CN110970691B - 可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路 - Google Patents

可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式涉及电池加热技术，公开了一种可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路。加热方法包括：响应于可充电电池的加热命令，确定用于为可充电电池加热的脉冲电流的频率值；根据频率值和获取的可充电电池的状态参数，确定脉冲电流的电流值；判断电流值是否满足预设的加热需求；若电流值满足所述加热需求，基于频率值控制生成脉冲电流；若电流值不满足加热需求，重新确定脉冲电流的频率值和电流值。本发明实施方式还提供了一种控制单元及加热电路。本发明实施方式提供了为可充电电池加热的一种实现方式，以尽可能克服低温下电池极化带来的不良影响，并且能够较为快速地实现可充电电池的加热需求。

Description

可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路
技术领域
本发明实施例涉及电池加热技术，特别涉及可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路。
背景技术
近年来，随着新能源汽车技术的发展，新能源汽车受到越来越多的消费者的青睐；作为新能源汽车的核心部件的可充电电池，其充放电能力是汽车性能高低的重要因素。锂电池以单体电压高、能量密度高、寿命长等优势成为新能源汽车内的可充电电池的首选；通常的，新能源汽车内的可充电电池是由多个电芯单元串联和/或并联形成的电池包。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在低温下，锂电池极化增加，在健康充电区间条件下需要降低充电电流，从而导致低温环境下电芯充电时间较长；此外，锂电池极化增加也使得电芯的容量保持率降低。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种可充电电池的加热方法、控制单元及加热电路，提供了为可充电电池加热的一种实现方式，以尽可能克服低温下电池极化带来的不良影响，并且能够较为快速地实现可充电电池的加热需求。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种可充电电池的加热方法，包括：响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值；根据所述频率值和获取的所述可充电电池的状态参数，确定所述脉冲电流的电流值；判断所述电流值是否满足预设的加热需求；若所述电流值满足所述加热需求，基于所述频率值控制生成所述脉冲电流；若所述电流值不满足所述加热需求，重新确定所述脉冲电流的频率值和电流值。
本发明的实施方式还提供了一种加热电路中的控制单元，所述加热电路包括可充电电池、储能单元、开关单元以及所述控制单元，所述可充电电池、所述储能单元以及所述开关单元串联连接且形成回路，所述控制单元连接于所述开关单元；所述控制单元用于执行上述可充电电池的加热方法；其中，所述控制单元基于所述频率值控制所述开关单元打开或关闭，以生成所述脉冲电流。
本发明的实施方式还提供了一种加热电路，包括：可充电电池、储能单元、开关单元以及上述控制单元；所述可充电电池、所述储能单元以及所述开关单元串联连接且形成回路，所述控制单元连接于所述开关单元。
本发明实施方式相对于现有技术而言，确定为可充电电池加热的脉冲电流的频率值，基于该频率值和可充电电池的状态参数来确定脉冲电流的电流值，并在该电流值满足加热需求时，基于该频率值控制对可充电电池进行加热。本案提供了为可充电电池加热的一种实现方式，以尽可能克服低温下电池极化带来的不良影响，并且，本案基于加热需求来确定用于加热的脉冲电流的频率值，并基于该频率值进行加热，从而能够较为快速地实现加热需求。
另外，所述状态参数包括剩余电量；所述根据所述频率值和获取的所述可充电电池的状态参数，确定所述脉冲电流的电流值，具体为，根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值。本实施例中，基于与电流值关联程度较高的可充电电池的剩余电量来确定电流值，可以使得确定出来的电流值更加符合实际情况。
