CN110277607A - 一种电池自加热的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池自加热的控制系统及方法，该系统包括：电池、温度传感器、控制器、超级电容、第一控制开关和第二控制开关，超级电容的正极板通过第二控制开关连接电池的负极，超级电容的负极板通过第一控制开关连接电池的正极，控制器分别与温度传感器、第一控制开关和第二控制开关连接。本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，结构简单，还提高了加热效率和可靠性。

Description

一种电池自加热的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电池自加热技术领域，更具体的说，涉及一种电池自加热的控制系统及方法。

背景技术

电池自身的特性决定了其不能在0℃以下低温环境中进行充电，否则会导致负极析锂，使电池的容量下降。虽然电池可以在0℃以下的低温环境下进行放电，但是电池在低温环境下的内阻比较大，并且电池的放电电压会随着温度下降而降低，因此不能为汽车负载提供所需的工作电压和工作电流。为解决这一问题，保证汽车在低温环境中的正常工作，目前采用的方法为：采用电池本身的电能对电池进行加热，实现电池自加热。

目前实现电池自加热的方式有两种：一种方式为：在电池的正极与负极之间设置电热丝，电热丝在通电后产生热量为电池加热。比如，比如在正极、负极和电解质上加上一片镍箔，在电芯外部加入一个电子开关，在电池处于低温环境时，闭合开关使得电池内部产生的短路电流通过镍箔，并在电芯内部进行快速制热。一旦电池表面温度提高到合适温度，就可以控制开关断开。位于电池内部的镍箔温度较高，从而在电池内部与表面之间形成了很大的温度梯度，这一温度差异会导致不同电池极片放电倍率的差异，因此，这种自加热过程，由于存在较大的温度梯度，因此会对电池的性能产生不良影响，同时也会导致电池的加热能耗高，加热效率低，并且从电芯内部进行设计，还存在可靠性低，结构复杂的问题。另一种方式为：直接将电池的正极与负极短接，利用电池自身的内阻产生热量对电池进行自加热。但是，短接电池的正负极，容易产生较大的瞬时电流，从而对电池的性能带来影响。

综上，如何提供一种电池自加热的控制系统及方法，在保证电池性能的同时，降低加热能耗，提高加热效率和可靠性，且结构简单，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种电池自加热的控制系统及方法，以实现在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高加热效率和可靠性。

一种电池自加热的控制系统，包括：电池、温度传感器、控制器、超级电容、第一控制开关和第二控制开关；

所述温度传感器与所述控制器连接，所述温度传感器用于采集所述电池的电池温度，并将采集的所述电池温度发送给所述控制器；

所述超级电容的正极板通过所述第二控制开关连接所述电池的负极，所述超级电容的负极板通过所述第一控制开关连接所述电池的正极，所述超级电容和所述第一控制开关的公共端连接所述电池的负极，所述第一控制开关和所述第二控制开关的控制端均与所述控制器连接；

所述控制器用于将所述电池温度与预设电池工作温度进行比较，当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定所述超级电容的当前电量小于额定容量时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时闭合，由所述电池为所述超级电容充电，使所述电池利用自身内阻产生的热量进行自加热；当确定所述电池温度升高至不低于所述预设电池工作温度时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使所述电池停止自加热。

可选的，还包括：电流传感器；

所述电流传感器设置在所述电池的供电回路上，且所述电流传感器与所述控制器连接，所述电流传感器用于采集所述电池的工作电流，并将所述工作电流发送给所述控制器；

所述控制器还用于在所述电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据所述工作电流和所述电池两端的电压，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率，当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率大于整车需求功率时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，并保持所述电池的当前输出功率。

可选的，还包括：DC-DC转换器和第三控制开关；

所述DC-DC转换器的输入端连接所述超级电容的正极板，所述DC-DC转换器的输出端通过所述第三控制开关连接所述电池的正极，所述DC-DC转换器用于将所述超级电容放电时的输出电压转换为与所述电池的输出电压相同的电压；

所述第三控制开关的控制端与所述控制器连接；

所述控制器用于将所述温度传感器采集的电池温度与所述预设电池工作温度进行比较，当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定所述超级电容的当前电量不小于额定容量时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，并控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，使所述超级电容放电。

可选的，

所述控制器还用于在所述温度传感器采集的电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据所述电流传感器采集的工作电流和所述电池两端的电压，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率，当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率不大于整车需求功率时，控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，保持所述电池的当前输出功率的同时，使所述超级电容放电。

