一种快速预热电池及电动汽车和无人机的制作方法

本申请属于电池领域，具体涉及一种快速预热电池及电动汽车和无人机。

背景技术：

在电动汽车，无人机等产品上，电池提供动力来源。电动汽车和无人机在寒冷天气使用时，由于电池自身材料的特性，低温情况下，电池内阻急剧增加，充放电性能严重降低，若温度过低甚至无法正常使用。因电池材料特性的制约，从电池本身很难解决此问题，在实际低温环境应用中需要通过外部手段来辅助加热电池。

目前对电池加热的相关技术，采用的是电阻发热体的方式，利用热传导将电池加热。但该辅助加热方式存在如下不足之处，以下以充电预热为例进行说明，在低温环境下充电，首先进行的是对电池进行预热，由于发热体是局部放置，依靠发热体自身发热将热量传导到电池上，预热过程中电池各处温度分布不均匀，为了避免发热体处的电池温度过高，要求发热体发热时自身温度不能过高，因而热传导加热方式需要将热量慢慢传导到电池各处，导致电池预热速度较慢，整个预热过程时间较长，一般需要几十分钟，可能给人们的出行带来不便，同时相应地在整个预热过程中电能损耗很大，因而电阻发热体预热方式具有效率低的不足。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种快速预热电池及电动汽车和无人机。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

一种快速预热电池，包括电池本体，所述电池本体具有电池极板；还包括高频线圈、高频发生器、温度传感器和处理器；

所述高频线圈设置在所述电池本体上，且所述高频线圈形成的磁场方向垂直于所述电池极板；

所述高频线圈与所述高频发生器电连接；

所述温度传感器设置在所述电池本体上；

所述温度传感器与所述处理器电连接；

所述处理器与所述高频发生器电连接。

进一步地，所述高频线圈为一平面线圈，所述平面线圈设置在所述电池本体上，且所述高频线圈与所述电池极板形成相对设置。

进一步地，所述高频线圈为柔性PCB线圈。

进一步地，所述高频线圈为一具有轴向长度的螺旋线圈，所述螺旋线圈环绕设置在所述电池本体的外侧面，且所述螺旋线圈的轴向垂直于所述电池极板。

进一步地，所述温度传感器通过导热胶固定在所述电池本体上。

进一步地，所述温度传感器采用热敏电阻或温控开关。

进一步地，所述处理器采用单片机或FPGA。

进一步地，所述电池为锂电池。

一种电动汽车，包括电池，所述电池采用上述任一项所述的快速预热电池。

一种无人机，包括电池，所述电池采用上述任一项所述的快速预热电池。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本申请提供一种快速预热电池，通过高频线圈对电池形成涡流加热，实现电池各处均匀预热升温，比起热传导预热方式，本申请能实现对电池的快速预热，因而本申请能在一定程度上提高电池的预热效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请快速预热电池的一个实施例示意图；

图2为本申请快速预热电池的另一个实施例示意图；

图中，1-电池本体；2-电池极板；3-高频线圈；4-高频发生器；5-温度传感器；6-处理器。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

本申请实施例提供一种快速预热电池，以下结合附图对本申请进行详细说明。

如图1和图2所示，在本申请的一些实施例中，本申请提供了一种快速预热电池，包括电池本体1，所述电池本体1具有电池极板2；还包括高频线圈3、高频发生器4、温度传感器5和处理器6；

