| 专利名称： | 一种低温充电装置及低温充电系统 | ||
| 专利名称(英文)： | A low-temperature charging device and the low-temperature charging system | ||
| 专利号： | CN201620122926.2 | 申请时间： | 20160216 |
| 公开号： | CN205407304U | 公开时间： | 20160727 |
| 申请人： | 新誉集团有限公司 | ||
| 申请地址： | 213164 江苏省常州市武进区高新技术产业开发区凤林路68号 | ||
| 发明人： | 张玉江; 管和平; 彭高军; 仲启端; 王有锋; 樊明迪 | ||
| 分类号： | H02J7/00 | 主分类号： | H02J7/00 |
| 代理机构： | 常州市科谊专利代理事务所 32225 | 代理人： | 孙彬 |
| 摘要： | 本实用新型涉及一种低温充电装置及低温充电系统，本低温充电装置包括：电池管理系统，由电池管理系统控制的控制单元，所述电池管理系统从埋设在电池包内的温度传感器组获取电池包的实时温度值；当所述实时温度值低于温度设定阈值时，所述控制单元适于启动一加热器对电池包进行加温，且在温度达到充电温度后，对电池包进行充电；本低温充电装置及低温充电系统改善了电动汽车低温慢(甚至充不进去)的问题，采用本低温充电装置及低温充电系统后，由外部电力加热电池，不会损伤电池又增加了电池活性，能正常充电。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model relates to a low-temperature charging device and the low-temperature charging system, the low-temperature charging device includes : a battery management system, by the battery management system control of the control unit, the battery management system from the embedded in the temperature of the battery pack of the sensor group to obtain real-time temperature of the battery; when the real-time temperature value is less than the temperature setting the threshold value, the control unit is adapted to start a heater for heating and to the battery pack, and after the temperature reaches the charging temperature, perform charging to the battery pack; the low-temperature charging device and the low-temperature charging system for electric automobile is improved low-temperature slow (no even sufficient) problems, the low-temperature charging device and the low-temperature charging system, by an external electric heating battery, will not damage to the battery and also increase the activity of the cell, can be normal charging. | ||
1.一种低温充电装置，其特征在于，包括：电池管理系统，由电池管理系 统控制的控制单元，所述电池管理系统从埋设在电池包内的温度传感器组获取 电池包的实时温度值； 当所述实时温度值低于温度设定阈值时，所述控制单元适于启动一加热器 对电池包进行加温，且在温度达到充电温度后，对电池包进行充电。
2.根据权利要求1所述的低温充电装置，其特征在于， 所述控制单元包括：与电池管理系统通讯的处理器模块，以及由该处理器 模块控制的加热通道和充电通道，其中 所述加热通道适于将充电机的输出电流接入加热器， 所述充电通道适于连接一充电机的输出电流以连接电池包的充电端。
3.根据权利要求2所述的低温充电装置，其特征在于，所述加热通道、充 电通道分别设有由处理器模块控制的第一、第二开关模块。
4.根据权利要求3所述的低温充电装置，其特征在于，所述第一、第二开 关模块分别采用第一、第二IGBT模块， 在加热通道上还设有用于检测加热电流的电流传感器，且该电流传感器将 加热电流值作为电流反馈值发送至处理器模块； 所述处理器模块适于根据电流给定值和电流反馈值进行电流闭环PID调节， 且通过PID调节输出的PWM信号，以驱动第一IGBT模块； 其中，电流给定值为与各温度值相匹配的用于加热的相应电流值。
