一种电动汽车的动力电池脉冲加热系统及加热方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车的动力电池脉冲加热系统及加热方法，包括电池管理系统、控制系统、第一电机系统和第二电机系统，电池管理系统与动力电池、控制系统连接，控制系统与第一电机系统、第二电机系统连接，第一电机系统与动力电池连接，第二电机系统与动力电池连接；其利用第一、第二电机系统给动力电池进行脉冲加热，扩大了脉冲电流可调范围，并且也提高了动力电池脉冲加热效率，从而实现了动力电池的高频大电流快速充放电过程，通过对电池内阻加热，达到了快速提升动力电池温度的目的。达到了快速提升动力电池温度的目的。达到了快速提升动力电池温度的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车的动力电池脉冲加热系统及加热方法


[0001]本专利技术属于动力电池加热
，具体涉及一种电动汽车的动力电池脉冲加热系统及加热方法。

技术介绍

[0002]对于电动汽车而言，动力电池与电机系统是车辆驱动回路的两个重要部件。其中，动力电池作为车辆动力的来源，其充放电的性能将直接影响电动汽车的性能表现。锂离子电池具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，现广泛应用于电动汽车的动力电池系统。然而，在低温环境下，锂离子电池的持续输出电流能力将大大降低，为了提升动力电池低温下的持续输出能力，对动力电池进行加热，提升锂离子电池的温度是一种有效的方法。在低温下，通过高频脉冲的电流可以使电池的内阻进行发热，从而起到对锂离子电池快速加热的效果。
[0003]CN110962631A公开了一种电池加热系统及其控制方法，其电池管理模块确定电池组的状态参数满足预设加热条件，向电机控制器发送控制信号，控制电机控制器向目标上桥臂开关模块和目标下桥臂开关模块输出驱动信号，以控制目标上桥臂开关模块和目标下桥臂开关模块周期性地导通和断开，使得电池组、主正开关、目标上桥臂开关模块、电机、目标下桥臂开关模块、主负开关所形成的回路中产生了交流电流，交流电流流过电池组的内阻产生热量，从而起到对电池组快速加热的效果。但是其只适用于只有一个电机的电动汽车，不适用于具有双电机的电动汽车，且电池的脉冲电流可调范围有限，电池组加热效率有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电动汽车的动力电池脉冲加热系统及加热方法，以扩大脉冲电流可调范围，提高动力电池脉冲加热效率。
[0005]本专利技术所述的电动汽车的动力电池脉冲加热系统，包括电池管理系统、控制系统和第一电机系统，电池管理系统与动力电池、控制系统连接，控制系统与第一电机系统连接，第一电机系统与动力电池连接；该动力电池脉冲加热系统还包括第二电机系统，控制系统与第二电机系统连接，第二电机系统与动力电池连接；第一电机系统和第二电机系统能对动力电池进行脉冲加热。
[0006]所述第一电机系统优选有两种结构：第一种结构的第一电机系统包括第一电机控制器和第一电机，第一电机为Y型连接的三相三线制电机，第一电机控制器包括第一控制模块、第一桥臂变换器和第一母线电容C1，第一母线电容C1与第一桥臂变换器并联，第一桥臂变换器的上端连接动力电池的正极，第一桥臂变换器的下端连接动力电池的负极，第一控制模块的控制输入端连接控制系统，第一控制模块的六个控制输出端分别与第一桥臂变换器的三相桥臂的六个控制端连接，第一桥臂变换器的三相桥臂的中点分别连接第一电机的三相定子绕组。
[0007]第二种结构的第一电机系统包括第一电机控制器、第一电机和第一可控开关K1，第一电机为Y型连接的三相四线制电机，第一电机控制器包括第一控制模块、第一桥臂变换器和第一母线电容C1，第一母线电容C1与第一桥臂变换器并联，第一桥臂变换器的上端连接动力电池的正极，第一桥臂变换器的下端连接动力电池的负极，第一控制模块的控制输入端连接控制系统，第一控制模块的七个控制输出端分别与第一桥臂变换器的三相桥臂的六个控制端以及第一可控开关K1的控制端连接，第一桥臂变换器的三相桥臂的中点分别连接第一电机的三相定子绕组，第一电机的三相定子绕组的中性点引线并通过第一可控开关K1的被控端连接第一桥臂变换器的上端或下端。
[0008]所述第二电机系统优选有两种结构：第一种结构的第二电机系统包括第二电机控制器和第二电机，第二电机为Y型连接的三相三线制电机，第二电机控制器包括第二控制模块、第二桥臂变换器和第二母线电容C2，第二母线电容C2与第二桥臂变换器并联，第二桥臂变换器的上端连接动力电池的正极，第二桥臂变换器的下端连接动力电池的负极，第二控制模块的控制输入端连接控制系统，第二控制模块的六个控制输出端分别与第二桥臂变换器的三相桥臂的六个控制端连接，第二桥臂变换器的三相桥臂的中点分别连接第二电机的三相定子绕组。
