[發明專利]一種動力電池脈沖加熱系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202110483750.9
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113060048B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 林雨婷;陳健;陳富;蔣飛;聶大臣;向陽;劉文俊;陳曦
• 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: B60L58/12
• 分類號: B60L58/12;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脈沖加熱系統及其控制方法，能夠利用電網的電量來輔助實現動力電池的脈沖加熱，同時，在電網的電壓較低時，還能夠利用動力電池的能量來為電網進行充電。該系統包括：接入電網的充電樁及與充電樁相連的一個或多個車輛，各車輛包括：控制器，動力電池，與動力電池連接的主繼電器，與主繼電器連接的電機系統和DC/AC轉換器，DC/AC轉換器和充電樁連接；控制器用于在動力電池存在加熱需求時控制主繼電器閉合；控制器還通過基于動力電池的剩余電量和電網的放電電壓來控制電機系統和DC/AC轉換器，以使動力電池在接收電網充電的能量之后再利用電機系統實現脈沖加熱；或者，使動力電池利用電機系統實現脈沖加熱的同時，并為電網進行充電。

技術領域

本發明涉及動力電池低溫加熱領域，具體是一種動力電池脈沖加熱系統及其控制方法。

背景技術

動力電池在低溫環境下充電放電的能力受到限制，驅動能力減弱甚至在極度低溫下無法驅動也無法充電，影響用戶的冬季體驗，因此需要把電池加熱到一定的溫度才能進行充電或者驅動。傳統電池加熱常采用PTC加熱技術，帶來附加成本，加熱的位置在電池包外部，加熱效率低，需要大量用電池放電或外部供電，能耗高。并且PTC如果使用電池放電，電池在低溫大電流放電時還會產生析鋰現象，對電池安全產生危害。

電池脈沖加熱技術利用已有的動力電池、電驅、及充電系統完成電池加熱功能，沒有額外的成本。電池脈沖加熱按照能量來源又可細分為：1. 電池脈沖加熱獨立工作模式，消耗電池本身電能；2. 通過充電樁接入電網、與其他同時接入電網并處于脈沖加熱功能中的車輛發生功能耦合，減少電池電能消耗。

電動車通過充電樁接入電網時也可以進行電池加熱，接入電網的脈沖加熱方案在現存專利中有通過對電機控制開關、動力電池驅動控制開關及充放電控制模塊進行脈沖電流控制的方式，但常規開關無法實現高頻控制，如要達到較為理想的加熱效果，電池有效充放電流較大，仍然存在傳統加熱方式帶來的電池析鋰風險。

發明內容

本發明提出一種動力電池脈沖加熱系統及其控制方法，能夠利用電網的電量來輔助實現動力電池的脈沖加熱，同時，在電網的電壓較低時，還能夠利用動力電池的能量來為電網進行充電。

本發明的技術方案為：

本發明實施例提供了一種動力電池脈沖加熱系統，包括：接入電網的充電樁及與所述充電樁相連的一個或多個車輛，各車輛包括：控制器，動力電池，與所述動力電池連接的主繼電器，與所述主繼電器連接的電機系統和DC/AC轉換器，所述DC/AC轉換器和所述充電樁連接；

所述控制器用于在動力電池存在加熱需求時控制所述主繼電器閉合；所述控制器還通過基于動力電池的剩余電量和電網的放電電壓來控制所述電機系統和所述DC/AC轉換器，以使動力電池在接收電網充電的能量之后再利用所述電機系統實現脈沖加熱；或者，

使動力電池利用所述電機系統實現脈沖加熱的同時，并為電網進行充電。

其中，所述電機系統包括：與所述控制器連接的第一控制模塊、與所述主繼電器連接的三相逆變器模塊和與所述三相逆變器模塊連接的三相交流電機模塊，所述控制器通過向所述第一控制模塊發送控制指令，使所述第一控制模塊控制所述三相逆變器模塊的通斷；

所述DC/AC轉換器包括：與所述控制器連接的第二控制模塊和與所述主繼電器連接的DC/AC轉換模塊，所述控制器通過向所述第二控制模塊發送控制指令，使所述第二控制模塊控制所述DC/AC轉換模塊的通斷。

其中，所述控制器在動力電池的剩余電量高于第一預設電量且所述電網的放電電壓低于第一預設電壓時，先執行：向所述第一控制模塊發送控制指令，使所述第一控制模塊控制所述三相逆變器模塊將所述動力電池的放電電壓逆變后對所述三相交流電機模塊脈沖充電；并向所述第二控制模塊發送控制指令，使所述第二控制模塊控制所述DC/AC轉換模塊將所述動力電池的電壓逆變后對電網脈沖充電；