一种基于电池的低温补偿方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于电池的低温补偿方法及低温补偿装置。该方法包括：获取电池的表面温度值；判断电池的表面温度值是否低于第一温度阈值；若电池的表面温度值低于第一温度域值，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开，以使空气进入自发热模块并与自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热电池。通过上述方式，本发明能够在极端低温环境下对电池进行加热，从而使得电池能够在极端低温环境下正常充放电。
【专利说明】
一种基于电池的低温补偿方法及装置
技术领域
[0001]本发明涉及电池领域，特别是涉及一种基于电池的低温补偿方法及装置。
【背景技术】
[0002]应用于移动终端中的锂离子电池由正极、负极和电解液等组成。其中，锂离子电池工作时，锂离子以电解液为载体，在正负极之间移动，以实现电池的充放电。当温度很低时，锂离子的迀移速率会变慢，从而导致充电时锂离子电池大量析锂以及放电时锂离子电池的放电容量损失很大，从而大大影响用户对锂离子电池的使用，进而大大影响用户对移动终端的使用。举例来说，例如-20 0C时，锂离子电池放电容量衰减很大，一个充满电的电池只能放出不到5%的电量。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决的技术问题是提供一种基于电池的低温补偿方法及装置，能够实现电池在极端低温环境下正常充放电。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种基于电池的低温补偿方法，该方法包括:获取电池的表面温度值;判断电池的表面温度值是否低于第一温度阈值;若电池的表面温度值低于第一温度域值，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开，以使空气进入自发热模块并与自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热电池。
[0005]其中，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开的步骤之后，该方法进一步包括:判断电池的表面温度值是否高于第二温度阈值;若电池的表面温度值高于第二温度阈值，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门关闭，以使自发热模块中的自发热材料处于休眠状态。
[0006]其中，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开的步骤之后，该方法进一步包括:获取电池的表面温度值的温度上升速率;判断温度上升速率是否在预定范围内；若温度上升速率不在预定范围内，通过开关电路调整设置于发热模块上的阀门的开启程度，以调整自发热材料释放热量的速率。
[0007]其中，判断温度上升速率是否在预定范围内的步骤具体为:判断温度上升速率是否大于等于预定阈值;若温度上升速率不在预定范围内，通过开关电路调整设置于发热模块上的阀门的开启程度的步骤具体为:若温度上升速率小于预定阈值，通过开关电路增大设置于发热模块上的阀门的开启程度。
[0008]其中，自发热材料由固体聚合物电解质、还原铁粉和活性炭混合得到，其中，固体聚合物电解质由脲、硫脲和聚乙二醇制得。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种基于电池的低温补偿装置，该装置包括第一获取模块、第一判断模块、开关电路和自发热模块;第一获取模块用于获取电池的表面温度值;第一判断模块与第一获取模块连接，用于判断第一获取模块获取的电池的表面温度值是否低于第一温度阈值;开关电路分别与第一判断模块和自发热模块连接，用于当第一判断模块判断电池的表面温度值低于第一温度阈值时，开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开，以使空气进入自发热模块并与自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热电池。
[0010]其中，该装置进一步包括第二判断模块;第二判断模块与第一获取模块连接，用于判断第一获取模块获取的电池的表面温度值是否高于第二温度阈值;当第二判断模块判断电池的表面温度值高于第二温度阈值时，开关电路控制设置于自发热模块上的阀门关闭，以使自发热模块中的自发热材料处于休眠状态。
[0011]其中，该装置进一步包括:第二获取模块，用于获取电池的表面温度值的温度上升速率;第三判断模块，与第二获取模块连接，用于判断第二获取模块获取的温度上升速率是否在预定范围内；其中，当第三判断模块判断温度上升速率不在预定范围内时，开关电路调整设置于发热模块上的阀门的开启程度，以调整自发热材料的释放热量的速率。
[0012]其中，自发热材料由固体聚合物电解质、还原铁粉和活性炭混合得到，其中，固体聚合物电解质由脲、硫脲和聚乙二醇制得。
