一種電池系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種電池系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能電池也稱作SBS(Smart Battery System,智能電池系統(tǒng)),它是現(xiàn)代電源技術(shù)的分支和重要組成部分。智能電池利用內(nèi)部電子線路來測(cè)量、計(jì)算和存儲(chǔ)電池?cái)?shù)據(jù),它使電源的使用和管理更加可預(yù)測(cè)。
[0003]對(duì)于電池來說,在低溫環(huán)境下,電池內(nèi)阻較大,影響電池性能。在低溫環(huán)境下,使用鋰電池的電動(dòng)汽車會(huì)出現(xiàn)無法啟動(dòng)的現(xiàn)象,更有甚者,使用鋰電池的電動(dòng)無人機(jī)會(huì)發(fā)生墜機(jī)的現(xiàn)象,而有些型號(hào)的鋰電池甚至直接不建議在低溫環(huán)境下使用。
[0004]目前,現(xiàn)有技術(shù)解決上述技術(shù)問題較常用的方式是在使用電池前采用諸如空調(diào)、保溫膜等外部設(shè)備對(duì)電池進(jìn)行保溫,當(dāng)電池的溫度達(dá)到適宜使用的溫度時(shí)再使用電池。但,由于外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)成本較高會(huì)造成成本的升高,且使用較為不方便。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電池系統(tǒng),可以保證電池能在低溫環(huán)境下正常使用,并能解決成本較高和使用不方便的技術(shù)問題。
[0006]為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種電池系統(tǒng),包括:電池模組,包括電芯;發(fā)熱模組,與電芯接觸;溫度采集模組,與電芯接觸,用于采集電芯的溫度;控制單元,分別與發(fā)熱模組和溫度采集模組連接,用于在電芯啟動(dòng)前,控制發(fā)熱模組對(duì)電芯進(jìn)行加熱,并同步從溫度采集模組獲取電芯的溫度,且在電芯的溫度大于或等于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí),控制發(fā)熱模組停止對(duì)電芯進(jìn)行加熱。
[0007]其中,第一預(yù)設(shè)溫度為5°C。
[0008]其中,電池模組包括多個(gè)電芯,發(fā)熱模組分別與多個(gè)電芯接觸,溫度采集模組分別與多個(gè)電芯接觸。
[0009]其中,電池系統(tǒng)還包括外部輸入接口,外部輸入接口與控制單元連接,用于根據(jù)用戶輸入產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送至控制單元,控制單元響應(yīng)觸發(fā)信號(hào)控制發(fā)熱模組對(duì)電芯進(jìn)行加熱。
[0010]其中,電池系統(tǒng)還包括異常保護(hù)單元,異常保護(hù)單元與控制單元連接,用于檢測(cè)發(fā)熱模組的輸入電流,且在輸入電流大于預(yù)設(shè)電流閾值時(shí),發(fā)送異常信號(hào)至控制單元,以使得控制單元根據(jù)異常信號(hào)控制發(fā)熱模組停止對(duì)電芯進(jìn)行加熱。
[0011]其中,電池系統(tǒng)還包括與控制單元連接的通信模組,通信模組還與外部設(shè)備連接,在控制單元接收到異常信號(hào)時(shí),控制單元產(chǎn)生異常信息并通過通信模組發(fā)送至外部設(shè)備。
[0012]其中,發(fā)熱模組包括發(fā)熱元件和加熱電路,發(fā)熱元件與電芯之間建立有導(dǎo)熱通道,加熱電路用于提供電流至發(fā)熱元件,以控制發(fā)熱元件發(fā)熱。
[0013]其中,發(fā)熱元件為包裹加熱絲的FPC軟板,并且,F(xiàn)PC軟板:包裹電芯的全部或部分外表面;或內(nèi)嵌于任意兩個(gè)電芯之間。
[0014]其中,發(fā)熱元件為加熱片或發(fā)熱電阻,并且,加熱片或發(fā)熱電阻:與電芯的全部或部分外表面貼合;或內(nèi)嵌于任意兩個(gè)電芯之間。
[0015]其中,溫度采集模組包括溫度傳感器和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器,溫度傳感器設(shè)置在電芯的外表面,第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器獲取溫度傳感器采集的代表溫度的電壓信號(hào)、將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至控制單元。
[0016]基于以上技術(shù)方案,本發(fā)明實(shí)施例提供的電池系統(tǒng)通過在電芯啟動(dòng)前,控制發(fā)熱模組對(duì)電芯進(jìn)行加熱,并同步從溫度采集模組獲取電芯的溫度,且在電芯的溫度大于或等于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí),控制發(fā)熱模組停止對(duì)電芯進(jìn)行加熱,故可將電芯啟動(dòng)前將其溫度加熱至在適合工作的溫度范圍內(nèi),因此可保證電池能在低溫環(huán)境下正常使用,同時(shí)由于本發(fā)明僅需在現(xiàn)有技術(shù)的智能電池系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)發(fā)熱模組和溫度采集模組并實(shí)現(xiàn)智能化控制,因此成本較低,且使用較為方便。
【附圖說明】
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的加熱模組的電路結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的溫度采集模組的電路結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的異常保護(hù)單元和發(fā)熱模組的電路結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021 ]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池的總體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池的分解圖;
