一种带自动加热结构的组合式电池制造技术

本发明专利技术是一种带自动加热结构的组合式电池，包括低温电池组、MCU控制器、常温电池组、充/放电插头和电源开关，所述低温电池组的充电口连接充/放电插头，用于充电，所述低温电池组的放电口连接MCU控制器的电源端，用于为MCU控制器供电，所述常温电池组的充/放电口通过电源开关连接充/放电插头4，用于充电和放电，所述电源开关的控制端连接MCU控制器，用于控制电源开关的启闭，从而控制常温电池组的充电和放电。本发明专利技术以混合式电池工作模式，利用低温电池组加热常温电池组并对加热功率进行控制，保证常温电池组在适宜的温度下工作，极大提高组合式电池的工作可靠性和时长。提高组合式电池的工作可靠性和时长。提高组合式电池的工作可靠性和时长。

【技术实现步骤摘要】
一种带自动加热结构的组合式电池


[0001]本专利技术涉及卫星通信
，具体涉及一种带自动加热结构的组合式电池。

技术介绍

[0002]室外应用的设备经常受到低温天气的影响，其中供电能力决定设备的使用时间。而针对卫星通信设备，电池作为其中的供电系统，直接影响了设备的使用时间，而卫星通信设备一般配备锂电池，锂电池较为理想的工作范围为15℃
‑
40℃，而卫星通信设备的使用环境极可能低于0℃，在低温条件下，电池可能出现容量降低、内阻升高、内部副反应增加等问题，尤其是在低温充电的过程中，可能出现析锂现象，极大影响电池寿命，并有安全隐患。普通电池可以大规模生产，成本低，而生产专门应用在卫星通信设备上的低温电池则成本较高。
[0003]目前电池以及加热系统主要针对于汽车以及大规模电池组，利用PTC或相关电路进行加热，并对电池加热系统进行控制。而对于户外设备而言，比如卫星通信设备，卫星通信产品经常在恶劣条件下使用，且由于卫星信号不能被建筑物等其他物体遮挡，所以卫星通信设备常用在室外，作为便携式卫星通信终端，所有设备设计便携、易用，方便背负以及现场组装、使用，其用不到大规模电池组，不适用于复杂的加热单元以及电池系统。因此，开发户外设备专用的低温电池供电方案，更加有利于现有设备的使用，并提高产品设备性价比。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种带自动加热结构的组合式电池。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种带自动加热结构的组合式电池，包括低温电池组、MCU控制器、常温电池组、充/放电插头和电源开关，所述低温电池组的充电口连接充/放电插头，用于充电，所述低温电池组的放电口连接MCU控制器的电源端，用于为MCU控制器供电，所述常温电池组的充/放电口通过电源开关连接充/放电插头4，用于充电和放电，所述电源开关的控制端连接MCU控制器，用于控制电源开关的启闭，从而控制常温电池组的充电和放电。
[0006]进一步的，在所述常温电池组上设有第一温度传感器和加热垫，分别用于感应常温电池组的温度和对常温电池组加热，所述第一温度传感器的数据输出端连接MCU控制器的信号输入端，用于将常温电池组温度Ta传输给MCU控制器，在所述MCU控制器处设有第二温度传感器，用于感应环境温度，所述第二温度传感器的数据输出端连接MCU控制器的信号输入端，用于将环境温度数据Tb传输给MCU控制器，所述低温电池组通过MCU控制器连接加热垫，由低温电池组供电、MCU控制器控制加热垫的工作状态；MCU控制器设定最低限定温度T0和工作需要温度T1：当常温电池组温度Ta<最低限定温度T0时，MCU控制器控制电源开关关闭，并且MCU
控制器通过PWM控制加热垫以最大功率P=1.0工作；当最低限定温度T0<常温电池组温度Ta<工作需要温度T1时,MCU控制器通过PWM控制加热垫以功率P(n)=K1*(Ta
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Tb)+P(n
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1)工作，式中，K1为均匀加热系数；当常温电池组温度Ta>工作需要温度T1时，MCU控制器控制电源开关开启，通过充/放电插头4对外正常供电或充电，并且MCU控制器通过PWM控制加热垫以功率P=K2*(T1
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Tb)继续工作，式中，K2为功率保持加热系数，从而维持现有的电池温度。
[0007]进一步的，所述均匀加热系数K1由现场实验确定，由于系统的迟滞效应，前一时间片加热的功率P还未有完全反映在当前的温度传感器检测到的信息当中，当常温电池组被加热一定时间之后，逐渐降低加热功率，以实现均匀受热并节省加热功耗之目的。
[0008]进一步的，所述功率保持加热系数K2根据实验确定，给定一个功率P，维持常温电池组的当前温度到一个合理范围，从而保证常温电池组的温度不会降低到工作需要温度T1以下，降低加热功耗。
[0009]进一步的，所述第一温度传感器采用热电偶A，所述第二温度传感器采用热电偶B。
[0010]进一步的，所述加热垫采用石墨烯加热垫。
