[发明专利]一种低温电池混合自加热装置及基于其的自加热方法

权利要求书

1.一种低温电池混合自加热装置，其特征在于，包括电池(1)、晶体管(2)、热板(3)及晶体管驱动器(4)；

所述电池(1)与热板(3)贴合设置，电池(1)的正极与晶体管(2)的D极连接，电池(1)的负极与晶体管(2)的S极连接；所述晶体管(2)安装在热板(3)上，晶体管(2)回路导通产生的热量被热板(3)充分吸收，通过热传导的形式传递给电池(1)；

晶体管驱动器(4)一端为PWM控制信号输入端，另外两端分别与晶体管(2)的G极和S级连接，晶体管驱动器(4)能够通过PWM控制信号驱动晶体管(2)切换工作状态；

所述晶体管驱动器(4)为一个电阻和一共电容串联而成的低通RC滤波结构，用于将PWM脉宽调制信号滤波成DC电压信号；晶体管(2)被视为加热回路区中由PWM调控的可变电阻器，通过控制PWM脉宽使得晶体管(2)维持在加热区范围，使晶体管(2)加热稳定可控。

2.根据权利要求1所述的低温电池混合自加热装置，其特征在于，所述电阻的一端接PWM输入端，另一端的两个分支分别连接电容和晶体管(2)的G极；所述电容的另一端连接晶体管(2)的S极。

3.根据权利要求1所述的低温电池混合自加热装置，其特征在于，将由晶体管驱动器(4)驱动的晶体管(2)视为一个可调节电阻Re，能够通过PWM脉宽调控与晶体管驱动器(4)的过滤使晶体管(2)的电阻处于动态可调范围内。

4.根据权利要求1所述的低温电池混合自加热装置，其特征在于，所述晶体管(2)采用MOSFET管或三极管。

5.根据权利要求1所述的低温电池混合自加热装置，其特征在于，电池(1)通过导热胶与热板(3)贴合设置。

6.一种具备低温自加热功能的电池模组/电池包，其特征在于，由权利要求1～5中任意一项所述的低温电池混合自加热装置叠加而成。

7.权利要求1～5中任意一项所述的低温电池混合自加热装置的自加热方法，其特征在于，晶体管驱动器(4)通过PWM脉宽控制对晶体管进行驱动器控制，实现晶体管(2)工作于加热区，进而实现电池(1)内部自加热与晶体管(2)回路加热的混合加热方式；其中：

电池(1)内部加热，视为热源I：通过电池(1)的电流为I，电池(1)内部自加热产生热量；

晶体管(2)视为热源II：通过晶体管(2)中的电流为I_h，通过PWM脉宽控制晶体管驱动器(4)使得晶体管(2)处于加热区，晶体管(2)回路产生热量并通过热板(3)将热量传递给电池(1)；

热源I和热源II共同产热为低温电池加热。

8.根据权利要求7所述的自加热方法，其特征在于，通过电池(1)的电流为I，电池(1)内部自加热产生热量：

Q_bat＝I²R_in

Q_bat为电池内部自加热产生的热量，R_in为电池内阻；

另一部分电流I_h进入晶体管回路中，通过PWM脉宽控制晶体管驱动器使得晶体管处于加热区，晶体管回路产生热量：

Q_MOS＝I_h²R_e

Q_MOS为晶体管回路产生的热量，R_e为晶体管的等效电阻；

热源I和热源II共同产热为低温电池加热：

Q＝Q_bat+Q_MOS＝I²R_in+I_h²R_e

Q为混合自加热方法的总加热量。