一种车辆及其动力电池加热装置与方法制造方法及图纸

本公开提出了一种车辆及其动力电池加热装置与方法，动力电池加热装置包括三相逆变器、三相交流电机以及控制模块，控制模块用于获取三相交流电机的转子角度信号，并在车辆驻车状态检测到动力电池的温度低于预设温度值时，根据电机类型与转子角度信号选择三相逆变器的目标开关状态，并控制三相逆变器在目标开关状态下根据供电设备向三相交流电机的三相线圈通电加热，以使得三相交流电机在通电加热后和/或三相逆变器向流经动力电池的冷却液进行加热，加热时无需使用发动机或者增加加热装置就可以实现动力电池的温度提升，加热效率高，动力电池温度升高快，并且电机产生的转矩小、同时不会产生连续旋转的转矩，以此确保车辆不会在加热时自行行驶。

【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
本公开涉及车辆
，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
近几年新能源汽车蓬勃发展，基于锂离子的动力电池得到大量应用，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，现有技术中一种技术方案是通过电池管理系统检测和发送动力电池单元的温度，如果低于预设温度阈值，则整车控制器通过CAN通讯命令发动机控制器控制发动机在某一转速下匀速转动，且发动机带动发电机转动，通过发电机向动力电池单元快速充电及放电，达到预热电池包的目的，该技术方案中由于能量传递路径上多了一个发动机，且发动机热效率很低，导致整个电池加热效率低下。现有技术中另一种技术方案是当环境温度低，需要给动力电池加热时，水泵将冷却液由冷冻液箱抽出，经PTC加热器加热后送入动力电池液冷板，使得动力电池液冷板温度升高，再由动力电池液冷板给动力电池加热，从而提高动力电池寒冷条件下的工作性能。该技术方案中需要用到一个PTC加热器，导致增加成本，且PTC加热器如果损坏后，导致二次成本增加。综上所述，现有技术中存在在低温状态下对动力电池进行加热时采用发动机进行加热导致电池加热效率低下以及采用PTC加热器进行加热导致成本增加的问题。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种车辆及其动力电池加热装置与方法，以解决现有技术中存在在低温状态下对动力电池进行加热时采用发动机进行加热导致电池加热效率低下以及采用PTC加热器进行加热导致成本增加的问题。本公开是这样实现的，本公开第一方面提供一种动力电池加热装置，所述动力电池加热装置包括：三相逆变器，所述三相逆变器与供电设备连接，所述供电设备作为加热能量源；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，所述控制模块用于获取所述三相交流电机的转子角度信号，并在车辆驻车状态检测到所述动力电池的温度低于预设温度值时，根据预设的电机类型与所述转子角度信号选择所述三相逆变器的目标开关状态，并控制所述三相逆变器在所述目标开关状态下根据所述供电设备提供的加热能量向所述三相交流电机的三相线圈通电加热，以使得所述三相交流电机和/或所述三相逆变器向流经所述动力电池的冷却液进行加热。本公开第二方面提供一种动力电池加热方法，所述动力电池加热方法基于上述动力电池加热装置，所述动力电池加热方法包括：获取所述三相交流电机的转子角度信号；在车辆驻车状态检测到所述动力电池的温度低于预设温度值时，根据预设的电机类型与所述转子角度信号选择所述三相逆变器的目标开关状态；控制所述三相逆变器在所述目标开关状态下根据所述供电设备提供的加热能量向所述三相交流电机的三相线圈通电加热，以使得所述三相交流电机和/或所述三相逆变器向流经所述动力电池的冷却液进行加热。本公开第三方面提供一种车辆，所述车辆包括第一方面所述动力电池加热装置。本公开提出了一种车辆及其动力电池加热装置与方法，动力电池加热装置包括三相逆变器、三相交流电机以及控制模块，控制模块用于获取三相交流电机的转子角度信号，并在车辆驻车状态检测到动力电池的温度低于预设温度值时，根据电机类型与转子角度信号选择三相逆变器的目标开关状态，并控制三相逆变器在目标开关状态下根据供电设备向三相交流电机的三相线圈通电加热，以使得三相交流电机在通电加热后和/或三相逆变器向流经动力电池的冷却液进行加热。本公开技术方案根据电机类型与转子角度信号控制三相逆变器的开关状态，使得三相逆变器向三相交流电机内部三相线圈提供热源，加热冷却液后经过冷却回路实现对动力电池的加热，不需要使用发动机或者增加加热装置就可以实现动力电池的温度提升，加热效率高，动力电池温度升高快，并且电机产生的转矩小、同时不会产生连续旋转的转矩，以此确保车辆不会在加热时自行行驶。附图说明为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，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装置的结构示意图；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另一结构示意图；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中三相逆变器的十二次工作切换过程中电机定子磁场分布方向示意图；图5是本公开一种实施例提供的一种动力电池加热装置的电流路径图；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另一电流路径图；图7是本专利技术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8是本公开一种实施例提供的一种车辆动力电池加热系统的结构示意图。具体实施方式为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开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公开，并不用于限定本公开。为了说明本公开的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。本公开实施例提供一种车辆的动力电池加热装置，如图1所示，动力电池加热装置包括：三相逆变器11，三相逆变器11与供电设备10连接，该供电设备10作为加热能量源；三相交流电机12，三相交流电机12的三相线圈与三相逆变器11的三相桥臂连接；控制模块13，控制模块13分别与三相逆变器11以及三相交流电机12连接，控制模块13用于获取三相交流电机12的转子角度信号，并在车辆驻车状态检测到动力电池的温度低于预设温度值时，根据预设的电机类型与转子角度信号选择三相逆变器11的目标开关状态，并控制三相逆变器11在目标开关状态下根据供电设备10提供的加热能量向三相交流电机12的三相线圈通电加热，以使得三相交流电机12和/或三相逆变器11向流经动力电池的冷却液进行加热。其中，供电设备10可以采用外部供电设备例如充电桩实现，也可以是动力电池本身，即供电设备10提供的加热能量可以是动力电池输出的，也可以是直流充电器输出的，或者是交流充电器经过整流后输出的，此处不做具体限制；三相逆变器11包括六个功率开关单元，功率开关单元可以是晶体管、IGBT、MOS管等器件类型，两个功率开关单元构成一相桥臂，共形成三相桥臂，每相桥臂中两个功率开关单元的连接点连接三相交流电机12中的一相线圈；三相交流电机12包括三相线圈，三相线圈连接于一个中点，三相交流电机12可以是永磁同步电机或异步电机；控制模块13获取的三相交流电机12的转子角度信号是三相交流电机12的转子磁场与定子A相轴线的夹角，其可以是角度传感器获取之后反馈给控制模块13的，也可以是控制模块13根据三相交流电机的电流计算得出的，此处不做具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池加热装置，其特征在于，所述动力电池加热装置包括：/n三相逆变器，所述三相逆变器与供电设备连接，所述供电设备作为加热能量源；/n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；/n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，所述控制模块用于获取所述三相交流电机的转子角度信号，并在车辆驻车状态检测到所述动力电池的温度低于预设温度值时，根据预设的电机类型与所述转子角度信号选择所述三相逆变器的目标开关状态，并控制所述三相逆变器在所述目标开关状态下根据所述供电设备提供的加热能量向所述三相交流电机的三相线圈通电加热，以使得所述三相交流电机和/或所述三相逆变器向流经所述动力电池的冷却液进行加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力电池加热装置，其特征在于，所述动力电池加热装置包括：
三相逆变器，所述三相逆变器与供电设备连接，所述供电设备作为加热能量源；
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，所述控制模块用于获取所述三相交流电机的转子角度信号，并在车辆驻车状态检测到所述动力电池的温度低于预设温度值时，根据预设的电机类型与所述转子角度信号选择所述三相逆变器的目标开关状态，并控制所述三相逆变器在所述目标开关状态下根据所述供电设备提供的加热能量向所述三相交流电机的三相线圈通电加热，以使得所述三相交流电机和/或所述三相逆变器向流经所述动力电池的冷却液进行加热。


