一種用于鋰離子電池的加熱控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種加熱控制電路，特別涉及一種用于鋰離子電池的加熱控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池是一種化學(xué)電源，受制于熱力學(xué)定律，對溫度極其敏感，在超低溫環(huán)境中電池的比能量急劇下降，同時有效工作電壓也會下降，嚴(yán)重影響使用。尤其是鋰離子電池在低溫下充電，很容易導(dǎo)致負(fù)極石墨析鋰，析出的金屬鋰與電解液反應(yīng)，破壞石墨的SEI膜，導(dǎo)致電池容量發(fā)生不可逆衰減、排氣、內(nèi)阻升高等不良后果。嚴(yán)重情況下，會導(dǎo)致局部短路，甚至刺穿隔膜，直接短路電池，帶來火災(zāi)隱患。
[0003]在實(shí)際的實(shí)驗過程中，發(fā)現(xiàn)如果電池在充電時能夠保持一個較高的溫度，那么在低溫下的放電性能將會得到極大的改善，簡單說來，保證電池在合理溫度下充電，就可以在更低溫度下正常工作。
[0004]電池包括鋰離子電池，鉛酸電池，鎳氫電池，在實(shí)際使用過程中，尤其是有低溫環(huán)境中使用的情況下，都需要額外的加熱電路，用以提高充電時的電池溫度。目前的加熱電路只是簡單的把電池的電能接到加熱片上，存在許多隱患。具體表現(xiàn)在:
[0005]1、加熱電路體積較大，縮減了電池的能量密度。
[0006]2、加熱電路自身消耗電流，在長期存放過程中有可能把電池電放光，導(dǎo)致電池報廢。
[0007]3、加熱功率不夠靈活，有時候加熱功率會超過充電功率，尤其是在光伏儲能領(lǐng)域，充電功率不穩(wěn)定，有可能導(dǎo)致冬天電池沒有辦法充到足夠的電量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]實(shí)用新型目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種能夠根據(jù)溫度和電池的充放電狀態(tài)自動控制加熱器工作的用于鋰離子電池的加熱控制電路。
[0009]技術(shù)方案:本實(shí)用新型提供了一種用于鋰離子電池的加熱控制電路，包括電源、電壓比較器、溫度采集電路、電壓比較器、低通RC濾波電路、P溝道M0S管、N溝道M0S管、檢測電阻R0和加熱器；其中，所述電源分別給溫度采集電路和電壓比較器供電，溫度采集電路的輸出信號輸入至電壓比較器的輸入端口，通過檢測電阻的檢測信號經(jīng)低通RC濾波電路后輸入至電壓比較器的輸入端口，電壓比較器的輸出信號控制P溝道M0S管工作，P溝道M0S管的輸出信號控制N溝道M0S管工作，N溝道M0S管的輸出信號控制加熱器工作。
[0010]進(jìn)一步，所述溫度采集電路包括第1電阻R1、第2電阻R2、第3電阻R3和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC，其中，所述電源分別與第1電阻R1和第2電阻R2的一端連接，所述第1電阻R1的另一端分別與電壓比較器的輸入端和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC的一端連接，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC的另一端分別與檢測電阻R0的一端、電壓比較器的接地端連接，所述第2電阻R2的另一端分別與第四電阻R4的一端和第3電阻R3的一端連接，第3電阻R3的另一端分別與電壓比較器的輸入端和檢測電阻R0的另一端連接；第四電阻R4的另一端分別與電壓比較器的輸入端和第5電阻R5的一端連接，第5電阻R5的另一端分別與電壓比較器的輸出端和P溝道M0S管的柵極連接。
[0011]進(jìn)一步，所述低通RC濾波電路包括第六電阻R6、第七電阻R7、二極管D1和電容C1，所述第六電阻R6的一端與所述電壓比較器的輸入端連接，所述第六電阻R6的另一端分別與二極管的陰極、電容C1的一端和第七電阻R7的一端連接，二極管的陽極分別與第八電阻R8的一端、電容C1的另一端和第七電阻R7的另一端連接，二極管的陽極、第八電阻R8的一端、電容C1的另一端和第七電阻R7的另一端均與鋰離子電池的的負(fù)極連接，第八電阻R8的另一端與電壓比較器的接地端連接。電流檢測信號通過低通RC濾波才達(dá)到運(yùn)放，使電池小電流充電的時候工作在一個超低頻的震蕩狀態(tài)，提高可靠性，并且避免加熱電流超過充電電流。
[0012]進(jìn)一步，所述電壓比較器為低功耗雙電壓比較器。
[0013]進(jìn)一步，所述檢測電阻R0的阻值為3k Ω。
[0014]進(jìn)一步，所述電源是鋰離子電池經(jīng)低壓差線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓。
[0015]工作原理:本實(shí)用新型采用兩個信號作為加熱器開啟的條件，要達(dá)到一定的溫度等級并且電流必須在固定方向上，從而確保只有在低溫和充電狀態(tài)下加熱器才工作。因此本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的橋式比較器電路的電阻橋上增加一個小電阻當(dāng)做一個低電壓參考，此參考電壓由電源分壓而來，從而將這個電壓值的大小來作為電流方向的一個判斷標(biāo)準(zhǔn)；溫度等級的判斷是則通過溫度采集電路實(shí)現(xiàn)。最后根據(jù)兩個判斷結(jié)果來控制加熱器工作。
[0016]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型專門用于化學(xué)電池的充電加熱，具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，不需要BMS系統(tǒng)或者保護(hù)板的介入，電路可以獨(dú)立工作。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的電路圖；
[0018]圖2為實(shí)施例1中單串保護(hù)板電路圖；
[0019]圖3為實(shí)施例2中嵌入多串保護(hù)板電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的解釋。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的用于鋰離子電池的加熱控制電路，包括電源VCC、電壓比較器U1、溫度采集電路、低通RC濾波電路、P溝道M0S管、N溝道M0S管、檢測電阻R0和加熱器；其中，電源VCC是鋰離子電池經(jīng)低壓差線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生的穩(wěn)定的電壓，電源VCC分別給溫度采集電路和電壓比較器供電。電壓比較器為ADA4505-1低功耗雙電壓比較器，即電壓比較器中包含8個引腳，其中，引腳1為第一電壓比較器的輸出端，引腳2為第一電壓比較器的負(fù)極輸入端，引腳3為第一電壓比較器的正極輸入端，引腳4為接地端，引腳4為第二電壓比較器的正極輸入端，引腳6為第二電壓比較器的負(fù)極輸入端，引腳7為第二電壓比較器的輸出端，引腳8為電源端。溫度采集電路包括第1電阻R1、第2電阻R2、第3電阻R3和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC，其中，電源VCC分別與第1電阻R1和第2電阻R2的一端連接，第1電阻R1的另一端分別與電壓比較器的引腳2和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC的一端連接，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器NTC的另一端分別與檢測電阻R0的一端、電壓比較器的引腳4連接，第2電阻R2的另一端分別與第四電阻R4的一端和第3電阻R3的一端連接，第3電阻R3的另一端分別與電壓比較器的引腳6和檢測電阻R0的另一端連接；第四