[發明專利]車用動力電池低溫預熱裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 202010899641.0
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112078433A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 朱翀;張希;郭邦軍
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B60L58/24
• 分類號: B60L58/24;B60L58/25
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種車用動力電池低溫預熱裝置，其特征在于，包括動力電池組、直流母線電容、驅動電機、電機驅動逆變器、電流傳感器以及電池預熱控制系統，其中：

電機驅動逆變器直流側與直流母線電容連接，電機驅動逆變器交流輸出側與驅動電機的定子繞組連接；

動力電池組與直流母線電容通過第一接觸器連接；

動力電池組與驅動電機一相定子繞組通過第二接觸器連接；

動力電池組的溫度采樣點上設置有至少一個溫度傳感器；

電流傳感器設于電機驅動逆變器的交流輸出端；

電池預熱控制系統與電機驅動逆變器、溫度傳感器、電流傳感器、第一接觸器以及第二接觸器控制連接。

2.根據權利要求1所述的車用動力電池低溫預熱裝置，其特征在于，所述動力電池組包括三元鋰電池或者磷酸鐵鋰電池。

3.根據權利要求1所述的車用動力電池低溫預熱裝置，其特征在于，直流母線電容包括電解電容或者薄膜電容。

4.根據權利要求1所述的車用動力電池低溫預熱裝置，其特征在于，電機驅動逆變器由多個功率開關管組成，每兩個開關管串聯組成一相橋臂。

5.一種基于權利要求1-4任一項所述的車用動力電池低溫預熱裝置的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

溫度值采樣步驟：電池預熱控制系統周期性的接收溫度傳感器發送的溫度采樣點溫度值；

電池預熱工作模式判斷步驟：電池預熱控制系統檢測當前溫度是否滿足系統切換到電池預熱工作模式的條件，若檢測結果為是，則控制第一接觸器斷開，第二接觸器閉合，進入控制步驟；若檢測結果為否，則不執行動作；

控制步驟：電池預熱控制系統輸出PWM驅動信號，控制電機驅動逆變器將動力電池組的輸出電壓通過驅動電機定子繞組轉換成直流母線電容的充電電壓。

6.根據權利要求5所述的車用動力電池低溫預熱裝置的控制方法，其特征在于，切換到電池預熱工作模式的條件包括：

條件1：所有溫度采樣點中的最低溫度值小于溫度閾值；

條件2：汽車處于停放狀態；以及

條件3：電池預熱控制系統接收到車載ECU發出的開始加熱指令。

7.根據權利要求5所述的車用動力電池低溫預熱裝置的控制方法，其特征在于，在控制步驟中：

PWM驅動信號占空比規律為：

規律1：空比包含直流分量和交流分量；

規律2：占空比最大值為1，最小值為0；以及

規律3：占空比交流分量頻率任意可調，可以根據待加熱動力電池具體參數及狀態調節。

8.根據權利要求5所述的車用動力電池低溫預熱裝置的控制方法，其特征在于，還包括機驅動工作模式判斷步驟：

檢測動力電池組當前溫度是否滿足系統切換到電機驅動工作模式的條件，若檢測結果為是，則控制第二接觸器斷開，第一接觸器閉合；若檢測結果為否，則不執行動作。

9.根據權利要求8所述的車用動力電池低溫預熱裝置的控制方法，其特征在于，切換到電機驅動工作模式的條件包括：所有溫度采樣點中的最低溫度值達到設定的溫度閾值。

10.根據權利要求8所述的車用動力電池低溫預熱裝置的控制方法，其特征在于，在系統切換到電池預熱工作模式之后，電流傳感器周期性地向電池預熱控制系統發送電流檢測值，電池預熱控制系統判斷電流檢測值是否大于最大許可電流，若檢測結果為是，則調整PWM驅動控制信號占空比，使電流檢測值小于最大許可電流，若檢測結果為否，則不執行動作。