一种车辆及其动力电池加热装置与方法制造方法及图纸

本申请提出了一种车辆及其动力电池加热装置与方法，该动力电池加热方法通过在动力电池的当前温度值低于预设温度值，且动力电池的加热条件满足预设条件时，控制三相逆变器使得三相交流电机根据加热能量产生热量以对流经动力电池的冷却液进行加热，并获取使得电机输出的转矩值在合适值得预设交轴电流，以及根据动力电池加热功率获取相应的预设直轴电流，进而在加热过程中根据预设直轴电流和预设交轴电流控制三相逆变器对三相交流电机的相电流进行调节，并且预设直轴电流的方向在加热过程中呈周期性变化，进而使得同一相的功率开关器件上下桥臂开关次数均匀，器件寿命均衡。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆及其动力电池加热装置与方法
本申请涉及车辆
，尤其涉及一种车辆及其动力电池加热装置与方法。
技术介绍
近几年来，新能源汽车蓬勃发展使得基于锂离子的动力电池得到大量应用，而由于电池的固有特性，在低温时动力电池的充放电能力会大幅降低，这将影响车辆在寒冷地区的使用。为解决这一问题，现有技术主要通过温度传感器实时获取动力电池的温度，并在动力电池的温度符合预设条件时，使用动力电池提供的能量控制电机零转矩运行，以实现动力电池加热。然而，该方法虽然可以实现动力电池加热，但是其需要控制电机输出零转矩，即控制转矩电流为零，给定直轴电流幅值变化方向不变，如此将使得同一相功率开关器件上下桥臂因直轴电流的方向不变而产生只有上桥臂(下桥臂)进行开关动作，而下桥臂(上桥臂)保持关断，从而容易导致同一相上下桥臂寿命不同，不利于功率开关器件的寿命评估。综上所述，现有的动力电池加热方法存在易导致同一相上下桥臂中功率开关器件寿命不均的问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种车辆及其动力电池加热装置与方法，以解决现有的动力电池加热方法存在易导致同一相上下桥臂中功率开关器件寿命不均的问题。本申请是这样实现的，本申请第一方面提供一种动力电池加热方法，所述动力电池加热方法包括：获取所述动力电池的当前温度值，并在所述动力电池的当前温度值低于预设温度值时，确定动力电池的加热条件是否满足预设条件；若所述动力电池的加热条件满足预设条件，则获取所述动力电池的加热功率；获取预设交轴电流，并根据所述动力电池的加热功率获取相应的预设直轴电流；其中，获取的所述预设交轴电流取值为使得三相交流电机输出的转矩值在目标范围内的交轴电流值，并且所述目标范围不包括零；控制三相逆变器中功率器件的通断状态，使得三相交流电机根据加热能量源提供的加热能量产生热量以对流经所述动力电池的冷却液进行加热，并在加热过程中根据所述预设直轴电流和预设交轴电流控制所述三相逆变器对所述三相交流电机的相电流进行调节，并且所述预设直轴电流的方向在加热过程中呈周期性变化。本申请第二方面提供一种动力电池加热装置，用于向车辆的动力电池进行加热，所述动力电池加热装置包括：三相逆变器，与用于提供加热能量的加热能量源的正极与负极连接；三相交流电机，所述三相交流电机的三相线圈与所述三相逆变器的三相桥臂连接；控制模块，所述控制模块分别与所述三相逆变器以及所述三相交流电机连接，所述控制模块用于获取所述动力电池的当前温度值，并在所述动力电池的当前温度值低于预设温度值时，确定动力电池的加热条件是否满足预设条件，并在所述动力电池的加热条件满足预设条件时，获取所述动力电池的加热功率；所述控制模块还用于获取预设交轴电流，并根据所述动力电池的加热功率获取相应的预设直轴电流；其中，获取的所述预设交轴电流取值为使得三相交流电机输出的转矩值在目标范围内的交轴电流值，并且所述目标范围不包括零；所述控制模块还用于控制三相逆变器中功率器件的通断状态，使得三相交流电机根据加热能量源提供的加热能量产生热量以对流经所述动力电池的冷却液进行加热，并在加热过程中根据所述预设直轴电流和预设交轴电流控制所述三相逆变器对所述三相交流电机的相电流进行调节，并且所述预设直轴电流的方向在加热过程中呈周期性变化。本申请第三方面提供一种车辆，所述车辆包括第二方面所述动力电池加热装置，所述车辆还包括动力电池、冷却液箱、水泵以及水管线，所述水泵根据控制信号将所述冷却液箱中的冷却液输入至所述水管线，所述水管线穿过所述动力电池和所述动力电池加热装置。