动力电池的加热控制系统和汽车的制作方法

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1.本发明涉及汽车控制技术领域,尤其涉及一种动力电池的加热控制系统和汽车。


背景技术:

2.电动汽车是以动力电池为动力源的汽车,动力电池所提供的动力与其充放电性能相关。一般来说,当动力电池处于-10℃以下的低温环境时,由于动力电池的正负极材料和电解液活性下降,其充放电性能会大幅下降,因此,需在汽车处于低温环境时,使其本体温度上升,保障电动汽车在低温环境下的动力。当前采用外部加热或者内部加热方式,对动力电池进行加热,存在效率低和成本高的问题。


技术实现要素:

3.本发明实施例提供一种动力电池的加热控制系统和汽车,以解决现有动力电池加热过程中存在效率低和成本高的问题。
4.本发明实施例提供一种动力电池的加热控制系统,应用于包括动力电池、第一电机和第二电机的汽车,所述加热控制系统包括第一桥臂变换器、第二桥臂变换器和车载控制器;
5.所述第一桥臂变换器,与所述动力电池和所述第一电机的绕组相连;
6.所述第二桥臂变换器,与所述动力电池和所述第二电机的绕组相连;
7.所述第一电机的绕组和所述第二电机的绕组通过电流传输线相连;
8.所述车载控制器,与所述第一桥臂变换器和所述第二桥臂变换器相连,用于控制所述第一桥臂变换器和所述第二桥臂变换器工作,使所述动力电池对所述第一电机的绕组和/或所述第二电机的绕组进行充电或放电,从而对所述动力电池进行震荡加热。
9.优选地,所述第一电机的绕组包括n个第一单相线圈,n个所述第一单相线圈的一端共接形成第一中性点;
10.所述第二电机的绕组包括n个第二单相线圈,n个所述第二单相线圈的一端共接形成的第二中性点;
11.所述第一中性点和所述第二中性点通过电流传输线相连。
12.优选地,所述第一桥臂变换器包括并联设置的n个第一单相桥臂,n个所述第一单相桥臂的第一端共接形成与动力电池正极相连的第一正极汇流端,n个所述第一单相桥臂的第二端共接形成与动力电池负极相连的第一负极汇流端;
13.n个所述第一单相线圈的第一端,分别与n个所述第一单相桥臂的中点相连,n个所述第一单相线圈的第二端共接形成第一中性点;
14.所述第二桥臂变换器包括并联设置的n个第二单相桥臂,n个所述第二单相桥臂的第一端共接形成与动力电池正极相连的第二正极汇流端,n个所述第二单相桥臂的第二端共接形成与动力电池负极相连的第二负极汇流端;
15.n个所述第二单相线圈的第二端,分别与n个所述第二单相桥臂的中点相连,n个所
述第二单相线圈的第二端共接形成第二中性点。
16.优选地,每一第一单相桥臂包括串联的第一上桥开关管和第一下桥开关管,所述第一上桥开关管和所述第一下桥开关管之间的连接节点,与一所述第一单相线圈的第一端相连;
17.每一第二单相桥臂包括串联的第二上桥开关管和第二下桥开关管;所述第二上桥开关管和所述第二下桥开关管之间的连接节点,与一所述第二单相线圈的第二端相连。
18.优选地,所述动力电池的加热控制系统还包括设置在所述电流传输线上的第一开关;
19.所述车载控制器,与所述第一开关相连,用于控制所述第一开关工作,切换车辆进入震荡加热模式或者驱动模式。
20.优选地,所述车载控制器,用于获取当前车辆数据;在所述当前车辆数据满足震荡加热条件时,控制所述第一开关导通,切换车辆进入震荡加热模式;在所述当前车辆数据满足驱动条件时,控制所述第一开关断开,切换车辆进入驱动模式。
21.优选地,所述车载控制器,用于在所述震荡加热模式,按照预定时序;
22.在第一时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通;
23.在第二时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开。
24.优选地,所述第一电机用于驱动所述汽车的前轮,所述第二电机用于驱动所述汽车的后轮;所述动力电池的加热控制系统还包括第一开关和储能开关电路;
25.所述第一开关,设置在所述电流传输线上;
26.所述储能开关电路的第一端,与任一电机的绕组和所述第一开关之间的连接节点相连;所述储能开关电路的第二端,与所述动力电池的负极相连;
27.所述车载控制器,与所述第一开关和所述储能开关电路相连,用于控制所述第一开关和所述储能开关电路工作,切换车辆进入第一震荡加热模式、第二震荡加热模式、第三震荡加热模式、四驱驱动模式或者两驱加热模式。
28.优选地,所述储能开关电路包括串联的第二开关和储能电容;所述第二开关的第一端与任一电机的绕组和所述第一开关之间的连接节点相连,所述第二开关的第二端与所述储能电容的第一端相连,所述储能电容的第二端与所述动力电池的负极相连。
29.优选地,所述车载控制器,用于获取当前车辆数据;
30.在所述当前车辆数据满足第一震荡加热条件时,控制所述第一开关导通,所述第二开关断开,切换车辆进入第一震荡加热模式;和/或,
31.在所述当前车辆数据满足第二震荡加热条件时,控制所述第一开关断开,所述第二开关导通,切换车辆进入第二震荡加热模式;和/或,
32.在所述当前车辆数据满足第三震荡加热条件时,控制所述第一开关导通,所述第二开关导通,切换车辆进入第三震荡加热模式;和/或,
33.在所述当前车辆数据满足四驱驱动条件时,控制所述第一开关断开,所述第二开关断开,切换车辆进入四驱驱动模式;和/或,
34.在所述当前车辆数据满足两驱加热条件时,控制所述第一开关断开,所述第二开
关导通,切换车辆进入两驱加热模式。
35.优选地,所述车载控制器,用于在所述第一震荡加热模式下,按照第一预定时序,在第一时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,在第二时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,使所述动力电池对所述第一电机的绕组和/或所述第二电机的绕组进行充电或放电;
36.和/或,所述车载控制器,用于在所述第二震荡加热模式下,按照第二预定时序,在第三时间序列内,控制与所述第二开关连通的桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,在第四时间序列内,控制与所述第二开关连通的桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通;使所述动力电池对所述储能电容进行充电或放电;
37.和/或,所述车载控制器,用于在所述第三震荡加热模式下,按照第三预定时序,在第五时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,在第六时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,使所述动力电池对所述储能电容进行充电或放电。
38.优选地,所述对所述动力电池进行震荡加热,包括:采用频率为1hz-1000hz的加热电流,对所述动力电池进行震荡加热。
39.优选地,所述对所述动力电池进行震荡加热,包括:采用频率为1hz-100hz的加热电流,对所述动力电池进行震荡加热。
40.一种汽车,其特征在于,包括动力电池、第一电机和第二电机以及上述动力电池的加热控制系统。
41.上述动力电池的加热控制系统和汽车,将汽车的两个电机的绕组和两个电机控制器的桥臂变换器,均纳入动力电池震荡加热过程,两个电机的绕组和两个桥臂变换器在工作过程中产生的热量,远高于单个电机的绕组和单个桥臂变换器在工作过程中产生的热量,使得利用两个电机的绕组和两个桥臂变换器对动力电池进行震荡加热的加热效果更好,加热效率较快。而且,利用汽车固有的两个电机的绕组和两个桥臂变换器对动力电池进行震荡加热,无需额外增加其他外部设备,有助于节省成本。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的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发明的一些实施例,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。
43.图1是本发明一实施例中动力电池的加热控制系统的一系统拓扑图;
44.图2a、图2b和图2c是现有技术中的电流流向示意,图2d是本发明中的电流流向示意;
45.图3是本发明一实施例中动力电池的加热控制系统的另一系统拓扑图;
46.图4a、图4b、图4c和图4d是本发明一实施例中动力电池的加热控制系统的一电流走向图;
47.图5是本发明一实施例中动力电池的加热控制系统的另一系统拓扑图;
48.图6是本发明一实施例中动力电池的加热控制系统的另一系统拓扑图。
49.图中:1、动力电池;2、第一桥臂变换器;3、第一电机的绕组;4、第二电机的绕组;5、第二桥臂变换器;6、第一开关;7、储能开关电路;71、第二开关;72、储能电容。
具体实施方式
50.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
51.应当理解的是,本发明能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大自始至终相同附图标记表示相同的元件。
52.应当明白,当元件或层被称为“在