5.根据权利要求4所述的低温充电装置，其特征在于，所述低温充电装置 还包括：由所述控制模块控制的扰流风扇；以及 所述温度传感器组包括若干个均匀分布于电池包内的温度传感器； 若所述电池管理系统采集到电池包内温度不均匀时，所述电池管理系统通 过控制模块启动扰流风扇，促进电池包周围空气流通，以使电池包内温度均匀。
6.根据权利要求5所述的低温充电装置，其特征在于，所述处理器模块采 用DSP处理器，且通过CAN总线与电池管理系统相连。
7.一种低温充电系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的低 温充电装置，以及与所述低温充电装置相连的充电机。
1.一种低温充电装置，其特征在于，包括：电池管理系统，由电池管理系 统控制的控制单元，所述电池管理系统从埋设在电池包内的温度传感器组获取 电池包的实时温度值； 当所述实时温度值低于温度设定阈值时，所述控制单元适于启动一加热器 对电池包进行加温，且在温度达到充电温度后，对电池包进行充电。
2.根据权利要求1所述的低温充电装置，其特征在于， 所述控制单元包括：与电池管理系统通讯的处理器模块，以及由该处理器 模块控制的加热通道和充电通道，其中 所述加热通道适于将充电机的输出电流接入加热器， 所述充电通道适于连接一充电机的输出电流以连接电池包的充电端。
3.根据权利要求2所述的低温充电装置，其特征在于，所述加热通道、充 电通道分别设有由处理器模块控制的第一、第二开关模块。
4.根据权利要求3所述的低温充电装置，其特征在于，所述第一、第二开 关模块分别采用第一、第二IGBT模块， 在加热通道上还设有用于检测加热电流的电流传感器，且该电流传感器将 加热电流值作为电流反馈值发送至处理器模块； 所述处理器模块适于根据电流给定值和电流反馈值进行电流闭环PID调节， 且通过PID调节输出的PWM信号，以驱动第一IGBT模块； 其中，电流给定值为与各温度值相匹配的用于加热的相应电流值。
5.根据权利要求4所述的低温充电装置，其特征在于，所述低温充电装置 还包括：由所述控制模块控制的扰流风扇；以及 所述温度传感器组包括若干个均匀分布于电池包内的温度传感器； 若所述电池管理系统采集到电池包内温度不均匀时，所述电池管理系统通 过控制模块启动扰流风扇，促进电池包周围空气流通，以使电池包内温度均匀。
6.根据权利要求5所述的低温充电装置，其特征在于，所述处理器模块采 用DSP处理器，且通过CAN总线与电池管理系统相连。
7.一种低温充电系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的低 温充电装置，以及与所述低温充电装置相连的充电机。
翻译：技术领域
本实用新型涉及一种低温充电装置及低温充电系统。
背景技术
目前大部分电动汽车锂电池包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂作为动力来源，以磷酸铁锂电池为例其性能受坏境温度的影响较大，在坏境温度低于0℃时，电池的内阻迅速增加，磷酸铁锂锂离子电池使用的是有机电解液，在0℃以下时，导电率下降很快，此外，在低温下充电，会导致电极表面固体电解质相界面(SEI)膜增厚，使SEI膜电阻增加。现在的做法是，用电池本身的电能通过加热元件进行自身加热，提高电池活性，当加热到一定温度时，停止加热，进行充电操作。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种低温充电装置及低温充电系统，以满足锂电池低温充电要求。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种低温充电装置，包括：电池管理系统，由电池管理系统控制的控制单元，所述电池管理系统从埋设在电池包内的温度传感器组获取电池包的实时温度值；当所述实时温度值低于温度设定阈值时，所述控制单元适于启动一加热器对电池包进行加温，且在温度达到充电温度后，对电池包进行充电。
进一步，所述控制单元包括：与电池管理系统通讯的处理器模块，以及由该处理器模块控制的加热通道和充电通道，其中所述加热通道适于将充电机的输出电流接入加热器，所述充电通道适于连接一充电机的输出电流以连接电池包的充电端。
进一步，所述加热通道、充电通道分别设有由处理器模块控制的第一、第二开关模块。
进一步，所述第一、第二开关模块分别采用第一、第二IGBT模块，在加热通道上还设有用于检测加热电流的电流传感器，且该电流传感器将加热电流值作为电流反馈值发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据电流给定值和电流反馈值进行电流闭环PID调节，且通过PID调节输出的PWM信号，以驱动第一IGBT模块；其中，电流给定值为与各温度值相匹配的用于加热的相应电流值。
进一步，所述低温充电装置还包括：由所述控制模块控制的扰流风扇；以及所述温度传感器组包括若干个均匀分布于电池包内的温度传感器；若所述电池管理系统采集到电池包内温度不均匀时，所述电池管理系统通过控制模块启动扰流风扇，促进电池包周围空气流通，以使电池包内温度均匀。
