低温环境下充电动力电池4性能差，充电时间延长，充电量不足等问题。由于本实施例的内部加热回路结构简单、成本低廉，因此适合推广应用。具体的，图2b示出了内部加热电路的一种基本电路原理图，图中电感L为加热电感1，全控器件为VT1、VT2、VT3、VT4，电池VB是动力电池4，选取全控器件VT1、VT4作为加热全控器件2，构成内部加热回路。应该理解的，还可以选择全控器件VT2、VT3作为加热全控器件2，也可以选择四个全控器件中的一个作为加热全控器件2。图3示出了内外部联合加热的加热原理图，图3中，电感L为加热电感1，全控器件S5、全控器件S6、二极管D2、二极管D4形成整流桥13，全控器件S5、全控器件S6为加热全控器件2，电池VB为动力电池4，电感L、全控器件S5、全控器件S6、二极管D2、二极管D4、电池VB组成内部加热回路；外部加热源选用PTC发热器，电阻PTC为PTC发热器的发热丝，S11为外部加热开关、其通断实现对外部加热功能的开与关，PTC发热器产生的热量对电池进行热传导加热。优选的，所述控制器3控制所述加热全控器件2通断，具体为：控制至少一个所述加热全控器件2周期性通断产生交变电流。控制器3控制内部加热回路产生交变电流使电能在动力电池4与加热电感1间高频往返流动，是通过控制整流桥13上的加热全控器件2的以一定频率周期性通断实现的。其产生的振荡电流如图11所示，图11中横轴为时间t，纵轴为电流I，T为交变电流的振荡周期，Im为交变电流的幅值。控制内部加热回路产生交变电流，可以通过控制其中一个加热全控器件2周期性通断，控制另一个加热全控器件2常闭实现；也可以通过控制两个加热全控器件2同步周期性通断实现。与控制两个加热全控器件2同步周期性通断相比，控制其中一个加热全控器件2周期性通断功耗消耗更低，当然产生的热量也会相对较低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池内外部联合加热装置，其特征在于，包括外部加热源以及内部加热电路，所述外部加热源与所述内部加热电路一起工作，实现内外部联合加热。/n

【技术特征摘要】
20200110 CN 20201002699011.一种动力电池内外部联合加热装置，其特征在于，包括外部加热源以及内部加热电路，所述外部加热源与所述内部加热电路一起工作，实现内外部联合加热。


2.根据权利要求1所述的动力电池内外部联合加热装置，其特征在于，所述内部加热电路包括加热电感、加热全控器件以及控制器；
所述加热电感、所述加热全控器件以及动力电池依次电连接，形成内部加热回路；
所述控制器与所述加热全控器件电连接，并用于控制所述加热全控器件通断，使得所述内部加热回路产生交变电流，对所述动力电池进行加热。


3.根据权利要求2所述的动力电池内外部联合加热装置，其特征在于，所述控制器控制所述加热全控器件通断，具体为：
所述加热全控器件的数量为至少一个，控制至少一个所述加热全控器件周期性通断产生交变电流。


4.根据权利要求3所述的动力电池内外部联合加热装置，其特征在于，所述控制器控制所述加热全控器件周期性通断产生交变电流，具体为：
根据所述动力电池的实际温度设置交变电流的设定幅值及设定频率；
根据所述设定频率设置开关频率，根据所述开关频率对所述加热全控器件进行周期性通断控制，产生交变电流；
判断所述交变电流的实际幅值是否小于所述设定幅值，如果小于，则减小所述加热全控器件的开关频率；如果大于，则增大所述加热全控器件的开关频率，直至交变电流的实际幅值与设定幅值相等。


5.根据权利要求2所述的动力电池内外部联合加热装置，其特征在于，所述内部加热电路集成于车载电器上，以所述车载电器中的磁性器件作为所述加热电感，以所述车载电器中全控器件作为所述加热全控器件。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芙蓉，洪彪明，谢长君，路帅康，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42