一种正弦交流的锂电池低温自加热装置及方法与流程

技术特征：
1.一种正弦交流的锂电池低温自加热装置，其特征在于：所述自加热装置包括与锂电池充电接口相连的正弦交流电路；所述正弦交流电路向锂电池充电接口输出交流电来对锂电池进行充电或加热。2.根据权利要求1所述的一种正弦交流的锂电池低温自加热装置，其特征在于：所述自加热装置包括控制系统，当自加热装置向锂电池充电接口输出交流电流时，其工作模式包括单项加热模式和充电加热模式；所述单项加热模式下输出的交流电对锂电池加热；所述充电加热模式下输出的交流电可同时对锂电池进行加热及充电。3.根据权利要求2所述的一种正弦交流的锂电池低温自加热装置，其特征在于：所述自加热装置还包括可检测锂电池温度的温度传感器，所述温度传感器与控制系统相连；当自加热装置向锂电池充电接口输出交流电流时，若控制系统经温度传感器监测到锂电池温度低于锂电池最适合工作环境温度，则自加热装置工作于单项加热模式对锂电池预热；当锂电池温度处于锂电池最适合工作环境温度时，则自加热装置工作于充电加热模式对锂电池进行充电和加热。4.根据权利要求2所述的一种正弦交流的锂电池低温自加热装置，其特征在于：所述正弦交流电路为内含半桥电路结构且基于clc谐振的电路，电路中的加热模块包括由开关管s1和开关管s2组成的半桥结构，还包括由电感l1、电容c1、电容c2和电感l2构成的lc谐振以及clc谐振，其中c1包含两部分电容，表述为c1＝c
11
c
12
，其中电容c
11
与电感l1发生谐振，构成前级的lc谐振滤波；clc谐振由电容c
12
、电感l2和电容c2组成，c
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与l2谐振，l2与c3谐振；开关管s3为与控制系统相连的充电控制部件。5.一种正弦交流的锂电池低温自加热装置的加热方法，采用权利要求4中的自加热装置，其特征在于：所述半桥结构为半桥式高频逆变电路，当加热模块工作时，半桥结构将输入的直流电逆变为方波形式的交流电，再经过lc谐振滤波后输出给clc谐振的阻抗放大部分，来对锂电池加热；加热过程的计算公式为其中u1为逆变正弦交流输出电压，f为加热正弦电流频率，r为锂电池内阻，z
in
为等效输入内阻；所述开关s3对锂电池充电进行控制，当锂电池所处环境温度低于锂电池工作最适温度时，控制系统通过控制开关管s3来执行电路关断动作，禁止锂电池充放电；当需要对锂电池的充电和加热同时进行时，开关管s3和clc谐振结构共同调整正弦交流
电路向锂电池充电接口输出的交流电的波形及有效值，使输出的交流电对锂电池边充电边加热。6.根据权利要求5所述的一种正弦交流的锂电池低温自加热装置的加热方法，其特征在于：所述半桥电路以占空比d来调节正弦交流电路向锂电池充电接口输出交流电流的波形及有效值，以调整对锂电池的充电效果或加热功率；在交流电对锂电池的加热过程中，若d为0.5，则在一个交流电周期内，交流电波形正负对称且不改变锂电池电量，使自加热装置能通过加热锂电池来在低温环境下提高锂电池性能而保持电池电量不变；当d>0.5时，自加热装置向锂电池输出的交流电能同时对锂电池实现充电及加热。7.根据权利要求5所述的一种正弦交流的锂电池低温自加热装置的加热方法，其特征在于：所述自加热装置向锂电池输出的交流电通过锂电池时，以锂电池的实部阻抗部分来实现锂电池的自加热功率；所述锂电池的一阶等效模型中，r
p0
和c
p0
分别为锂电池的极化电阻、电容且与周围环境温度有关；r0为内阻，v
oc
为锂电池的开路电压；输入阻抗可表示为：进一步推导出锂电池的实部阻抗为8.根据权利要求6所述的一种正弦交流的锂电池低温自加热装置的加热方法，其特征在于：当自加热装置的加热方法与锂电池的充电器协同工作时，将锂电池的充电接口接入自加热装置，并以锂电池充电器的电源适配器对自加热装置供电；当控制系统经温度传感器监测到锂电池温度处于锂电池最适合工作环境温度范围时，则使开关管s3导通，自加热装置输出可直接对锂电池充电的电流，同时通过互联网将充电情况发送至客户端，方便客户查看充电状态；当锂电池充满时，开关管s3断开以自动断电来防止过充；当控制系统经温度传感器监测到锂电池温度低于锂电池合适的工作温度，则控制系统的mcu产生控制信号，使得开关管s3关断，自加热装置停止对锂电池充电，向锂电池输出可对锂电池加热的电脉冲，同时控制系统实时监测锂电池温度，根据锂电池温度调整输出脉冲以调整加热功率，待锂电池升温至合适的充电温度后，开关管s3导通，实现充电和加热同时进行，同时控制系统mcu通过互联网平台实时将充电过程的参数传至用户app当中。

技术总结
本发明提出一种正弦交流的锂电池低温自加热装置，所述自加热装置包括与锂电池充电接口相连的正弦交流电路；所述正弦交流电路向锂电池充电接口输出交流电来对锂电池进行充电或加热；本发明能在低温及常温环境下，对锂电池边充电边加热。池边充电边加热。池边充电边加热。


技术研发人员：黄晓生 俞智坤 林抒毅 宋慧姝 詹鑫斐 黄靖 郑荣进
受保护的技术使用者：福建工程学院
技术研发日：2021.07.20
技术公布日：2021/10/23