上”、“与

相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在

上”、“与

直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本发明教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
53.空间关系术语例如“在

下”、“在

下面”、“下面的”、“在

之下”、“在

之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在

下面”和“在

下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
54.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
55.为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的结构及步骤,以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明
还可以具有其他实施方式。
56.本发明实施例提供一种动力电池的加热控制系统,应用于包括动力电池1、第一电机和第二电机的汽车,如图1所示,动力电池的加热控制系统包括第一桥臂变换器2、第二桥臂变换器5和车载控制器;第一桥臂变换器2,与动力电池1和第一电机的绕组3相连;第二桥臂变换器5,与动力电池1和第二电机的绕组4相连;第一电机的绕组3和第二电机的绕组4通过电流传输线相连;
57.车载控制器,与第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5相连,用于控制第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5工作,使动力电池1对第一电机的绕组3和/或第二电机的绕组4进行充电或放电,从而对动力电池1进行震荡加热。
58.其中,动力电池的加热控制系统是设置在汽车上的控制装置。汽车上设有动力电池1、两个电机、两个电机控制器和车载控制器。该车载控制器是指设置在汽车的控制器。两个电机分别为第一电机和第二电机,两个电机控制器分别为第一电机控制器和第二电机控制器,第一电机控制器与第一电机相连,用于控制第一电机工作;第二电机控制器与第二电机相连,用于控制第二电机工作。
59.其中,第一桥臂变换器2是设置在第一电机控制器上的桥臂变换器。第一电机的绕组3是第一电机上的线圈绕组。第二桥臂变换器5是设置在第二电机控制器上的桥臂变换器,第二电机的绕组4是第二电机上的线圈绕组。电流传输线是用于实现电流传输的连接线。
60.第一桥臂变换器2与动力电池1和第一电机的绕组3相连,可控制动力电池1和第一电机的绕组3之间的导通或断开。第二桥臂变换器5与动力电池1和第二电机的绕组4相连,可控制动力电池1和第二电机的绕组4之间的导通或断开。第一电机的绕组3和第二电机的绕组4通过电流传输线相连,可使第一电机的绕组3和第二电机的绕组4之间可以传输电流,为给动力电池1进行震荡加热提供技术保障。
61.车载控制器,与第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5相连,用于控制第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5工作,使第一电机的绕组3和第二电机的绕组4进行充电或放电,其震荡加热过程如下:
62.第一时序:车载控制器控制第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5工作,依据第一放电路径,以使动力电池1给电机的绕组放电,即电流从动力电池1的正极出发,经过第一桥臂变换器2,依次给第一电机的绕组3和第二电机的绕组4充电,第二电机的绕组4输出的电流再给过第二桥臂变换器5回到动力电池1的负极。此过程中,动力电池1放电,将放出的能量储存在电机的绕组中,使得电机的绕组的电压逐渐抬升,动力电池1的电压逐渐下降。
63.第二时序:车载控制器控制第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5工作,依据第一充电路径,将电机的绕组储存的能量回馈给动力电池1,即电流从第二电机的绕组4出发,给过第二桥臂变换器5流入动力电池1的正极,给动力电池1充电,动力电池1的负极输出的电流再经过第一桥臂变换器2回到第一电机的绕组3。此过程中,电机的绕组将其储存的能量回馈给动力电池1,使得电机的绕组的电压逐渐下降,动力电池1的电压逐渐抬升。
64.第三时序:车载控制器控制第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5工作,依据第二放电路径,以使动力电池1给电机的绕组放电,即电流从动力电池1的正极出发,经过第二桥臂变换器5,依次给第二电机的绕组4和第一电机的绕组3充电,第一电机的绕组3输出的电
流再给过第一桥臂变换器2回到动力电池1的负极。此过程中,动力电池1放电,将放出的能量储存在电机的绕组中,使得电机的绕组的电压逐渐抬升,动力电池1的电压逐渐下降。
65.第四时序:车载控制器控制第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5工作,依据第二充电路径,将电机的绕组储存的能量回馈给动力电池1,即电流从第一电机的绕组3出发,给过第一桥臂变换器2流入动力电池1的正极,给动力电池1充电,动力电池1的负极输出的电流再经过第二桥臂变换器5回到第二电机的绕组4。此过程中,电机的绕组将其储存的能量回馈给动力电池1,使得电机的绕组的电压逐渐下降,动力电池1的电压逐渐抬升。
66.可理解地,将汽车的两个电机的绕组和两个电机控制器的桥臂变换器,均纳入动力电池1震荡加热过程,新增的电机的绕组和桥臂变换器可在加热过程中进一步产热,使得产生的热量是原来单个电机的绕组和桥臂变换器控制动力电池自加热的热量的2倍,也即可以热泵带给电池或者乘员舱的热量是单电机和单电控的2倍,可以带来更多的热源,加热效果更好。
67.本实施例所提供的动力电池的加热控制系统中,将汽车的两个电机的绕组和两个电机控制器的桥臂变换器,均纳入动力电池1震荡加热过程,两个电机的绕组和两个桥臂变换器在工作过程中产生的热量,远高于单个电机的绕组和单个桥臂变换器在工作过程中产生的热量,使得利用两个电机的绕组和两个桥臂变换器对动力电池1进行震荡加热的加热效果更好,加热效率较快。而且,利用汽车固有的两个电机的绕组和两个桥臂变换器对动力电池1进行震荡加热,无需额外增加其他外部设备,有助于节省成本。
68.在一实施例中,如图2d和图3所示,第一电机的绕组3包括n个第一单相线圈,n个第一单相线圈的一端共接形成第一中性点n1;第二电机的绕组4包括n个第二单相线圈,n个第二单相线圈的一端共接形成的第二中性点n2;第一中性点n1和第二中性点n2通过电流传输线相连。