[0013]其中，自发热模块与电池具有相同的轮廓外形，自发热模块设置于电池的表面上。
[0014]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明的基于电池的低温补偿方法及低温补偿装置当判断电池的表面温度值低于第一温度域值时，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开，以使空气进入自发热模块并与自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热电池。通过上述方式，本发明能够在极端低温环境下对电池进行加热，从而使得电池能够在极端低温环境下正常充放电。
【附图说明】
[0015]图1是本发明第一实施例的基于电池的温度补偿方法的流程图；
[0016]图2是本发明第二实施例的基于电池的温度补偿方法的流程图
[0017]图3是本发明实施例的基于电池的温度补偿装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的基准。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0019]图1本发明第一实施例的基于电池的温度补偿方法的流程图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，该方法包括步骤:
[0020]步骤SlOl:获取电池的表面温度值。
[0021]在步骤SlOl中，电池为锂离子电池，具体来说，电池为应用于移动终端的锂离子电池。其中，可以通过温度传感器来获取电池的表面温度值。其中，表面温度值也可以理解为电池工作时的环境温度值。
[0022]步骤S102:判断电池的表面温度值是否低于第一阈值，若是，执行步骤S103，否则继续执行步骤SlOl。
[0023]在步骤S102中，一般来说，锂离子电池的充电温度限制在O?60°C，放电温度限制在-20?60°C，因此，第一温度阈值的选择可以根据电池的使用状况来进行确定。优选地，在充电的状态下，第一温度阈值为0°C。优选地，在放电的状态下，第一温度阈值为_20°C。
[0024]步骤S103:通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开，以使空气进入自发热模块并与自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热电池。
[0025]在步骤S103中，自发热模块包括壳体、阀门和自发热材料。其中，自发热材料封闭在壳体内，阀门设置在壳体上。其中，通过开关电路控制阀门的打开或关闭可以导通或切断空气进入壳体内与自发热材料接触的通路。
[0026]在本实施例中，自发热材料由固体聚合物电解质、还原铁粉和活性炭混合得到，固体聚合物电解质为Polymer in salt(盐掺)型聚合物固体电解质，其由脲、硫脲和聚乙二醇制得。自发热材料的形态为固态，不接触空气时自发热材料处于休眠状态，接触空气后自发热材料会释放热量。
[0027]在本实施例中，当步骤S102中判断电池的表面温度值低于第一阈值时，也就是说，当步骤S102判断电池无法正常工作时，通过开关电路控制阀门开启以将自发热模块中自发热材料与空气的通路接通，空气与自发热材料相接触从而释放热量，电池吸收该热量后表面温度值会逐步提高直至电池的表面温度值高于第一温度阈值。
[0028]优选地，自发热模块与电池具有相同的轮廓外形，自发热模块设置于电池的表面上。
[0029]图2本发明第二实施例的基于电池的温度补偿方法的流程图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并不以图2所示的流程顺序为限。如图2所示，该方法包括步骤:
[0030]步骤S201:获取电池的表面温度值。
[0031 ]步骤S202:判断电池的表面温度值是否低于第一阈值，若是，执行步骤S203，否则继续执行步骤S201。
[0032]步骤S203:通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开，以使空气进入自发热模块并与自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热电池。
[0033]在本实施例中，步骤S201?步骤S203与图1所示第一实施例中的步骤SlOl?步骤S103类似，为简单起见，不再赘述。
[0034]步骤S204:获取电池的表面温度的温度上升速率。
[0035]在步骤S204中，获取电池的表面温度的温度上升速率的步骤包括:每隔预定时间测量电池的表面温度值;获取当前表面温度值和前一表面温度值的温度差值;获取该温度差值与当前表面温度值和前一表面温度值之间的时间差值的比值，其中，该比值即为温度上升速率。
[0036]步骤S205:判断温度上升速率是否在预定范围内，若是，执行步骤S207，否则执行步骤S206。
[0037]在步骤S205中，在本实施例中，判断温度上升速率是否在预定范围内的步骤具体为:判断温度上升速率是否大于等于预定阈值。在其它实施例中，判断温度上升速率是否在预定范围内也可以为:判断温度上升速率是否小于等于预定阈值或者判断温度上升速率是否在第一阈值和第二阈值之间，其中，第一阈值小于第二阈值。
