CN113733988B - 电动汽车的动力电池加热方法、装置以及汽车 - Google Patents

电动汽车的动力电池加热方法、装置以及汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的动力电池加热方法、装置以及汽车。该方法通过获取动力电池的发热需求功率；实时获取电动汽车驱动模块的动力需求信息，并根据动力需求信息确定动力电池的当前加热功率；在当前加热功率小于发热需求功率时，根据发热需求功率和当前加热功率获取补偿发热电流；在电机控制器控制驱动电机根据动力需求信息驱动电动汽车运行时，令电机控制器根据补偿发热电流调控驱动电机的控制电流，进而使得驱动电机输出的高频振荡电流等于补偿发热电流；令动力电池根据驱动电机输出的高频振荡电流进行自加热。本发明在保证满足动力需求信息的前提下，增大驱动电机输出的高频振荡电流满足动力电池的自加热需求，提升了加热速率和效率。

Description

电动汽车的动力电池加热方法、装置以及汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车的动力电池加热方法、装置以及汽车。
背景技术
随着科学技术的发展，电动汽车逐渐得到广泛使用，电动汽车市场占有率越来越高，动力电池作为电动汽车中的核心动力源，被应用于不同环境中，但在不同环境下，动力电池的性能容易受到环境温度的影响。例如，动力电池处于如零下20℃的低温环境时，动力电池内阻大幅上升，降低了动力电池的功率输出和可用容量，影响电动汽车的性能。
目前，普遍采用在动力电池外部放置加热管，从动力电池外部对动力电池进行加热。然而这种依靠动力电池外部加热对动力电池进行加热的方法，从加热管传至动力电池的能量转换效率较低，加热时间长，并且容易将热量耗散到外界，造成能源的浪费。
发明内容
本发明实施例提供一种电动汽车的动力电池加热方法、装置以及汽车，以解决动力电池加热时的能量转换效率较低的问题。
一种电动汽车的动力电池加热方法，包括：
获取动力电池的发热需求功率；
实时获取电动汽车的驱动模块的动力需求信息，并根据所述动力需求信息确定所述动力电池的当前加热功率；所述驱动模块连接所述动力电池，所述驱动模块包括电机控制器和驱动电机；
在所述当前加热功率小于所述发热需求功率时，根据所述发热需求功率以及所述当前加热功率获取补偿发热电流；
在所述电机控制器控制所述驱动电机根据所述动力需求信息驱动所述电动汽车运行时，令所述电机控制器根据所述补偿发热电流调控所述驱动电机的控制电流，以令所述驱动电机输出的高频振荡电流等于所述补偿发热电流；
令所述动力电池根据所述驱动电机输出的高频振荡电流进行自加热。
一种电动汽车的动力电池加热装置，包括：驱动模块、三相逆变器以及控制器；所述驱动模块包括电机控制器和驱动电机；所述电机控制器连接所述三相逆变器、所述控制器以及所述驱动电机；所述三相逆变器连接所述动力电池和所述驱动电机；所述控制器连接所述动力电池；所述控制器用于：
获取所述动力电池的发热需求功率；
实时获取电动汽车的驱动模块的动力需求信息，并根据所述动力需求信息确定所述动力电池的当前加热功率；
在所述当前加热功率小于所述发热需求功率时，根据所述发热需求功率以及所述当前加热功率获取补偿发热电流；
在所述电机控制器控制所述驱动电机根据所述动力需求信息驱动所述电动汽车运行时，令所述电机控制器根据所述补偿发热电流调控所述驱动电机的控制电流，以令所述驱动电机输出的高频振荡电流等于所述补偿发热电流；
令所述动力电池根据所述驱动电机输出的高频振荡电流进行自加热。
一种汽车，包括上述电动汽车的动力电池加热装置。
上述电动汽车的动力电池加热方法、装置以及汽车，通过获取动力电池的发热需求功率；实时获取电动汽车的驱动模块的动力需求信息，并根据动力需求信息确定动力电池的当前加热功率；驱动模块连接动力电池，驱动模块包括电机控制器和驱动电机；在当前加热功率小于发热需求功率时，根据发热需求功率以及当前加热功率获取补偿发热电流；在电机控制器控制驱动电机根据动力需求信息驱动电动汽车运行时，令电机控制器根据补偿发热电流调控驱动电机的控制电流，进而使得驱动电机输出的高频振荡电流等于补偿发热电流；令动力电池根据驱动电机输出的高频振荡电流进行自加热。