69.其中,n为第一电机的绕组3和第二电机的绕组4中的线圈数量,n≥1,本示例中,以n=3为例进行说明,即第一电机的绕组3和第二电机的绕组4均为三相绕组,均包括3个单相线圈。
70.本示例中,第一电机的绕组3中的n个第一单相线圈的一端共接形成第一中性点n1,即第一电机的绕组3的n个第一单相线圈的一端分别通过一个引线引出,使得n个引线共接形成第一中性点n1,第一中性点n1与电流传输线相连。第二电机的绕组4中的n个第二单相线圈的一端共接形成第二中性点n2,即第二电机的绕组4的n个第二单相线圈的一端分别通过一个引线引出,使得n个引线共接形成第二中性点n2,第二中性点n2与电流传输线相连。
71.由于基尔霍夫第一定律(kcl)可知,所有进入某节点的电流的总和等于流出某节点的电流总和。现有技术中,三相绕组的3个单相线圈之间形成的中性点没有与电流传输线相连,使得电机n点列kcl,在任意时刻,流经三相绕组的电流必定存在不同的方向,才能保证进入n点(即中性点)的电流总和等于流出n点的电流总和。例如,图2a中电流从单相线圈lu进,从单相线圈lw出;图2b中电流从单相线圈lu进,从单相线圈lw和单相线圈lv出;图2c中电流从单相线圈lu和单相线圈lv进,从单相线圈lw出。在利用三相电机对动力电池1进行加热时,电流流经三相绕组与动力电池1形成回路,完成对动力电池1进行加热,由于三相绕组的3个单相线圈之间形成的中性点没有与电流传输线相连,使得3个单相线圈的电流方向
必须反向,其加热电流只能为一相单相线圈的限流。而且,在三相绕组中,一相进两相出,或者两相进一相出等情况下,在任意时刻,其电机的合成扭矩不可能为零,使得电机难以保持静止,会产生一定的噪音,并造成电机磨损。
72.本示例中,如图2d所示,第一电机的绕组3的3个第一单相线圈的一端通过引线共接形成第一中性点n1,第二电机的绕组4的3个第二单相线圈的一端通过引线共接形成第二中性点n2,第一中性点n1和第二中性点n2之间通过电流传输线相连,以使第一电机的绕组3的3个第一单相线圈流入的电流可通过电流传输线引出,第二电机的绕组4的3个第二单相线圈流入的电流可通过电流传输线引出,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4中的3个单相线圈的电流可以同向,使得加热电流可以完全发挥其最大过流能力。
73.也就是说,在第一电机的绕组3和第二电机的绕组4均为三相绕组时,其加热电流可以完全发挥相应的桥臂变换器的最大过流能力,与现有技术只能为一相单相线圈的限流相比,本方案中允许同向电流经过3个单相线圈,使得其进行震荡加热过程,其加热电流限制被放开至现有技术的n倍,可以保证更多的加热电流,使得动力电池1的加热效果更好,加热效率更高。并且,第一电机的绕组3的n个第一单相线圈和第二电机的绕组4的n个第二单相线圈的震荡加热电流同向时,在不考虑电机的绕组的不对称的情况下,n个第一单相线圈和n个第二单相线圈的电流大小相等,其所合成的电磁力实时为零,进而保障第一电机和第二电机零扭矩输出,从而保障第一电机和第二电机的静止,避免噪音和电机磨损。
74.在一实施例中,如图3所示,第一桥臂变换器2包括并联设置的n个第一单相桥臂,n个第一单相桥臂的第一端共接形成与动力电池1正极相连的第一正极汇流端,n个第一单相桥臂的第二端共接形成与动力电池1负极相连的第一负极汇流端;n个第一单相线圈的第一端,分别与n个第一单相桥臂的中点相连,n个第一单相线圈的第二端共接形成第一中性点n1;第二桥臂变换器5包括并联设置的n个第二单相桥臂,n个第二单相桥臂的第一端共接形成与动力电池1正极相连的第二正极汇流端,n个第二单相桥臂的第二端共接形成与动力电池1负极相连的第二负极汇流端;n个第二单相线圈的第二端,分别与n个第二单相桥臂的中点相连,n个第二单相线圈的第二端共接形成第二中性点n2。
75.其中,第一单相桥臂是第一桥臂变换器2中的用于控制一个第一单相线圈工作的桥臂,每一第一单相桥臂包括串联的两个开关管。
76.作为一示例,第一桥臂变换器2包括并联设置的n个第一单相桥臂,n个第一单相桥臂的第一端共接形成与动力电池1正极相连的第一正极汇流端,以使n个第一单相桥臂中,与第一正极汇流端相连的n个开关管同时导通或断开,与动力电池1的正极进行电流传输;相应地,n个第一单相桥臂的第二端共接形成与动力电池1负极相连的第一负极汇流端,以使n个第一单相桥臂中,与第一负极汇流端相连的n个开关管同时导通或断开,与动力电池1的负极进行电流传输。本示例中,第一电机的绕组3包括n个第一单相线圈,n个第一单相线圈的第一端,分别与n个第一单相桥臂的中点相连,即与第一单相桥臂中的两个开关管之间的连接节点相连,n个第一单相线圈的第二端共接形成第一中性点n1。
77.可理解地,n个第一单相桥臂的第一端共接形成与动力电池1正极相连的第一正极汇流端,每个第一单相桥臂的中点与一个第一单相线圈的第一端相连,n个第一单相线圈的第二端共接形成第一中性点n1,第一中性点n1与电流传输线相连,使得n个第一单相桥臂可传输同向电流,使得n个第一单相线圈接收同向电流并通过第一中性点n1引出至电流传输
线,使得加热电流可以完全发挥其最大过流能力。
78.其中,第二单相桥臂是第二桥臂变换器5中的用于控制一个第二单相线圈工作的桥臂,每一第二单相桥臂包括串联的两个开关管。
79.作为一示例,第二桥臂变换器5包括并联设置的n个第二单相桥臂,n个第二单相桥臂的第一端共接形成与动力电池1正极相连的第二正极汇流端,以使n个第二单相桥臂中,与第二正极汇流端相连的n个开关管同时导通或断开,与动力电池1的正极进行电流传输;相应地,n个第二单相桥臂的第二端共接形成与动力电池1负极相连的第二负极汇流端,以使n个第二单相桥臂中,与第二负极汇流端相连的n个开关管同时导通或断开,与动力电池1的负极进行电流传输。本示例中,第二电机的绕组4包括n个第二单相线圈,n个第二单相线圈的第一端,分别与n个第二单相桥臂的中点相连,即与第二单相桥臂中的两个开关管之间的连接节点相连,n个第二单相线圈的第二端共接形成第二中性点n2。
80.可理解地,n个第二单相桥臂的第一端共接形成与动力电池1正极相连的第二正极汇流端,每个第二单相桥臂的中点与一个第二单相线圈的第一端相连,n个第二单相线圈的第二端共接形成第二中性点n2,第二中性点n2与电流传输线相连,使得n个第二单相桥臂可传输同向电流,使得n个第二单相线圈接收同向电流并通过第二中性点n2引出至电流传输线,使得加热电流可以完全发挥其最大过流能力。
81.在一实施例中,如图3所示,每一第一单相桥臂包括串联的第一上桥开关管和第一下桥开关管,第一上桥开关管和第一下桥开关管之间的连接节点,与一第一单相线圈的第一端相连;每一第二单相桥臂包括串联的第二上桥开关管和第二下桥开关管;第二上桥开关管和第二下桥开关管之间的连接节点,与一第二单相线圈的第二端相连。
82.其中,第一上桥开关管是第一单相桥臂上与动力电池1的正极相连的开关管。第一下桥开关管是第一单相桥臂上与动力电池1的负极相连的开关管。第一上桥反向二极管是设置在第一上桥开关管上的用于防止电流反向的二极管。第一下桥反向二极管是设置在第一下桥开关管上的用于防止电流反向的二极管。
