專利名稱：鋰離子動(dòng)力電池組線路板通電生熱式加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了 一種鋰離子動(dòng)力電池組線路板通電生熱式加熱裝置。
背景技術(shù)：
最近幾年電動(dòng)汽車得到了快速發(fā)展，一些混合動(dòng)力電動(dòng)汽車已經(jīng)開始大批量生 產(chǎn)，有幾款純電動(dòng)汽車也即將上市。電池作為電動(dòng)汽車的能源，得到前所未有的重視，其中 鋰離子電池以其高的能量密度、功率密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命，在電動(dòng)汽車發(fā)展進(jìn)程中得到越來(lái) 越廣泛的使用，正逐步替代其它電池成為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池。雖然鋰離子動(dòng)力電池的性能相比而言比較優(yōu)越，但是，電動(dòng)汽車上所用的鋰離子 電池是由許多電池單體串并連而成，由于電池單體上的性能差異使得電池組的性能有所下 降，因此，現(xiàn)在的電動(dòng)汽車都有電池管理系統(tǒng)，以便對(duì)電池組中每一個(gè)電池單體的溫度和電 壓進(jìn)行監(jiān)控。目前大部分電池管理系統(tǒng)只是簡(jiǎn)單地對(duì)電池單體的溫度和電壓進(jìn)行監(jiān)控，而 沒(méi)有調(diào)控功能，尤其忽視對(duì)電池的加熱。當(dāng)鋰離子動(dòng)力電池處于低溫環(huán)境中，電池的放電性 能大大下降，動(dòng)力電池?zé)o法提供電動(dòng)汽車啟動(dòng)所需的功率；如果對(duì)電池進(jìn)行充電，由于溫度 比較低，容易在電池內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體，造成電池的損壞，甚至引發(fā)安全事故。為了提高鋰 離子電池在寒區(qū)的性能，本發(fā)明提供了鋰離子動(dòng)力電池的加熱裝置，如果電動(dòng)汽車在低溫 嚴(yán)寒地帶時(shí)，無(wú)論鋰離子電池是處于放電還是充電狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)可以對(duì)電池進(jìn)行加 熱，溫度采集系統(tǒng)將采集到的電池溫度傳送到電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)對(duì)溫度進(jìn)行分 析后，發(fā)送指令給溫度控制系統(tǒng)，開啟或停止加熱裝置對(duì)電池進(jìn)行加熱，這樣，電動(dòng)汽車在 嚴(yán)寒地區(qū)也能正常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種鋰離子動(dòng)力電池組線路板通電生熱式加熱裝置，使電池管理系 統(tǒng)從被動(dòng)監(jiān)控，轉(zhuǎn)為可以對(duì)低溫進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控，使電池能夠在低溫環(huán)境中正常工作。本發(fā)明的電池加熱裝置使電池管理系統(tǒng)能夠?qū)︿囯x子電池的低溫進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控， 當(dāng)電池管理系統(tǒng)檢測(cè)到鋰離子電池的溫度低于o°c時(shí)，管理系統(tǒng)將發(fā)送指令啟動(dòng)加熱裝置 對(duì)電池進(jìn)行加熱，如果檢測(cè)到電池溫度高于o°c時(shí)，管理系統(tǒng)將發(fā)送指令停止對(duì)電池的加 熱。本發(fā)明的特征是在鋰離子電池本身不出問(wèn)題的情況下，電池管理系統(tǒng)可以使鋰離 子電池在_30°C甚至更低的溫度環(huán)境下正常工作。


圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式參照說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明作如下詳解。
如圖 所示，本發(fā)明的鋰離子動(dòng)力電池組線路板通電生熱式加熱裝置包括鋰離子電 池單體(2)、電池單體兩側(cè)的線路板(1)、溫度采集系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)。溫 度采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集電池的溫度，并將采集的溫度發(fā)送到電池管理系統(tǒng)，電池管理對(duì)溫度 采集系統(tǒng)輸入的溫度進(jìn)行分析，然后發(fā)送指令給溫度控制系統(tǒng)，開啟或停止加熱裝置。本發(fā)明通過(guò)對(duì)每個(gè)鋰離子電池單體面積最大的兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行加熱，提高鋰離子電 池的溫度，同時(shí)，采用這樣的加熱方式可以最大限度的減少加熱裝置對(duì)鋰離子電池散熱的 影響。如圖所示，線路板(1)緊貼在鋰離子電池單體面積最大的兩個(gè)側(cè)面上，其形狀與 兩個(gè)側(cè)面相同。線路板可采用兩種形式，一種是采用單面板，板厚0. 5mm，線路板的銅膜面在 加一層可耐高溫的膠木，膠木層厚度為0. 5mm ；另一種方法是采用四面板，中間兩面為銅膜 面，兩外側(cè)面為耐高溫的絕緣面，四面板的總厚度為0. 5mm。由于線路板的厚度比較薄，且只 貼于電池最大的兩側(cè)面，所以不會(huì)對(duì)電池的散熱造成影響。啟動(dòng)電動(dòng)汽車時(shí)，如果鋰離子電池需要加熱，加熱裝置的電源由鋰離子電池本身 提供。對(duì)于一些比較特殊的車輛，本身的車載24V電池可以耐低溫，那么，在溫度比較低的 情況下(比如-20°C以下)，可以先使用車載24V電池對(duì)鋰離子電池進(jìn)行加熱。通過(guò)計(jì)算， 對(duì)于IOOAh的鋰離子電池，一輛電動(dòng)汽車按140塊電池單體計(jì)算，從低溫加熱到正常工作溫 度范圍，功率大約需要20KW，加熱時(shí)間需要15分鐘。