电池加热系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电池加热系统及其控制方法。该系统包括：与电池组的正极连接的第一开关、与电池组的负极连接的第二开关、连接于第一开关和第二开关之间的开关组件、与开关组件连接的电机以及主控制器；其中，第一开关、第二开关、开关组件和主控制器集成于同一壳体内；主控制器用于根据电池组的状态参数确定电池组需要加热，并发送电池加热请求至整车控制器，以使整车控制器在确定车辆处于静置状态以及电机未工作的情况下，根据电池加热请求发送电池加热指令至主控制器；主控制器用于根据电池加热指令控制第一开关、第二开关以及开关组件，以对电池组进行加热。根据本发明专利技术实施例，既降低成本又提高了加热效率。

【技术实现步骤摘要】
电池加热系统及其控制方法
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种电池加热系统及其控制方法。
技术介绍
锂电池具有能量密度高，可循环充放电，安全环保等一系列优点，目前已被广泛应用到新能源汽车、消费电子和储能系统中。特别是在新能源汽车领域，世界各国都在大力扶持电动汽车产业的发展。但是锂电池在低温环境下的使用会受到一定限制，低温下锂电池的放电容量会严重衰退，同时低温下锂电池也不能进行充电，因此需要对动力锂电池加热。目前可以通过外部加热的方式对车载动力锂电池进行加热。外部加热方法主要包括空气加热、液体加热、相变材料加热、热电阻加热等加热方法。这些外部加热方法中所用的材料通常都被封装在电池包中。并且这些外部加热方法需要使用专用的热循环容器，通过间接加热导热物质，并通过特殊结构件将热量传导到动力锂电池上。这种外部导热的加热方式，加热效率低且成本较高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电池加热系统及其控制方法，在降低成本的基础上提高了电池组的加热效率。根据本专利技术实施例的一方面，提供一种电池加热系统，系统用于对电池组加热，系统包括：与电池组的正极连接的第一开关、与电池组的负极连接的第二开关、连接于第一开关和第二开关之间的开关组件、与开关组件连接的电机以及主控制器；其中，第一开关、第二开关、开关组件和主控制器集成于同一壳体内；主控制器用于根据电池组的状态参数确定电池组需要加热，并发送电池加热请求至整车控制器，以使整车控制器在确定车辆处于静置状态以及电机未工作的情况下，根据电池加热请求发送电池加热指令至主控制器；主控制器用于根据电池加热指令控制第一开关、第二开关以及开关组件，以对电池组进行加热。根据本专利技术实施例的一方面，提供一种电池加热系统的控制方法，应用于如本专利技术实施例提供的电池加热系统，方法包括：主控制器根据电池组的状态参数确定电池组需要加热，并发送电池加热请求至整车控制器，以使整车控制器在确定车辆处于静置状态以及电机未工作的情况下，根据电池加热请求发送电池加热指令至主控制器；主控制器根据电池加热指令控制第一开关、第二开关以及开关组件，以对电池组进行加热。根据本专利技术实施例中的电池加热系统及其控制方法，通过将第一开关、第二开关、开关组件和主控制器集成于同一壳体内，结构简单并降低成本。在降低成本的基础上，通过主控制器对第一开关、所述第二开关以及所述开关组件的控制，可以在电池组所在的高压回路中产生持续不断的交变激励电流，交变激励电流持续流过电池组，使电池组内阻发热，从而从内部加热电池，从而提高加热效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一些实施例提供的电池加热系统的结构示意图；图2为本专利技术另一些实施例提供的电池加热系统的结构示意图；图3为本专利技术再一些实施例提供的电池加热系统的结构示意图；图4为本专利技术一些实施例提供的电池加热系统的控制方法的流程示意图；图5为本专利技术另一些实施例提供的电池加热系统的控制方法的流程示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。图1示出本专利技术一些实施例提供的电池加热系统。如图1所示，电池加热系统用于对电池组E加热，该系统包括：与电池组E的正极连接的第一开关K1、与电池组E的负极连接的第二开关K2、连接于第一开关K1和第二开关K2之间的开关组件K3、与开关组件K3连接的电机M以及主控制器P。第一开关K1、第二开关K2、开关组件K3和主控制器P集成于同一壳体内。主控制器P用于根据电池组E的状态参数确定电池组E需要加热，并发送电池加热请求至整车控制器，以使整车控制器在确定车辆处于静置状态以及电机M未工作的情况下，根据电池加热请求发送电池加热指令至主控制器P。