另外，所述根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值，具体通过以下公式实现：I＝Fsoc*(a0+a1*cos((x-1/2f)*F)+b1*sin((x-1/2f)*F)+a2*cos(2*(x-1/2f)*F)+2*sin(2*(x-1/2f)*F)+a3*cos(3*(x-1/2f)*F)+b3*sin(3*(x-1/2f)*F)+a4*cos(4*(x-1/2f)*F)+b4*sin(4*(x-1/2f)*F)+a5*cos(5*(x-1/2f)*F)+b5*sin(5*(x-1/2f)*F))；Fsoc＝5.947e-9*soc*4.026+0.945；F＝3.14*2*f；其中，I表示所述电流值，x表示加热时长，f表示所述频率值，a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5为设定的一组系数，soc表示所述剩余电量。本实施例提供了基于剩余电量和频率值确定电流值的一种具体计算方式；其中，这种具体计算方式对应的脉冲电流的波形为类正弦波。
另外，在所述确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值之后，且在所述根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值之前，还包括：根据预设的频率值和系数组的对应关系，获取所述频率值对应的系数组；所述系数组包括所述公式中的a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5。其中，在电路硬件配置不变的情况下，频率值不同可能会导致实际产生的电流值不同，因此，基于频率值来配置公式中的参数a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5，可以使得基于这个公式计算出来的电流值更符合实际情况。
另外，所述判断所述电流值是否满足预设的加热需求，包括：预估所述可充电电池在所述电流值的脉冲电流的加热下的理论加热速度；判断所述理论加热速度与预设的目标加热速度是否满足第一匹配条件；若满足所述第一匹配条件，判定所述电流值满足所述加热需求，若不满足所述第一匹配条件，判定所述电流值不满足所述加热需求。本实施例中提出了加热需要的具体设置方式以及电流值与该加热需求的具体判断方式。
另外，在所述基于所述频率值控制生成所述脉冲电流之后，还包括检测调整步骤；所述检测调整步骤包括：采集生成的所述脉冲电流的实际电流值；预估所述可充电电池在所述实际电流值的脉冲电流的加热下的实际加热速度；判断所述实际加热速度与所述目标加热速度是否满足第二匹配条件；若不满足所述第二匹配条件，按照预设方式调整所述频率值，并基于调整后的所述频率值控制生成所述脉冲电流。其中，在可充电电池的状态参数已确定的情况下，电流值与频率值有关；本实施例中可以根据实际电流值来修正频率值，进而可以调整实际电流值，使得实际电流值所对应的加热速度更接近目标加热速度；从而更加快速地实现加热需求。
另外，所述状态参数包括剩余电量；所述确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值，包括：根据预设的剩余电量区间和频率值区间的对应关系，获取所述剩余电量所属的剩余电量区间对应的频率值区间；从获取的所述频率值区间中选择一个频率值，作为所述频率值。本实施方式中，基于剩余电量确定出来的频率值与剩余电量的关联性更大，从而使得基于该频率值和该剩余电量得到的电流值更接近需要的电流值；即，该剩余电量的状态下，基于该频率值控制可产生与加热需求匹配度更高的脉冲电流的电流值；从而基于剩余电量和加热需求可以较快地确定出符合加热需求的脉冲电流的频率值。
另外，在所述响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值之前，还包括：获取所述可充电电池的状态参数，所述状态参数包括剩余电量和电池温度；根据预设的剩余电量和温度阈值的对应关系，获取所述剩余电量对应的温度阈值；若判断出所述电池温度低于所述温度阈值，生成所述加热命令。考虑到可充电电池的极化程度不仅与电池温度有关，还与可充电电池内的剩余电量有关，因此根据剩余电量确定当前需要加热的温度阈值，并将电池温度与该温度阈值进行比较来确定是否需要加热；从而得出的是否需要加热的判断更加符合实际需要。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本申请第一实施例的可充电电池的加热方法所应用的加热电路的示意图；
图2是根据本申请第一实施例的可充电电池的加热方法的流程图；
图3是本申请第一实施例中产生加热命令的一个例子的具体流程图；
图4是本申请第一实施例中类正弦波的波形的示意图；
图5是本申请第一实施例中判断是否满足加热需求的一个例子的具体流程图；
图6是本申请第一实施例中判断是否停止加热的一个例子的具体流程图；
图7是根据本申请第二实施例的可充电电池的加热方法的流程图；
图8是根据本申请第三实施例的可充电电池的加热方法的流程图；