[0009]第二种结构的第二电机系统包括第二电机控制器、第二电机和第二可控开关K2，第二电机为Y型连接的三相四线制电机，第二电机控制器包括第二控制模块、第二桥臂变换器和第二母线电容C2，第二母线电容C2与第二桥臂变换器并联，第二桥臂变换器的上端连接动力电池的正极，第二桥臂变换器的下端连接动力电池的负极，第二控制模块的控制输入端连接控制系统，第二控制模块的七个控制输出端分别与第二桥臂变换器的三相桥臂的六个控制端以及第二可控开关K2的控制端连接，第二桥臂变换器的三相桥臂的中点分别连接第二电机的三相定子绕组，第二电机的三相定子绕组的中性点引线并通过第二可控开关K2的被控端连接第二桥臂变换器的上端或下端。
[0010]本专利技术所述的电动汽车的动力电池脉冲加热方法，采用上述动力电池脉冲加热系统，该方法包括：控制系统收到脉冲加热开启请求后，在判断出车辆满足进入脉冲加热条件时，控制系统将脉冲电流频率请求值f发送给第一电机系统和第二电机系统，第一电机系统和第二电机系统进入脉冲加热模式，第一电机系统根据脉冲电流频率请求值f查询频率
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电流表Ⅰ得到第一电机系统的最大脉冲电流Imax1，并将第一电机系统的最大脉冲电流Imax1反馈给控制系统，第二电机系统根据脉冲电流频率请求值f查询频率
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电流表Ⅱ得到第二电机系统的最大脉冲电流Imax2，并将第二电机系统的最大脉冲电流Imax2反馈给控制系统，控制系统根据收到的所述最大脉冲电流Imax1、最大脉冲电流Imax2和脉冲电流大小请求值Ireq确定第一电机系统的实际脉冲电流请求值Ireq1和第二电机系统的实际脉冲电流请求值Ireq2，控制系统将所述实际脉冲电流请求值Ireq1和所述实际脉冲电流请求值Ireq2分别发送给第一电机系统和第二电机系统；第一电机系统根据脉冲电流频率请求值f和所述实际脉冲电流请求值Ireq1输出对应的电流波形，给动力电池进行脉冲加热；第二电机系统根据脉冲电流频率请求值f和所述实际脉冲电流请求值Ireq2输出对应的电流波形，给动力电池进行脉冲加热。其中，频率
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电流表Ⅰ为通过标定方式得到且存储在第一电机系统内的脉冲电流频率请求值与第一电机系统的最大脉冲电流的对应关系表，频率
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电流表Ⅱ为通过
标定方式得到且存储在第二电机系统内的脉冲电流频率请求值与第二电机系统的最大脉冲电流的对应关系表。
[0011]在动力电池进行脉冲加热过程中，控制系统在收到脉冲加热停止请求或者判断出车辆满足退出脉冲加热条件时，发送脉冲加热停止命令给第一电机系统和第二电机系统，第一电机系统和第二电机系统在收到脉冲加热停止命令后停止输出对应的电流波形，并退出脉冲加热模式。
[0012]优选的，电池管理系统实时监测动力电池的温度和SOC；当动力电池的温度小于预设的加热启动温度T1，且动力电池的SOC值大于预设的加热启动SOC值SOC1时，电池管理系统向控制系统发送脉冲加热开启请求；当动力电池的温度大于或等于预设的加热停止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的动力电池脉冲加热系统，包括电池管理系统（2）、控制系统（3）和第一电机系统（4），电池管理系统（2）与动力电池（1）、控制系统（3）连接，控制系统（3）与第一电机系统（4）连接，第一电机系统（4）与动力电池（1）连接；其特征在于：还包括第二电机系统（5），控制系统（3）与第二电机系统（5）连接，第二电机系统（5）与动力电池（1）连接；第一电机系统（4）和第二电机系统（5）能对动力电池进行脉冲加热。2.根据权利要求1所述的电动汽车的动力电池脉冲加热系统，其特征在于：所述第一电机系统（4）包括第一电机控制器（41）和第一电机（42），第一电机（42）为Y型连接的三相三线制电机，第一电机控制器（41）包括第一控制模块、第一桥臂变换器和第一母线电容C1，第一母线电容C1与第一桥臂变换器并联，第一桥臂变换器的上端连接动力电池（1）的正极、下端连接动力电池（1）的负极，第一控制模块的控制输入端连接控制系统（3），第一控制模块的六个控制输出端分别与第一桥臂变换器的三相桥臂的六个控制端连接，第一桥臂变换器的三相桥臂的中点分别连接第一电机（42）的三相定子绕组。