83.作为一示例,每个第一单相桥臂均包括串联的第一上桥开关管和第一下桥开关管,第一上桥开关管和第一下桥开关管之间的连接节点,与一第一单相线圈的第一端相连,在动力电池1给电机的绕组放电,将放出的电能储存在电机的绕组过程,需使电流经过第一上桥开关管或者第一下桥开关管,与第一单相线圈形成回路。
84.进一步地,第一上桥开关管上并联设有第一上桥反向二极管,第一下桥开关管上并联设有第一下桥反向二极管,在电机的绕组将储存的能量反馈给动力电池1时,需使电流经过第一单相线圈、第一上桥反向二极管或者第一下桥反向二极管,与动力电池1形成回路。
85.其中,第二上桥开关管是第二单相桥臂上与动力电池1的正极相连的开关管。第二下桥开关管是第二单相桥臂上与动力电池1的负极相连的开关管。第二上桥反向二极管是设置在第二上桥开关管上的用于防止电流反向的二极管。第二下桥反向二极管是设置在第二下桥开关管上的用于防止电流反向的二极管。
86.作为一示例,每个第二单相桥臂均包括串联的第二上桥开关管和第二下桥开关管,第二上桥开关管和第二下桥开关管之间的连接节点,与一第二单相线圈的第二端相连,在动力电池1给电机的绕组放电,将放出的电能储存在电机的绕组过程,需使电流经过第二
上桥开关管或者第二下桥开关管,与第二单相线圈形成回路。
87.进一步地,第二上桥开关管上并联设有第二上桥反向二极管,第二下桥开关管上并联设有第二下桥反向二极管,在电机的绕组将储存的能量反馈给动力电池1时,需使电流经过第二单相线圈、第二上桥反向二极管或者第二下桥反向二极管,与动力电池1形成回路。
88.在一实施例中,所述车载控制器用于在所述震荡加热模式下,按照预定时序,在第一时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通;
89.在第二时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开。
90.其中,预定时序是震荡加热模式下用于控制两个桥臂变换器的开关管工作的时序。第一时间序列和第二时间序列是预先设置的用于实现对动力电池进行震荡加热的时间序列,在其中一个时间序列为动力电池对电机的绕组进行充电的时间序列,另一个时间序列为动力电池对电机的绕组进行放电的时间序列。车载控制器,与第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5相连,用于控制第一桥臂变换器2和第二桥臂变换器5工作,在第一时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通;在第二时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,使第一电机的绕组3和第二电机的绕组4进行充电或放电,对动力电池1进行震荡加热过程如下:
91.第一时序:如图4a所示,车载控制器闭合三个第一上桥开关管t1/t2/t3、三个第二下桥开关管t10/t11/t12,断开三个第一下桥开关管t4/t5/t6、三个第二上桥开关管t7/t8/t9,动力电池1放电给电机的绕组充电。本示例中,放电电流从动力电池1的正极出发,经过第一电机控制器的三个第一上桥开关管t1/t2/t3,给第一电机的第一电机的绕组3充电,即给三个第一单相线圈lu1/lv1/lw1充电;充电电流从三个第一单相线圈lu1/lv1/lw1共接形成的第一中性点n1流出,再由第二电机的第二中性点n2流入第二电机的第二电机的绕组4,给第二电机的绕组4对应的三个第二单相线圈lu2/lv2/lw2充电;最后,流经第二电机控制器的三个第二下桥开关管t10/t11/t12,回到动力电池1的负极。在此过程中,动力电池1放电,放出的能量储存在电机的绕组中,电机的绕组的电压逐渐抬升,动力电池1的电压逐渐下降。
92.第二时序:如图4b所示,车载控制器断开三个第一上桥开关管t1/t2/t3、三个第二下桥开关管t10/t11/t12,闭合三个第一下桥开关管t4/t5/t6、三个第二上桥开关管t7/t8/t9;或者,控制所有开关管全部断开,利用每个开关管并联的反向二极管传输续流电流,即电机的绕组续流,将储存在电机的绕组中的能量回馈给动力电池1充电。本示例中,续流电流从三个第二单相线圈lu2/lv2/lw2出发,经过三个第二上桥开关管t7/t8/t9的第二上桥反向二极管来到动力电池1的正极,给动力电池1充电,充电电流由动力电池1的负极经过三个第一下桥开关管t4/t5/t6的第一下桥反向二极管,回到第一电机的三个第一单相线圈lu1/lv1/lw1。在这个过程中,电机的绕组将储存的能量回馈给动力电池1充电,在这个过程中,电机的绕组的电压逐渐下降,动力电池1电压抬升。
93.第三时序:如图4c所示,车载控制器断开三个第一上桥开关管t1/t2/t3、三个第二下桥开关管t10/t11/t12,闭合三个第一下桥开关管t4/t5/t6、三个第二上桥开关管t7/t8/t9,动力电池1放电给电机的绕组充电,放电电流从动力电池1的正极出发,经过第二电机控制器的三个第二上桥开关管t7/t8/t9,给第二电机的三个第二单相线圈lu2/lv2/lw2充电,充电电流由三个第二单相线圈lu2/lv2/lw2共接形成的第二中性点n2流出,再由第一电机的第一中性点n1流入第一电机对应的的第一电机的绕组3,给第一电机的三个第一单相线圈lu1/lv1/lw1充电,最后流经第二电机控制器的三个第一下桥开关管t4/t5/t6,回到动力电池1的负极。在此过程中,动力电池1放电,放出的能量储存在电机的绕组中,电机的绕组的电压逐渐抬升,动力电池1的电压逐渐下降。
94.第四时序:车载控制器闭合三个第一上桥开关管t1/t2/t3、三个第二下桥开关管t10/t11/t12,断开三个第一下桥开关管t4/t5/t6、三个第二上桥开关管t7/t8/t9;或者,控制所有开关管全部断开,利用每个开关管并联的反向二极管传输续流电流,即电机的绕组续流,将储存在电机的绕组中的能量回馈给动力电池1充电。续流电流从第一电机的三个第一单相线圈lu1/lv1/lw1出发,经过三个第一上桥开关管t1/t2/t3的第一上桥反向二极管来到动力电池1的正极,给动力电池1充电,充电电流由动力电池1的负极经过三个第二下桥开关管t10/t11/t12的第二下桥反向二极管,回到三个第二单相线圈lu2/lv2/lw2。在此过程中,电机的绕组将储存的能量回馈给动力电池1充电,在这个过程中,电机的绕组的电压逐渐下降,动力电池1电压抬升。
95.可理解地,车载控制器可通过单纯的第一时序和第二时序,或者,通过单纯的第三时序和第四时序,进行周期性切换,可完成一次动力电池1的震荡加热过程。
96.本技术发明人发现,电池自加热过程中,电流频率过大时,电池自加热的噪音较大,电池内阻较小,加热速率较慢,但电流频率过小时,虽然电池内阻较大,加热速率较快,但容易产生析锂现象,影响电池性能甚至造成短路,为解决上述问题,在一实施例中,在所述震荡加热模式下,加热电流的频率为1hz-1000hz。可理解地,在加热电流的频率较低时,动力电池的内阻较大,使得震荡加热效率更快,噪音更小;又可避免加热电流的频率过低,导致动力电池析锂,造成动力电池性能下降甚至短路。