2.如权利要求1所述的动力电池加热装置，其特征在于，所述三相逆变器具有十二种开关状态，所述控制模块根据所述转子角度信号确定电机转子位置所处区间，并根据所述电机转子位置所处区间与所述电机类型在所述十二种开关状态中选择所述目标开关状态；其中，所述电机转子位置所处区间具有十二种区间状态，并且所述电机转子位置所处区间的十二种区间状态与所述三相逆变器的十二种开关状态对应。


3.如权利要求2所述的动力电池加热装置，其特征在于，所述三相逆变器包括第一相桥臂、第二相桥臂以及第三相桥臂，所述三相逆变器的十二种开关状态包括由第一相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第二相桥臂和第三相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至加热能量源的第一种状态、由第一相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第三相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第二种状态、由第一相桥臂和第二相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第三相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第三种状态、由第二相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第三相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第四种状态、由第二相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第一相桥臂和第三相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第五种状态、由第二相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第一相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第六种状态、由第二相桥臂和第三相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第一相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第七种状态、由第三相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第一相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第八种状态、由第三相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第一相桥臂和第二相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第九种状态、由第三相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第二相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第十种状态、由第一相桥臂和第三相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第二相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第十一种状态、以及由第一相桥臂将所述加热能量输入至所述三相交流电机，并且第二相桥臂将所述三相交流电机输出的电流输出至所述加热能量源的第十二种状态。


4.如权利要求1至3任一项所述的动力电池加热装置，其特征在于，所述电池加热装置还包括开关模块，所述开关模块用于将所述供电设备连接到所述三相逆变器，并且所述开关模块与所述控制模块连接，所述控制模块在检测到所述动力电池的温度低于预设温度值时，控制所述开关模块导通，并在检测到所述动力电池的温度高于预设温度值时，控制所述开关模块断开。


5.如权利要求4所述的动力电池加热装置，其特征在于，所述供电设备包括外部供电设备与动力电池，所述开关模块包括第一开关单元与第二开关单元，所述第一开关单元连接所述外部供电设备，所述第二开关单元连接所述动力电池，所述控制模块具体用于：
当所述供电设备为外部供电设备，且动力电池的温度低于预设温度值时，所述控制模块控制所述第一开关单元导通，所述第二开关单元断开，以使得所述外部供电设备提供所述加热能量；
当所述供电设备为动力电池，且动力电池的温度低于预设温度值时，所述控制模块控制所述第二开关单元导通，所述第一开关单元断开，以使得所述动力电池提供所述加热能量。


6.如权利要求4所述的动力电池加热装置，其特征在于，所述控制模块获取档位信息、车速信息以及动力电池的温度信息；
所述控制模块根据所述档位信息和所述车速信息获取电机的当前工作状态，并在所述当前工作状态为P档驻车非驱动状态，且所述动力电池的温度低于预设温度值时，根据所述电机类型与所述转子角度信号选择所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，宁荣华，刘海军，张宇昕，丘国维，
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