[0038]步骤S206:通过开关电路调整设置于发热模块上的阀门的开启程度，以调整自发热材料释放热量的速率。
[0039]在步骤S206中，由于自发热材料的释放热量的速率与自发热材料接触的空气量相关。也就是说，通过控制自发热材料与空气的接触量，可以控制自发热材料释放的热量的速率。因此，可以通过开关电路调整设置于发热模块上的阀门的开启程度以调整自发热材料与空气的接触量，从而调整自发热材料释放热量的速率。
[0040]在本实施例中，若步骤S205判断温度上升速率不是大于等于预定阈值也即小于预定阈值，则通过开关电路增大设置于发热模块上的阀门的开启程度，以增加自发热材料释放热量的速率，从而增大电池升温的速率。
[0041]在另一个实施例中，若步骤S205判断温度上升速率不是小于等于预定阈值也即大于预定阈值，则通过开关电路减小设置于发热模块上的阀门的开启程度，以减小自发热材料释放热量的速率，从而降低电池升温的速率。
[0042]在再一个实施例中，若步骤S205判断温度上升速率不是在第一阈值和第二阈值之间，则若温度上升速率大于第二阈值，则通过开关电路减小设置于发热模块上的阀门的开启程度以减小自发热材料释放热量的速率，若温度上升速率小于第一阈值，则通过开关电路增大设置于发热模块上的阀门的开启程度以增加自发热材料释放热量的速率。
[0043]步骤S207:判断电池的表面温度值是否高于第二温度阈值，若是，执行步骤S208，否则继续执行步骤S205。
[0044]在步骤S207中，一般来说，锂离子电池的充电温度限制在O?60°C，放电温度限制在-20?60°C，因此，第二温度阈值的选择可以根据电池的使用状况来进行确定。优选地，在充电的状态下，第二温度阈值为30 °C。优选地，在放电的状态下，第二温度阈值为20 °C。本领域的技术人员可以理解，上述优选的第二温度阈值能使得锂离子电池处于较优的工作状态下。
[0045]步骤S208:通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门关闭，以使自发热模块中的自发热材料处于休眠状态。
[0046]在步骤S208中，当电池的表面温度值高于第二阈值时，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门关闭，以使自发热模块中的自发热材料处于休眠状态，继而停止给电池加热，使得电池工作在较优的温度环境下。
[0047]图3是本发明实施例的基于电池的低温补偿装置的结构示意图。如图3所示，低温补偿装置包括第一获取模块U、第一判断模块12、开关电路13、自发热模块14、第二判断模块15、第二获取模块16和第三判断模块17。
[0048]第一获取模块11用于获取电池的表面温度值。其中，电池为锂离子电池，具体来说，电池为应用于移动终端的锂离子电池。
[0049]第一判断模块12与第一获取模块11连接，用于判断第一获取模块11获取的电池的表面温度值是否低于第一温度阈值。
[0050]开关电路13分别与第一判断模块12和自发热模块14连接，用于当第一判断模块12判断表面温度值低于第一温度阈值时，控制设置于自发热模块14上的阀门打开，以使空气进入自发热模块14并与自发热模块14中的自发热材料接触后释放热量以加热电池。[0051 ]具体来说，自发热模块14包括壳体、阀门和自发热材料。其中，自发热材料封闭在壳体内，阀门设置在壳体上。其中，开关电路13可以控制阀门的打开或关闭以导通或切断空气进入壳体内与自发热材料接触的通路。在本实施例中，自发热材料由固体聚合物电解质、还原铁粉和活性炭混合得到，固体聚合物电解质由脲、硫脲和聚乙二醇制得。自发热材料的形态为固态，不接触空气时自发热材料处于休眠状态，接触空气后自发热材料会释放热量。优选地，在本实施例中，自发热模块14与电池具有相同的轮廓外形，自发热模块14设置于电池的表面上，从而可以大大提高电池温度上升的速度。
[0052]第二获取模块16用于获取电池的表面温度的温度上升速率。具体来说，第二获取模块16用于在开关电路13控制设置于自发热模块13上的阀门打开后，获取电池的表面温度值的温度上升速率。
[0053]第三判断模块17与第二获取模块16和开关电路13连接，用于判断第二获取模块16获取的温度上升速率是否在预定范围内。在本实施例中，第三判断模块17判断温度上升速率是否在预定范围内的操作具体为:第三判断模块17判断温度上升速率是否大于等于预定阈值。
[0054]其中，当第三判断模块17判断温度上升速率不在预定范围内时，开关电路13控制设置于发热模块14上的阀门的开启程度，以控制自发热材料的释放热量的速率。具体来说，当第三判断模块17判断温度上升速率小于预定阈值时，开关电路13增大设置于发热模块14上的阀门的开启程度以增加自发热材料释放热量的速率，从而增大电池升温的速率。
[0055]另外，第二判断模块15与第一获取模块11和开关电路13连接，用于判断第一获取模块11获取的表面温度值是否高于第二温度阈值。其中，当第二判断模块15判断电池的表面温度值高于第二温度阈值时，开关电路13控制设置于自发热模块14上的阀门关闭，以使自发热模块14中的自发热材料处于休眠状态，从而停止给电池加热以使得电池处于第二温度阈值附近。
