专利名称：一种锂离子动力电池加热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及加热装置，尤其是一种锂离子动力电池加热装置。
背景技术：
锂离子动力电池是现阶段拥有最佳能量密度和功率密度的动力电池，随着锂离子 动力电池技术和工艺的发展，等能量(WH)的锂电池在价格方面跟镍氢电池价差不大，安全 稳定性也大为提高，在如今新能源汽车领域有着举足轻重的地位。 由于锂离子电池的电解液是有机溶质，所以在低温下的放电能力很差。然而新能 源乘用车所面对的部分销售市场是属于寒带极地地区的，如果温度过低，小于锂电池工作 温度范围，车辆无法启动，那时就需要一个电池加热装置给电池升温了 。这个加热装置要考 虑加热方式、加热均匀性、安全性、与电池绝缘、加热功率效率和加热速度等等。目前市面上 各电池与整车厂家还没有相应锂离子动力电池加热技术，开发锂离子动力电池加热技术已 成为燃眉之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池加热装置，当锂离子动力电池的电池 温度低于正常工作温度时，该装置能够对锂离子动力电池进行加热，并且保证加热均匀，加 热效率高。 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种锂离子动力电池加热装置，包 括锂离子电池本体，所述的锂离子电池本体的外围包裹由加热膜制成的加热套，电池管理 系统BMS实时监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号至温度控制器，温度控制器接 收到该控制信号后对加热套加热或停止加热。 由上述技术方案可知，本发明通过在锂离子电池本体的外周包裹上具有加热功能 的加热套，可以使锂离子电池在其电池温度低于正常工作温度范围内，即在车辆无法启动 的情况下，在十分钟左右被加热到正常的工作温度范围，从而能够使车辆正常行驶，本发明 对电池本体或者对单个的电池单体包裹加热材料，保证加热均匀，使用安全，绝缘和加热的
效率较高。
图l是本发明的电路图； 图2是本发明中温度控制器、加热套之间的部分电路图。
具体实施例方式
—种锂离子动力电池加热装置，包括锂离子电池本体，所述的锂离子电池本体的 外围包裹由加热膜制成的加热套2，电池管理系统BMS (Battery Management System) 3实时 监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号至温度控制器4，温度控制器4接收到该控制信号后对加热套2加热或停止加热，如图1所示。 结合图1 ，所述的加热套2为电阻式加热器，其厚度为lmm，加热套2套设在锂离子 电池本体上，其形状与其所包裹的锂离子电池本体的形状相吻合。制成加热套2的加热膜 采用多种耐高温有机材料、高分子材料、碳素及耐高温纤维复合制成新颖电热材料，是一可 代替部分金属发热丝作为发热元件的面状发热体。与金属电热丝相比，加热膜具有柔软、耐 折、耐腐蚀、发热快、发热均匀、节能、绝缘、透气等优点，可应用于各类装置的加热、保温及 干燥。 结合图l，所述的锂离子电池本体为单个电池或多个电池单体l，加热套2分别套 设在单个电池或多个电池单体1上。本发明使用一毫米厚度的加热膜做成加热套2，加热 套2的形状根据不同电池外形材质、容量和具体空间布置的需求而定，对单个电池直接包 裹，对多个电池单体1则分别包裹。20AH以上大容量锂离子电池的每个锂离子的电池单体 1单独配一个加热套2，加热套2的功率较大，功率根据电池个数容量级联方式而定，电源取 自锂离子动力电池，通常一辆高速两厢紧凑型锂离子电动乘用车加热套2的功率需求不小 于2KW，可保证10分钟左右电池从低温升至正常工作温度范围，从而正常启动车辆。
结合图1、2，所述的电池管理系统BMS3通过CAN总线与温度控制器4通讯，温度 控制器4分别与加热套2的电源高压端、加热套2的电源低压端相连，加热套2的电源高压 端接锂离子电池本体的正极，加热套2的电源低压端接锂离子电池本体的负极。所述的温 度控制器4的输出端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接 光耦U的输入端，光耦U接5V直流电，光耦U的输出端接电阻R与场效应管Q2组成的并联 电路，场效应管Q2的漏极接加热套2的电源高压端，场效应管Q2的源极接加热套2的电源 低压端。