一种电池自加热的控制方法，应用于上述所述的控制系统中的控制器，所述控制方法包括：

获取温度传感器采集的电池温度；

将所述电池温度与预设电池工作温度进行比较；

当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定超级电容的当前电量小于额定容量时，控制第一控制开关和第二控制开关同时闭合，由电池为所述超级电容充电，使所述电池利用自身内阻产生的热量进行自加热；

当确定所述电池温度升高至不低于所述预设电池工作温度时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使所述电池停止自加热。

可选的，当所述控制系统还包括：电流传感器，所述控制方法还包括：

当所述电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据所述电池两端的电压以及所述电流传感器采集的电池的工作电流，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率；

当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率大于整车需求功率时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，并保持所述电池的当前输出功率。

可选的，当所述控制系统还包括：DC-DC转换器和第三控制开关，所述控制方法还包括：

当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定所述级电容的当前电量不小于额定容量时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，并控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，使所述超级电容放电。

可选的，所述控制方法还包括：

当所述电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据所述电流传感器采集的工作电流和所述电池两端的电压，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率；

当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率不大于整车需求功率时，控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，保持所述电池的当前输出功率的同时，使所述超级电容放电。

从上述的技术方案可知，本发明公开了一种电池自加热的控制系统及方法，该系统包括：电池、温度传感器、控制器、超级电容、第一控制开关和第二控制开关，超级电容的正极板通过第二控制开关连接电池的负极，超级电容的负极板通过第一控制开关连接电池的正极，控制器分别与温度传感器、第一控制开关和第二控制开关连接，控制器将温度传感器采集的电池温度与预设电池工作温度进行比较，当电池温度小于预设电池工作温度，且超级电容的当前电量小于额定电量时，控制第一控制开关和第二控制开关闭合，由电池为超级电容充电，使电池利用自身内阻产生的热量进行自加热，直至电池温度升高至不低于预设电池工作温度时，控制第一控制开关和第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使电池停止自加热。相对于传统方案而言，本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高了加热效率和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种电池自加热的控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种电池自加热的电气原理图；

图3为本发明实施例公开的另一种电池自加热的控制系统的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的另一种电池自加热的控制系统的结构示意图；

图5为本发明实施例公开的一种同时包含自加热回路和供电回路的电气原理图；

图6为本发明实施例公开的一种电池自加热的控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种电池自加热的控制系统及方法，该系统包括：电池、温度传感器、控制器、超级电容、第一控制开关和第二控制开关，超级电容的正极板通过第二控制开关连接电池的负极，超级电容的负极板通过第一控制开关连接电池的正极，控制器分别与温度传感器、第一控制开关和第二控制开关连接，控制器将温度传感器采集的电池温度与预设电池工作温度进行比较，当电池温度小于预设电池工作温度，且超级电容的当前电量小于额定电量时，控制第一控制开关和第二控制开关闭合，由电池为超级电容充电，使电池利用自身内阻产生的热量进行自加热，直至电池温度升高至不低于预设电池工作温度时，控制第一控制开关和第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使电池停止自加热。相对于传统方案而言，本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高了加热效率和可靠性。

参见图1，本发明一实施例公开的一种电池自加热的控制系统的结构示意图，该控制系统包括：电池11、温度传感器12、控制器13、超级电容14、第一控制开关15和第二控制开关16；

其中：

温度传感器12与控制器13连接，温度传感器12用于采集电池11的电池温度，并将采集的电池温度发送给控制器13。

需要说明的是，本实施例中的电池11主要指的是汽车中的动力电池。

超级电容14的正极板通过第二控制开关16连接电池11的负极，超级电容14的负极板通过第一控制开关15连接电池11的正极，第一控制开关15和第二控制开关16的控制端均与控制器13连接，用于根据控制器13输出的通断信号执行相应的操作。

需要说明的是，超级电容14和第一控制开关15串联连接形成的回路构成电池11的自加热回路，具体可参见图2所示的电池自加热的电气原理图。

控制器13用于将温度传感器12采集的电池温度与预设电池工作温度进行比较，当电池温度小于预设电池工作温度，且确定超级电容14的当前电量小于额定容量时，控制第一控制开关15和第二控制开关16同时闭合，由电池11为超级电容14充电，使电池11利用自身内阻产生的热量进行自加热；当确定电池温度升高至不低于所述预设电池工作温度时，控制第一控制开关15和第二控制开关16同时打开，断开自加热回路，使电池11停止自加热。