對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電時(shí)，溫度采集系統(tǒng)先采集各個(gè)電池單體的溫度并將采集到 的溫度傳送到電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)電池單體的溫度進(jìn)行綜合分析，首先確定是否 需要對(duì)鋰離子電池進(jìn)行加熱，如果不需要加熱，則不啟動(dòng)電池加熱裝置；如果需要加熱，則 外部電源先對(duì)鋰離子電池進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱到規(guī)定溫度時(shí)，溫度控制系統(tǒng)停止對(duì)電池加熱， 外部電源對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電。電動(dòng)汽車啟動(dòng)時(shí)，鋰離子電池組先不大電流放電，而是溫度采集系統(tǒng)先采集電池 單體的溫度并將采集到的溫度傳送到電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)對(duì)輸入的溫度進(jìn)行綜 合分析，首先確定是否需要對(duì)鋰離子電池進(jìn)行加熱，如果不需要加熱，則不啟動(dòng)電池加熱裝 置；如果需要加熱，還需確定是否使用車載24V電池對(duì)鋰離子電池進(jìn)行預(yù)加熱。根據(jù)上述 分析，電池管理系統(tǒng)發(fā)送指令給溫度控制系統(tǒng)，決定是否啟動(dòng)加熱裝置。在電池加熱過(guò)程 中，溫度采集系統(tǒng)將按一定的采樣頻率對(duì)電池的溫度進(jìn)行采集，并將溫度傳送到電池管理 系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)通過(guò)對(duì)溫度的綜合分析，決定是否停止對(duì)電池的加熱，當(dāng)需要停止加熱 時(shí)，電池管理系統(tǒng)將向溫度控制系統(tǒng)發(fā)送指令停止加熱系統(tǒng)對(duì)電池的加熱。
權(quán)利要求
1.鋰離子動(dòng)力電池組加熱裝置，其特征在于每個(gè)鋰離子電池單體( 面積最大的兩側(cè)面都加上線路板(1)，溫度采集系統(tǒng)通過(guò)溫 度傳感器實(shí)時(shí)采集電池單體的溫度(此處取極耳的溫度)，然后將采集到的溫度傳送到電 池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)傳送到的溫度值進(jìn)行分析，然后向溫度控制系統(tǒng)發(fā)送指 令，控制加熱裝置的啟動(dòng)和停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力電池組加熱裝置，其特征在于，所述的線路板(1) 有兩種形式一種是采用單面板，線路板的銅膜面上加一層可耐高溫的膠木；另一種方法 是采用四面板，中間兩面為銅膜面，兩外側(cè)面為耐高溫的絕緣面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力電池組加熱裝置，其特征在于，所述的線路板(1) 使用耐高溫絕緣膠對(duì)電源引入線的兩焊點(diǎn)進(jìn)行絕緣處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力電池組加熱裝置，其特征在于，啟動(dòng)電動(dòng)汽車時(shí)， 如果溫度控制系統(tǒng)發(fā)送指令要求對(duì)電池進(jìn)行加熱，所述的線路板(1)的電源來(lái)至車載MV 電源和鋰離子電池本身，；對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電時(shí)，如果溫度控制系統(tǒng)發(fā)送指令要求對(duì)電 池進(jìn)行加熱，所述的線路板(1)的電源至外部電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力電池組加熱裝置，其特征在于，所述的線路板(1) 形狀與電池單體( 面積最大的兩個(gè)面相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力電池組加熱裝置，其特征在于，所述的電池管理 系統(tǒng)將對(duì)溫度采集系統(tǒng)傳送的電池單體的溫度進(jìn)行分析計(jì)算，并向溫度控制系統(tǒng)發(fā)送指 令，控制加熱裝置的啟動(dòng)和停止。
7.根據(jù)權(quán)利4所述的鋰離子動(dòng)力電池組加熱裝置，其特征在于，鋰離子電池本身作為 線路板的電源時(shí)，可以采用兩種方式為線路板供電一種是每個(gè)鋰離子電池單體單獨(dú)給自 身的加熱線路板供電；另一種是所有鋰離子電池的電能先集中然后平均分配給每一塊線路 板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子動(dòng)力電池組線路板通電生熱式加熱裝置，它包括由長(zhǎng)方體鋰離子單體組成的電池組、線路板、溫度采集系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)以及溫度控制系統(tǒng)。線路板對(duì)每個(gè)電池單體進(jìn)行加熱，溫度采集系統(tǒng)通過(guò)溫度傳感器對(duì)電池溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量的結(jié)果傳送到電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)通過(guò)分析，發(fā)送啟動(dòng)或停止加熱的指令給溫度控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)通過(guò)控制線路板電源的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池加熱和停止加熱。本發(fā)明通過(guò)對(duì)每個(gè)電池單體面積最大的兩側(cè)面進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車在嚴(yán)寒地帶也能正常行駛和進(jìn)行充電，減少低溫對(duì)鋰離子電池充電和放電的影響。同時(shí)，本發(fā)明考慮到加熱裝置對(duì)電池散熱的影響，采取對(duì)電池單體面積最大的兩側(cè)面進(jìn)行加熱的方式。
文檔編號(hào)H01M10/50GK102074769SQ20101058189
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者張承寧, 董玉剛, 雷治國(guó) 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)