在本发明中，若当前加热功率小于发热需求功率，在保证满足动力需求信息的前提下，通过电机控制器调控驱动电机的控制电流，以增大驱动电机的无功功率，使得驱动电机输出高频振荡电流，进而使得动力电池根据高频振荡电流进行自加热，增大了动力电池内阻发热功率，从而达到了在电动汽车以动力需求信息对应的驱动力行驶的同时，快速加热动力电池的效果，提高能量转换效率，且通过动力电池内阻加热的方式，不会出现大量散热的现象。并且通过本发明的上述方式，在用户使用电动汽车前，即可通过已输出的高频振荡电流对动力电池进行加热或者保温，使得用户不用提前对动力电池进行预热，即可以直接使用电动汽车，节省用户时间，提高电动汽车使用效率，也提升了动力电池的寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中电动汽车的动力电池加热方法的一流程图；
图2是本发明一实施例中电动汽车的动力电池加热方法的S12的一流程图；
图3是本发明一实施例中电动汽车的动力电池加热方法的S14的一流程图；
图4是本发明一实施例中电动汽车的动力电池加热方法的S142的一流程图；
图5是本发明一实施例中电动汽车的动力电池加热装置的一原理框图；
图6是本发明一实施例中电动汽车的动力电池加热装置的另一原理框图。
其中，图中各附图标记：
1-驱动模块；10-控制器；11-动力电池；12三相逆变器；13电机控制器；14驱动电机。
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作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。
在一实施例中，如图1所示，提供一种电动汽车的动力电池加热方法，包括如下步骤：
S11：获取动力电池11的发热需求功率。
其中，动力电池11为安装在电动汽车上的动力电池11，该动力电池11为锂离子电池。发热需求功率为用户根据对动力电池11发热需求进行设定的。示例性地，用户在使用电动汽车时，需使动力电池11放电或者充电的速度加快时，可以设定一个发热需求功率；或者，用户在低温环境下使用电动汽车时，由于动力电池11在低温环境下的性能，比在常温下的性能会降低30％-50％甚至更多，故用户可以根据实际需求设定一个发热需求功率，以对动力电池11进行加热，使得动力电池11的温度达到可以保证其性能处于稳定状态的预设正常温度范围内。
S12：实时获取电动汽车的驱动模块1的动力需求信息，并根据动力需求信息确定动力电池11的当前加热功率；驱动模块1连接动力电池11，驱动模块1包括电机控制器13和驱动电机14。
其中，电动汽车是指以车载电源为动力，用驱动模块1中的驱动电机14驱动车轮行驶的车辆。驱动模块1用于驱动电动汽车行驶，该驱动模块1与动力电池11连接，且驱动模块1包括电机控制器13和驱动电机14。动力需求信息为用户对电动汽车的驱动力的需求，动力需求信息通过用户设定的，该动力需求信息包括转矩需求信息和转速需求信息等。当前加热功率为电动汽车在动力需求信息下被驱动运动时，动力电池11存储或者释放的能量对应的动率，该当前加热功率的实质属于驱动电机14的有功功率的一部分(该有功功率至少包括用于驱动电动汽车运动的功率以及用于令动力电池存储或释放能量的功率两部分，两部分功率均与所述动力需求信息对应)。电机控制器13为控制驱动电机14按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。驱动电机14为依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。
具体地，根据实时获取到的电动汽车的驱动模块1的动力需求信息，驱动模块1中的电机控制器13会根据动力需求信息，控制电机的运转，以驱动电动汽车在满足动力需求信息的状态下行驶，在电动汽车在驱动电机的驱动下行驶的过程中，动力电池11也会产生与动力需求信息对应的当前加热功率。
S13：在当前加热功率小于发热需求功率时，根据发热需求功率以及当前加热功率获取补偿发热电流。
其中，补偿发热电流为发热需求功率与当前加热功率之间的差值功率对应的补偿发热电流。只要驱动电机在该动力需求信息下带动电动汽车行驶时，驱动电机可以额外补偿该补偿发热电流，动力电池就可以满足发热需求而被自加热到适合的预设正常温度范围内，达到发热需求功率。
具体地，在根据动力需求信息确定动力电池11的当前加热功率之后，将当前加热功率与发热需求功率进行比较，在当前加热功率小于发热需求功率时，根据发热需求功率以及当前加热功率，得到发热需求功率与当前加热功率之间的差值功率，根据动力电池11的当前内阻值与差值功率确定补偿发热电流。