图9是根据本申请第四实施例的可充电电池的加热方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明的第一实施方式涉及一种可充电电池的加热方法，可以应用于电动汽车，此时，可充电电池可以是电动汽车的动力电池。如图1所示为加热方法所应用的加热电路的示意图；其中，可充电电池E、储能单元11、开关单元12串联连接，控制单元13连接于开关单元12。当可充电电池E需要加热时，控制单元13控制开关单元12以一定的频率打开、关闭，从而使得该加热电路中产生脉冲电流，以利用该脉冲电流为可充电电池E加热。需要说明的是，图1所示的加热电路仅仅是示例性说明，本实施例的加热方法所应用的加热电路可以根据实际需要设计。
如图2所示为本实施例的可充电电池的加热方法的流程图，包括如下步骤。
步骤101，确定用于为可充电电池加热的脉冲电流的频率值。
步骤102，根据该频率值和获取的可充电电池的状态参数，确定脉冲电流的电流值。
步骤103，判断该电流值是否满足预设的加热需求；若是，进入步骤104；若否，返回步骤101。
步骤104，基于该频率值控制生成脉冲电流。
本发明实施方式相对于现有技术而言，基于脉冲电流的频率值和可充电电池的状态参数来确定脉冲电流的电流值，并在该电流值满足加热需求时，基于该频率值控制产生脉冲电流以对可充电电池进行加热。本案提供了为可充电电池加热的一种实现方式，以尽可能克服低温下电池极化带来的不良影响，并且，本案基于加热需求来确定用于加热的脉冲电流的频率值，并基于该频率值控制加热，从而能够较为快速地实现加热需求。
下面对本实施方式的可充电电池的加热方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
当可充电电池需要加热时，控制单元13会产生可充电电池的加热命令；响应于该加热命令，控制单元13会执行步骤101。其中，加热命令的产生方式可以有多种，在一个例子中，可以根据采集的可充电电池的状态参数来确定是否产生加热命令；如图3所示为该例子的流程图；具体的，在步骤101之前，还包括如下步骤。
步骤100-1，采集可充电电池的状态参数；状态参数至少包括可充电电池的电池温度；
步骤100-2，判断状态参数中的电池温度是否低于预设温度阈值；若是，进入步骤100-3；若否，返回步骤100-1。
步骤100-3，产生加热命令。
在图3的例子中，控制单元13可以周期性地采集可充电电池E的状态参数，状态参数至少包括可充电电池的电池温度；控制单元13可以将电池温度与预设温度阈值比较，如果电池温度低于预设温度阈值，表示可充电电池E的温度过低，此时控制单元13内部会产生可充电电池E的加热命令。其中，可充电电池E的状态参数还可以包括可充电电池E的电压值、电流值、剩余电量等。
需要说明的是，在其他例子中，用户可以主动输入可充电电池E的加热命令(例如在低温天气下用户主动输入)。
在步骤101中，响应于该加热命令，控制单元13先确定用于为可充电电池加热的脉冲电流的频率值。具体的，控制单元13内可以预设可选的频率范围，例如，频率范围为300～5000HZ，或者，频率范围为900～3000HZ。控制单元13可以从预设的频率范围内任意选取一个频率值，作为确定的频率值。其中，该预设的频率范围可以由可充电电池所需的加热速度范围来确定；具体的，所需的加热速度越高，需要的脉冲电流的电流值越大，频率值越低。
在步骤102中，控制单元13可以根据步骤101中确定的频率值，以及预先获取的状态参数，确定脉冲电流的电流值。在图3中的例子，步骤102中使用的状态参数即使步骤100-1中采集的，状态参数包含可充电电池的剩余电量；控制单元13根据频率值和剩余电量确定电流值。
需要说明的是，在其他例子中，如果加热命令是由用户输入的，那么步骤102中，控制单元13需要先采集可充电电池的状态参数，然后再根据步骤101中确定的频率值和采集的状态参数来确定电流值。
在一个例子中，脉冲电流的波形为类正弦波，如图4所示为类正弦波的波形的示意图，图4中显示的波形仅仅作为示意性说明，并不以此为限。加热电路被硬件配置为用于产生类正弦波电流的电路，且该加热电路的电路模型可用以下公式表示：
I＝Fsoc*(a0+a1*cos((x-1/2f)*F)+b1*sin((x-1/2f)*F)+a2*cos(2*(x-1/2f)*F)+2*sin(2*(x-1/2f)*F)+a3*cos(3*(x-1/2f)*F)+b3*sin(3*(x-1/2f)*F)+a4*cos(4*(x-1/2f)*F)+b4*sin(4*(x-1/2f)*F)+a5*cos(5*(x-1/2f)*F)+b5*sin(5*(x-1/2f)*F))； 公式(1)
Fsoc＝5.947e-9*soc*4.026+0.945； 公式(2)
F＝3.14*2*f； 公式(3)
其中，I表示该加热电路产生的脉冲电流的电流值，x表示加热时长，f表示该脉冲电流的频率值，a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5为设定的一组系数，soc表示该可充电电池的剩余电量。另外，本领域技术人员应当知晓，公式(2)中的e为常数，此处不再赘述。