其中，超级电容14的当前电量的确定可以参见现有成熟方案，此处不再赘述。

需要特别说明的是，正常情况下，第一控制开关15和第二控制开关16均处于打开状态。

其中，预设电池工作温度也即电池11的最优工作温度。

在实际应用中，在断开电池11的自加热回路，使电池11在预设电池工作温度后，可以结合温度传感器12采集的电池温度以及电池11所处的当前环境温度，通过控制电池11的工作电流，使电池11工作在预设工作温度范围内。在满足电池11所在车辆需求功率的前提下，多余的能量也可以存储在超级电容14中。

综上可知，本发明公开的电池自加热的控制系统，包括：电池、温度传感器、控制器、超级电容、第一控制开关和第二控制开关，超级电容的正极板通过第二控制开关连接电池的负极，超级电容的负极板通过第一控制开关连接电池的正极，控制器分别与温度传感器、第一控制开关和第二控制开关连接，控制器将温度传感器采集的电池温度与预设电池工作温度进行比较，当电池温度小于预设电池工作温度，且超级电容的当前电量小于额定电量时，控制第一控制开关和第二控制开关闭合，由电池为超级电容充电，使电池利用自身内阻产生的热量进行自加热，直至电池温度升高至不低于预设电池工作温度时，控制第一控制开关和第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使电池停止自加热。相对于传统方案而言，本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高了加热效率和可靠性。

为进一步优化上述实施例，参见图3，本发明一实施例公开的一种电池自加热的控制系统的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，还包括：电流传感器17；

电流传感器17设置在电池11的供电回路上，且电流传感器17与控制器13连接，电流传感器17用于采集电池11的工作电流，并将采集的工作电流发送给控制器13。

控制器13还用于根据电池温度和当前环境温度，并基于电流传感器17采集的电池11的工作电流，控制电池11的工作电流的大小，以使电池11工作在预设工作温度范围内。

其中，本发明在基于电池11的工作电流确定的电池在预设电池工作温度下的可提供功率大于整车需求功率时，通过控制第一控制开关15和第二控制开关16同时打开来断开自加热回路，并保持电池的当前输出功率，以满足整车的功率需求。本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高了加热效率和可靠性。

可以理解，当电池11所在车辆的需求功率比较大，且超级电容14中存储了一部分能量时，可以将超级电容14连接到整车总线中，与电池11一起为整车提供功率，从而满足整车的大功率需求。

因此，为进一步优化上述实施例，参见图4，本发明另一实施例公开的一种电池自加热的控制系统的结构示意图，在图3所示实施例的基础上，该控制系统还可以包括：DC-DC转换器18、第三控制开关19和第四控制开关20；

DC-DC转换器18的输入端连接超级电容14的正极板，DC-DC转换器18的输出端通过第三控制开关19连接电池11的正极，DC-DC转换器18用于将超级电容14放电时的输出电压转换为与电池11的输出电压相同的电压。

需要说明的是，本实施例中，超级电容14、第三控制开关19、第四控制开关20和DC-DC转换器18形成的回路构成除电池11以外的另一条供电回路，具体可参见图5所示的同时包含自加热回路和供电回路的电气原理图。

需要特别说明的是，由于超级电容14的电压变化比较大，为保证超级电容14所在供电回路与电池供电回路的电压一致，本发明在供电回路中增加了DC-DC转换器18，以将超级电容14放电时的输出电压转换为与电池11输出电压相同的电压。

第三控制开关19的控制端与控制器13连接，用于根据控制器13输出的通断信号执行相应的操作。

超级电容14和第一控制开关15的公共端，通过第四控制开关20连接电池11的负极，第四控制开关20的控制端与控制器13连接。

控制器13用于将温度传感器12采集的电池温度与预设电池工作温度进行比较，当电池温度小于预设电池工作温度，且确定超级电容14的当前电量不小于额定容量时，控制第一控制开关15和第二控制开关16同时打开，并控制第三控制开关19和第四控制开关20同时闭合，使超级电容14放电。

控制器13还用于在温度传感器12采集的电池温度不小于预设电池工作温度时，根据根据电池电压、电池荷电状态、电池温度和当前环境温度，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率，当电池在预设电池工作温度下的可提供功率不大于整车需求功率时，控制第三控制开关19和第四控制开关20同时闭合，保持电池11的当前输出功率的同时，使超级电容14放电。