[0011]本专利技术的有益效果是:本专利技术以混合式电池工作模式，利用低温电池组加热常温电池组并对加热功率进行控制，保证常温电池组在适宜的温度下工作，极大提高组合式电池的工作可靠性和时长。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的结构框图；图2为本专利技术实施例中的热备份系统结构框图。
[0013]图中标号说明：1、低温电池组，2、MCU控制器，3、常温电池组，4、充/放电插头，5、电源开关，6、加热垫，（A，B）、热电偶。
具体实施方式
[0014]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术。
[0015]参照图1所示，一种带自动加热结构的组合式电池，包括低温电池组1、MCU控制器2、常温电池组3、充/放电插头4和电源开关5，所述低温电池组1的充电口连接充/放电插头4，用于充电，所述低温电池组1的放电口连接MCU控制器2的电源端，用于为MCU控制器2供电，MCU控制器2平时处于低功耗模式，当检测到充电/放电时，被唤醒，所述常温电池组3的充/放电口通过电源开关5连接充/放电插头4，用于充电和放电，所述电源开关5的控制端连接MCU控制器2，用于控制电源开关5的启闭，从而控制常温电池组3的充电和放电。
[0016]在所述常温电池组3上设有第一温度传感器和加热垫6，分别用于感应常温电池组3的温度和对常温电池组3加热，所述第一温度传感器的数据输出端连接MCU控制器2的信号输入端，用于将常温电池组温度Ta传输给MCU控制器2，在所述MCU控制器2处设有第二温度传感器，用于感应环境温度，所述第二温度传感器的数据输出端连接MCU控制器2的信号输入端，用于将环境温度数据Tb传输给MCU控制器2，所述低温电池组1通过MCU控制器2连接加热垫6，由低温电池组1供电、MCU控制器2控制加热垫6的工作状态；MCU控制器2设定最低限定温度T0和工作需要温度T1：
当常温电池组温度Ta<最低限定温度T0时，MCU控制器2控制电源开关5关闭，并且MCU控制器2通过PWM控制加热垫6以最大功率P=1.0工作；当最低限定温度T0<常温电池组温度Ta<工作需要温度T1时,MCU控制器2通过PWM控制加热垫6以功率P(n)=K1*(Ta
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Tb)+P(n
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1)工作，式中，K1为均匀加热系数，n为计算次数，P(n)表示计算过程的第n次，P(n
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1)表示计算过程的第n
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1次；当常温电池组温度Ta>工作需要温度T1时，MCU控制器2控制电源开关5开启，通过充/放电插头4对外正常供电或充电，并且MCU控制器2通过PWM控制加热垫6以功率P=K2*(T1
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Tb)继续工作，式中，K2为功率保持加热系数，从而维持现有的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带自动加热结构的组合式电池，其特征在于，包括低温电池组（1）、MCU控制器（2）、常温电池组（3）、充/放电插头（4）和电源开关（5），所述低温电池组（1）的充电口连接充/放电插头（4），用于充电，所述低温电池组（1）的放电口连接MCU控制器（2）的电源端，用于为MCU控制器（2）供电，所述常温电池组（3）的充/放电口通过电源开关（5）连接充/放电插头（4），用于充电和放电，所述电源开关（5）的控制端连接MCU控制器（2），用于控制电源开关（5）的启闭，从而控制常温电池组（3）的充电和放电。2.根据权利要求1所述的带自动加热结构的组合式电池，其特征在于，在所述常温电池组（3）上设有第一温度传感器和加热垫（6），分别用于感应常温电池组（3）的温度和对常温电池组（3）加热，所述第一温度传感器的数据输出端连接MCU控制器（2）的信号输入端，用于将常温电池组温度Ta传输给MCU控制器（2），在所述MCU控制器（2）处设有第二温度传感器，用于感应环境温度，所述第二温度传感器的数据输出端连接MCU控制器（2）的信号输入端，用于将环境温度数据Tb传输给MCU控制器（2），所述低温电池组（1）通过MCU控制器（2）连接加热垫（6），由低温电池组（1）供电、MCU控制器（2）控制加热垫（6）的工作状态；MCU控制器（2）设定最低限定温度T0和工作需要温度T1：当常温电池组温度Ta<最低限定温度T0时，MCU控制器（2）控制电源开关（5）关闭，并且MCU控制器（2）通过PWM控制加热垫（6）以最大功率P=1.0工作；当最低限...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴红军，刘文哲，孙振国，彭林，
申请(专利权)人：苏州阿清智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：