97.在一实施例中,在所述震荡加热模式下,加热电流的频率为1hz-100hz。例如,所述加热电流的频率可以设置为50hz,可保障动力电池震荡加热的效率,减少加热过程的噪音,且避免动力电池析锂导致性能下降甚至短路的问题。
98.需要说明的是,在震荡加热模式下,由于动力电池周期性的在充电/放电之间进行切换,加热电流的频率可以是充电/放电之间切换的频率。
99.在一实施例中,如图5所示,动力电池的加热控制系统还包括设置在电流传输线上的第一开关6;车载控制器,与第一开关6相连,用于控制第一开关6工作,切换车辆进入震荡加热模式或者驱动模式。
100.其中,第一开关6是设置在电流传输线上的用于控制第一电机的绕组3和第二电机的绕组4是否导通的开关。
101.其中,震荡加热模式是指通过控制两个桥臂变换器工作,使得两个电机的绕组充放电,以实现对动力电池1进行震荡加热的工作模式,是利用双电机和双电控进行震荡加热的工作模式。驱动模式是指两个桥臂变换器和两个电机的绕组进行驱动控制的工作模式,
即利用双电机和双电控进行驱动控制的工作模式。
102.作为一示例,车载控制器与设置在电流传输线上的第一开关6相连,可根据实际需求,控制第一开关6导通,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4可通过电流传输线传输电流,车辆进入震荡加热模式,对动力电池1进行震荡加热,有助于保障动力电池1自加热的加热效果和加热效率;或者,控制第一开关6断开,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4之间无法传输电流,车辆进入驱动模式,即通过双电机和双电控进行驱动控制,使得动力电池1可给车辆提供强劲动力。
103.在一实施例中,车载控制器,用于获取当前车辆数据;在当前车辆数据满足震荡加热条件时,控制第一开关6导通,切换车辆进入震荡加热模式;在当前车辆数据满足驱动条件时,控制第一开关6断开,切换车辆进入驱动模式。
104.其中,当前车辆数据是指当前时刻获取到的车辆数据。震荡加热条件是预先设置的用于评估是否进入震荡加热模式的条件。驱动条件是预先设置的用于评估是否进入驱动模式的条件。
105.作为一示例,车载控制器还可与设置在汽车上的车载传感器、驱动控制器或者其他器件相连,用于接收车载传感器、驱动控制器和其他器件采集的当前车辆数据,以便根据当前车辆数据,切换车辆进入不同工作模式。
106.作为一示例,车载控制器在获取到实时采集的当前车辆数据之后,可将该当前车辆数据与预先设置的震荡加热条件进行比较,若当前车辆数据满足震荡加热条件时,可控制第一开关6导通,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4可通过电流传输线传输电流,以使车辆进入震荡加热模式,也即利用两个电机的绕组进行充放电,达到利用双电机和双电控对动力电池1进行震荡加热的目的,有助于保障动力电池1自加热的加热效果和加热效率。此处的震荡加热条件可设置为车辆处于静止状态,且实时采集的当前环境温度低于第一温度阈值。该第一温度阈值是用于评估是否达到需要切换进入震荡加热模式的低温标准的阈值。
107.作为一示例,车载控制器在获取到实时采集的当前车辆数据之后,可将该当前车辆数据与预先设置的驱动条件进行比较,若当前车辆数据满足驱动条件时,可控制第一开关6断开,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4之间无法传输电流,车辆进入驱动模式,即通过双电机和双电控进行驱动控制,以保障动力电池1可提供强劲动力。
108.在一实施例中,所述第一电机用于驱动所述汽车的前轮,所述第二电机用于驱动所述汽车的后轮,实现汽车的四驱驱动;如图6所示,动力电池的加热控制系统还包括第一开关6和储能开关电路7;
109.第一开关6,设置在电流传输线上;
110.储能开关电路7的第一端,与任一电机的绕组和第一开关6之间的连接节点相连;储能开关电路7的第二端,与动力电池1的负极相连;
111.车载控制器,与第一开关6和储能开关电路7相连,用于控制第一开关6和储能开关电路7工作,切换车辆进入第一震荡加热模式、第二震荡加热模式、第三震荡加热模式、四驱驱动模式或者两驱加热模式。
112.其中,第一开关6是设置在电流传输线上的用于控制第一电机的绕组3和第二电机的绕组4是否导通的开关。储能开关电路7是是由储能元件和开关元件形成的电路。
113.作为一示例,任一电机的绕组可以是指第一电机的绕组3和第二电机的绕组4中的任一个。本示例中,储能开关电路7的第一端与第一电机的绕组3和第一开关6之间的连接节点相连,储能开关电路7的第二端,与动力电池1的负极相连;或者,储能开关电路7的第一端与第一开关6和第二电机的绕组4之间的连接节点相连,储能开关电路7的第二端,与动力电池1的负极相连。本示例中,车载控制器可控制储能开关电路7中的开关元件的导通或断开,确定是否需要利用储能开关电路7的储能元件进行充放电,以实现对动力电池1进行震荡加热。
114.其中,第一震荡加热模式是指通过控制两个桥臂变换器工作,使得两个电机的绕组充放电,对动力电池1进行震荡加热的工作模式,是利用双电机和双电控进行震荡加热的工作模式。
115.其中,第二震荡加热模式是指通过单个桥臂变换器工作,使得单个电机的绕组和储能开关电路7中的储能元件充放电,对动力电池1进行震荡加热的工作模式,即利用单电机和单电控进行震荡加热的工作模式。
116.其中,第三震荡加热模式是指通过控制两个桥臂变换器工作,使得两个电机的绕组和储能开关电路7中的储能元件充放电,对动力电池1进行震荡加热的工作模式,是利用双电机和双电控进行震荡加热的工作模式。
117.其中,四驱驱动模式是指两个桥臂变换器和两个电机的绕组进行驱动控制的工作模式,即利用双电机和双电控进行驱动控制的工作模式。
118.其中,两驱加热模式是指通过单个桥臂变换器工作,使得单个电机的绕组和储能开关电路7中的储能元件充放电,且利用单个桥臂变换器和单个电机的绕组进行驱动控制的工作模式,即一组单电机和单电控进行震荡加热,另一组单电机和单电机进行驱动控制的工作模式。
119.作为一示例,车载控制器与第一开关6和储能开关电路7相连,可根据实际需求,控制第一开关6和储能开关电路7的导通或断开,以切换车辆进入第一震荡加热模式、第二震荡加热模式、第三震荡加热模式、四驱驱动模式或者两驱加热模式。例如,在车辆处于静止状态时,可根据实际需求,控制第一开关6和储能开关电路7的导通或断开,以切换车辆进入第一震荡加热模式、第二震荡加热模式或者第三震荡加热模式,以实现对动力电池1进行自加热,保障对动力电池1进行加热的加热效果和加热效率;在车辆处于行驶状态时,可根据实际需求,控制第一开关6和储能开关电路7的导通或断开,以切换车辆进入四驱驱动模式或者两驱加热模式,使得动力电池1可给车辆提供强劲动力。
120.在一实施例中,储能开关电路7包括串联的第二开关71和储能电容72;第二开关71的第一端与任一电机的绕组和第一开关6之间的连接节点相连,第二开关71的第二端与储能电容72的第一端相连,储能电容72的第二端与动力电池1的负极相连。
121.其中,第二开关71是设置在储能开关电路7中的开关。储能电容72是设置在储能开关电路7中的电容。