S14：在电机控制器13控制驱动电机14根据动力需求信息驱动电动汽车运行时，令电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流，以令驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流。
其中，高频振荡电流为驱动电机14中的振荡电路输出的电流，该高频振荡电流的实质为驱动电机14中增加的无功功率对应的电流。
具体地，在电机控制器13控制驱动电机14根据动力需求信息驱动电动汽车运行时，且在根据发热需求功率以及当前加热功率获取补偿发热电流之后，将该补偿发热电流输入至电机控制器13，令电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流，以令驱动电机14输出与补偿发热电流相同的高频振荡电流。
S15：令动力电池11根据驱动电机14输出的高频振荡电流进行自加热。
具体地，在电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流，并使得驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流之后，由于驱动电机14与动力电池11为串联连接模式，在驱动电机14输出高频振荡电流时，动力电池11也存在高频振荡电流，动力电池11根据高频振荡电流，利用电池内阻产生的热量实现自加热。
在本实施例中，在当前加热功率小于发热需求功率时，在保证满足动力需求信息的前提下，通过电机控制器调控驱动电机的控制电流，以增大驱动电机的无功功率，使得驱动电机输出高频振荡电流，同时动力电池根据高频振荡电流进行自加热，增大动力电池内阻发热功率，从而实现在电动汽车以动力需求信息对应的驱动力行驶的同时，快速加热动力电池的效果，且高频振荡电流为反复利用的电流能，提高了动力电池的电芯加热能量的利用率，也提升了动力电池的寿命。并且通过上述方式，在用户使用电动汽车前，即可通过已输出的高频振荡电流对动力电池进行加热或者保温，使得用户不用提前对动力电池进行预热，可以直接使用电动汽车，节省用户时间，提高电动汽车使用效率。由于该方法是以满足动力需求信息为前提下，增大驱动电机的无功功率，因此在用户使用电动汽车过程中，可以连续动态发出动力需求信息和发热需求功率。
在一实施例中，如图2所示，动力需求信息包括转矩需求信息和转速需求信息，步骤S12中，也即根据动力需求信息确定动力电池11的当前加热功率，包括：
S121：根据转矩需求信息和转速需求信息得到与驱动电机14的驱动信息。
其中，转矩需求信息指的是用户对电动汽车的驱动电机14的转动力的需求。转速需求信息包括用户对电动汽车的驱动电机14的转动速度的需求等。驱动信息的实质为驱动电机14的驱动力，也即驱动电机14的有功功率。
在实时获取电动汽车的驱动模块1的动力需求信息之后，根据动力需求信息中的转矩需求信息和转速需求信息，确定驱动电机14的驱动信息。
S122：根据驱动信息确定电机控制器13控制驱动电机14驱动电动汽车运行时的驱动电流，根据驱动电流确定用于对动力电池11进行加热的当前加热功率。
具体地，在根据转矩需求信息和转速需求信息得到与驱动电机14的驱动信息之后，根据驱动电流和动力电池11的内阻值，确定用于对动力电池11进行加热的当前加热功率。
其中，动力电池的内阻值可以通过获取动力电池当前的SOC(State Of Charge，电池荷电状态)值来确定。具体地，动力电池11的开路电压与动力电池11的SOC相关，因此，只要确定动力电池11的当前SOC，则开路电压可以随之确定，且开路电压确定的同时，动力电池的内阻值亦可获取。在本发明中，动力电池11的开路电压与SOC关联存储在BMS(BatteryManagement System，电池管理系统)中或者其他数据库中，因此，在获取动力电池11的当前SOC之后，根据获取的当前SOC(在动力电池11的实际运行过程中，其在当前时刻的当前SOC可以实时测得)自BMS中或者其他数据库中，根据获取的当前SOC获取动力电池11当前内阻值。
在一实施例中，如图3所示，步骤S14中，也即令电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流，以令驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流，包括：