主控制器P用于根据电池加热指令控制第一开关K1、第二开关K2以及开关组件K3，以对电池组E进行加热。在一些示例中，主控制器P与电池组E连接，图中未示出该连接关系，用于获取电池组E的状态参数。主控制器P还与开关组件K3连接，图中未示出该连接关系，用于控制开关组件K3处于断开状态或处于导通状态。在一些示例中，主控制器P还与第一开关K1和第二开关K2连接，图中未示出该连接关系，用于控制第一开关K1和第二开关K2的闭合和断开。本专利技术实施例提供的电池加热系统，通过将第一开关K1、第二开关K2、开关组件K3和主控制器P集成于同一壳体内，结构简单并降低成本。在降低成本的基础上，通过主控制器P对第一开关K1、第二开关K2以及开关组件K3的控制，可以在电池组E所在的高压回路中产生持续不断的交变激励电流，交变激流电流持续流过电池组E，使电池组E内阻发热，从而从内部加热电池，提高了加热效率。图2示出本专利技术另一些实施例提供的电池加热系统。图2示出图1中开关组件K3和电机M的具体结构。作为一个示例，第一开关K1为与电池组E的正极连接的主正开关V+，第二开关K2为与电池组E的负极连接的主负开关V-。开关组件K3包括并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂。第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂均具有上桥臂和下桥臂，且每个上桥臂均设置有开关单元，每个下桥臂也均设置有开关单元。比如，如图2所示，第一相桥臂为U相桥臂，第二相桥臂为V相桥臂，第三相桥臂为W相桥臂。其中，U相桥臂的上桥臂的开关单元为第一开关单元V1，U相桥臂的下桥臂设置有第二开关单元V2。V相桥臂的上桥臂的开关单元为第三开关单元V3，V相桥臂的下桥臂的开关单元为第四开关单元V4。W相桥臂的上桥臂的开关单元为第五开关单元V5，W相桥臂的下桥臂的开关单元为第六开关单元V6。在一些示例中，开关单元可包括绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池加热系统，其特征在于，所述系统用于对电池组加热，所述系统包括：与所述电池组的正极连接的第一开关、与所述电池组的负极连接的第二开关、连接于所述第一开关和所述第二开关之间的开关组件、与所述开关组件连接的电机以及主控制器；其中，/n所述第一开关、所述第二开关、所述开关组件和所述主控制器集成于同一壳体内；/n所述主控制器用于根据所述电池组的状态参数确定所述电池组需要加热，并发送电池加热请求至整车控制器，以使所述整车控制器在确定车辆处于静置状态以及所述电机未工作的情况下，根据所述电池加热请求发送电池加热指令至所述主控制器；/n所述主控制器用于根据所述电池加热指令控制所述第一开关、所述第二开关以及所述开关组件，以对所述电池组进行加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池加热系统，其特征在于，所述系统用于对电池组加热，所述系统包括：与所述电池组的正极连接的第一开关、与所述电池组的负极连接的第二开关、连接于所述第一开关和所述第二开关之间的开关组件、与所述开关组件连接的电机以及主控制器；其中，
所述第一开关、所述第二开关、所述开关组件和所述主控制器集成于同一壳体内；
所述主控制器用于根据所述电池组的状态参数确定所述电池组需要加热，并发送电池加热请求至整车控制器，以使所述整车控制器在确定车辆处于静置状态以及所述电机未工作的情况下，根据所述电池加热请求发送电池加热指令至所述主控制器；
所述主控制器用于根据所述电池加热指令控制所述第一开关、所述第二开关以及所述开关组件，以对所述电池组进行加热。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池组也集成于所述壳体。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述状态参数包括所述电池组的温度和所述电池组的剩余电量SOC；
所述主控制器用于当所述电池组的温度满足第一预设条件且所述电池组的SOC满足第二预设条件的情况下，发送所述电池加热请求至所述整车控制器。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器用于根据所述电池加热指令控制所述第一开关和所述第二开关均闭合，以及为所述开关组件提供所述驱动信号，以控制所述开关组件周期性地处于导通状态和断开状态，实现对所述电池组进行加热；
其中，所述驱动信号的频率的范围为100赫兹至100000赫兹，所述驱动信号的占空比的范围为5％至50％。