122.作为一示例,第二开关71的第一端与任一电机的绕组和第一开关6之间的连接节点相连,即第二开关71的第一端与第一电机的绕组3和第一开关6之间的连接节点相连,或者,第二开关71的第一端与第一开关6和第二电机的绕组4之间的连接节点相连。第二开关71的第二端与储能电容72的第一端相连,储能电容72的第二端与动力电池1的负极相连。
123.本示例中,车载控制器在控制第二开关71导通时,可使储能电容72接收动力电池1所在的回路,在动力电池1放电时,可将动力电池1放出的能量储存在储能电容72上;在需要给动力电池1加热时,可将储能电容72中储存的能量传输给动力电池1。
124.在一实施例中,车载控制器,用于获取当前车辆数据;
125.在当前车辆数据满足第一震荡加热条件时,控制第一开关6导通,第二开关71断开,切换车辆进入第一震荡加热模式;和/或,
126.在当前车辆数据满足第二震荡加热条件时,控制第一开关6断开,第二开关71导通,第一开关6切换车辆进入第二震荡加热模式;和/或,
127.在当前车辆数据满足第三震荡加热条件时,控制第一开关6导通,第二开关71导通,切换车辆进入第三震荡加热模式;和/或,
128.在当前车辆数据满足四驱驱动条件时,控制第一开关6断开,第二开关71断开,切换车辆进入四驱驱动模式;和/或,
129.在当前车辆数据满足两驱加热条件时,控制第一开关6断开,第二开关71导通,切换车辆进入两驱加热模式。
130.其中,当前车辆数据是指当前时刻获取到的车辆数据。第一震荡加热条件是预先设置的用于评估是否进入第一震荡加热模式的条件。
131.作为一示例,车载控制器在获取到实时采集的当前车辆数据之后,可将该当前车辆数据与预先设置的第一震荡加热条件进行比较,若当前车辆数据满足第一震荡加热条件时,可控制第一开关6导通,第二开关71断开,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4可通过电流传输线传输电流,且储能电容72未接入动力电池1所在回路,以使车辆进入第一震荡加热模式,也即利用两个电机的绕组进行充放电,达到利用双电机和双电控对动力电池1进行震荡加热的目的,有助于保障动力电池1自加热的加热效果和加热效率。此处的第一震荡加热条件可设置为车辆处于静止状态,且实时采集的当前环境温度低于第一温度阈值。该第一温度阈值是用于评估是否达到需要切换进入第一震荡加热模式的低温标准的阈值。
132.其中,第二震荡加热条件是预先设置的用于评估是否进入第二震荡加热模式的条件。
133.作为一示例,车载控制器在获取到实时采集的当前车辆数据之后,可将该当前车辆数据与预先设置的第二震荡加热条件进行比较,若当前车辆数据满足第二震荡加热条件时,可控制第一开关6断开,第二开关71导通,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4无法传输电流,但储能电容72接入动力电池1所在回路,以使车辆进入第二震荡加热模式,即通过控制单个桥臂变换器工作,使得单个电机的绕组和储能开关电路7中的储能元件充放电,对动力电池1进行震荡加热,以保障动力电池1在低温环境下的充放电性能。此处的第二震荡加热条件可设置为车辆处于静止状态,且实时采集的当前环境温度低于第二温度阈值。该第二温度阈值是用于评估是否达到需要切换进入第二震荡加热模式的低温标准的阈值。本示例中,第二温度阈值大于第一温度阈值。
134.其中,第三震荡加热条件是预先设置的用于评估是否进入第三震荡加热模式的条件。
135.作为一示例,车载控制器在获取到实时采集的当前车辆数据之后,可将该当前车辆数据与预先设置的第三震荡加热条件进行比较,若当前车辆数据满足第三震荡加热条件
时,可控制第一开关6导通,第二开关71导通,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4可通过电流传输线传输电流,且储能电容72接入动力电池1所在回路,以使车辆进入第三震荡加热模式,也即利用两个电机的绕组对储能电容72进行充放电,达到利用双电机和双电控对动力电池1进行震荡加热的目的,有助于保障动力电池1自加热的加热效果和加热效率。在第三震荡加热模式下,利用双电机和双电控,对储能电容72进行充放电,可使动力电池1的加热电流限制放开,使得其可达到第一震荡加热模式的2倍,更有效保障动力电池1自加热的加热效果和加热效率。此处的第三震荡加热条件可设置为车辆处于静止状态,且实时采集的当前环境温度低于第三温度阈值。该第三温度阈值是用于评估是否达到需要切换进入第三震荡加热模式的低温标准的阈值。本示例中,第三温度阈值小于第一温度阈值。
136.其中,四驱驱动条件是预先设置的用于评估是否进入四驱驱动模式的条件。
137.作为一示例,车载控制器在获取到实时采集的当前车辆数据之后,可将该当前车辆数据与预先设置的四驱驱动条件进行比较,若当前车辆数据满足四驱驱动条件时,可控制第一开关6断开,第二开关71断开,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4之间无法传输电流,且储能电容72未与动力电池1形成回路,车辆进入四驱驱动模式,即通过双电机和双电控进行驱动控制,以保障动力电池1可提供强劲动力。
138.其中,两驱加热条件是预先设置的用于评估是否进入两驱加热模式的条件。
139.作为一示例,车载控制器在获取到实时采集的当前车辆数据之后,可将该当前车辆数据与预先设置的两驱加热条件进行比较,若当前车辆数据满足两驱加热条件时,可控制第一开关6断开,第二开关71导通,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4之间无法传输电流,且储能电容72与单个桥臂变换器、单个电机的绕组和动力电池1形成回路,以达到利用一组单电机和单电控进行震荡加热;另外一组单电机和单电控进行实现驱动控制。如图6所示,在第一开关6断开,第二开关71导通,动力电池1、第一桥臂变换器2、第一电机的绕组3和储能电容72之间形成回路,可实现单电机和单电控进行震荡加热,以保障动力电池1在低温环境下的充放电性能;而动力电池1、第二桥臂变换器5和第二电机的绕组4没有与储能电容72形成回路,此时,第二桥臂变换器5和第二电机的绕组4配合,实现单电机和单电控的驱动控制,保障车辆的正常行驶。
140.在一实施例中,所述车载控制器,用于在所述第一震荡加热模式下,按照第一预定时序,在第一时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,在第二时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,使所述动力电池对所述第一电机的绕组和/或所述第二电机的绕组进行充电或放电;
141.和/或,所述车载控制器,用于在所述第二震荡加热模式下,按照第二预定时序,在第三时间序列内,控制与所述第二开关连通的桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,在第四时间序列内,控制与所述第二开关连通的桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通;使所述动力电池对所述储能电容进行充电或放电;
