nX(tn-tni)。對(duì)于電池2來(lái)說(shuō)， 在1時(shí)刻電池2的SOC(stateofcharge)等于tn2時(shí)刻的SOC，即電池2沒(méi)有充電也沒(méi)有 放電。又由于在tni或tn2停留的時(shí)間非常短，電池2中電解液的鋰離子還未來(lái)得及進(jìn)行電 化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行嵌入或脫出正負(fù)極材料，而只能在電池2的雙電層中增加或降低了電容的電 量，從而避免了電池2電壓升高而造成的枝晶現(xiàn)象。
[0030] 由圖3可以看出：雙向充電機(jī)3通過(guò)外接交流電源取電，轉(zhuǎn)換成直流電，直流電通 過(guò)總開(kāi)關(guān)kl接到電池2,雙向充電機(jī)3通過(guò)CAN(ControlAreaNetwork)總線由電池管理 系統(tǒng)1控制。雙向充電機(jī)3具備輸出交流電的功能，并且可以將電池2放電的能量回饋至 外接交流電源。
[0031] 作為雙向充電機(jī)3的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其包括控制模塊31、放電電路和充電電 路，其中：控制模塊31中預(yù)設(shè)所述電流時(shí)序。所述放電電路和所述充電電路并聯(lián)設(shè)置，且均 與控制模塊31電連接。所述充電電路連接于外接交流電源和電池2之間，在總開(kāi)關(guān)K1閉 合狀態(tài)下從外接交流電源取交流電，并轉(zhuǎn)換成直流電，直流電輸送給電池2,為電池2充電。 所述放電電路連接于外接交流電源和電池2之間，在總開(kāi)關(guān)K1閉合狀態(tài)下將電池2放出的 直流電轉(zhuǎn)換成交流電，并輸送給外接交流電源，為電池2放電。控制模塊31還與電池管理 系統(tǒng)1電連接，控制模塊31根據(jù)電池管理系統(tǒng)1的控制指令，并按照所述電流時(shí)序控制所 述放電電路和所述充電電路處于接通或斷開(kāi)狀態(tài)。
[0032] 雙向充電機(jī)3作為車(chē)載充電機(jī)，其電流時(shí)序波形圖如圖5所示：充電波形圖的橫坐 標(biāo)為時(shí)間，充電波形圖的縱坐標(biāo)為電流，電流為正表示電池2處于放電狀態(tài)，電流為負(fù)表示 電池2處于充電狀態(tài)。在t〇-tl時(shí)間段內(nèi)雙向充電機(jī)3輸出的有效電流II為電池2充電， 在持續(xù)很短的時(shí)間T1 (如20毫秒）后，雙向充電機(jī)3轉(zhuǎn)為吸收電池2放出來(lái)的電流12,并 通過(guò)雙向充電機(jī)3的交流輸入側(cè)將放出來(lái)的電流回饋至外接交流電源，到t2時(shí)刻開(kāi)始再以 II對(duì)電池2充電，重復(fù)t〇-t2的過(guò)程。在充電時(shí)間段T1和放電時(shí)間段T2過(guò)程中：
[0033] ]^X(tft。）=I2X(1^-1^)
[0034] 貝lj電池2在t。到t對(duì)間段內(nèi)的充電電量等于t肩12時(shí)間段內(nèi)放電的電量，對(duì)于 電池來(lái)說(shuō)，在丨2時(shí)刻電池2的S0C(stateofcharge)等于t。時(shí)刻的S0C，即電池2沒(méi)有充 電也沒(méi)有放電。又由于在T1或T2停留的時(shí)間非常短，電解液中的鋰離子還未來(lái)得及進(jìn)行 電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行嵌入或脫出正負(fù)極材料，只是在電池2的雙電層中增加或降低了電容的電 量。實(shí)際上，雙向充電機(jī)3的整個(gè)加熱過(guò)程與上述充電時(shí)間段T1和放電時(shí)間段T2的變化 規(guī)律一致，既滿足上文提及的In iX(tnftn2) =InX(tn-tn 〇。所述電流時(shí)序的頻率的范 圍為 1-lOOOHz。
[0035] 如圖4所示，本實(shí)施方式所提供的電池加熱裝置的所述放電電路包括串聯(lián)在所述 外接交流電源與電池2之間的第一開(kāi)關(guān)S1和直交流轉(zhuǎn)換模塊32。所述充電電路包括串聯(lián) 在所述外接交流電源與電池2之間的第二開(kāi)關(guān)S2和交直流轉(zhuǎn)換模塊33。控制模塊31與第 一開(kāi)關(guān)S1和第二開(kāi)關(guān)S2電連接，并根據(jù)所述電流時(shí)序使第一開(kāi)關(guān)S1和第二開(kāi)關(guān)S2處于 打開(kāi)或閉合狀態(tài)。第一開(kāi)關(guān)S1和第二開(kāi)關(guān)S2可以使用晶閘管、mosfet和IGBT等電子開(kāi) 關(guān)?？刂颇K31、直交流轉(zhuǎn)換模塊32和交直流轉(zhuǎn)換模塊33可以采用市面可以直接購(gòu)置得 到的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，直交流轉(zhuǎn)換模塊32和交直流轉(zhuǎn)換模塊33既可以按照本實(shí)施方式分開(kāi)設(shè)置， 也可以整合成一體。