5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器包括电池管理模块和电机控制器；
所述电池管理模块用于根据所述电池组的状态参数确定所述电池组需要加热，并发送所述电池加热请求至所述整车控制器，以使所述整车控制器在确定所述车辆处于静置状态以及所述电机未工作的情况下，根据所述电池加热请求发送所述电池加热指令至所述电机控制器；
所述电机控制器用于在接收到所述电池加热指令后与所述电池管理模块建立通信；
所述电池管理模块还用于控制所述第一开关和所述第二开关均闭合，并在所述第一开关和所述第二开关均闭合后，发送开关闭合信息至所述电机控制器；
所述电机控制器还用于在接收到所述开关闭合信息之后，控制所述开关组件，以对所述电池组进行加热。


6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设置于所述电池组的正极和所述第一开关之间的保险模块。


7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设置于所述电池组的负极和所述第二开关之间的电流传感器。


8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：水冷子系统；
其中，所述电机通过所述水冷子系统将自身产生的热量传输至所述电池组；
和/或，
所述开关组件通过所述水冷子系统将自身产生的热量传输至所述电池组。


9.根据权利要求4所述的系统，所述开关组件包括：并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述第一相桥臂、所述第二相桥臂和所述第三相桥臂均具有上桥臂和下桥臂，且所述上桥臂设置有开关单元，所述下桥臂设置有开关单元；
所述电机的第一相输入端、第二相输入端和第三相输入端分别与所述第一相桥臂中上桥臂和下桥臂的连接点、所述第二相桥臂中上桥臂和下桥臂的连接点和所述第三相桥臂中上桥臂和下桥臂的连接点连接；
所述主控制器用于为目标上桥臂开关单元和目标下桥臂开关单元提供所述驱动信号，以控制所述目标上桥臂开关单元和所述目标下桥臂开关单元周期性地导通和断开；
其中，所述目标上桥臂开关单元为所述第一相桥臂、所述第二相桥臂、所述第三相桥臂中任意一个桥臂的上桥臂的开关单元，所述目标下桥臂开关单元为除所述目标上桥臂开关单元所在的桥臂外的至少一个桥臂的下桥臂的开关单元。


10.一种电池加热系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至8任意一项所述的电池加热系统，所述方法包括：
所述主控制器根据所述电池组的状态参数确定所述电池组需要加热，并发送电池加热请求至所述整车控制器，以使所述整车控制器在确定所述车辆处于静置状态以及所述电机未工作的情况下，根据所述电池加热请求发送电池加热指令至所述主控制器；
所述主控制器根据所述电池加热指令控制所述第一开关、所述第二开关以及所述开关组件，以对所述电池组进行加热。


11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述状态参数包括所述电池组的温度和所述电池组的剩余电量SOC，其中，
所述主控制器根据所述电池组的状态参数确定所述电池组需要加热，包括：
若所述电池组的温度满足第一预设条件且所述电池组的SOC满足第二预设条件的情况下，所述主控制器确定所述电池组需要加热。


12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述主控制器根据所述电池加热指令控制所述第一开关、所述第二开关以及所述开关组件，以对所述电池组进行加热，包括：
所述主控制器根据所述电池加热指令控制所述第一开关和所述第二开关均闭合，以及为所述开关组件提供驱动信号，以控制所述开关组件周期性地处于导通状态和断开状态，实现对所述电池组进行加热。


13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述系统还包括设置于所述电池组的负极和所述第二开关之间的电流传感器；
其...

【专利技术属性】
技术研发人员：左希阳，但志敏，张伟，侯贻真，李国伟，吴兴远，李艳茹，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35