142.和/或,所述车载控制器,用于在所述第三震荡加热模式下,按照第三预定时序,在第五时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,在第六时间序列
内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,使所述动力电池对所述储能电容进行充电或放电。
143.其中,第一预定时序是指第一震荡加热模式下控制开关管工作的时序。第一时间序列和第二时间序列是是指在第一震荡加热模式下,预先设置的用于实现对动力电池进行震荡加热的时间序列,在其中一个时间序列为动力电池对电机的绕组进行充电的时间序列,另一个时间序列为动力电池对电机的绕组进行放电的时间序列。
144.作为一示例,在当前车辆数据满足第一震荡加热条件时,可控制第一开关6导通,第二开关71断开,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4可通过电流传输线传输电流,且储能电容72未接入动力电池1所在回路,此时,车载控制器需控制车辆进入第一震荡加热模式,即按照第一预定时序,在第一时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通;在第二时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,其处理过程在图4a-图4d中已有详细描述,为避免重复,此处不一一赘述。
145.第二预定时序是指第二震荡加热模式下控制开关管工作的时序。第三时间序列和第四时间序列是是指在第二震荡加热模式下,预先设置的用于实现对动力电池进行震荡加热的时间序列,在其中一个时间序列为动力电池对电机的绕组进行充电的时间序列,另一个时间序列为动力电池对电机的绕组进行放电的时间序列。
146.作为一示例,在当前车辆数据满足第二震荡加热条件时,可控制第一开关6断开,第二开关71导通,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4无法传输电流,但储能电容72接入动力电池1所在回路,此时,车载控制器需控制车辆进入第二震荡加热模式,即按照第二预定时序,在第三时间序列内,控制与所述第二开关连通的桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,在第四时间序列内,控制与所述第二开关连通的桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通;使所述动力电池对所述储能电容进行充电或放电。本示例中,在第二开关的第一端与第一电机的绕组和第一开关之间的连接节点相连时,与所述第二开关连通的桥臂变换器为第一桥臂变换器,此时,动力电池、第一桥臂变换器、第一电机的绕组、第二开关和储能电容形成可实现对动力电池震荡加热的回路,通过交替控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管和n个下桥开关管的导通和断开,实现动力电池对储能电容进行充电和放电。在第二开关的第二端与所述第二电机的绕组和所述第二开关之间的连接节点相连时,与所述第二开关连通的桥臂变换器为第二桥臂变换器,此时,动力电池、第二桥臂变换器、第二电机的绕组、第二开关和储能电容形成可实现对动力电池震荡加热的回路,通过交替控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管和n个下桥开关管的导通和断开,实现动力电池对储能电容进行充电和放电。
147.第三预定时序是指第三震荡加热模式下控制开关管工作的时序。第五时间序列和第六时间序列是是指在第三震荡加热模式下,预先设置的用于实现对动力电池进行震荡加热的时间序列,在其中一个时间序列为动力电池对电机的绕组进行充电的时间序列,另一个时间序列为动力电池对电机的绕组进行放电的时间序列。
148.作为一示例,在当前车辆数据满足第三震荡加热条件时,可控制第一开关6导通,
第二开关71导通,使得第一电机的绕组3和第二电机的绕组4可通过电流传输线传输电流,且储能电容72接入动力电池1所在回路,此时,可控制车辆进入第三震荡加热模式,即按照第三预定时序,在第五时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,在第六时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,使所述动力电池对所述储能电容进行充电或放电。在第三震荡加热模式下,利用双电机和双电控,对储能电容72进行充放电,可使动力电池1的加热电流限制放开,使得其可达到第一震荡加热模式的2倍,更有效保障动力电池1自加热的加热效果和加热效率。
149.本发明实施例还提供一种汽车,其特征在于,包括动力电池、第一电机和第二电机以及上述动力电池的加热控制系统。该动力电池的加热控制系统将两个电机的绕组和两个桥臂变换器在工作过程中产生的热量,远高于单个电机的绕组和单个桥臂变换器在工作过程中产生的热量,使得利用两个电机的绕组和两个桥臂变换器对动力电池1进行震荡加热的加热效果更好,加热效率较快。而且,利用汽车固有的两个电机的绕组和两个桥臂变换器对动力电池1进行震荡加热,无需额外增加其他外部设备,有助于节省成本。
150.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种动力电池的加热控制系统,应用于包括动力电池、第一电机和第二电机的汽车,其特征在于,所述加热控制系统包括第一桥臂变换器、第二桥臂变换器和车载控制器;所述第一桥臂变换器,与所述动力电池和所述第一电机的绕组相连;所述第二桥臂变换器,与所述动力电池和所述第二电机的绕组相连;所述第一电机的绕组和所述第二电机的绕组通过电流传输线相连;所述车载控制器,与所述第一桥臂变换器和所述第二桥臂变换器相连,用于控制所述第一桥臂变换器和所述第二桥臂变换器工作,使所述动力电池对所述第一电机的绕组和/或所述第二电机的绕组进行充电或放电,从而对所述动力电池进行震荡加热。2.如权利要求1所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述第一电机的绕组包括n个第一单相线圈,n个所述第一单相线圈的一端共接形成第一中性点;所述第二电机的绕组包括n个第二单相线圈,n个所述第二单相线圈的一端共接形成的第二中性点;所述第一中性点和所述第二中性点通过电流传输线相连。3.如权利要求2所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述第一桥臂变换器包括并联设置的n个第一单相桥臂,n个所述第一单相桥臂的第一端共接形成与动力电池正极相连的第一正极汇流端,n个所述第一单相桥臂的第二端共接形成与动力电池负极相连的第一负极汇流端;n个所述第一单相线圈的第一端,分别与n个所述第一单相桥臂的中点相连,n个所述第一单相线圈的第二端共接形成第一中性点;所述第二桥臂变换器包括并联设置的n个第二单相桥臂,n个所述第二单相桥臂的第一端共接形成与动力电池正极相连的第二正极汇流端,n个所述第二单相桥臂的第二端共接形成与动力电池负极相连的第二负极汇流端;n个所述第二单相线圈的第二端,分别与n个所述第二单相桥臂的中点相连,n个所述第二单相线圈的第二端共接形成第二中性点。