需要特别说明的是，上述实施例中，针对电池的自加热工况，当电池温度小于预设电池工作温度，且超级电容的当前电量不小于额定电量时，可先将供电回路，主要是超级电容，连接到整车主回路，由超级电容先为整车提供动力，当超级电容放电完成后，再连接自加热回路，使电池快速给超级电容充电，并进行自加热，当电池温度升高至预设电池工作温度后，断开自加热回路。

综上可知，本发明公开的电池自加热的控制系统还可以包括：DC-DC转换器和第三控制开关，由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由超级电容、DC-DC转换器、第三控制开关和第四控制开关形成除电池以外的供电回路，当电池温度小于预设电池工作温度，且超级电容的当前电量小于额定电量时，控制自加热回路工作，超级电容充电，当电池温度小于预设电池工作温度，不小于额定电量时，控制供电回路工作，超级电容放电。当电池温度不小于预设电池工作温度，且电池在预设电池工作温度下的可提供功率大于整车需求功率时，断开自加热回路，并保持电池的当前输出功率；当电池温度不小于预设电池工作温度，且电池在预设电池工作温度下的可提供功率不大于整车需求功率时，控制供电回路工作，且保持电池的当前输出功率的同时，使超级电容放电。本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高了加热效率和可靠性。因此，本发明在满足整车各种工况的需求下，可以保证电池一直工作在最优的工作温度范围内，从而也有利于提高电池的使用寿命。

与上述系统实施例相对应，本发明还公开了一种电池自加热的控制方法。

参见图6，本发明一实施例公开的一种电池自加热的控制方法流程图，该方法应用于控制系统中的控制器，包括步骤：

步骤S101、获取温度传感器采集的电池温度；

步骤S102、将所述电池温度与预设电池工作温度进行比较；

步骤S103、当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定超级电容的当前电量小于额定容量时，控制第一控制开关和第二控制开关同时闭合，由电池为所述超级电容充电，使所述电池利用自身内阻产生的热量进行自加热；

步骤S104、当确定所述电池温度升高至不低于所述预设电池工作温度时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使所述电池停止自加热。

需要说明的是，本实施例的具体工作原理，请参见系统实施例对应部分。

综上可知，本发明公开的电池自加热的控制方法，控制器将温度传感器采集的电池温度与预设电池工作温度进行比较，当电池温度小于预设电池工作温度，且超级电容的当前电量小于额定电量时，控制第一控制开关和第二控制开关闭合，由电池为超级电容充电，使电池利用自身内阻产生的热量进行自加热，直至电池温度升高至不低于预设电池工作温度时，控制第一控制开关和第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使电池停止自加热。相对于传统方案而言，本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高了加热效率和可靠性。

当控制系统还包括：电流传感器时，控制方法还可以包括：

当所述电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据电池电压、电池荷电状态、电池温度和当前环境温度，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率；

当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率大于整车需求功率时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，并保持所述电池的当前输出功率。

综上可知，在基于电流传感器采集的工作电流确定的电池在预设电池工作温度下的可提供功率大于整车需求功率时，通过控制第一控制开关和第二控制开关同时打开来断开自加热回路，并保持电池的当前输出功率，以满足整车的功率需求。本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高了加热效率和可靠性。

上述实施例中，当控制系统还包括：DC-DC转换器和第三控制开关时，所述控制方法还包括：

当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定所述级电容的当前电量不小于额定容量时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，并控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，使所述超级电容放电。

为进一步优化上述实施例，控制方法还可以包括：

当所述电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据电池电压、电池荷电状态、电池温度和当前环境温度，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率；

当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率不大于整车需求功率时，控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，保持所述电池的当前输出功率的同时，使所述超级电容放电。

综上可知，当电池温度小于预设电池工作温度，且超级电容的当前电量小于额定电量时，控制自加热回路工作，超级电容充电，当电池温度小于预设电池工作温度，不小于额定电量时，控制供电回路工作，超级电容放电。当电池温度不小于预设电池工作温度，且电池在预设电池工作温度下的可提供功率大于整车需求功率时，断开自加热回路，并保持电池的当前输出功率；当电池温度不小于预设电池工作温度，且电池在预设电池工作温度下的可提供功率不大于整车需求功率时，控制供电回路工作，且保持电池的当前输出功率的同时，使超级电容放电。本发明由超级电容、第一控制开关和第二控制开关形成的自加热回路，由于超级电容可以缓冲大电流，因此不会产生较大的瞬时电流，并且因自加热回路是设置在电池外部，因此本身也不会在电池内部和表面之间形成温度梯度，实现了在保证电池性能的同时，降低加热能耗，不仅结构简单，还提高了加热效率和可靠性。因此，本发明在满足整车各种工况的需求下，可以保证电池一直工作在最优的工作温度范围内，从而也有利于提高电池的使用寿命。