进一步，所述处理器模块采用DSP处理器，且通过CAN总线与电池管理系统相连。
又一方面，为了解决同样的技术问题，本实用新型还提供了一种低温充电系统。
所述低温充电系统包括：所述的低温充电装置，以及与所述低温充电装置相连的充电机。
本实用新型的有益效果是，本实用新型的低温充电装置及低温充电系统克服了现有技术中：当检测到电池温度低时，用自身电能进行加热，容易造成电池损伤，且加热效果不理想的技术问题；并且，在低温状态下充电时，由电池管理系统(BMS)自动检测，若电池包实时温度达到需加热的阈值，则启动充电机，(充电机典型功率6.6kw，并不限于此值)充电机输出直流电，启动PTC加热器，并根据温度等级，按不同的功率级别，加热电池包，在加热器过程中，出现温度差，启动扰流风扇，待加热完成后，自动转入充电模式。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的低温充电装置的结构示意图。
图中：电池包1、温度传感器2、扰流风扇3、第一IGBT模块IGBT1、第二IGBT模块IGBT2、电流传感器CT。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
实施例1
如图1所示，本实施例1提供了一种低温充电装置，其包括：电池管理系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，简称BMS)，由电池管理系统控制的控制单元，所述电池管理系统从埋设在电池包1内的温度传感器组获取电池包1的实时温度值；当所述实时温度值低于温度设定阈值时，所述控制单元适于启动一加热器对电池包1进行加温，且在温度达到充电温度后，对电池包1进行充电。
具体的，所述温度传感器组内设处理芯片，且适于将其中各温度传感器2的输出温度值通过串口、CAN总线等已知的通讯传输方式发送至电池管理系统。
并且，阈值可以但不限于设置为0℃，即当电池包1内的温度低于0℃，所述控制单元启动加热器对电池包1进行加热，以使电池包1温度能达到适宜充电的状态。
优选的，所述处理器模块采用DSP处理器，且通过CAN总线与电池管理系统相连。所述加热器例如但不限于采用PTC加热器。
优选的，所述控制单元包括：与电池管理系统通讯的处理器模块，以及由该处理器模块控制的加热通道和充电通道，其中所述加热通道适于将充电机的输出电流接入加热器，所述充电通道适于连接一充电机的输出电流以连接电池包1的充电端。其中，所述充电机也可以由所述电池管理系统控制(可以选用CAN总线连接)，即在满足电池包1充电温度时，触发输出电压，且该充电机可以采用恒压输出的方式，例如且不限于300V输出。
可选的，所述加热通道、充电通道分别设有由处理器模块控制的第一、第二开关模块。
进一步，所述第一、第二开关模块分别采用第一、第二IGBT模块，以及在加热通道上还设有用于检测加热电流的电流传感器，且该电流传感器将加热电流值作为电流反馈值发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据电流给定值和电流反馈值进行电流闭环PID调节，且通过PID调节输出的PWM信号，以驱动第一IGBT模块IGBT1；其中，电流给定值为与各温度值相匹配的用于加热的相应电流值。
电流给定值与温度的对应关系见下表。
电流给定值与温度的对应关系对应表
温度℃ -15 -12 -9 -6 -3 -1 0 电流给定值A 15 13 10 10 8 6 5
表1中仅是例举了电流给定值与温度的对应关系，也可以根据需要自行设定。
所述电流传感器例如采用霍尔传感器，处理器模块中内置有AD转换模块，进而实现所述电流闭环PID调节，且调节PWM信号的占空比，以实现对加热电流的闭环控制。
所述低温充电装置还包括：由所述控制模块控制的扰流风扇3；以及所述温度传感器组包括若干个均匀分布于电池包1内的温度传感器2；若所述电池管理系统采集到电池包1内温度不均匀时，所述电池管理系统通过控制模块启动扰流风扇3，促进电池包1周围空气流通，以使电池包1内温度均匀。
具体的，在加热过程中，温度传感器2检测电池包1内不同区域温度差，若温度差≥2℃时，启动扰流风扇3，直至温度均匀，当电池温度达到5℃时，电池管理系统发出指令关闭加热程序，关断第一IGBT模块IGBT1，并启动充电程序，由控制单元驱动第二IGBT模块IGBT2导通，对电池包1进行充电。
实施例2
在实施例1基础上，本实施例2提供了一种低温充电系统，其包括如所述的低温充电装置，以及与所述低温充电装置相连的充电机。
本低温充电装置及低温充电系统改善了电动汽车低温慢(甚至充不进去)的问题，采用本低温充电装置及低温充电系统后，由外部电力加热电池，不会损伤电池又增加了电池活性，能正常充电。
因此，本低温充电装置及低温充电系统能广泛应用，且不限于电动汽车磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂电池在低温时，进行充电。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
