[发明专利]动力电池变频加热方法、装置和电动交通工具

说明书

本发明公开了一种动力电池变频加热方法、装置和电动交通工具，涉及电池技术，该方法包括以下步骤：根据设备上限电压和开路电压之差与最小阻抗之比得到第一电流幅值；将开路电压和安全电压下限值之差，以及安全电压上限值和开路电压之差中的较小值作为最小极化电压；根据电池的温度和阻抗模型得到交流频率为交流频率上限值时的电荷转移阻抗；根据最小极化电压与电荷转移阻抗之比得到第二电流幅值；从设备上限电流幅值、第一电流幅值和第二电流幅值中选择最小值作为目标交流幅值；根据目标交流幅值确定目标交流频率，并配置交流电。本发明可以在计算交流幅值时除去非化学活性部分的阻抗，增大计算结果，增加加热效率。

技术领域

本发明涉及电池技术，尤其是一种动力电池变频加热方法、装置和电动交通工具。

背景技术

由于锂离子电池存储和释放能量要通过电化学反应进行，当温度很低时，电化学反应速率下降，离子迁移缓慢，对锂离子电池的能量存储和释放都是一个很大的挑战。当前比较通行的解决方案是在热管理方案中设计给电池加热的辅助系统。电池加热技术常用的有两大类，一种依靠外部热源将热传导至电池内部，另一种依靠电池内阻的焦耳热效应来直接从内部加热。

相对于依靠电热片或者热泵加热液系统等外加热方法，直接从电池内部加热效率高，成本低。比如利用直流脉冲给低温电池先进行加热，然后再进行常规的直流充电。或者利用基于焦耳定律的加热模型在电池安全电压范围内计算最优频率，再用正弦交流加热电芯。也有相关技术在正弦交流电的基础上，进一步利用BV方程构建模型，精确计算了安全电压范围内，正弦交流中电流大小。

相关技术在计算模型时，基于全电池的阻抗，将导致交流信号的电流幅值偏小，从而导致电池的加热效果降低。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述的问题中的至少之一，本发明提供一种动力电池变频加热方法、装置和电动交通工具，以增加加热效率。

在一方面，本发明实施例提供了一种动力电池变频加热方法，包括以下步骤：

获取设备上限电流幅值、设备上限电压值、电池的开路电压、电池的阻抗模型、交流频率上限值、电池的安全电压上限值和电池的安全电压下限值；

循环执行以下步骤直到满足停止条件：

获取所述电池的温度；

根据所述电池的温度和所述阻抗模型得到的所述电池的最小总阻抗；

根据所述设备上限电压和所述开路电压之差与所述最小总阻抗之比得到第一电流幅值；

将所述开路电压和所述安全电压下限值之差，以及所述安全电压上限值和所述开路电压之差中的较小值作为最小极化电压；

根据所述电池的温度和所述阻抗模型得到交流频率为所述交流频率上限值时的电荷转移阻抗；

根据所述最小极化电压与所述电荷转移阻抗之比得到第二电流幅值；

从所述设备上限电流幅值、第一电流幅值和第二电流幅值中选择最小值作为目标交流幅值；

根据所述目标交流幅值确定目标交流频率；

根据所述目标交流幅值和所述目标交流频率配置流经所述电池的交流电。

在部分实施例中，所述阻抗模型包括相加的欧姆内阻部分、感抗部分、电荷转移阻抗部分和扩散阻抗部分。

在部分实施例中，所述根据所述目标交流幅值确定目标交流频率，包括：

当所述目标交流幅值为所述第一电流幅值，则确定所述目标交流频率为在当前电池的温度下使得所述电池的总阻抗最小的频率；

当所述目标交流幅值为所述第二电流幅值，则确定所述目标交流频率为所述交流频率上限值；