可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路技术

本发明专利技术实施方式涉及电池加热技术，公开了一种可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路。加热方法包括：响应于可充电电池的加热命令，确定用于为可充电电池加热的脉冲电流的频率值；根据频率值和获取的可充电电池的状态参数，确定脉冲电流的电流值；判断电流值是否满足预设的加热需求；若电流值满足所述加热需求，基于频率值控制生成脉冲电流；若电流值不满足加热需求，重新确定脉冲电流的频率值和电流值。本发明专利技术实施方式还提供了一种控制单元及加热电路。本发明专利技术实施方式提供了为可充电电池加热的一种实现方式，以尽可能克服低温下电池极化带来的不良影响，并且能够较为快速地实现可充电电池的加热需求。

Heating method, control unit and heating circuit of rechargeable battery

【技术实现步骤摘要】
可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路
本专利技术实施例涉及电池加热技术，特别涉及可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路。
技术介绍
近年来，随着新能源汽车技术的发展，新能源汽车受到越来越多的消费者的青睐；作为新能源汽车的核心部件的可充电电池，其充放电能力是汽车性能高低的重要因素。锂电池以单体电压高、能量密度高、寿命长等优势成为新能源汽车内的可充电电池的首选；通常的，新能源汽车内的可充电电池是由多个电芯单元串联和/或并联形成的电池包。专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：在低温下，锂电池极化增加，在健康充电区间条件下需要降低充电电流，从而导致低温环境下电芯充电时间较长；此外，锂电池极化增加也使得电芯的容量保持率降低。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路，提供了为可充电电池加热的一种实现方式，以尽可能克服低温下电池极化带来的不良影响，并且能够较为快速地实现可充电电池的加热需求。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种可充电电池的加热方法，包括：响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值；根据所述频率值和获取的所述可充电电池的状态参数，确定所述脉冲电流的电流值；判断所述电流值是否满足预设的加热需求；若所述电流值满足所述加热需求，基于所述频率值控制生成所述脉冲电流；若所述电流值不满足所述加热需求，重新确定所述脉冲电流的频率值和电流值。本专利技术的实施方式还提供了一种加热电路中的控制单元，所述加热电路包括可充电电池、储能单元、开关单元以及所述控制单元，所述可充电电池、所述储能单元以及所述开关单元串联连接且形成回路，所述控制单元连接于所述开关单元；所述控制单元用于执行上述可充电电池的加热方法；其中，所述控制单元基于所述频率值控制所述开关单元打开或关闭，以生成所述脉冲电流。本专利技术的实施方式还提供了一种加热电路，包括：可充电电池、储能单元、开关单元以及上述控制单元；所述可充电电池、所述储能单元以及所述开关单元串联连接且形成回路，所述控制单元连接于所述开关单元。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，确定为可充电电池加热的脉冲电流的频率值，基于该频率值和可充电电池的状态参数来确定脉冲电流的电流值，并在该电流值满足加热需求时，基于该频率值控制对可充电电池进行加热。本案提供了为可充电电池加热的一种实现方式，以尽可能克服低温下电池极化带来的不良影响，并且，本案基于加热需求来确定用于加热的脉冲电流的频率值，并基于该频率值进行加热，从而能够较为快速地实现加热需求。另外，所述状态参数包括剩余电量；所述根据所述频率值和获取的所述可充电电池的状态参数，确定所述脉冲电流的电流值，具体为，根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值。本实施例中，基于与电流值关联程度较高的可充电电池的剩余电量来确定电流值，可以使得确定出来的电流值更加符合实际情况。另外，所述根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值，具体通过以下公式实现：I＝Fsoc*(a0+a1*cos((x-1/2f)*F)+b1*sin((x-1/2f)*F)+a2*cos(2*(x-1/2f)*F)+2*sin(2*(x-1/2f)*F)+a3*cos(3*(x-1/2f)*F)+b3*sin(3*(x-1/2f)*F)+a4*cos(4*(x-1/2f)*F)+b4*sin(4*(x-1/2f)*F)+a5*cos(5*(x-1/2f)*F)+b5*sin(5*(x-1/2f)*F))；Fsoc＝5.947e-9*soc*4.026+0.945；F＝3.14*2*f；其中，I表示所述电流值，x表示加热时长，f表示所述频率值，a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5为设定的一组系数，soc表示所述剩余电量。本实施例提供了基于剩余电量和频率值确定电流值的一种具体计算方式；其中，这种具体计算方式对应的脉冲电流的波形为类正弦波。另外，在所述确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值之后，且在所述根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值之前，还包括：根据预设的频率值和系数组的对应关系，获取所述频率值对应的系数组；所述系数组包括所述公式中的a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5。其中，在电路硬件配置不变的情况下，频率值不同可能会导致实际产生的电流值不同，因此，基于频率值来配置公式中的参数a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5，可以使得基于这个公式计算出来的电流值更符合实际情况。另外，所述判断所述电流值是否满足预设的加热需求，包括：预估所述可充电电池在所述电流值的脉冲电流的加热下的理论加热速度；判断所述理论加热速度与预设的目标加热速度是否满足第一匹配条件；若满足所述第一匹配条件，判定所述电流值满足所述加热需求，若不满足所述第一匹配条件，判定所述电流值不满足所述加热需求。本实施例中提出了加热需要的具体设置方式以及电流值与该加热需求的具体判断方式。另外，在所述基于所述频率值控制生成所述脉冲电流之后，还包括检测调整步骤；所述检测调整步骤包括：采集生成的所述脉冲电流的实际电流值；预估所述可充电电池在所述实际电流值的脉冲电流的加热下的实际加热速度；判断所述实际加热速度与所述目标加热速度是否满足第二匹配条件；若不满足所述第二匹配条件，按照预设方式调整所述频率值，并基于调整后的所述频率值控制生成所述脉冲电流。其中，在可充电电池的状态参数已确定的情况下，电流值与频率值有关；本实施例中可以根据实际电流值来修正频率值，进而可以调整实际电流值，使得实际电流值所对应的加热速度更接近目标加热速度；从而更加快速地实现加热需求。另外，所述状态参数包括剩余电量；所述确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值，包括：根据预设的剩余电量区间和频率值区间的对应关系，获取所述剩余电量所属的剩余电量区间对应的频率值区间；从获取的所述频率值区间中选择一个频率值，作为所述频率值。本实施方式中，基于剩余电量确定出来的频率值与剩余电量的关联性更大，从而使得基于该频率值和该剩余电量得到的电流值更接近需要的电流值；即，该剩余电量的状态下，基于该频率值控制可产生与加热需求匹配度更高的脉冲电流的电流值；从而基于剩余电量和加热需求可以较快地确定出符合加热需求的脉冲电流的频率值。另外，在所述响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值之前，还包括：获取所述可充电电池的状态参数，所述状态参数包括剩余电量和电池温度；根据预设的剩余电量和温度阈值的对应关系，获取所述剩余电量对应的温度阈值；若判断出所述电池温度低于所述温度阈值，生成所述加热命令。考虑到可充电电池的极化程度不仅与电池温度有关，还与可充电电池内的剩余电量有关，因此根据剩余电量确定当前需要加热的温度阈值，并将电池温度与该温度阈值进行比较来确定是否需要加热；从而得出的是否需要加热的判断更加符合实际需要。...