所述高频线圈3设置在所述电池本体1上，且所述高频线圈3形成的磁场方向垂直于所述电池极板2；

所述高频线圈3与所述高频发生器4电连接；

所述温度传感器5设置在所述电池本体1上；

所述温度传感器5与所述处理器6电连接；

所述处理器6与所述高频发生器4电连接。

下述以低温环境下本申请上述方案的具体应用进行场景应用说明。

在一个具体应用场景中，冬季时，假定电池当前的情况是电量较少，因而需要对电池充电，但是电池因过低的环境温度影响，致使电池内阻急剧增加，电池充电性能严重降低。此情况下，应用本申请方案以解决因温度过低导致电池充电性能严重降低的问题。通过高频发生器4形成高频交变电流施加于高频线圈3，高频线圈3被施加高频交变电流后，形成高频交变磁场，在高频交变磁场作用下，电池极板2形成涡流，在涡流作用下电池极板2均匀发热。以锂电池为例，锂电池材料主流是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4和LiFePO4中的一种，或者是这几种材料的混合体三元材料，Fe、Co、Ni都是优良的导电导磁材料，因此使用它们的化合物所生产的锂电池也具有优良的导电导磁性能，基于锂电池的材料特性，锂电池极板2在高频磁场中能够形成涡流而发热，因此在锂电池外部放置高频线圈3，对高频线圈3施加高频电流后，锂电池内部形成涡流，迅速发热，达到快速均匀预热的效果。需要指出的是，上述以锂电池为例的示意性说明并非形成对本申请的限制，在电池的相关技术中，其他具有金属离子的电池也适用于本申请。

对于所述处理器6可采用单片机或FPGA，可实现通过温度传感器5发送触发信号控制高频发生器4停止工作。温度传感器5设置在电池本体1上，实时检测电池本体1的温度。

以所述温度传感器5采用温控开关为例，具体应用时选定适合温控温度的温控开关，当预热温度上升到该温控温度时，温控开关可被触发导通或者断开，从而向处理器6发送一个触发控制信号，以此控制高频发生器4停止工作，实现完成预热。

以所述温度传感器5采用热敏电阻为例，热敏电阻实时检测电池本体1温度，并发送到处理器6，当随着预热温度的上升，电流信号也就变大，当上升到预热温度时，电流信号变大到可使处理器6获得一个高电平触发信号，以此控制高频发生器4停止工作，实现完成预热。

本申请中，所述温度传感器5设置在所述电池本体1上，用以检测温度传感器5设置点位置的电池本体1表面温度，为了获得较好的检测效果，所述温度传感器5通过导热胶固定在所述电池本体1上。

通过上述各实施例说明可知，比起热传导预热方式，本申请通过高频线圈3对电池形成涡流加热，可实现对电池内部均匀预热同时升温，因而可有效缩短预热时间，实现对电池的快速预热。通过上述说明可知，本申请能在一定程度上提高电池的预热效率，因而通过本申请可至少在一定程度上满足人们急切出行情况下，缩短预热充电时间的需求。

对于本申请的所述快速预热电池，本申请还给出以下几种具体的实施方式。

如图1所示，在本申请的一个实施例中，所述高频线圈3为一平面线圈，所述平面线圈设置在所述电池本体1上，且所述高频线圈3与所述电池极板2 形成相对设置。

图1中，示意的电池极板2上，带箭头的虚线表示形成的涡流示意，图1 中省略号表示，电池本体1中有多个平行设置的电池极板2。

采用上述平面线圈方案，其在安装实施上较为方便，仅需将平面线圈设置在能与电池极板2形成相对设置的电池本体1上，这样平面线圈得电后产生的磁场就会垂直于电池极板2。在具体应用中，所述高频线圈3可以采用柔性PCB 线圈，可通过胶粘方式固定在电池本体1上。

如图2所示，在本申请的一个实施例中，所述高频线圈3为一具有轴向长度的螺旋线圈，所述螺旋线圈环绕设置在所述电池本体1的外侧面，且所述螺旋线圈的轴向垂直于所述电池极板2。

上述方案在具体应用中，可使用一根导线螺旋绕制固定在电池本体1的外侧面上，使得绕制获得的螺旋线圈的轴向垂直于所述电池极板2，这样螺旋线圈得电后线圈内部产生的磁场方向与其轴向方向同向，垂直于电池极板2。

图2中，示意的电池极板2上，带箭头的虚线表示形成的涡流示意，图2 中省略号表示，电池本体1中有多个平行设置的电池极板2。

通过上述各个所述高频线圈3的具体实施例方案可知，本申请方案在具体应用中，没有涉及改变电池内部结构。

需要指出的是，本申请上述给出的所述高频线圈3的各种实施例，其仅用于对本申请所述高频线圈3的展开说明，对于各实施例的具体说明，不能理解为指示或暗示相对重要性。

对本申请上述提供的快速预热电池实施例方案，本申请还提供一种电动汽车，包括电池，所述电池采用上述任一项所述的快速预热电池。

关于上述电动汽车实施例，其电池已经在本申请有关实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

一种无人机，包括电池，所述电池采用上述任一项所述的快速预热电池。

同样地，关于上述无人机实施例，其电池已经在本申请有关实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件来实现。在上述实施方式中，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个硬件模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。