S141：实时获取驱动电机14的无功功率。
其中，无功功率指的是驱动电机14中为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率。可以理解地，每一驱动电机14在起始阶段都会相应存在一定的无功功率，每一驱动电机14在起始阶段对应的无功功率可能是相同的，也可能是不同的，该无功功率不转化为机械能或者热能等，因此，该无功功率不会影响电动汽车的行驶过程，也即，无功功率的变化，对于上述动力需求信息并不产生影响。
S142：获取电机控制器13的最大极限功率，令电机控制器13根据补偿发热电流、无功功率以及最大极限功率，增大驱动电机14的控制电流，以令驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流。
其中，最大极限功率为电机控制器13可调控的功率的最大极限值。
在实时获取驱动电机14的无功功率之后，获取电机控制器13的最大极限功率，并令电机控制器13根据补偿发热电流、无功功率以及最大极限功率，增大驱动电机14的控制电流，以增大驱动电机14的无功功率，令驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流，使得动力电池11的发热功率达到发热需求功率，且增大驱动电机的控制电流不会超过与电机控制器的最大极限功率对应的电流值。
在一实施例中，如图4所示，步骤S142中，也即令电机控制器13根据补偿发热电流、无功功率以及最大极限功率，增大驱动电机14的控制电流，以令驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流，包括：
S1421：根据补偿发热电流和动力电池11的内阻值获取差值功率。
其中，差值功率根据发热需求功率以及当前加热功率之间的差值得到。
在根据发热需求功率以及当前加热功率获取补偿发热电流之后，根据补偿发热电流和动力电池11的内阻值获取差值功率。
S1422：将差值功率与无功功率之间和记录为叠加功率，并根据叠加功率和动力电池11的内阻值，得到叠加电流，以将驱动电机14的控制电流增大至叠加电流。
其中，叠加功率为差值功率和无功功率叠加之后得到的，该叠加功率为驱动电机的新的无功功率，该叠加功率中包括用于维持驱动电机转动对应的第一无功功率和产生高频振荡电流对应的第二无功功率。叠加电流为与叠加功率和动力电池11的内阻值对应的电流，该叠加电流为需增大控制电流的阈值。
具体地，在根据补偿发热电流和动力电池11的内阻值获取差值功率之后，将差值功率与无功功率之间的和记录为叠加功率，并根据叠加功率和动力电池11的内阻值，得到叠加电流，以令电机控制器13将驱动电机14的控制电流增大至叠加电流，使得驱动电机14的控制电流增大后的动力电池11的当前加热功率达到发热需求功率(同时，电动汽车在动力需求信息下行驶，且根据叠加功率中第一无功功率维持驱动电机转动，并根据叠加功率中第二无功功率使驱动电机输出与第二无功功率对应的高频振荡电流，以供动力电池根据高频振荡电流进行自加热)。
在一实施例中，将驱动电机14的控制电流增大至叠加电流，包括：
通过增大驱动电机14的励磁电流或通过空间矢量调制方式，将驱动电机14的控制电流增大至叠加电流。
其中，励磁电流为在提供工作磁场时，同步电机转子中流过的电流。空间矢量调制方式为根据确定位置的有限个空间矢量组合作用来产生满足任意位置和一定幅值范围需要的空间矢量的过程，空间矢量调制方式包括：电压空间矢量调制、磁链空间矢量调制以及电流空间矢量调制。
具体地，在根据叠加功率和动力电池11的内阻值得到叠加电流之后，可以通过增大驱动电机14的励磁电流的方式，将驱动电机14的控制电流增大至叠加电流。
进一步地，在忽略与电机控制器13连接的三相逆变器12的损耗的前提下，可根据瞬时功率理论得到驱动电机14的有功功率和无功功率的表达式如下：
p＝udid+uqiq
q＝uqid-udiq
其中，p为驱动电机14的有功功率；q为驱动电机14的无功功率；ud为驱动电机14中旋转坐标系定在d轴时的电压；id为驱动电机14中旋转坐标系定在d轴上的电流，也即励磁电流；uq为驱动电机14中旋转坐标系定在q轴时的电压；iq为驱动电机14中旋转坐标系定在q轴上的电流。