本申请提出了一种车辆及其动力电池加热装置与方法，该动力电池加热方法通过在动力电池的当前温度值低于预设温度值，且动力电池的加热条件满足预设条件时，控制三相逆变器使得三相交流电机根据加热能量产生热量以对流经动力电池的冷却液进行加热，并获取使得电机输出的转矩值在合适值得预设交轴电流，以及根据动力电池加热功率获取相应的预设直轴电流，进而在加热过程中根据预设直轴电流和预设交轴电流控制三相逆变器对三相交流电机的相电流进行调节，并且预设直轴电流的方向在加热过程中呈周期性变化，进而使得同一相的功率开关器件上下桥臂开关次数均匀，器件寿命均衡。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本公开一种实施例提供的一种动力电池加热方法的流程示意图；图2是本公开一种实施例提供的一种动力电池加热装置的结构示意图；图3是本公开一种实施例提供的一种动力电池加热装置的电路图；图4是本公开一种实施例提供的一种动力电池加热装置的另一结构图；图5是本公开一种实施例提供的一种动力电池加热方法中的预设直轴电流的波形示意图；图6是本公开一种实施例提供的一种动力电池加热装置的控制模块的结构图；图7是本公开一种实施例提供的一种动力电池加热装置中的坐标变换示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。本公开实施例提供一种动力电池加热方法，该动力电池加热方法用于向车辆的动力电池进行加热，并且在加热过程中动力电池的导热通路与车辆的电机导热回路连接互通形成导热回路，如图1所示，动力电池加热方法包括：步骤S11：获取所述动力电池的当前温度值，并在所述动力电池的当前温度值低于预设温度值时，确定动力电池的加热条件是否满足预设条件。其中，在本申请实施例中，由于在寒冷环境下，当车辆长时间未被使用时，动力电池的温度将会趋近环境温度，而随着温度的降低，动力电池性能会进一步下降，使得充放电能力均受限，进而影响车辆的性能与使用，因此需要对动力电池进行加热，而在对动力电池加热之前，必须获取动力电池的当前温度值，且将该温度值与预设温度值进行比较，若该当前温度值低于预设温度值，则进一步确定电池的加热条件是否满足预设条件。具体的，作为本申请一种实施方式，步骤S11中的确定所述动力电池的加热条件是否满足预设条件具体为：若确定所述电机的当前工作状态为非驱动状态，以及确定所述动力电池故障状态、所述三相交流电机故障状态、所述电机控制器故障状态和所述导热回路故障状态均为无故障时，则识别为所述动力电池的加热条件满足预设条件；若确定所述电机的当前工作状态为驱动状态，或者确定所述动力电池故障状态、所述三相交流电机故障状态、所述电机控制器故障状态和所述导热回路故障状态中任一个故障状态为存在故障时，则识别为所述动力电池的加热条件不满足预设条件。其中，在本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池加热方法，用于向车辆的动力电池进行加热，其特征在于，所述动力电池加热方法包括：/n获取所述动力电池的当前温度值，并在所述动力电池的当前温度值低于预设温度值时，确定动力电池的加热条件是否满足预设条件；/n若所述动力电池的加热条件满足预设条件，则获取所述动力电池的加热功率；/n获取预设交轴电流，并根据所述动力电池的加热功率获取相应的预设直轴电流；其中，获取的所述预设交轴电流取值为使得三相交流电机输出的转矩值在目标范围内的交轴电流值，并且所述目标范围不包括零；/n控制三相逆变器中功率器件的通断状态，使得三相交流电机根据加热能量源提供的加热能量产生热量以对流经所述动力电池的冷却液进行加热，并在加热过程中根据所述预设直轴电流和预设交轴电流控制所述三相逆变器对所述三相交流电机的相电流进行调节，并且所述预设直轴电流的方向在加热过程中呈周期性变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力电池加热方法，用于向车辆的动力电池进行加热，其特征在于，所述动力电池加热方法包括：
获取所述动力电池的当前温度值，并在所述动力电池的当前温度值低于预设温度值时，确定动力电池的加热条件是否满足预设条件；
若所述动力电池的加热条件满足预设条件，则获取所述动力电池的加热功率；
获取预设交轴电流，并根据所述动力电池的加热功率获取相应的预设直轴电流；其中，获取的所述预设交轴电流取值为使得三相交流电机输出的转矩值在目标范围内的交轴电流值，并且所述目标范围不包括零；
控制三相逆变器中功率器件的通断状态，使得三相交流电机根据加热能量源提供的加热能量产生热量以对流经所述动力电池的冷却液进行加热，并在加热过程中根据所述预设直轴电流和预设交轴电流控制所述三相逆变器对所述三相交流电机的相电流进行调节，并且所述预设直轴电流的方向在加热过程中呈周期性变化。