基于上述控制器的工作原理可知，相对于传统方案，本申请中位于控制器内的电池管理系统新增加了两个功能模块，分别为：超级电容自加热控制模块和超级电容供电控制模块，超级电容自加热控制模块与温度控制模块一起协调控制动力电池工作在最优工作温度范围。超级电容供电控制模块与充放电控制模块一起协调为整车提供功率需求。超级电容自加热控制模块和超级电容供电控制模块一起协调控制电池的自加热，并通过超级电容为整车提供超过维持动力电池最优工作温度范围的功率需求。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电池自加热的控制系统，其特征在于，包括：电池、温度传感器、控制器、超级电容、第一控制开关和第二控制开关；

所述温度传感器与所述控制器连接，所述温度传感器用于采集所述电池的电池温度，并将采集的所述电池温度发送给所述控制器；

所述超级电容的正极板通过所述第二控制开关连接所述电池的负极，所述超级电容的负极板通过所述第一控制开关连接所述电池的正极，所述第一控制开关和所述第二控制开关的控制端均与所述控制器连接；

所述控制器用于将所述电池温度与预设电池工作温度进行比较，当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定所述超级电容的当前电量小于额定容量时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时闭合，由所述电池为所述超级电容充电，使所述电池利用自身内阻产生的热量进行自加热；当确定所述电池温度升高至不低于所述预设电池工作温度时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使所述电池停止自加热。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：电流传感器；

所述电流传感器设置在所述电池的供电回路上，且所述电流传感器与所述控制器连接，所述电流传感器用于采集所述电池的工作电流，并将所述工作电流发送给所述控制器；

所述控制器还用于根据所述电池温度和当前环境温度，并基于所述电流传感器采集的所述电池的工作电流，控制所述电池的工作电流的大小，以使所述电池工作在预设工作温度范围内。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括：DC-DC转换器、第三控制开关和第四控制开关；

所述DC-DC转换器的输入端连接所述超级电容的正极板，所述DC-DC转换器的输出端通过所述第三控制开关连接所述电池的正极，所述DC-DC转换器用于将所述超级电容放电时的输出电压转换为与所述电池的输出电压相同的电压；

所述第三控制开关的控制端与所述控制器连接；

所述超级电容和所述第一控制开关的公共端，通过所述第四控制开关连接所述电池的负极，所述第四控制开关的控制端与所述控制器连接；

所述控制器用于将所述温度传感器采集的电池温度与所述预设电池工作温度进行比较，当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定所述超级电容的当前电量不小于额定容量时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，并控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，使所述超级电容放电。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，

所述控制器还用于在所述温度传感器采集的电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据电池电压、电池荷电状态、电池温度和当前环境温度，得到所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率，当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率不大于整车需求功率时，控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，保持所述电池的当前输出功率的同时，使所述超级电容放电。

5.一种电池自加热的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的控制系统中的控制器，所述控制方法包括：

获取温度传感器采集的电池温度；

将所述电池温度与预设电池工作温度进行比较；

当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定超级电容的当前电量小于额定容量时，控制第一控制开关和第二控制开关同时闭合，由电池为所述超级电容充电，使所述电池利用自身内阻产生的热量进行自加热；

当确定所述电池温度升高至不低于所述预设电池工作温度时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，使所述电池停止自加热。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当所述控制系统还包括：电流传感器，所述控制方法还包括：

当所述电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据电池电压、电池荷电状态、电池温度和当前环境温度，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率；

当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率大于整车需求功率时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，断开自加热回路，并保持所述电池的当前输出功率。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当所述控制系统还包括：DC-DC转换器、第三控制开关和第四控制开关，所述控制方法还包括：

当所述电池温度小于所述预设电池工作温度，且确定所述级电容的当前电量不小于额定容量时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关同时打开，并控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，使所述超级电容放电。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当所述电池温度不小于所述预设电池工作温度时，根据电池电压、电池荷电状态、电池温度和当前环境温度，得到电池在预设电池工作温度下的可提供功率；

当所述电池在预设电池工作温度下的可提供功率不大于整车需求功率时，控制所述第三控制开关和所述第四控制开关同时闭合，保持所述电池的当前输出功率的同时，使所述超级电容放电。