而在常规FOC(Field-Oriented Control，磁场定向控制)控制下，驱动电机14的旋转坐标系定在q轴上，因此ud＝0，故上述的瞬时功率的表达式最终为：
p＝uqiq
q＝uqid
通过增大驱动电机14的励磁电流的方式，也即增大上述表达式中的id，故在保证满足动力需求信息中的转矩信息和转速信息，也即满足有功功率的同时，增大驱动电机14的无功功率，使得动力电池11根据驱动电机14输出的高频振荡电流进行自加热，动力电池11的内阻产生热量。
进一步地，在根据叠加功率和动力电池11的内阻值得到叠加电流之后，还可以通过空间矢量调制方式，也即采用有效矢量替代零矢量的方法，以将驱动电机14的控制电流增大至叠加电流，以增大驱动电机14的无功功率。
进一步地，驱动电机14的视在功率的表达式如下：
s2＝p2+q2
其中，s为驱动电机14的视在功率；p为驱动电机14的有功功率；q为驱动电机14的无功功率。
因此，经过上述通过增大驱动电机14的励磁电流或通过空间矢量调制方式，将驱动电机14的控制电流增大至叠加电流，也即在保证满足动力需求信息对应的有功功率的前提下，增大了驱动电机14的无功功率，使得驱动电机14输出最大的视在功率和高频振荡电流，并令动力电池11根据高频振荡电流进行自加热，实现连续动态的动力电池11内部发热功率调控。
在一实施例中，在电机控制器13控制驱动电机14根据动力需求信息驱动电动汽车运行时，令电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流之后，还包括：
获取调控后的驱动电机14输出的高频振荡电流，若高频振荡电流小于补偿发热电流，提示调控失败。
在电机控制器13控制驱动电机14根据动力需求信息驱动电动汽车运行时，令电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流之后，获取调控后的驱动电机14输出的高频振荡电流，若高频振荡电流小于补偿发热电流，则通过语音提示、发送短信至用户的移动终端或者其它有效提示方式，提示调控失败。
检测动力电池11的实时温度，在实时温度小于预设正常温度范围的下限值时，提示动力电池11的温度异常。
其中，实时温度任意一个当前时间下实时测得的动力电池11的温度。预设正常温度范围可以为常温温度范围，也即20℃-25℃，该预设正常温度范围可以根据用户的需求进行小幅调整。
在高频振荡电流小于补偿发热电流时，提示调控失败时，同步检测动力电池11的实时温度，在实时温度小于预设正常温度范围的下限制时，通过语音提示、发送短信至用户的移动终端或者其它有效提示方式，提示动力电池11的温度异常。该温度异常可能是在动力电池11根据驱动电机14输出的高频振荡电流进行自加热时，由于高频振荡电流较小，导致动力电池11的温度达不到预设正常温度范围的下限值，用户可以根据当前检测到的动力电池11的实时温度，按照本申请的上述实施例中所述的方法，重新发送发热需求功率。
在一实施例中，如图5所示，提供一种电动汽车的动力电池加热装置，包括驱动模块1、三相逆变器12以及控制器10；驱动模块1包括电机控制器13和驱动电机14；电机控制器13连接三相逆变器12、控制器10以及驱动电机14；三相逆变器12连接动力电池11和驱动电机14；控制器10连接动力电池11和电机控制器13；
其中，动力电池与三相逆变器之间通过动力线连接；三相逆变器与驱动电机之间通过动力线连接；电机控制器与三相逆变器之间通过信号线连接；控制器与电机控制器之间通过信号线连接；动力电池与控制器之间通过信号线连接。
其中，驱动模块1用于驱动电动汽车行驶，驱动模块1包括电机控制器13和驱动电机14。电机控制器13为通过主动工作来控制驱动电机14按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。驱动电机14为依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。三相逆变器12是将直流电转换为交流电的设备，优选地，在本实施例中，该三相逆变器12采用的是由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)作为开关元件组成的H桥逆变器。控制器10用于接收用户需求以及控制各个模块参与运行。电机控制器13为通过主动工作来控制驱动电机14按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。驱动电机14为依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。