[0036] 加熱過(guò)程中：充電時(shí)，第一開(kāi)關(guān)S1處于斷開(kāi)狀態(tài)，且第二開(kāi)關(guān)S2處于閉合狀態(tài)時(shí)， 所述充電電路處于接通狀態(tài)，交直流轉(zhuǎn)換模塊33將所述外接交流電源輸出的交流電轉(zhuǎn)換 成直流電并輸送到電池2,為電池2充電，即電池2處于充電狀態(tài)。第一開(kāi)關(guān)S1處于閉合 狀態(tài)，且第二開(kāi)關(guān)S2處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，所述放電電路處于接通狀態(tài)，直交流轉(zhuǎn)換模塊32將 電池2輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電并輸送到所述外接交流電源，為電池2放電，即電池2處 于放電狀態(tài)。也就是說(shuō)，控制模塊31通過(guò)調(diào)整第一開(kāi)關(guān)S1和第二開(kāi)關(guān)S2的占空比來(lái)控制 In ' (tn「tn2) =InX(tn-tn ^，控制充電線上電流的有效值，即電池2沒(méi)有充電也沒(méi)有放 電。
[0037] 上述各實(shí)施方式中，電池管理系統(tǒng)1控制總開(kāi)關(guān)K1的打開(kāi)和閉合以及控制模塊31 控制第一開(kāi)關(guān)S1和第二開(kāi)關(guān)S2的打開(kāi)和閉合均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0038] 本實(shí)用新型還提供一種動(dòng)力電池包設(shè)備，包括動(dòng)力電池包，包括上述各實(shí)施方式 中所述的電池加熱裝置，所述動(dòng)力電池包為所述電池加熱裝置中的電池2。所述動(dòng)力電池包 設(shè)備的其它部分均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再展開(kāi)描述。
[0039] 本實(shí)用新型還提供一種電動(dòng)車(chē)輛，包括動(dòng)力電池包設(shè)備，所述動(dòng)力電池包設(shè)備為 上述實(shí)施方式中所述的動(dòng)力電池包設(shè)備。所述電動(dòng)車(chē)輛的其它部分均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不 再展開(kāi)描述。
[0040] 最后需要指出的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限 制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn) 行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例 技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電池加熱裝置，其特征在于，包括電池管理系統(tǒng)（1)、電池（2)、雙向充電機(jī)（3) 和總開(kāi)關(guān)（K1)，其中：所述雙向充電機(jī)（3)與所述電池（2)和外接交流電源電連接，所述總 開(kāi)關(guān)（K1)連接于所述雙向充電機(jī)（3)與所述電池（2)之間，所述電池管理系統(tǒng)（1)與所述 電池（2)、所述雙向充電機(jī)（3)和所述總開(kāi)關(guān)（K1)電連接；當(dāng)所述電池⑵的溫度處于預(yù) 設(shè)溫度之下時(shí)，所述總開(kāi)關(guān)（K1)處于打開(kāi)狀態(tài)，且所述雙向充電機(jī)（3)處于為所述電池（2) 周期性地充放電的狀態(tài)。2. 如權(quán)利要求1所述的電池加熱裝置，其特征在于，還包括電流傳感器（4)，所述電流 傳感器（4)連接于所述雙向充電機(jī)（3)與所述電池（2)之間，用于檢測(cè)所述電池（2)與所 述雙向充電機(jī)（3)之間的有效電流值。3. 