Fsoc与剩余电量soc相关，公式(2)表示Fsoc与剩余电量soc的具体关系，F与频率值f相关，公式(3)表示F与频率值f的具体关系；公式(1)表示电流值I与频率值f、Fsoc、F的具体关系；因此，电流值I与频率值f、剩余电量soc相关。a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5这组系数的系数值反映该电路模型能够产生的电流幅值；这组系数可以预先设定；如通过实验得到该组系数的较佳取值，以使得由此得到的电路模型较为准确地反映该加热电路。
其中，步骤101中确定的脉冲电流的频率值即为控制单元13控制开关单元12打开、关闭的频率；即，如果开关单元12以该频率值被控制为打开、关闭，加热电路中会产生上述频率值的脉冲电流，且该脉冲电流的电流值即为公式(1)计算出来的电流值。
在实际加热中，在该加热电路的硬件配置不变的情况下，该加热电路生成脉冲电流的电流值可能会受到脉冲频率的频率值的影响；即，加热电路的电路模型，实际上可能由于脉冲电流的频率值的变化而产生相应变化。因此，在一个例子中，可以预先设定频率值和系数组的对应关系；其中，一个系数组即为一组a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5的取值。在确定频率值后，获取该频率值对应的系数组。由此确定出来的a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5的取值，可以更加准确地反映在该频率值下的电路模型，从而基于该电路模型计算出来的电流值与实际电流值更加接近。
需要说明的是，脉冲电流的波形并不仅限于类正弦波；凡是能够为可充电电池加热的波形类型的脉冲电流，均属于为本申请涵盖范围。
控制单元13内预先设定了加热需求，该加热需求可以包括目标加热速度，例如，可充电电池每分钟升温1℃。步骤103可以具体包括如下多个子步骤，如图5所示。
子步骤1031，预估可充电电池在电流值的脉冲电流的加热下的理论加热速度。
子步骤1032，判断理论加热速度与预设的目标加热速度是否满足第一匹配条件。
即，先基于公式(1)计算出来的电流值，估算出可充电电池在该电流值的脉冲电流的加热下的理论加热速度，即可以根据预估的电流值、可充电电池E内电芯的质量、电芯的比热容、电芯的导热系数等参数计算出理论加热速度；然后，再判断该理论加热速度与目标加热速度是否满足第一匹配条件。其中，第一匹配条件可以为：理论加热速度与目标加热速度的差值小于预设的第一差值。
当理论加热速度与目标加热速度满足第一匹配条件时，表示基于步骤101中确定的频率值来控制产生的电流值被认为能够满足加热需求；此时判定电流值满足加热需求，并基于步骤101中确定的频率值控制生成脉冲电流，即进入步骤104。
当理论加热速度与目标加热速度不满足第一匹配条件时，表示基于步骤101中确定的频率值来控制产生的电流值被认为不能够满足加热需求；此时判定电流值不满足加热需求，需要重新确定脉冲电流的频率值和电流值，即返回步骤101。
在需要重新确定脉冲电流的频率值和电流值，并返回步骤101时，步骤101的实现方式可以是，根据上次计算出的理论加热速度与目标加热速度的大小关系来决定调整方式。假设通过实验得到，在加热电路的硬件配置不变的情况下，频率值越小、电流值越大、加热速度越大；那么，如果理论加热速度小于目标加热速度，表示理论加热速度偏小，即表示电流值偏小、频率值偏高；因此，重新确定的频率值应该小于上次确定的频率值；如果理论加热速度大于目标加热速度，表示理论加热速度偏大，即表示电流值偏大、频率值偏低；因此，重新确定的频率值应该大于上次确定的频率值；其中，重新确定的频率值仍然是在预设的频率范围内的。例如，本次确定的频率值是1000HZ，而步骤103中判断结果为，基于1000HZ的频率值计算出来的电流值对应的理论加热速度小于目标加热速度；那么表示理论加热速度偏小，即表示电流值偏小、频率值偏高，应当降低频率值，因此，重新确定的频率值应当小于1000HZ；如果预设的频率范围是900～3000HZ，那么重新确定的频率值应当在900～1000HZ之间，例如重新确定的频率值可以为950。
在一个例子中，如图6所示，在步骤104之后，还包括：步骤105，采集可充电电池的状态参数，并判断状态参数是否满足预设的停止加热条件；当状态参数满足停止加热条件时，进入步骤106，控制停止生成脉冲电流；当状态参数不满足停止加热条件时，返回步骤104。即，控制单元13可以周期性地采集可充电电池的状态参数，并根据状态参数判断是否需要停止加热。其中，状态参数包括电池温度；停止加热条件可以为，电池温度大于或等于预设的目标温度。其中，图6是在图5的例子的基础上进行的改进，然并不以此为限；图6也可以是基于图2或图3基础上的改进。