3.根据权利要求1所述的电动汽车的动力电池脉冲加热系统，其特征在于：所述第一电机系统（4）包括第一电机控制器（41）、第一电机（42）和第一可控开关K1，第一电机（42）为Y型连接的三相四线制电机，第一电机控制器（41）包括第一控制模块、第一桥臂变换器和第一母线电容C1，第一母线电容C1与第一桥臂变换器并联，第一桥臂变换器的上端连接动力电池（1）的正极、下端连接动力电池（1）的负极，第一控制模块的控制输入端连接控制系统（3），第一控制模块的七个控制输出端分别与第一桥臂变换器的三相桥臂的六个控制端以及第一可控开关K1的控制端连接，第一桥臂变换器的三相桥臂的中点分别连接第一电机（42）的三相定子绕组，第一电机（42）的三相定子绕组的中性点引线并通过第一可控开关K1的被控端连接第一桥臂变换器的上端或下端。4.根据权利要求2或3所述的电动汽车的动力电池脉冲加热系统，其特征在于：所述第二电机系统（5）包括第二电机控制器（51）和第二电机（52），第二电机（52）为Y型连接的三相三线制电机，第二电机控制器（51）包括第二控制模块、第二桥臂变换器和第二母线电容C2，第二母线电容C2与第二桥臂变换器并联，第二桥臂变换器的上端连接动力电池（1）的正极、下端连接动力电池（1）的负极，第二控制模块的控制输入端连接控制系统（3），第二控制模块的六个控制输出端分别与第二桥臂变换器的三相桥臂的六个控制端连接，第二桥臂变换器的三相桥臂的中点分别连接第二电机（52）的三相定子绕组。5.根据权利要求2或3所述的电动汽车的动力电池脉冲加热系统，其特征在于：所述第二电机系统（5）包括第二电机控制器（51）、第二电机（52）和第二可控开关K2，第二电机（52）为Y型连接的三相四线制电机，第二电机控制器（51）包括第二控制模块、第二桥臂变换器和第二母线电容C2，第二母线电容C2与第二桥臂变换器并联，第二桥臂变换器的上端连接动力电池（1）的正极、下端连接动力电池（1）的负极，第二控制模块的控制输入端连接控制系统（3），第二控制模块的七个控制输出端分别与第二桥臂变换器的三相桥臂的六个控制端以及第二可控开关K2的控制端连接，第二桥臂变换器的三相桥臂的中点分别连接第二电机（52）的三相定子绕组，第二电机（52）的三相定子绕组的中性点引线并通过第二可控开关K2的被控端连接第二桥臂变换器的上端或下端。6.一种电动汽车的动力电池脉冲加热方法，采用如权利要求1至5任一项所述的动力电池脉冲加热系统，其特征在于，该方法包括：
控制系统（3）收到脉冲加热开启请求后，在判断出车辆满足进入脉冲加热条件时，控制系统（3）将脉冲电流频率请求值f发送给第一电机系统（4）和第二电机系统（5），第一电机系统（4）和第二电机系统（5）进入脉冲加热模式，第一电机系统（4）根据脉冲电流频率请求值f查询频率
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电流表Ⅰ得到第一电机系统的最大脉冲电流Imax1，并将该最大脉冲电流Imax1反馈给控制系统（3），第二电机系统（5）根据脉冲电流频率请求值f查询频率
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电流表Ⅱ得到第二电机系统的最大脉冲电流Imax2，并将该最大脉冲电流Imax2反馈给控制系统（3），控制系统（3）根据收到的所述最大脉冲电流Imax1、最大脉冲电流Imax2和脉冲电流大小请求值Ireq确定第一电机系统（4）的实际脉冲电流请求值Ireq1和第二电机系统（5）的实际脉冲电流请求值Ireq2，控制系统（3）将所述实际脉冲电流请求值Ireq1和所述实际脉冲电流请求值Ireq2分别发送给第一电机系统（4）和第二电机系统（5），第一电机系统（4）根据脉冲电流频率请求值f和所述实际脉冲电流请求值Ireq1输出对应的电流波形，给动力电池进行脉冲加热，第二电机系统（5）根据脉冲电流频率请求值f和所述实际脉冲电流请求值Ireq2输出对应的电流波形，给动力电池进行脉冲加热；其中，频率
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电流表Ⅰ为通过标定方式得到且存储在第一电机系统内的脉冲电流频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈富，彭钱磊，杜长虹，陈健，林雨婷，邓承浩，赵伟，张扬，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：