如權(quán)利要求1或2所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述雙向充電機(jī)（3)包括控制 模塊（31)、放電電路和充電電路，其中：所述控制模塊（31)中預(yù)設(shè)電流時(shí)序，所述放電電路 和所述充電電路并聯(lián)設(shè)置，且均與所述控制模塊（31)電連接，所述控制模塊（31)還與所述 電池管理系統(tǒng)（1)電連接，所述控制模塊（31)根據(jù)所述電池管理系統(tǒng)（1)的控制指令并按 照所述電流時(shí)序控制所述放電電路和所述充電電路處于接通或斷開(kāi)狀態(tài)。4. 如權(quán)利要求3所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述放電電路包括串聯(lián)在所述外 接交流電源與所述電池（2)之間的第一開(kāi)關(guān)（S1)和直交流轉(zhuǎn)換模塊（32)，所述充電電路包 括串聯(lián)在所述外接交流電源與所述電池（2)之間的第二開(kāi)關(guān)（S2)和交直流轉(zhuǎn)換模塊（33)， 所述控制模塊（31)與所述第一開(kāi)關(guān)（S1)和所述第二開(kāi)關(guān)（S2)電連接，并根據(jù)所述電流時(shí) 序使所述第一開(kāi)關(guān)（S1)和所述第二開(kāi)關(guān)（S2)處于打開(kāi)或閉合狀態(tài)。5. 如權(quán)利要求4所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述第一開(kāi)關(guān)（S1)處于斷開(kāi)狀 態(tài)，且所述第二開(kāi)關(guān)（S2)處于閉合狀態(tài)時(shí)，所述充電電路處于接通狀態(tài)，所述交直流轉(zhuǎn)換 模塊（33)將所述外接交流電源輸出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電并輸送到所述電池（2)，所述電 池（2)為充電狀態(tài)；所述第一開(kāi)關(guān)（S1)處于閉合狀態(tài)，且所述第二開(kāi)關(guān)（S2)處于斷開(kāi)狀態(tài) 時(shí)，所述放電電路處于接通狀態(tài)，所述直交流轉(zhuǎn)換模塊（32)將所述電池（2)輸出的直流電 轉(zhuǎn)換成交流電并輸送到所述外接交流電源，所述電池（2)為放電狀態(tài)。6. 如權(quán)利要求3所述的電池加熱裝置，其特征在于，所述電流時(shí)序的頻率的范圍為 1-lOOOHzo7. -種動(dòng)力電池包設(shè)備，包括動(dòng)力電池包，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至6中任一 項(xiàng)所述的電池加熱裝置，所述動(dòng)力電池包為所述電池加熱裝置中的電池（2)。8. -種電動(dòng)車(chē)輛，包括動(dòng)力電池包設(shè)備，其特征在于，所述動(dòng)力電池包設(shè)備為權(quán)利要求 7所述的動(dòng)力電池包設(shè)備。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電池加熱裝置、動(dòng)力電池包設(shè)備及電動(dòng)車(chē)輛，電池加熱裝置包括電池管理系統(tǒng)、電池、雙向充電機(jī)和總開(kāi)關(guān)，雙向充電機(jī)與電池和外接交流電源電連接，總開(kāi)關(guān)連接于雙向充電機(jī)與電池之間，電池管理系統(tǒng)與電池、雙向充電機(jī)和總開(kāi)關(guān)電連接；當(dāng)電池的溫度處于預(yù)設(shè)溫度之下時(shí)，總開(kāi)關(guān)處于打開(kāi)狀態(tài)，且雙向充電機(jī)為電池周期性地充放電的狀態(tài)。本實(shí)用新型利用充電和放電兩個(gè)不同期間損失在電池內(nèi)阻上的電壓降對(duì)電池進(jìn)行加熱，而且該加熱過(guò)程中電池的總電量并未發(fā)生變化，從而避免了電池電壓升高而造成的枝晶現(xiàn)象。
【IPC分類(lèi)】B60L11/18, H01M10/615, H01M10/625
【公開(kāi)號(hào)】CN204966636
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520539766
【發(fā)明人】李德偉
【申請(qǐng)人】北汽福田汽車(chē)股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年7月23日