铁锂电池加热器的设想

(原)shouldbe · 发表于 2012-12-20 00:17:29

冬天了。北京的温度已经降到零下。电池如果在户外充电的话，温度太低，充电效率比较低。同样的，低温会导致放电电压下降。同样的安时数，里程却跑不了那么远。对于用了几年的锂电来说梗死明显。所以考虑给电池加温。

考虑了几个方案。具体如下：

加热元件：

1. 用电热把手的电热膜。10W每个，12V、36V/48V/60V的都有
2. 用PTC，温度最低60度，功率15-40W都有

加热控制：

1. 常闭温控开关+普通开关。普通开关用走人工通断加热电路
2. 热敏电阻+自己设计控制器+温控开关

琢磨了2个礼拜了。发现PTC元件有最终温度恒定的优点。但缺点远比优点多。主要问题是温度太高，且电阻曲线不是持续上升，而是先降后升。最低温度基本都在60度以上。一般是6、70度为主。如果没有合适的温控，很容易出事。轻了是电池局部过热，不同单体之间充放电不均匀，造成电池不平衡。重了会烤坏靠近电热元件的单体，甚至失控造成火灾。电阻曲线最初有一段下降。而PTC一般都是12V/24V的居多。没有合适的电压则必须串联。电阻曲线不是单调上升的话，会造成后热起来的PTC承担过多的电压被击穿失效（不知是否会短路还是过热着火还是断路）。最坏的结果是一个击穿短路，则所有串联的PTC都会依次被击穿短路。最终整个电路短路。最终放弃这个方案。

相比之下，电热膜比较适合。一来它是纯阻性负载，电阻随温度变化较小，且是单调增加或者减少，可以随意串并联组合，适应不同的电压。二来驱动比较简单。最简单就是一个普通开关+一个温度开关。前者用于人工通断电路。复杂一点的可以增加一个电压检测电路。当电压高于52-53V（48V电池）时，接通加热元件开始加热，电压低于这个电压时则关闭。这样的目的是利用检测电路来识别电池是处于充电阶段还是放电阶段。利用两者不同的电压范围来启动或者关闭加热器。只让加热器在充电时，利用充电器的部分电流来加热。而放电时则自动关闭。

不过这样做仍旧有一个问题，如何安放电热膜，如何控制温度。淘宝上的片状的温控开关最低温度有50度。如果电热膜功率较大，温升快的话，很有可能局部温度迅速升高到50度，开关断开，这时电池还没有怎么被加热呢。而温控开关会在温度降低到35度左右时重新闭合。又重复一次同样的过程。最后很有可能就是加热器加热1分钟，然后断开10分钟。电池只有贴进加热器表面的那点温度会上升到30-40度。但整体还是凉的。这显然不是我们的目标。我想到一个方法就是线性的控制电热膜的温度，使其长时间保持在20度左右，直到整个电池都加热到接近20度时温度继续升高，然后才会逐渐降低电流，直至完全停止加热。实现这个目标最省事的办法就是利用一个12V的DC-DC。将其内部的12V电压调整部分中加入一个热敏电阻（通过长引线引出控制器直接贴在加热器和电池之间，并联一个100pf的小电容过滤长引线的噪声）。当温度过高时，热敏电阻阻值增大（或者减小，看电路怎么接），DC-DC输出电压下降，加热功率下降，温度下降。温度过低则反之。利用这个电路可以将温度控制在一个较小的范围内并保持稳定。随着电池温度升高，输出功率会逐步下降，直至稳定在一个合适的温度上。

以上是一些设想。和大家一起讨论。

(原)sniq405 · 发表于 2012-12-20 02:50:04

我感觉思路主要还是保温，加热的话，不太好实现。

锂电一般都是活动电池，提回室内充电，只要保证放电时间电池温度能达到10度以上就算是有效的。

从室内拿出去的时候电池18度左右的室温。

一般电池放电时间是2~4小时左右。冬天很少有人骑四小时以上吧。

所以只要保证在这四小时内，外壳温度是在20度以上的话，里面电池的温度就不会降到10度以下。

如果是长时间加热，又浪费电能，又不安全。

至于你的加热方案挺不错的。能实现我也学习做个。呵呵。

楼主你说呢？

(原)among2000 · 发表于 2012-12-20 08:52:50

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(原)jhjxl2000 · 发表于 2012-12-20 09:43:37

你这样太复杂，最简单的办法是做件棉衣套上，要冲电或不用的时候带回室内保温，骑行的时候本身电池也会微量发热，套件棉衣可以保温，不让电池失温太快就行了。

(原)超力 · 发表于 2012-12-20 10:17:25

楼主脑子洞坏了

用锰酸锂嘛

(原)bbcckkyyy · 发表于 2012-12-20 10:39:16

锂电池加热好想法锂电气温低也降20公里左右了

(原)李东辉 · 发表于 2012-12-20 11:31:52

我也想给我的铅酸加热，但也一直是只在想，没动手。

(原)heming2 · 发表于 2012-12-20 11:35:07

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(原)uuffoo · 发表于 2012-12-21 20:10:32

努力实践！早日成型！
充电不要钱，有着想法已久。
手也冻了，准备先整个发热膜用用，顺便看看帖在电池上一晚上有多热。

(原)豹2A6 · 发表于 2012-12-22 12:45:32

我那破车都不想骑了，冬天里程短，又没力气

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