控制器10用于：
获取动力电池11的发热需求功率。
其中，动力电池11为安装在电动汽车上的动力电池11，该动力电池11为锂离子电池。发热需求功率为用户根据对动力电池11发热需求进行设定的。示例性地，用户在使用电动汽车时，需使动力电池11放电或者充电的速度加快时，可以设定一个发热需求功率；或者，用户在低温环境下使用电动汽车时，由于动力电池11在低温环境下的性能，比在常温下的性能会降低30％-50％甚至更多，故用户可以设定一个发热需求功率，以对动力电池11进行加热，使得动力电池11的性能达到稳定状态。
实时获取电动汽车的驱动模块1的动力需求信息，并根据动力需求信息确定动力电池11的当前加热功率。
其中，电动汽车是指以车载电源为动力，用驱动模块1中的驱动电机14驱动车轮行驶的车辆。动力需求信息为用户对电动汽车的驱动力的需求，动力需求信息通过用户设定的，该动力需求信息包括转矩需求信息和转速需求信息。当前加热功率为动力电池11在动力需求信息下，存储或者释放的能量对应的动率，该当前加热功率的实质为驱动电机14的有功功率。
具体地，根据实时获取到的电动汽车的驱动模块1的动力需求信息，通过控制器10将动力需求信息发送至电机控制器13中，驱动模块1中的电机控制器13会根据动力需求信息，控制电机的运转，以驱动电动汽车在满足动力需求信息的状态下行驶，并根据电机运转过程中，与动力需求信息对应的动力电池11的当前加热功率。
在当前加热功率小于发热需求功率时，根据发热需求功率以及当前加热功率获取补偿发热电流。
其中，补偿发热电流为发热需求功率与当前加热功率之间的差值功率对应的补偿发热电流。
具体地，在根据动力需求信息确定动力电池11的当前加热功率之后，将当前加热功率与发热需求功率进行比较，在当前加热功率小于发热需求功率时，根据发热需求功率以及当前加热功率，得到发热需求功率与当前加热功率之间的差值功率，根据动力电池11的当前内阻值与差值功率确定补偿发热电流。
在电机控制器13控制驱动电机14根据动力需求信息驱动电动汽车运行时，令电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流，以令驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流。
其中，高频振荡电流为驱动电机14中的振荡电路输出的电流，该高频振荡电流的实质为驱动电机14中增加的无功功率对应的电流。
具体地，在电机控制器13控制驱动电机14根据动力需求信息驱动电动汽车运行时，且在根据发热需求功率以及当前加热功率获取补偿发热电流之后，将该补偿发热电流输入至电机控制器13，令电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流，以令驱动电机14输出与补偿发热电流相同的高频振荡电流。
其中，令电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流后，将调控后的驱动电机14的控制电流输出至三相逆变器12中，经三相逆变器12输出三个频率相同，振幅相等，相位依次互差120度的交流电势，并将这三个交流电势输入至驱动电机14中，以令驱动电机14在满足动力需求信息的同时，输出的高频振荡电流等于补偿发热电流。
令动力电池11根据驱动电机14输出的高频振荡电流进行自加热。
具体地，在电机控制器13根据补偿发热电流调控驱动电机14的控制电流，并使得驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流之后，由于驱动电机14与动力电池11为串联连接模式，在驱动电机14输出高频振荡电流时，动力电池11也存在高频振荡电流，动力电池11根据高频振荡电流，利用电池内阻产生的热量实现自加热。
在一实施例中，动力需求信息包括转矩需求信息和转速需求信息，控制器10还用于：
根据转矩需求信息和转速需求信息得到与驱动电机14的驱动信息。
其中，转矩需求信息指的是用户对电动汽车的驱动电机14的转动力的需求。转速需求信息指的是用户对电动汽车的驱动电机14的转动速度的需求。驱动信息的实质为驱动电机14的驱动力，也即驱动电机14的有功功率。
在实时获取电动汽车的驱动模块1的动力需求信息之后，根据动力需求信息中的转矩需求信息和转速需求信息，确定驱动电机14的驱动信息。