4.如权利要求3所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,每一第一单相桥臂包括串联的第一上桥开关管和第一下桥开关管,所述第一上桥开关管和所述第一下桥开关管之间的连接节点,与一所述第一单相线圈的第一端相连;每一第二单相桥臂包括串联的第二上桥开关管和第二下桥开关管;所述第二上桥开关管和所述第二下桥开关管之间的连接节点,与一所述第二单相线圈的第二端相连。5.如权利要求1-4任一项所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述动力电池的加热控制系统还包括设置在所述电流传输线上的第一开关;所述车载控制器,与所述第一开关相连,用于控制所述第一开关工作,切换车辆进入震荡加热模式或者驱动模式。6.如权利要求5所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述车载控制器,用于获取当前车辆数据;在所述当前车辆数据满足震荡加热条件时,控制所述第一开关导通,切换车辆进入震荡加热模式;在所述当前车辆数据满足驱动条件时,控制所述第一开关断开,切换车辆进入驱动模式。7.根据权利要求6所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述车载控制器,用于在所述震荡加热模式,按照预定时序;
在第一时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通;在第二时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开。8.如权利要求1-4任一项所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述第一电机用于驱动所述汽车的前轮,所述第二电机用于驱动所述汽车的后轮;所述动力电池的加热控制系统还包括第一开关和储能开关电路;所述第一开关,设置在所述电流传输线上;所述储能开关电路的第一端,与任一电机的绕组和所述第一开关之间的连接节点相连;所述储能开关电路的第二端,与所述动力电池的负极相连;所述车载控制器,与所述第一开关和所述储能开关电路相连,用于控制所述第一开关和所述储能开关电路工作,切换车辆进入第一震荡加热模式、第二震荡加热模式、第三震荡加热模式、四驱驱动模式或者两驱加热模式。9.如权利要求8所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述储能开关电路包括串联的第二开关和储能电容;所述第二开关的第一端与任一电机的绕组和所述第一开关之间的连接节点相连,所述第二开关的第二端与所述储能电容的第一端相连,所述储能电容的第二端与所述动力电池的负极相连。10.如权利要求9所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述车载控制器,用于获取当前车辆数据;在所述当前车辆数据满足第一震荡加热条件时,控制所述第一开关导通,所述第二开关断开,切换车辆进入第一震荡加热模式;和/或,在所述当前车辆数据满足第二震荡加热条件时,控制所述第一开关断开,所述第二开关导通,切换车辆进入第二震荡加热模式;和/或,在所述当前车辆数据满足第三震荡加热条件时,控制所述第一开关导通,所述第二开关导通,切换车辆进入第三震荡加热模式;和/或,在所述当前车辆数据满足四驱驱动条件时,控制所述第一开关断开,所述第二开关断开,切换车辆进入四驱驱动模式;和/或,在所述当前车辆数据满足两驱加热条件时,控制所述第一开关断开,所述第二开关导通,切换车辆进入两驱加热模式。11.如权利要求10所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述车载控制器,用于在所述第一震荡加热模式下,按照第一预定时序,在第一时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,在第二时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,使所述动力电池对所述第一电机的绕组和/或所述第二电机的绕组进行充电或放电;和/或,所述车载控制器,用于在所述第二震荡加热模式下,按照第二预定时序,在第三时间序列内,控制与所述第二开关连通的桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,在第四时间序列内,控制与所述第二开关连通的桥臂变换器的n个上桥开关管断开
及n个下桥开关管导通;使所述动力电池对所述储能电容进行充电或放电;和/或,所述车载控制器,用于在所述第三震荡加热模式下,按照第三预定时序,在第五时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,在第六时间序列内,控制所述第一桥臂变换器的n个上桥开关管断开及n个下桥开关管导通,并控制所述第二桥臂变换器的n个上桥开关管导通及n个下桥开关管断开,使所述动力电池对所述储能电容进行充电或放电。12.根据权利要求1-4任一项所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述对所述动力电池进行震荡加热,包括:采用频率为1hz-1000hz的加热电流,对所述动力电池进行震荡加热。13.根据权利要求1-4任一项所述的动力电池的加热控制系统,其特征在于,所述对所述动力电池进行震荡加热,包括:采用频率为1hz-100hz的加热电流,对所述动力电池进行震荡加热。14.一种汽车,其特征在于,包括动力电池、第一电机和第二电机以及如权利要求1-13任一项所述的动力电池的加热控制系统。

技术总结
本发明公开一种动力电池的加热控制系统和汽车。该加热控制系统包括第一桥臂变换器、第二桥臂变换器和车载控制器;第一桥臂变换器,与动力电池和第一电机的绕组相连;第二桥臂变换器,与动力电池和第二电机的绕组相连;第一电机的绕组和第二电机的绕组通过电流传输线相连;车载控制器,与第一桥臂变换器和第二桥臂变换器相连,用于控制第一桥臂变换器和第二桥臂变换器工作,使动力电池对第一电机的绕组和/或第二电机的绕组进行充电或放电,从而对动力电池进行震荡加热。利用汽车固有的两个电机的绕组和两个桥臂变换器对动力电池进行震荡加热,效果更好,效率较快,无需额外增加其他外部设备,有助于节省成本。有助于节省成本。有助于节省成本。


技术研发人员:凌和平 闫磊 翟震 高文 谢晋跃
受保护的技术使用者:比亚迪股份有限公司
技术研发日:2021.12.28
技术公布日:2023/7/4
版权声明

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