[0056]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明的基于电池的低温补偿方法及低温补偿装置当判断电池的表面温度值低于第一温度域值时，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开，以使空气进入自发热模块并与自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热电池。通过上述方式，本发明能够在极端低温环境下对电池进行加热，从而使得电池能够在极端低温环境下正常充放电。
[0057]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于电池的低温补偿方法，其特征在于，所述方法包括: 获取所述电池的表面温度值； 判断所述电池的所述表面温度值是否低于第一温度阈值； 若所述电池的所述表面温度值低于所述第一温度域值，通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开，以使空气进入所述自发热模块并与所述自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热所述电池。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开的步骤之后，所述方法进一步包括: 判断所述电池的所述表面温度值是否高于第二温度阈值； 若所述电池的所述表面温度值高于所述第二温度阈值，通过所述开关电路控制设置于所述自发热模块上的所述阀门关闭，以使所述自发热模块中的所述自发热材料处于休眠状??τ O3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过开关电路控制设置于自发热模块上的阀门打开的步骤之后，所述方法进一步包括: 获取所述电池的所述表面温度值的温度上升速率； 判断所述温度上升速率是否在预定范围内； 若所述温度上升速率不在所述预定范围内，通过所述开关电路调整设置于所述发热模块上的所述阀门的开启程度，以调整所述自发热材料释放热量的速率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所述温度上升速率是否在预定范围内的步骤具体为: 判断所述温度上升速率是否大于等于预定阈值； 所述若所述温度上升速率不在所述预定范围内，通过所述开关电路调整设置于所述发热模块上的所述阀门的开启程度的步骤具体为: 若所述温度上升速率小于所述预定阈值，通过所述开关电路增大设置于所述发热模块上的所述阀门的开启程度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自发热材料由固体聚合物电解质、还原铁粉和活性炭混合得到，其中，所述固体聚合物电解质由脲、硫脲和聚乙二醇制得。6.—种基于电池的低温补偿装置，其特征在于，所述装置包括第一获取模块、第一判断模块、开关电路和自发热模块； 所述第一获取模块用于获取所述电池的表面温度值； 所述第一判断模块与所述第一获取模块连接，用于判断所述第一获取模块获取的所述电池的所述表面温度值是否低于第一温度阈值； 所述开关电路分别与所述第一判断模块和所述自发热模块连接，用于当所述第一判断模块判断所述电池的所述表面温度值低于所述第一温度阈值时，所述开关电路控制设置于所述自发热模块上的阀门打开，以使空气进入所述自发热模块并与所述自发热模块中的自发热材料接触后释放热量以加热所述电池。7.根据权利要求6所述的低温补偿装置，其特征在于，所述装置进一步包括第二判断模块； 所述第二判断模块与所述第一获取模块连接，用于判断所述第一获取模块获取的所述电池的所述表面温度值是否高于第二温度阈值； 当所述第二判断模块判断所述电池的所述表面温度值高于所述第二温度阈值时，所述开关电路控制设置于所述自发热模块上的所述阀门关闭，以使所述自发热模块中的所述自发热材料处于休眠状态。8.根据权利要求6所述的低温补偿装置，其特征在于，所述装置进一步包括: 第二获取模块，用于获取所述电池的所述表面温度值的温度上升速率； 第三判断模块，与所述第二获取模块连接，用于判断所述第二获取模块获取的所述温度上升速率是否在预定范围内； 其中，当所述第三判断模块判断所述温度上升速率不在所述预定范围内时，所述开关电路调整设置于所述发热模块上的所述阀门的开启程度，以调整所述自发热材料的释放热量的速率。9.根据权利要求6所述的低温补偿装置，其特征在于，所述自发热材料由固体聚合物电解质、还原铁粉和活性炭混合得到，其中，所述固体聚合物电解质由脲、硫脲和聚乙二醇制得。10.根据权利要求6所述的低温补偿装置，其特征在于，所述自发热模块与所述电池具有相同的轮廓外形，所述自发热模块设置于所述电池的表面上。
【文档编号】H01M10/615GK106058381SQ201610542117
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】徐雄文, 武红波, 倪漫利
【申请人】深圳天珑无线科技有限公司