根据驱动信息确定电机控制器13控制驱动电机14驱动电动汽车运行时的驱动电流，根据驱动电流确定用于对动力电池11进行加热的当前加热功率。
具体地，在根据转矩需求信息和转速需求信息得到与驱动电机14的驱动信息之后，根据驱动电流和动力电池11的内阻值，确定用于对动力电池11进行加热的当前加热功率。
在一实施例中，控制器10还用于：
实时获取驱动电机14的无功功率。
其中，无功功率指的是驱动电机14中为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率。可以理解地，每一驱动电机14在起始阶段都会相应存在一定的无功功率，每一驱动电机14在起始阶段对应的无功功率可能是相同的，也可能是不同的，该无功功率不转化为机械能或者热能等。
获取电机控制器13的最大极限功率，令电机控制器13根据补偿发热电流、无功功率以及最大极限功率，增大驱动电机14的控制电流，以令驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流。
其中，最大极限功率为电机控制器13可调控的功率的最大极限值。
在实时获取驱动电机14的无功功率之后，获取电机控制器13的最大极限功率，并令电机控制器13根据补偿发热电流、无功功率以及最大极限功率，增大驱动电机14的控制电流，以增大驱动电机14的无功功率，令驱动电机14输出的高频振荡电流等于补偿发热电流，使得动力电池11的发热功率达到发热需求功率。
在一具体实施方式中，如图6所示，电动汽车的动力电池加热装置包括：FEM-Parameterized PMSM(永磁同步马达：permanent-magnet synchronous motor)为三相永磁同步电机，也即上述实施例中的驱动电机，OC为电机接地线，PQ为功率显示器，用于显示驱动电机的有功功率和无功功率，P为有功功率，Q为无功功率，Torque Source为转矩源，trq为特殊的物理信号，转矩需求为torque0，转速需求为rpm0，动力电池的电压源V Src为500V，R为动力电池内阻，v为动力电池连接的电压表，i为动力电池连接的电流表，Three-Phase Inverter为三相逆变器，该三相逆变器是由IGBT组成的H桥逆变器，PMSMController为永磁同步电机控制器，也即上述实施例中的电机控制器，ComputationalDelay为延迟计算装置，ZOH rpm为零阶保持器，ZOH rpm用于每过一个采样时间，更新一次输入至永磁同步电机控制器的信号，并保持到下一次采样。
优选地，电动汽车的动力电池加热装置还包括三相电流电压表，三相电流电压表连接三相逆变器12、电机控制器13以及驱动电机14；三相电流电压表用于检测自三相逆变器12输出的三个频率相同，振幅相等，相位依次互差120度的交流电势，并将该交流电势的绝对值对应的电流值(也即图6中的I)反馈至电机控制器13中，以确定当前电流是否满足与补偿发热电流相对应。
优选地，在驱动电机14和电机控制器13之间还可以连接一个转矩测量器(也即图6中的m对应的测量器)，该转矩测量器用于测量自驱动电机14输出的转矩值或者是检测用户发送的动力需求信息中的转矩需求信息。
优选地，电动汽车的动力电池加热装置还包括功率显示器，该功率显示器与三相电流电压表连接，用于显示驱动电机14的有功功率和无功功率，方便用户直观的查看驱动电机14的当前有功功率和无功功率对应的功率值。
在一实施例中，提供一种汽车，包括上述实施例中的电动汽车的动力电池加热装置。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的动力电池加热方法，其特征在于，包括：
获取动力电池的发热需求功率；
实时获取电动汽车的驱动模块的动力需求信息，并根据所述动力需求信息确定所述动力电池的当前加热功率；所述驱动模块连接所述动力电池，所述驱动模块包括电机控制器和驱动电机；
在所述当前加热功率小于所述发热需求功率时，根据所述发热需求功率以及所述当前加热功率获取补偿发热电流；
在所述电机控制器控制所述驱动电机根据所述动力需求信息驱动所述电动汽车运行时，令所述电机控制器根据所述补偿发热电流调控所述驱动电机的控制电流，以令所述驱动电机输出的高频振荡电流等于所述补偿发热电流；
令所述动力电池根据所述驱动电机输出的高频振荡电流进行自加热。