在其他例子中，控制单元13可以根据脉冲电流的电流值预估该可充电电池所需的加热时长；控制单元13以该频率值控制生产脉冲电流，并在该加热时长后停止加热；其中，预估的该加热时长是指在该电流值的脉冲电流的加热下，可充电电池能够到达预设的目标温度的时长；预估方法例如为，控制单元采集的可充电电池的状态参数包括电池温度，先计算出电池温度和目标温度的温度差值；根据该脉冲电流的电流值估算加热速度；根据该加热速度与该温度差值来计算出所需的加热时长。
本发明的第二实施方式涉及一种可充电电池的加热方法。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在本发明第二实施方式中，还可以采集实际电流值以调整频率值。
如图7所示为本实施方式中的可充电电池的加热方法，具体如下。
步骤201，确定用于为可充电电池加热的脉冲电流的频率值。
步骤202，根据该频率值和获取的可充电电池的状态参数，确定脉冲电流的电流值。
步骤203，判断该电流值是否满足预设的加热需求；若是，进入步骤204；若否，返回步骤201。
步骤204，基于该频率值控制生成脉冲电流。
步骤205，周期性地采集可充电电池的状态参数，并判断状态参数是否满足预设的停止加热条件；若是，进入步骤206；若否，进入步骤207。
步骤206，控制停止生成脉冲电流。
步骤207，检测调整步骤，具体包括：
子步骤2071，采集生成的脉冲电流的实际电流值；
子步骤2072，预估可充电电池在实际电流值的脉冲电流的加热下的实际加热速度；
子步骤2073，判断实际加热速度与目标加热速度是否满足第二匹配条件；若否，进入步骤2074；若是，返回步骤204。
子步骤2074：按照预设方式调整该频率值；并返回步骤204，其中，由子步骤2074返回步骤204时，步骤204具体为，基于调整后的频率值控制生成脉冲电流。
其中，步骤201～步骤206与步骤101～步骤106大致相同，此处不再赘述；不同之处在于，还包括步骤207。
具体的，在控制单元13基于该频率值控制产生脉冲电流后，控制单元13还可以采集加热电路中的实际电流值，并根据实际电流值预估实际加热速度；预估方式与子步骤1031类似，此处不再赘述。子步骤2073中的第二匹配条件可以为：实际加热速度与目标加热速度的差值小于预设的第二差值。其中，子步骤2073中的目标加热速度即为子步骤1032中的目标加热速度；第二差值可以被设定为小于第一差值。
当实际加热速度与目标加热速度满足第二匹配条件时，表示基于该频率值产生的脉冲电流的实际电流值被认为能够满足加热需求，此时无需调整，仍然以该频率值继续控制生成脉冲电流，即子步骤2073的判断结果为是时直接返回步骤204；当实际加热速度与目标加热速度不满足第二匹配条件时，表示基于该频率值产生的脉冲电流的实际电流值被认为不能够满足加热需求，此时按照预设方式调整频率值，并基于调整后的频率值控制生成脉冲电流，即进入子步骤2074。
子步骤2074具体可以为：根据实际加热速度与目标加热速度的大小关系来决定调整方式。假设通过实验得到，在加热电路的硬件配置不变的情况下，频率值越小、电流值越大、加热速度越大；那么，如果实际加热速度小于目标加热速度，表示实际加热速度偏小，即表示电流值偏小、频率值偏高；因此，调整后的频率值应该小于上次确定的频率值；如果实际加热速度大于目标加热速度，表示实际加热速度偏大，即表示电流值偏大、频率值偏低；因此，调整后的频率值应该大于上次确定的频率值。
在一个例子中，控制单元13内可以设定一个步进值；每次调整，都是在上次确定的频率值的基础上增加一个步进值或减小一个步进值。例如，本次确定的频率值是1000HZ，而步骤2073中判断结果为，在实际电流值的加热下的实际加热速度小于目标加热速度；那么表示实际加热速度偏小，即表示电流值偏小、频率值偏大，调整后的频率值应当小于1000HZ且在预设的频率范围内；如果设定的步进值是20，那么，本次重新调整后的频率值可以为980HZ；下一次，如果基于980HZ的频率值控制下产生的实际电流值对应的实际加热速度仍然小于目标加热速度，那么，可以将频率值调整为960HZ；以此类推。
本实施例可以根据实际电流值来重新确定频率值，进而调整实际电流值，使得实际电流值所对应的实际加热速度更接近目标加热速度；从而更加快速地实现加热需求。步骤207可以被周期性执行；即实际电流值可以被不断调整，使得实际电流值所对应的实际加热速度不断接近目标加热速度；直至可充电电池的状态参数达到预设的停止加热条件时，控制停止生成脉冲电流。需要说明的是，本实施例中，检测调整步骤(步骤207)与采集可充电电池的状态参数且根据状态参数判断是否需要停止加热的步骤(步骤205～步骤206)的执行顺序不限。
需要说明的是，第二实施方式中的图7是在图6基础上作出的改进，但不限于此，第二实施方式也可以在图2、或图3、或图5所示的例子的基础上作出的改进。