[0023]圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電芯與發(fā)熱元件的連接方式。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]值得注意的是,本發(fā)明實(shí)施例中所提及的電池優(yōu)選為鋰電池。當(dāng)然,本發(fā)明同樣適用于鐵電池、鎳氫電池、鋰電池、鋰聚合電池、鉛酸電池,本發(fā)明對(duì)以上電池同樣適用。
[0026]首先請(qǐng)參見圖1,圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示,電池系統(tǒng)包括電池模組10、發(fā)熱模組30、溫度采集模組40以及控制單元20。
[0027]具體而言,電池模組10包括多個(gè)電芯101、102、103……104和外殼11。發(fā)熱模組30分別與多個(gè)電芯101、102、103……104接觸。溫度采集模組40同樣分別與多個(gè)電芯101、102、103……104接觸,用于采集每一電芯的溫度??刂茊卧?0分別與發(fā)熱模組30和溫度采集模組40連接,在多個(gè)電芯101、102、103……104啟動(dòng)前,控制單元20控制發(fā)熱模組30對(duì)多個(gè)電芯101、102、103……104進(jìn)行加熱,并同步從溫度采集模組40獲取多個(gè)電芯101、102、103……104的溫度,且在多個(gè)電芯101、102、103……104的溫度大于或等于第一預(yù)設(shè)溫度時(shí),控制發(fā)熱模組30停止對(duì)多個(gè)電芯101、102、103……104進(jìn)行加熱。
[0028]并請(qǐng)繼續(xù)參見圖1,如圖1所示,電池系統(tǒng)還包括外部輸入接口50,外部輸入接口 50與控制單元20連接,用于根據(jù)用戶輸入產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)并發(fā)送至控制單元20,控制單元20響應(yīng)觸發(fā)信號(hào)控制發(fā)熱模組30對(duì)電芯進(jìn)行加熱。
[0029]舉例而言,外部輸入接口50具體可為按鍵、開關(guān)、無線信號(hào)接收器。
[0030]并且,電池系統(tǒng)還包括異常保護(hù)單元70,異常保護(hù)單元70與控制單元20連接,用于檢測(cè)發(fā)熱模組30的輸入電流,且在輸入電流大于預(yù)設(shè)電流閾值時(shí),發(fā)送異常信號(hào)至控制單元20,以使得控制單元20根據(jù)異常信號(hào)控制發(fā)熱模組30停止對(duì)電芯進(jìn)行加熱。
[0031 ]進(jìn)一步,電池系統(tǒng)還包括與控制單元20連接的通信模組60,通信模組60還與外部設(shè)備連接,在控制單元20接收到異常信號(hào)時(shí),控制單元20產(chǎn)生異常信息并通過通信模組60發(fā)送至外部設(shè)備。舉例而言,通信模組60可以為串行或并行通信模塊,具體可采用SP1、I2C或其他現(xiàn)有的總線協(xié)議進(jìn)行通信。
[0032]請(qǐng)參見圖2,圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)熱模組30的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示,發(fā)熱模組30包括包裹加熱絲3021……3024的FPC軟板(圖2未繪示,于下文詳細(xì)介紹)和加熱電路301,每一 FPC軟板分別包裹在對(duì)應(yīng)一電芯的外表面,加熱電路301用于提供電流至加熱絲3021……3024,以控制其發(fā)熱。
[0033]可選地,也可以用電阻代替加熱絲,以實(shí)現(xiàn)與加熱絲類似的加熱功能。
[0034]請(qǐng)參見圖3,圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的溫度采集模組40的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示,溫度采集模組40具體包括溫度傳感器41……44和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器42,每一溫度傳感器設(shè)置在對(duì)應(yīng)電芯的外表面,第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器42分別獲取溫度傳感器41……44采集的代表各自電芯的溫度的電壓信號(hào)、并將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至控制單元20。
[0035]值得注意的是,在本實(shí)施例中,電芯的數(shù)量是多個(gè),但在本發(fā)明的可選實(shí)施例中,電芯的數(shù)量可以只是I個(gè),在電芯的數(shù)量為I個(gè)時(shí),同樣可以通過上文所揭示的方式對(duì)單個(gè)電芯進(jìn)行預(yù)熱。
[0036]優(yōu)選地,上述第一預(yù)設(shè)溫度為5°C。
[0037]進(jìn)一步地,基于圖1所示的架構(gòu),在本實(shí)施例中,當(dāng)多個(gè)電芯101、102、103……104啟動(dòng)之后,更可在多個(gè)電芯101、102、103……104之間的實(shí)現(xiàn)溫度均衡。具體可參見下文所述:
[0038]在多個(gè)電芯101、102、103……104處于充電或放電狀態(tài)時(shí),控制單元20可設(shè)置為定期從溫度采集模組40獲取每一電芯的溫度,在多個(gè)電芯101、102、103……104中任意二者的溫度差大于或等于預(yù)設(shè)上限閾值、且多個(gè)電芯101、102、103……104中任意二者中的溫度較高者的溫度小于或等于第二預(yù)設(shè)溫度時(shí),控制單元20控制發(fā)熱模