一種電動汽車電池組低溫預熱系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電動汽車電池組預熱技術。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池以其比功率高、能量密度大、壽命長、自放電率低和貯藏時間長等優點，正逐步取代其它電池成為主要的動力電池。雖然鋰離子電池有許多優點，但是在低溫下，鋰離子電池的充放電性能仍存在較大問題，例如:各種活性物質活躍性降低，電芯電極的反應率低，石墨負極鋰離子電池內部各類阻抗大幅增加，鋰離子電池的使用存在困難，同時鋰電池在低溫充電過程中容易導致石墨負極上析出金屬鋰，形成枝晶。鋰枝晶的生成可能會使電池的隔膜破裂而導致電池內部正負極短路，產生安全問題。另外，鋰離子電池在低溫時的放電性能差，放電容量顯著降低，這對電動汽車的使用性能影響較大。
[0003]目前針對電池的低溫使用問題，相關技術的一種做法是:利用交流電對電池進行脈沖充放電，利用電池低溫內阻生熱，電池升溫后進行充電或使用，這種方法雖然可以有效解決低溫下電池充電和使用的問題，但仍存在成本較高、結構復雜、控制難度大，故障率高等問題。相關技術的另一種做法是利用外部加熱的方法對電池進行預熱，使電池溫度上升后對電池進行使用或直流充電。但這種方法無法對電池均勻加熱，會給電池組的均衡造成麻煩。

【發明內容】

[0004]本發明是為了解決低溫下電池充電和使用時，存在成本較高、結構復雜、控制難度大，故障率高或無法對電池均勻加熱，造成電池組的均衡性差的問題。提出了一種電動汽車電池組低溫預熱系統及其控制方法。
[0005]本發明所述的一種電動汽車電池組低溫預熱系統，該系統包括電熱膜、繼電器組、電池管理系統、整車管理系統、溫度傳感器和地面充電裝置；
[0006]電池組最外層電池單體的外側和每相鄰兩排電池單體之間均貼設有電熱膜，
[0007]電池管理系統用于采集電池組的剩余電量信息，電池管理系統的電池組的剩余電量信號輸出端連接整車管理系統的電池組剩余電量信號輸入端，整車管理系統的繼電器開關控制信號輸出端連接繼電器組的開關控制信號輸入端，繼電器組的供電信號輸入端連接電池組的電源信號輸出端，所述繼電器組中每個繼電器對應控制一片電熱膜的供電開關；整車管理系統的電池充電控制信號輸出端連接地面充電裝置的充電控制信號輸入端，地面充電裝置的充電信號輸出端連接電池組的充電信號輸入端，溫度傳感器用于采集電池組內電池單體的外部溫度，溫度傳感器的信號輸出端連接整車管理系統的電池溫度信號輸入端。
[0008]電動汽車電池組低溫預熱系統的控制方法，該方法的具體步驟為:
[0009]步驟一、采用溫度傳感器采集電池組內的溫度T1 ;
[0010]步驟二、整車管理系統根據步驟一中獲得的電池組內的溫度T1，判斷溫度T1是否大于目標溫度Tg，如果Tl>Tg，則執行步驟十；否則執行步驟三；其中，Tg為正數；
[0011]步驟三、采用電池管理系統采集電池組剩余電量，整車管理系統判斷電池組的剩余電量是否大于電池預熱電量閾值Q1，若判斷結果為是，則執行步驟四，若判斷結果為否，則執行步驟七；
[0012]步驟四、整車管理系統向地面充電裝置發送禁止充電控制信號，同時，向繼電器組發送閉合控制信號，電池組放電為電熱膜供電；
[0013]步驟五、采用溫度傳感器采集電池組內的溫度T2，整車管理系統判斷溫度T2是否大于目標溫度Tg，如果T2>TJ!J執行步驟十，否則執行步驟六；
[0014]步驟六、電池管理系統檢測電池容量損耗，整車管理系統判斷電池容量損耗是否達到電池組的額定容量η，如果是，執行步驟七，否則執行步驟五；所述η為小于Q1的正數；
[0015]步驟七、整車管理系統控制繼電器斷開；
[0016]步驟八、整車管理系統向地面充電裝置發送充電控制信號，地面充電裝置對電池組進行充電；
[0017]步驟九、電池管理系統檢測電池組的電量是否達到電池組的額定容量η，如果是，執行步驟一，否則，執行步驟八；
[0018]步驟十、停止預熱，電動汽車電池組正常工作，執行步驟一。
[0019]本發明是采用溫度傳感器采集電池組內的溫度，整車管理系統根據溫度傳感器采集的溫度和電池管理系統采集的電池剩余電量來對電池組充電和控制加熱膜對電池組進行預熱。結構簡單，控制簡單，且電熱膜貼合在電池組內的每排電池的兩側，對電池組進行預熱時，采用電池組為電熱膜供電，既利用電池放電時內阻生熱對電池進行內部加熱，同時又利用電熱膜產熱對電池進行外部加熱，實現了對電池組的均勻預熱。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述電動汽車電池組低溫預熱系統的原理框圖；圖中，細實線為通信連接線，粗實線為充放電線。
【具體實施方式】
[0021]【具體實施方式】一、結合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的一種電動汽車電池組低溫預熱系統，該系統包括電熱膜1、繼電器組3、電池管理系統4、整車管理系統5、溫度傳感器6和地面充電裝置7 ;
[0022]電池組2最外層電池單體的外側和每相鄰兩排電池單體之間均貼設有電熱膜1，
[0023]電池管理系統4用于采集電池組2的剩余電量信息，電池管理系統4的電池組的剩余電量信號輸出端連接整車管理系統5的電池組剩余電量信號輸入端，整車管理系統5的繼電器開關控制信號輸出端連接繼電器組3的開關控制信號輸入端，繼電器組3的供電信號輸入端連接電池組2的電源信號輸出端，所述繼電器組3中每個繼電器對應控制一片電熱膜1的供電開關；整車管理系統5的電池充電控制信號輸出端連接地面充電裝置7的充電控制信號輸入端，地面充電裝置7的充電信號輸出端連接電池組2的充電信號輸入端，溫度傳感器6用于采集電池組2內電池單體的外部溫度，溫度傳感器6的信號輸出端連接整車管理系統5的電池溫度信號輸入端。
[0024]本實施方式中所述的地面充電裝置采用充電粧實現。
[0025]本發明使用電動汽車動力電池組放電為電熱膜供電，既利用電池放電時內阻生熱對電池進行內部加熱，同時又利用電熱膜產熱對電池進行外部加熱。與使用交流脈沖加熱電池相比，本發明結構簡單，控制簡單；與單獨使用外部電源加熱電池相比，本發明能夠使單體電池的溫度均勻升高，通過整車管理系統與地面充電裝置通信，利用地面充電裝置間歇性供電，使電池在預熱階段保持S0C剩余容量基本不變，防止電池在預熱過程中容量損耗過多，解決了電池在低溫條件下可放出容量下降以及充電難，甚至無法充電的問題。
[0026]【具體實施方式】二、本實施方式是【具體實施方式】一所述的電動汽車電池組低溫預熱系統的控制方法，該方法的具體步驟為:
[0027]步驟一、采用溫度傳感器6采集電池組2內的溫度T