本发明的第三实施方式涉及一种可充电电池的加热方法。第三实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在本发明第三实施方式中，可以根据可充电电池的剩余电量来确定频率值。
图8是根据本申请第三实施例的可充电电池的加热方法的流程图，具体如下。
步骤301，确定用于为可充电电池加热的脉冲电流的频率值。其中，步骤301包括如下子步骤：
子步骤3011，根据预设的剩余电量区间和频率值区间的对应关系，获取可充电电池的剩余电量所属的剩余电量区间对应的频率值区间；其中，可充电电池的剩余电量为获取的可充电电池的状态参数中包含的剩余电量；
子步骤3012，从获取的频率值区间中选择一个频率值，作为该频率值。
步骤302，根据该频率值和获取的可充电电池的状态参数，确定脉冲电流的电流值。
步骤303，判断该电流值是否满足预设的加热需求；若是，进入步骤304；若否，返回步骤301中的子步骤3012。
步骤304，基于该频率值控制生成脉冲电流。
其中，步骤302～步骤304与步骤102～步骤104大致相同，此处不再赘述；不同之处在于，步骤301与步骤101的具体实现方式不同。
具体的，由上述公式(1)可知，脉冲电流的电流值与脉冲电流的频率值、可充电电池的剩余电量有关，因此，基于剩余电量确定出来的频率值与剩余电量的关联性更大，从而使得基于该频率值和该剩余电量得到的电流值更接近需要的电流值；即，该剩余电量的状态下，基于该频率值控制可产生与加热需求匹配度更高的脉冲电流的电流值；从而基于剩余电量和加热需求可以较快地确定出符合加热需求的脉冲电流的频率值。
基于剩余电量与频率值的对应关系并非唯一且实际电路中存在很多不确定影响因素的考量，可以预设剩余电量区间和频率值区间的对应关系；该对应关系是指，当可充电电池的剩余电量位于该剩余电量区间内，使用该剩余电量区间对应的频率值区间内的任一频率值来控制产生脉冲电流，产生的该脉冲电流的电流值对应的加热速度与理论加热速度的差值可以在一定的误差范围内，例如可以小于一个预设值。因此，子步骤3012中，可以从剩余电量所属的剩余电量区间对应的频率值区间中任意选择一个频率值作为该频率值；即，在步骤303的判断结果为否，需要重新确定频率值时，都可以在该剩余电量所属的剩余电量区间对应的频率值区间内重新选择一个频率值；较佳的，可以设定一个步进值，重新确定的频率值可以在上次确定的频率值基础上以该步进值递增或递减。
本发明的第四实施方式涉及一种可充电电池的加热方法。第四实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在本发明第四实施方式中，可充电电池的剩余电量不同时，判断是否需要加热的条件也不同。
图9是根据本申请第四实施例的可充电电池的加热方法的流程图，具体如下。
步骤400-1，采集可充电电池的状态参数；其中，状态参数包括剩余电量和电池温度。
步骤400-2，根据预设的剩余电量和温度阈值的对应关系，获取剩余电量对应的温度阈值。
步骤400-3，判断电池温度是否低于温度阈值；若是，进入步骤400-4，若否，返回步骤400-1。
步骤400-4，生成加热命令。
步骤401，确定用于为可充电电池加热的脉冲电流的频率值。
步骤402，根据该频率值和获取的可充电电池的状态参数，确定脉冲电流的电流值。
步骤403，判断该电流值是否满足预设的加热需求；若是，进入步骤404；若否，返回步骤401。
步骤404，基于该频率值控制生成脉冲电流。
图9是在图3基础上作出的改进，其中，步骤400-4、步骤401～步骤404与步骤100-3、步骤101～104大致相同，不同之处在于，步骤400-1、步骤400-2、步骤400-3与步骤100-1、步骤100-2不同，即判断是否需要产生加热命令的方式不同。
考虑到可充电电池的极化程度不仅与电池温度有关，还与可充电电池内的剩余电量有关；因此，本实施方式中，预设有剩余电量和温度阈值的对应关系；采集的可充电电池的状态参数至少包括剩余电量和电池温度；根据剩余电量确定当前需要加热的温度阈值，并将电池温度与该温度阈值进行比较来确定是否需要加热；从而得出的是否需要加热的判断更加符合实际需要。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明的第五实施方式涉及一种加热电路中的控制单元。请参考图1，加热电路包括可充电电池E、储能单元11、开关单元12以及控制单元13，可充电电池E、储能单元11以及开关单元12串联连接且形成回路，控制单元13连接于开关单元12。
控制单元用于执行上述第一实施例、第三实施例所述的可充电电池的加热方法；其中，控制单元13基于频率值控制开关单元打开或关闭，以生成脉冲电流。