由于加热套2是个电阻式发热器，在存在多个电池单体1的情况下，每个单独的加 热套2的发热功率受单个加热套2的电阻值和单个加热套2的承载电压控制，每个加热套 2的工作电压为AC/DC 3V 220V，为了保证加热套2工作在安全电压内，加热套2采用先 串联后并联的方式与锂电池的正负极相连，如图1所示，是以两个加热套2串联然后再并联 的方式连接，具体串联的个数视不同功率的电池单体1而定。 在工作时，当电动汽车的钥匙打到ON档，电池管理系统BMS3监测锂离子电池本体 的温度，判断电池温度是否满足动力电池正常的工作温度范围，如果比正常的工作温度范 围低，电池管理系统BMS3发送控制CAN报文，该CAN报文内部包含一个立即加热指令，温度 控制器4通过CAN网关接收到，发送CTRL驱动信号为闭合信号，即I/O 口输出高电平，三极 管Q导通，光耦U导通，电阻R处为高电平，场效应管Q2导通，加热套2开始加热，加热工作 完成，电动车辆可以正常启动。 反之，当电动汽车的钥匙打到ON档，电池管理系统BMS3监测锂离子电池本体的温 度，判断电池温度是否满足动力电池正常的工作温度范围，如果是在正常的工作温度范围 内，电池管理系统BMS3发送控制CAN报文，其内部包含一个无需加热指令，温度控制器4通 过CAN网关接收到，发送CTRL驱动信号为断开信号，即I/O端口输出低电平，三极管Ql截 止，加热套2不工作。
权利要求
一种锂离子动力电池加热装置，包括锂离子电池本体，其特征在于所述的锂离子电池本体的外围包裹由加热膜制成的加热套(2)，电池管理系统BMS(3)实时监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号至温度控制器(4)，温度控制器(4)接收到该控制信号后对加热套(2)加热或停止加热。
2. 根据权利要求l所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于所述的加热套(2) 为电阻式加热器，加热套(2)套设在锂离子电池本体上，其形状与其所包裹的锂离子电池 本体的形状相吻合。
3. 根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于所述的电池管理系 统BMS(3)通过CAN总线与温度控制器(4)通讯，温度控制器(4)分别与加热套(2)的电源 高压端、加热套(2)的电源低压端相连，加热套(2)的电源高压端接锂离子电池本体的正 极，加热套(2)的电源低压端接锂离子电池本体的负极。
4. 根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于所述的加热膜的厚 度为lmm。
5. 根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于所述的锂离子电池 本体为单个电池，加热套(2)套设在单个电池上。
6. 根据权利要求1所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于所述的锂离子电池 本体为多个电池单体(l)，加热套(2)分别套设在多个电池单体(1)上，加热套(2)之间采 用两两串联再并联的方式连接。
7. 根据权利要求3所述的锂离子动力电池加热装置，其特征在于所述的温度控制器 (4)的输出端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接光耦U的 输入端，光耦U接5V直流电，光耦U的输出端接电阻R与场效应管Q2组成的并联电路，场 效应管Q2的漏极接加热套(2)的电源高压端，场效应管Q2的源极接加热套(2)的电源低 压端。
全文摘要
本发明涉及一种锂离子动力电池加热装置，包括锂离子电池本体，所述的锂离子电池本体的外围包裹由加热膜制成的加热套，电池管理系统BMS实时监测锂离子电池本体的温度，并输出控制信号至温度控制器，温度控制器接收到该控制信号后对加热套加热或停止加热。本发明通过在锂离子电池本体的外周包裹上具有加热功能的加热套，可以使锂离子电池在其电池温度低于正常工作温度范围内，即在车辆无法启动的情况下，在十分钟左右被加热到正常的工作温度范围，从而能够使车辆正常行驶，本发明对电池本体或者对单个的电池单体包裹加热材料，保证加热均匀，使用安全，绝缘和加热的效率较高。
文档编号H01M10/48GK101710631SQ20091018597
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者苏志高 申请人:奇瑞汽车股份有限公司