2.如权利要求1所述的动力电池加热方法，其特征在于，所述加热过程包括多个加热周期，每个加热周期包括两个预设加热时长与两个预设切换时长，所述预设直轴电流在第一个预设加热时长内方向为正且幅值不变，所述预设直轴电流在第二个预设加热时长内方向为负且幅值不变，所述预设直轴电流在第一个预设切换时长内方向由正变化为负，且幅值不断变化，所述预设直轴电流在第二个预设切换时长内方向由负变化为正，且幅值不断变化；预设加热时长大于预设切换时长。


3.如权利要求1所述的动力电池加热方法，其特征在于，所述确定所述动力电池的加热条件是否满足预设条件包括：
若确定所述电机的当前工作状态为非驱动状态，以及确定所述动力电池故障状态、所述三相交流电机故障状态、所述电机控制器故障状态和所述导热回路故障状态均为无故障时，则识别为所述动力电池的加热条件满足预设条件；
若确定所述电机的当前工作状态为驱动状态，或者确定所述动力电池故障状态、所述三相交流电机故障状态、所述电机控制器故障状态和所述导热回路故障状态中任一个故障状态为存在故障时，则识别为所述动力电池的加热条件不满足预设条件。


4.如权利要求3所述的动力电池加热方法，其特征在于，所述动力电池加热方法还包括：
获取档位信息和电机转速信息，并根据所述档位信息和所述电机转速信息获取所述电机的当前工作状态。


5.如权利要求3所述的动力电池加热方法，其特征在于，所述动力电池加热方法还包括：
若确定所述动力电池故障状态、所述三相交流电机故障状态、所述电机控制器故障状态和所述导热回路故障状态中任一个故障状态为存在故障时，则将所述预设直轴电流置零。


6.如权利要求1至5任一项所述的动力电池加热方法，其特征在于，所述动力电池加热方法还包括：
在所述动力电池的加热过程中，监测所述三相逆变器和所述三相交流电机的温度，若所述三相逆变器和所述三相交流电机中任意一个的温度超过温度限值，则减小所述预设直轴电流，或者将所述预设直轴电流置零。


7.如权利要求1至5任一项所述的动力电池加热方法，其特征在于，所述动力电池加热方法还包括：
在所述动力电池的加热过程中，监测所述动力电池的温度，若所述动力电池的温度达到指定加热温度，则减小所述预设直轴电流。


8.如权利要求1至5任一项所述的动力电池加热方法，其特征在于，所述动力电池加热方法还包括：
在对所述动力电池加热前，获取所述三相交流电机的当前三相电流值和电机转子位置角度信息，并根据所述电机转子位置角度信息将所述当前三相电流值变换为直轴电流与交轴电流，以在加热过程中根据所述直轴电流和所述预设直轴电流的差值以及所述交轴电流与所述预设交轴电流的差值控制所述三相逆变器对所述三相交流电机的相电流进行调节。


9.一种动力电池加热装置，用于向车辆的动力电池进行加热，其特征在于，所述动力电池加热装置包括：
三相逆变器，与用于提供加热能量的加热能量源的正极与负极连接；
三相交流电机，所述三相交流电机的三相线圈与所述三相逆变器的三相桥臂连接；
控制模块，所述控制模块分别与所述三相逆变器以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌和平，潘华，张宇昕，田果，谢朝，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44