不难发现，本实施方式为与第一实施方式或第三实施例相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式或第三实施例互相配合实施。第一实施方式或第三实施例中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式或第三实施例中。
本发明的第六实施方式涉及一种加热电路中的控制单元。第七实施方式与第六实施方式大致相同，主要区别之处在于：控制单元13还通过第一采样单元连接于可充电电池E、储能单元11以及开关单元12形成的回路。
控制单元13用于在基于频率值控制生成脉冲电流之后，执行检测调整步骤；控制单元13执行检测步骤，具体包括：控制单元13用于通过第一采集单元采集回路中的脉冲电流的实际电流值，并预估可充电电池在实际电流值的脉冲电流的加热下的实际加热速度；控制单元13还用于判断实际加热速度与目标加热速度是否满足第二匹配条件；在判断出不满足第二匹配条件时，按照预设方式调整所述频率值，并基于调整后的频率值控制生成脉冲电流。
在一个例子中，控制单元13还通过第二采样单元连接于可充电电池E；控制单元13还用于在响应于可充电电池的加热命令，确定用于为可充电电池加热的脉冲电流的频率值之前，通过第二采集单元采集可充电电池的状态参数；其中，状态参数包括剩余电量和电池温度；控制单元13还用于根据预设的剩余电量和温度阈值的对应关系，获取剩余电量对应的温度阈值；并在判断出电池温度低于温度阈值时，生成加热命令。
在一个例子中，控制单元13还用于在频率值控制生成脉冲电流之后，通过第二采样单元周期性地采集可充电电池的状态参数，并在判断出状态参数满足预设的停止加热条件时，控制停止生成脉冲电流。
不难发现，本实施方式为与第二实施方式或第四实施例相对应的系统实施例，本实施方式可与第二实施方式或第四实施例互相配合实施。第二实施方式或第四实施例中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式或第四实施例中。
本发明的第七实施方式涉及一种加热电路，请参考图1，加热电路包括可充电电池E、储能单元11、开关单元12以及上述第五或第六实施方式所述的控制单元13；可充电电池E、储能单元11以及开关单元12串联连接且形成回路，控制单元13连接于开关单元12。
不难发现，本实施方式为与第五实施方式或第六实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第五实施方式或第六实施方式互相配合实施。第五实施方式或第六实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第五实施方式或第六实施方式中。
值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

Claims (13)

1.一种可充电电池的加热方法，其特征在于，包括：
响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值；
根据所述频率值和获取的所述可充电电池的剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值；具体通过以下公式实现：
I＝Fsoc*(a0+a1*cos((x-1/2f)*F)+b1*sin((x-1/2f)*F)+a2*cos(2*(x-1/2f)*F)+2*sin(2*(x-1/2f)*F)+a3*cos(3*(x-1/2f)*F)+b3*sin(3*(x-1/2f)*F)+a4*cos(4*(x-1/2f)*F)+b4*sin(4*(x-1/2f)*F)+a5*cos(5*(x-1/2f)*F)+b5*sin(5*(x-1/2f)*F))；
Fsoc＝5.947e-9*soc*4.026+0.945；
F＝3.14*2*f；
其中，I表示所述电流值，x表示加热时长，f表示所述频率值，a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5为设定的一组系数，soc表示所述剩余电量；
判断所述电流值是否满足预设的加热需求；
若所述电流值满足所述加热需求，基于所述频率值控制生成所述脉冲电流；若所述电流值不满足所述加热需求，重新确定所述脉冲电流的频率值和电流值。
2.根据权利要求1所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，在所述确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值之后，且在所述根据所述频率值和所述剩余电量，确定所述脉冲电流的电流值之前，还包括：
根据预设的频率值和系数组的对应关系，获取所述频率值对应的系数组；所述系数组包括所述公式中的a0、a1、a2、a3、a4、a5、b1、b2、b3、b4、b5。