【技术保护点】
1.一种可充电电池的加热方法，其特征在于，包括：/n响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值；/n根据所述频率值和获取的所述可充电电池的状态参数，确定所述脉冲电流的电流值；/n判断所述电流值是否满足预设的加热需求；/n若所述电流值满足所述加热需求，基于所述频率值控制生成所述脉冲电流；若所述电流值不满足所述加热需求，重新确定所述脉冲电流的频率值和电流值。/n

【技术特征摘要】
1.一种可充电电池的加热方法，其特征在于，包括：
响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值；
根据所述频率值和获取的所述可充电电池的状态参数，确定所述脉冲电流的电流值；
判断所述电流值是否满足预设的加热需求；
若所述电流值满足所述加热需求，基于所述频率值控制生成所述脉冲电流；若所述电流值不满足所述加热需求，重新确定所述脉冲电流的频率值和电流值。


2.根据权利要求1所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，所述状态参数包括剩余电量；所述根据所述频率值和获取的所述可充电电池的状态参数，确定所述脉冲电流的电流值，具体为，根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值。


3.根据权利要求2所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，所述根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值，具体通过以下公式实现：
I＝Fsoc*(a0+a1*cos((x-1/2f)*F)+b1*sin((x-1/2f)*F)+a2*cos(2*(x-1/2f)*F)+2*sin(2*(x-1/2f)*F)+a3*cos(3*(x-1/2f)*F)+b3*sin(3*(x-1/2f)*F)+a4*cos(4*(x-1/2f)*F)+b4*sin(4*(x-1/2f)*F)+a5*cos(5*(x-1/2f)*F)+b5*sin(5*(x-1/2f)*F))；
Fsoc＝5.947e-9*soc*4.026+0.945；
F＝3.14*2*f；
其中，I表示所述电流值，x表示加热时长，f表示所述频率值，a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5为设定的一组系数，soc表示所述剩余电量。


4.根据权利要求3所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，在所述确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值之后，且在所述根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值之前，还包括：
根据预设的频率值和系数组的对应关系，获取所述频率值对应的系数组；所述系数组包括所述公式中的a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5。


5.根据权利要求1所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，所述判断所述电流值是否满足预设的加热需求，包括：
预估所述可充电电池在所述电流值的脉冲电流的加热下的理论加热速度；
判断所述理论加热速度与预设的目标加热速度是否满足第一匹配条件；若满足所述第一匹配条件，判定所述电流值满足所述加热需求，若不满足所述第一匹配条件，判定所述电流值不满足所述加热需求。


6.根据权利要求5所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，在所述基于所述频率值控制生成所述脉冲电流之后，还包括检测调整步骤；所述检测调整步骤包括：
采集生成的所述脉冲电流的实际电流值；
预估所述可充电电池在所述实际电流值的脉冲电流的加热下的实际加热速度；
判断所述实际加热速度与所述目标加热速度是否满足第二匹配条件；若不满足所述第二匹配条件，按照预设方式调整所述频率值，并基于调整后的所述频率值控制生成所述脉冲电流。


7.根据权利要求6所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，所述检测调整步骤被周期性地执行。


8.根据权利要求1所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，所述确定用于为所述可充...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鑫鑫，骆福平，王升威，王天聪，左夕阳，但志敏，
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