电池加热系统、电池装置及电动汽车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池加热技术领域，特别涉及一种电池加热系统、电池装置及电动汽车。
【背景技术】
[0002]相关技术中，对电池组的加热是通过在电池组的电池之间布置大量的硅胶加热丝的方式实现的，加热丝之间串联继电器作为控制开关，加热丝两端与电池的正负极连接。如图3所示，示出了一种电池加热系统，包括电池组I’、主回路开关2’、主回路继电器3’、保护电路4’、继电器5’和发热丝6’(即加热丝)。
[0003]车辆使用时，打开主回路开关2’，保护电路4’开始工作，通过保护电路4’上温度测量装置来确定目前环境温度，如果环境温度低于设定温度，则继电器5’吸合，电池组I’通过硅胶发热丝6’进行低电流放电，此时硅胶发热丝6’工作，散发热量来提升电池组I’的温度。当温度达到设定要求，继电器5’断开，主回路继电器3’吸合，车辆控制表盘显示车辆可以启动。在车辆运行过程中，由于电池放电同时产生热量，所以环境温度可以维持在需要的温度。这样解决了锂离子电池组使用环境温度低，造成电池放电效率低的问题。当电池需要充电时，打开主回路开关2’，保护电路4’开始工作，如果环境温度低于设定温度，则继电器5’吸合，电池组I’通过硅胶发热丝6’低电流放电，提升环境温度，当到达设定温度后，继电器5’断开，主回路继电器3’吸合，电池组I’开始充电。电池组I’充电过程中同时产生热量，所以环境温度可以维持在需要的温度。这样解决了锂离子电池组充电因环境温度低造成的安全隐患。
[0004]上述方式存在以下缺点:电池组低电流放电给硅胶发热丝，因此发热功率较小；硅胶发热丝对电池周围环境加热，靠环境温度加热电池；热量来自电池外部，逐步向内传递。因此，加热速度非常慢，通常需要数小时的加热时间，如果用户着急用车或充电，则不能很好地满足用户需求。
[0005]另外，如申请号为201010271405.0的发明申请公开的蓄电池加热方法，是通过对蓄电池施加电压或电流，在蓄电池的电压界限高于其电压下限时，蓄电池的正负极与电阻负载连接，通过放电电流来进行加热。这种方法借助充电器完成，即公开的加热装置是作为充电器的一部分，是外置的，并且是在充电前对电池加热，并不能够随时随地对蓄电池进行加热，必须在连接到如充电粧上才能使用，另外，负载电阻只能通过充电口连接到电池组，从而限制了电流，无法实现快速加热。
【发明内容】
[0006]本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0007]为此，本发明的一个目的在于提出一种电池加热系统。该电池加热系统可快速地对电池组进行加热，有效节省加热时间，提高加热效率。
[0008]本发明的另一个目的在于提出一种电池装置。
[0009]本发明的再一个目的在于提出一种电动汽车。
[0010]为达到上述目的，本发明第一方面的实施例公开了一种电池加热系统，包括:电池组；控制开关，所述控制开关的第一端与所述电池组的正极相连；大电流放电模块，所述大电流放电模块的一端与所述控制开关的第二端相连，所述大电流放电模块的另一端与所述电池组的负极相连；控制器，所述控制器与所述控制开关相连，所述控制器根据电池组的当前温度对所述控制开关进行控制，以在所述控制开关闭合后，所述电池组通过所述大电流放电模块放电的同时利用自身的内阻发热而进行自身的加热。
[0011 ] 根据本发明实施例的电池加热系统，利用大电流放电模块使电池组进行较大电流的放电，这样，电池组的内阻可在短时间内发出较多的热量，并且是从电池组内部进行加热的，从而可实现对电池组的快速加热。具体地，电池加热系统的回路中电流较大，电池组从内部直接发热，加热速度快，加热效率高，满足用户需求。
[0012]本发明第二方面的实施例提供了一种电池装置，包括上述第一方面实施例所述的电池加热系统。该电池装置可快速地对电池组进行加热，有效节省加热时间，提高加热效率。