3.根据权利要求1所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，所述判断所述电流值是否满足预设的加热需求，包括：
预估所述可充电电池在所述电流值的脉冲电流的加热下的理论加热速度；
判断所述理论加热速度与预设的目标加热速度是否满足第一匹配条件；若满足所述第一匹配条件，判定所述电流值满足所述加热需求，若不满足所述第一匹配条件，判定所述电流值不满足所述加热需求。
4.根据权利要求3所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，在所述基于所述频率值控制生成所述脉冲电流之后，还包括检测调整步骤；所述检测调整步骤包括：
采集生成的所述脉冲电流的实际电流值；
预估所述可充电电池在所述实际电流值的脉冲电流的加热下的实际加热速度；
判断所述实际加热速度与所述目标加热速度是否满足第二匹配条件；若不满足所述第二匹配条件，按照预设方式调整所述频率值，并基于调整后的所述频率值控制生成所述脉冲电流。
5.根据权利要求4所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，所述检测调整步骤被周期性地执行。
6.根据权利要求1所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，所述确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值，包括：
根据预设的剩余电量区间和频率值区间的对应关系，获取所述可充电电池的剩余电量所属的剩余电量区间对应的频率值区间；其中，所述可充电电池的剩余电量为获取的所述可充电电池的状态参数中包含的剩余电量；
从获取的所述频率值区间中选择一个频率值，作为所述频率值。
7.根据权利要求1所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，在所述响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值之前，还包括：
采集所述可充电电池的状态参数；其中，所述状态参数包括剩余电量和电池温度；
根据预设的剩余电量和温度阈值的对应关系，获取所述剩余电量对应的温度阈值；
若判断出所述电池温度低于所述温度阈值，生成所述加热命令。
8.根据权利要求1所述的可充电电池的加热方法，其特征在于，在所述基于所述频率值控制生成所述脉冲电流之后，还包括：
周期性地采集所述可充电电池的状态参数，并判断所述状态参数是否满足预设的停止加热条件；当所述状态参数满足所述停止加热条件时，控制停止生成所述脉冲电流。
9.一种加热电路中的控制单元，其特征在于，所述加热电路包括可充电电池、储能单元、开关单元以及所述控制单元，所述可充电电池、所述储能单元以及所述开关单元串联连接且形成回路，所述控制单元连接于所述开关单元；
所述控制单元用于执行权利要求1至3、权利要求6中任一项所述的可充电电池的加热方法；其中，所述控制单元基于所述频率值控制所述开关单元打开或关闭，以生成所述脉冲电流。
10.根据权利要求9所述的控制单元，其特征在于，所述控制单元还通过第一采集单元连接于所述回路；
所述控制单元用于在基于所述频率值控制生成所述脉冲电流之后，执行检测调整步骤；
所述控制单元执行所述检测调整步骤，具体包括：
所述控制单元用于通过所述第一采集单元采集所述回路中的所述脉冲电流的实际电流值，并预估所述可充电电池在所述实际电流值的脉冲电流的加热下的实际加热速度；
所述控制单元还用于判断所述实际加热速度与目标加热速度是否满足第二匹配条件；在判断出不满足所述第二匹配条件时，按照预设方式调整所述频率值，并基于调整后的所述频率值控制生成所述脉冲电流。
11.根据权利要求9所述的控制单元，其特征在于，所述控制单元还通过第二采集单元连接于所述可充电电池；
所述控制单元还用于在所述响应于可充电电池的加热命令，确定用于为所述可充电电池加热的脉冲电流的频率值之前，通过所述第二采集单元采集所述可充电电池的状态参数；其中，所述状态参数包括剩余电量和电池温度；所述控制单元还用于根据预设的剩余电量和温度阈值的对应关系，获取所述剩余电量对应的温度阈值；并在判断出所述电池温度低于所述温度阈值时，生成所述加热命令。
12.根据权利要求11所述的控制单元，其特征在于，所述控制单元还用于在所述频率值控制生成所述脉冲电流之后，通过所述第二采集单元周期性地采集所述可充电电池的状态参数，并在判断出所述状态参数满足预设的停止加热条件时，控制停止生成所述脉冲电流。
13.一种加热电路，其特征在于，包括：可充电电池、储能单元、开关单元以及权利要求9至12中任一项所述的控制单元；
所述可充电电池、所述储能单元以及所述开关单元串联连接且形成回路，所述控制单元连接于所述开关单元。
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