[发明专利]利用电驱动系统对动力电池加热的方法及电动汽车

说明书

本发明公开了利用电驱动系统对动力电池加热的方法及电动汽车，方法包括以下步骤：采集动力电池的实际温度；将实际温度与预设加热温度阈值进行比较；若实际温度低于或等于预设加热温度阈值，则根据实际温度获取对应的预设电流限值；调节电驱动系统中逆变模块的开关状态，使得能量在动力电池与电驱动系统中的电机之间双向流动；计算动力电池的实际电流；调节逆变模块的占空比，直到实际电流满足预设电流限值。本发明利用电动汽车既有的电机和电机控制器，无需增加额外的成本，同时加热方式为从电池内部加热，热传导损耗小且加热效率高。

技术领域

本发明涉及新能源乘用车技术领域，尤其涉及利用电驱动系统对动力电池加热的方法及电动汽车。

背景技术

近几年，中国从政策上积极推动新能源汽车的发展，目的是为了应对车辆排放所带来的环境问题及能源短缺问题。动力电池作为新能源汽车的核心部件，为驱动电机提供动力能源的同时向整车提供所有用电附件的电源，直接决定了新能源汽车的续航里程。然而，新能源汽车在低温环境下，动力电池容易受到温度影响，进而影响车辆的正常使用及客户体验，具体体现在以下两个方面：

1、低温工况下放电能力受限导致驱动系统的驱动能力受到限制；

2、低温工况下充电能力受限导致整车在能量耗尽后无法及时补电或延长补电时间；

考虑到新能源汽车在冬季常需要在低于0℃的温度条件下运行及充电，在部分高纬度地区，环境温度条件甚至会低于-25℃，基本接近电池充放电温度的下限。由于上述应用环境温度对动力电池的约束，限制了新能源汽车的应用及普及范围。

现有技术中已出现采用加热系统从外部对动力电池进行加热的技术方案，例如贴敷在电池包表面的加热膜或者通过采用诸如加热丝或电阻等元件加热动力电池冷却介质使电池升温，以保障电驱动系统的驱动能力及电池的补电能力。然而，这种外围加热措施的引入，不仅会增加整车的成本和重量，同时外围加热措施不能直接加热电芯，导致热传导损耗较大，加热效率较低，能源得不到有效利用。

因此，如何设计提升加热效率高的动力电池加热方法及电动汽车是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有加热效率低的缺陷，本发明提出利用电驱动系统对动力电池加热的方法及电动汽车，利用电动汽车既有的电机和电机控制器，无需增加额外的成本，同时加热方式为从电池内部加热，热传导损耗小且加热效率高。

本发明采用的技术方案是，设计利用电驱动系统对动力电池进行加热的方法，电驱动系统包括：电机、连接在电机和动力电池之间的逆变模块、控制逆变模块工作状态的电机控制器，方法包括以下步骤：

采集动力电池的实际温度；

将实际温度与预设加热温度阈值进行比较；

若实际温度低于或等于预设加热温度阈值，则根据实际温度获取对应的预设电流限值；

调节逆变模块的开关状态，使得能量在动力电池与电机之间双向流动；

计算动力电池的实际电流；

调节逆变模块的占空比，直到实际电流满足预设电流限值。

在一实施例中，逆变模块为全控功率器件组成的三相全桥逆变模块，全控功率器件优选采用IGBT。

其中，调节逆变模块的开关状态包括：电机控制器向逆变模块发出第一指令或第二指令，第一指令和第二指令周期性切换。

当电机控制器发出第一指令时，逆变模块的任意一个或两个桥臂的上桥全控功率器件导通、剩余桥臂的下桥全控功率器件导通，电机控制器调节逆变模块的占空比至实际电流满足预设电流限值。