[0013]本发明第三方面的实施例提供了一种电动汽车，包括上述第二方面实施例所述的电池装置。该电动汽车可快速地对电池组(例如动力电池)进行加热，有效节省加热时间，提高加热效率。由此，当电动汽车在起动或者充电前，如果电池组温度较低，则可快速地加热，从而节省车辆在起动或者充电前的准备时间。
[0014]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0015]本发明所述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0016]图1是根据本发明一个实施例的电池加热系统的示意图；
[0017]图2是根据本发明另一个实施例的电池加热系统的示意图；以及
[0018]图3是相关技术中的一种电池加热系统的示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0020]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0021]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。
[0022]以下结合附图描述根据本发明实施例的电池加热系统、电池装置及电动汽车。
[0023]图1是根据本发明一个实施例的电池加热系统的示意图。如图1所示，根据本发明一个实施例的电池加热系统，包括:电池组1、控制开关3、大电流放电模块4和控制器(图中未示出)。
[0024]其中，控制开关3的第一端(如图1所示控制开关3的左侧)与电池组I的正极相连，控制开关为但不限于IGBT绝缘栅双极型晶体管。大电流放电模块4的一端(如图1所示大电流放电模块4的上方)与控制开关3的第二端(如图1所示控制开关3的右侧)相连，大电流放电模块4的另一端(如图1所示大电流放电模块4的下方)与电池组I的负极相连。控制器与控制开关3相连，控制器根据电池组的当前温度对控制开关3进行控制，以在控制开关3闭合后，电池组I通过大电流放电模块4放电的同时利用自身的内阻发热而进行自身的加热。
[0025]在上述示例中，大电流放电模块4的放电电流可达到[400A，500A]之间。作为一个具体的示例，大电流放电模块4例如为金属丝，其中，金属丝的电阻率为但不限于(1.14±0.05) X 10-6 Ω *m。例如金属丝为镍铬合金加热丝。
[0026]也就是说，本发明实施例的电池加热系统，直接在电池组I的正负极之间连接例如金属丝的大电流放电模块4，形成回路电流，电池组I通过自身的内阻发热而进行自加热。需注意的是，因为电池组I在低温(如-30°C )时的阻抗远远大于电池组I在常温或高温时的阻抗，即电池组I在低温时的内阻远远大于电池组I在常温或高温时的内阻，因此，在低温启动时，通过如金属丝等大电流放电模块4将电池组I的正负极直接相连，由于电池组I此时的内阻很大，电池组I具有很高的压降，从而可以通过自身发热而进行自身的加热，可以理解的是，如果在常温时直接利用金属丝连接，会形成短路，造成电池组I损坏。
[0027]进一步地，镍铬合金加热丝具有预设的电阻率、预设的电阻值和预设的直径，其中，预设的电阻率通过调节镍铬配比得到，预设的电阻值根据电池组I的阻抗和电池组I的加热电流得到，预设的直径根据过流能力和加热时间得到。具体地说，通过镍铬配皮成分的选择，可以使镍铬合金加热丝的电阻率达到最佳要求，最佳要求的电阻率可以由试验或根据经验得到。根据电池组I的阻抗和需要的加热电流可以确定镍铬合金加热丝的电阻的大小。根据放电回路的过流能力和加热时间等确定出镍络合金加热丝的直径。从而使镍络合金加热丝保持较为理想的体积，当电池加热系统发生故障，例如控制开关3不能正常断开时，加热超过一定的时间后，镍铬合金加热丝会发生熔断，从而对电池加热系统进行保护，使电池加热系统安全可靠。
[0028]控制开关3闭合后，电池组I和大电流放电模块4形成放电回路，随着电池组I温度的不断升高，