[发明专利]电池充电预热装置和系统

说明书

本发明提供了一种电池充电预热装置和系统，该装置包括：变换单元、采样单元、控制单元和驱动单元；采样单元用于采集目标电池的电流值和温度值，并将目标电池的电流值和温度值输送到控制单元；控制单元用于根据目标电池的电流值和温度值确定电流控制信号，并将电流控制信号输送到驱动单元，以使驱动单元根据电流控制信号生成驱动信号，并将驱动信号输送到变换单元；变换单元用于接收直流电源提供的直流电，根据驱动信号将直流电变换为目标交流电，并将目标交流电输送到目标电池，以对目标电池进行预热。对目标电池的预热电流进行精准和稳定的控制，提高对目标电池的预热速度。

技术领域

本发明涉及动力电池加热技术领域，尤其是涉及一种电池充电预热装置和系统。

背景技术

据了解，近10年内全球电动汽车中约有86％将采用锂离子电池为电力供应。锂电池是电动汽车核心动力电池，相比发展成熟的铅酸蓄电池，锂离子电池的单位重量储能高，价格也不昂贵，基本无毒。因此现在的新能源汽车普遍倾向于采用磷酸铁锂和锰酸锂电池。锂电池在寒冷环境中，为了获得更好的工作性能，对锂电池充电前需要进行预热。

现有技术中利用外部电源对锂电池进行预热，使得锂电池温度上升到常温或10℃以上，之后对锂电池进行使用或者直流充电，这种方法可以有效解决低温下电池充电和使用的问题。

但是外部电源对锂电池进行预热中产生的电流值，并不能进行控制且电流值不稳定，并且该外部电源产生的电流包括多种频率，有很多电流的频率不能对锂电池实现产热，导致对锂电池的预热过程不能稳定、精确地控制，并且锂电池的预热速度过慢。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池充电预热装置和系统，以对目标电池的预热电流进行精准和稳定的控制，提高对目标电池的预热速度。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池充电预热装置，该装置包括：变换单元、采样单元、控制单元和驱动单元；变换单元的第一输入端和第二输入端分别与直流电源的第一输出端和驱动单元的输出端连接；变换单元的第一输出端和第二输出端分别与目标电池的输入端和采样单元的第一输入端连接；采样单元的第二输入端和第三输入端分别与直流电源的第二输出端和目标电池的输出端连接；控制单元的输入端和输出端分别与采样单元的输出端和驱动单元的输入端连接；采样单元用于采集目标电池的电流值和温度值，并将目标电池的电流值和温度值输送到控制单元；控制单元用于根据目标电池的电流值和温度值确定电流控制信号，并将电流控制信号输送到驱动单元，以使驱动单元根据电流控制信号生成驱动信号，并将驱动信号输送到变换单元；变换单元用于接收直流电源提供的直流电，根据驱动信号将直流电变换为目标交流电，并将目标交流电输送到目标电池，以对目标电池进行预热。

进一步地，上述变换单元包括依次连接的逆变桥、变压器和LC谐振电路；逆变桥用于将直流电变换为交流电，并根据驱动信号把交流电的电流值变换为目标交流电的电流值；变压器用于将直流电的电压值变换为目标交流电的电压值；LC谐振电路用于过滤交流电的频率，以使交流电的频率达到目标交流电的频率。

进一步地，上述逆变桥包括单相逆变全桥。

进一步地，上述单相逆变全桥包括两个并联的桥臂；每个桥臂包括两个串联的开关管；其中，桥臂A包括开关管S1和开关管S2，桥臂B包括开关管S3和开关管S4；开关管S1和开关管S4对角排列，开关管S2和开关管S3对角排列；在一个开关管周期内，对角的开关管会产生移相角度；逆变桥用于根据驱动信号控制对应开关管的移相角度的大小，以使直流电的电流值变换为目标交流电的电流值。

进一步地，上述逆变桥还用于：根据驱动信号中的死区信号控制同一个桥臂的开关管交错导通，以避免同一个桥臂直通；其中，驱动信号包括死区信号。

进一步地，上述采样单元包括电压传感器、电流传感器和温度传感器；电压传感器用于分别采集直流电源的电压值和目标电池的电压值；电流传感器用于分别采集变压器的原边电流值和目标电池的电流值；温度传感器用于采集目标电池的温度值。