2.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池加热方法，其特征在于，所述动力需求信息包括转矩需求信息和转速需求信息；
所述根据所述动力需求信息确定所述动力电池的当前加热功率，包括：
根据所述转矩需求信息和所述转速需求信息得到与所述驱动电机的驱动信息；
根据所述驱动信息确定所述电机控制器控制所述驱动电机驱动所述电动汽车运行时的驱动电流，根据所述驱动电流确定用于对所述动力电池进行加热的当前加热功率。
3.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池加热方法，其特征在于，所述令所述电机控制器根据所述补偿发热电流调控所述驱动电机的控制电流，以令所述驱动电机输出的高频振荡电流等于所述补偿发热电流，包括：
实时获取所述驱动电机的无功功率；
获取所述电机控制器的最大极限功率，令所述电机控制器根据所述补偿发热电流、所述无功功率以及所述最大极限功率，增大所述驱动电机的控制电流，以令所述驱动电机输出的高频振荡电流等于所述补偿发热电流。
4.如权利要求3所述的电动汽车的动力电池加热方法，其特征在于，所述令所述电机控制器根据所述补偿发热电流、所述无功功率以及所述最大极限功率，增大所述驱动电机的控制电流，以令所述驱动电机输出的高频振荡电流等于所述补偿发热电流，包括：
根据所述补偿发热电流和所述动力电池的内阻值获取差值功率；
将所述差值功率与所述无功功率之和记录为叠加功率，并根据所述叠加功率和所述动力电池的内阻值，得到叠加电流，以将所述驱动电机的控制电流增大至所述叠加电流。
5.如权利要求4所述的电动汽车的动力电池加热方法，其特征在于，所述将所述驱动电机的控制电流增大至所述叠加电流，包括：
通过增大所述驱动电机的励磁电流或通过空间矢量调制方式，将所述驱动电机的控制电流增大至所述叠加电流。
6.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池加热方法，其特征在于，所述在所述电机控制器控制所述驱动电机根据所述动力需求信息驱动所述电动汽车运行时，令所述电机控制器根据所述补偿发热电流调控所述驱动电机的控制电流之后，还包括：
获取调控后的所述驱动电机输出的高频振荡电流，若所述高频振荡电流小于所述补偿发热电流，提示调控失败；
检测所述动力电池的实时温度，在所述实时温度小于预设正常温度范围的下限值时，提示所述动力电池的温度异常。
7.一种电动汽车的动力电池加热装置，其特征在于，包括驱动模块、三相逆变器以及控制器；所述驱动模块包括电机控制器和驱动电机；所述电机控制器连接所述三相逆变器、所述控制器以及所述驱动电机；所述三相逆变器连接所述动力电池和所述驱动电机；所述控制器连接所述动力电池；所述控制器用于：
获取所述动力电池的发热需求功率；
实时获取电动汽车的驱动模块的动力需求信息，并根据所述动力需求信息确定所述动力电池的当前加热功率；
在所述当前加热功率小于所述发热需求功率时，根据所述发热需求功率以及所述当前加热功率获取补偿发热电流；
在所述电机控制器控制所述驱动电机根据所述动力需求信息驱动所述电动汽车运行时，令所述电机控制器根据所述补偿发热电流调控所述驱动电机的控制电流，以令所述驱动电机输出的高频振荡电流等于所述补偿发热电流；
令所述动力电池根据所述驱动电机输出的高频振荡电流进行自加热。
8.如权利要求7所述的电动汽车的动力电池加热装置，其特征在于，所述动力需求信息包括转矩需求信息和转速需求信息；所述控制器还用于：
根据所述转矩需求信息和所述转速需求信息得到与所述驱动电机的驱动信息；
根据所述驱动信息确定所述电机控制器控制所述驱动电机驱动所述电动汽车运行时的驱动电流，根据所述驱动电流确定用于对所述动力电池进行加热的当前加热功率。
9.如权利要求7所述的电动汽车的动力电池加热装置，其特征在于，所述控制器还用于：
实时获取所述驱动电机的无功功率；
获取所述电机控制器的最大极限功率，令所述电机控制器根据所述补偿发热电流、所述无功功率以及所述最大极限功率，增大所述驱动电机的控制电流，以令所述驱动电机输出的高频振荡电流等于所述补偿发热电流。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求7至9任一项所述电动汽车的动力电池加热装置。
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