[發明專利]一種動力電池加熱噪聲優化方法及裝置

有效

• 申請號: 202110413382.0
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113206324B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 鄭偉;鄧清鵬;喻成;鄧承浩;周立群;丁艷平;牟小龍;周安健
• 申請（專利權）人: 重慶長安新能源汽車科技有限公司
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/625;H01M10/42;B60K1/00;B60L58/27
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 黃啟梅

本方案涉及一種動力電池加熱噪聲優化方法及裝置，以降低電池加熱過程中噪聲的聲壓級和尖銳度，改善電池加熱噪聲的聲品質。該動力電池加熱噪聲優化方法包括：選取使IGBT輸出脈沖電流的基礎定頻開關頻率；選取使IGBT輸出的脈沖電流幅值最優的頻率帶寬；基于基礎定頻開關頻率和頻率帶寬，生成隨機變頻開關頻率；將隨機變頻開關頻率輸出至IGBT，使IGBT按照隨機變頻開關頻率進行脈沖電流輸出，以對動力電池進行脈沖加熱，使動力電池加熱速率最高且動力電池加熱過程中所產生的噪聲聲壓級和噪聲尖銳度均滿足預設的噪聲優化要求；隨機變頻開關頻率的頻率值位于基礎定頻開關頻率和目標定頻開關頻率所形成的頻率范圍內。

技術領域

本發明屬于NVH噪聲控制優化的領域，具體涉及一種動力電池加熱噪聲優化方法及裝置。

背景技術

新能源汽車電池主要是鋰電池，在低溫環境下鋰電池電解質移動變慢，從而影響鋰離子在正負極之間的轉移活性，導致鋰電池充放電性能下降。其中以磷酸鐵鋰電池在低溫下的充放電性能表現最差，磷酸鐵鋰電池的工作溫度一般要求在-20℃以上，在-20℃以下磷酸鐵鋰電池的充放電性能嚴重受限。因此在-20℃以下的低溫環境中，為保持電池的充放電性能，需對電池進行加熱。

電池加熱的方法分為外部加熱法、內部加熱法。外部加熱法是先對電池外部的導熱介質進行加熱，然后通過導熱介質的熱傳導對電池進行加熱。外部加熱法有循環液體加熱、電熱板加熱，例如通過電機堵轉加熱循環水，再通過循環水對電池進行加熱以及電池的PTC薄膜加熱等。但外部加熱法存在結構復雜、溫升均勻性較差的缺點。

內部加熱法是利用大電流通過電池內阻產生的焦耳熱來對電池進行加熱。內部加熱法主要有充電加熱、放電加熱、交流加熱，內部加熱法的結構相對簡單、加熱速度和溫升均勻性都較好。采用充、放電加熱方法對電池進行加熱的過程中，大幅值的直流電流易導致鋰離子電池負極的石墨產生“鋰沉積”，造成電池壽命快速衰減；采用交流加熱方法對電池進行加熱的過程中，只要保證交流電流的頻率足夠高，電池的壽命就不會受影響。因此，電池內部加熱主要采用高頻交流電流加熱的方法。

在新能源汽車動力鋰電池和電機組成的高壓系統中，低溫下鋰電池的內阻變大，可以利用電機的電感特性，通過快速開關IGBT，讓整個高壓回路產生高頻的交流脈沖電流，交流電流的頻率是IGBT開關頻率的二分之一。高頻的交流脈沖電流通過電池內阻產生的焦耳熱可以對電池電芯進行加熱，從而提高低溫下動力鋰電池的充放電性能。在實際的應用過程中，為得到良好的電池加熱性能，就需要大幅值的交流電流。然而在電機總成的高壓系統中，除電機線圈外，還有一些濾波電容和電感等電子原件。在大幅值交流電流的激勵下，這些電機線圈、濾波電容和電感等電子原件會產生振動，造成電機總成發出高頻尖銳刺耳的噪聲，這些尖銳刺耳的噪聲會嚴重影響車內外駕乘人員的主觀感受。

發明內容

本發明的目的是提供一種動力電池加熱噪聲優化方法及裝置，以降低電池加熱過程中噪聲的聲壓級和尖銳度，改善電池加熱噪聲的聲品質，提高。

本發明的技術方案為：

本發明實施例提供了一種動力電池加熱噪聲優化方法，包括：

選取使IGBT輸出脈沖電流的基礎定頻開關頻率；

選取使IGBT輸出的脈沖電流幅值最優的頻率帶寬；

基于所述基礎定頻開關頻率和所述頻率帶寬，生成隨機變頻開關頻率；

將所述隨機變頻開關頻率輸出至IGBT，使IGBT按照所述隨機變頻開關頻率進行脈沖電流輸出，以對動力電池進行脈沖加熱，使動力電池加熱速率最高且動力電池加熱過程中所產生的噪聲聲壓級和噪聲尖銳度均滿足預設的噪聲優化要求；

其中，所述隨機變頻開關頻率的頻率值位于所述基礎定頻開關頻率和目標定頻開關頻率所形成的頻率范圍內，所述目標定頻開關頻率為所述基礎定頻開關頻率和所述頻率帶寬的和。