CN113745700B - 电动汽车及其动力电池的加热方法、装置和存储介质 - Google Patents

电动汽车及其动力电池的加热方法、装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车及其动力电池的加热方法、装置和存储介质，电动汽车还包括与动力电池连接的能量转换装置，能量转换装置包括桥臂变换器、电感和电容，桥臂变换器的一侧通过电感与动力电池连接，桥臂变换器的另一侧与电容连接，方法包括以下步骤：获取动力电池的温度；计算动力电池的温度与设定温度之间的第一差值；对第一差值进行PID调节，得到电压指令；获取电容两端的电压；根据电容两端的电压和目标电压对桥臂变换器进行控制，以通过动力电池和电容的充放电实现动力电池的自加热。该加热方法，可实现对桥臂变换器的精确控制，进而能够保证动力电池自加热的稳定性。

Description

电动汽车及其动力电池的加热方法、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电动汽车及其动力电池的加热方法、装置和存储介质。
背景技术
动力电池如锂离子电池作为电动汽车的储能载体，其特性受环境温度影响较为显著。在低温环境下，锂离子电池内部电化学物质活性降低，从而使得电池性能下降，充电时其负极表面容易堆积形成金属锂，导致充电困难。并且，低温环境下，动力电池可用能量和功率衰减比较严重，且长期低温环境使用会加速动力电池老化，缩短其使用寿命。
为此，相关技术中，提出通过控制与动力电池连接的能量转换装置的周期性导通和关断，实现动力电池的交替充电和放电，进而实现动力电池的自加热。然而，该技术对能量转换装置的控制精度不高，不能保证动力电池自加热的稳定性。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的动力电池的加热方法，以实现动力电池的快速有效加热。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车的动力电池的加热装置。
本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电动汽车的动力电池的加热方法，电动汽车还包括与所述动力电池连接的能量转换装置，所述能量转换装置包括桥臂变换器、电感和电容，所述桥臂变换器的一侧通过所述电感与所述动力电池连接，所述桥臂变换器的另一侧与所述电容连接，所述方法包括以下步骤：获取所述动力电池的温度；计算所述动力电池的温度与设定温度之间的第一差值；对所述第一差值进行PID调节，得到目标电压；获取所述电容两端的电压；根据所述目标电压和所述电容两端的电压对所述桥臂变换器进行控制，以通过所述动力电池和所述电容的充放电实现所述动力电池的自加热。
本发明实施例的电动汽车的动力电池的加热方法，通过对动力电池的温度与设定温度之间的第一差值进行PID调节，可实现对桥臂变换器的精确控制，能够保证动力电池自加热的稳定性。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电动汽车的动力电池的加热装置，电动汽车还包括与所述动力电池连接的能量转换装置，所述能量转换装置包括桥臂变换器、电感和电容，所述桥臂变换器的一侧通过所述电感与所述动力电池连接，所述桥臂变换器的另一侧与所述电容连接，所述装置包括：第一获取模块，用于获取所述动力电池的温度；计算模块，用于计算所述动力电池的温度与设定温度之间的第一差值；调节模块，用于对所述第一差值进行PID调节，得到电压指令；第二获取模块，用于获取所述电容两端的电压；控制模块，用于根据所述目标电压和所述电容两端的电压对所述桥臂变换器进行控制，以通过所述动力电池和所述电容的充放电实现所述动力电池的自加热。
本发明实施例的电动汽车的动力电池的加热装置，通过对动力电池的温度与设定温度之间的第一差值进行PID调节，可实现对桥臂变换器的精确控制，能够保证动力电池自加热的稳定性。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的电动汽车的动力电池的加热方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，在其上存储的与上述加热方法对应的计算机程序被处理器执行时，能够实现对桥臂变换器的精确控制，保证动力电池自加热的稳定性。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电动汽车，包括上述的电动汽车的动力电池的加热装置。
本发明实施例的电动汽车，通过上述的加热装置，能够实现对桥臂变换器的精确控制，保证动力电池自加热的稳定性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明一个实施例的电动汽车的动力电池的加热方法的流程图；
图2是本发明一个示例的能量转换装置的电路拓扑图；
图3是本发明另一个示例的能量转换装置的电路拓扑图；
图4是本发明另一个实施例的电动汽车的动力电池的加热方法的流程图；
图5是本发明一个具体实施例的电动汽车的动力电池的加热方法的流程图；
图6是本发明一个实施例的电动汽车的动力电池的加热装置的结构框图；
图7是本发明另一个实施例的电动汽车的动力电池的加热装置的结构框图；
图8是本发明实施例的电动汽车的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的电动汽车及其动力电池的加热方法、转置及存储介质。
图1是本发明实施例的电动汽车的动力电池的加热方法的流程图。
在该实施例中，如图2、图3所示，电动汽车包括动力电池1和与动力电池连接的能量转换装置2，能量转换装置2包括桥臂变换器21、电感(图2中示出了电感L1和L2)和电容C1，桥臂变换器21的一侧通过电感与动力电池1连接，桥臂变换器21的另一侧与电容C1连接。
参见图2，作为一个示例，桥臂变换器21包括第一相桥臂和第二相桥臂，第一相桥臂由第一上桥臂和第一下桥臂组成，第二桥臂由第二上桥臂和第二下桥臂组成，第一相桥臂和第二相桥臂的第一汇流端、第二汇流端与电容C1的两端对应连接，第一相桥臂的中点通过第一电感L1连接至动力电池1的正极，第二相桥臂的中点通过第二电感L2连接至动力电池1的正极，第二汇流端还连接至动力电池1的负极。参见图2，每个上/下桥臂包括开关管和与开关管并联的续流二极管，开关管分别为G1、G2、G3、G4，续流二极管分别为D1、D2、D3、D4。其中，开关管G1、G2、G3和G4可为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)管。
由此，通过控制开关管G2、G4的通断，可实现动力电池1给电容C1充电，即此时动力电池1放电；通过控制开关管G1、G3的通断，可实现电容C1给动力电池1充电。动力电池1充放电过程中，在交流电流和动力电池内阻的作用下可产生热量，实现动力电池1自身温度的升高，即实现了自加热。
可选地，参见图2，能量转换装置2还可包括电容C2，用以对动力电池1两端电压进行滤波。
作为一个示例，如图3所示，桥臂变换器21也可仅包括第一相桥臂，该第一相桥臂由第一上桥臂和第一下桥臂组成，其两端与电容C1的两端对应连接，第一相桥臂的中点通过第一电感L1连接至动力电池1的正极，第一相桥臂一端还连接至动力电池1的负极。其中，每个开关组件包括开关管和与开关管并联的续流二极管，开关管分别为G1、G2，续流二极管分别为D1、D2。
如图1所示，电动汽车的动力电池的加热方法包括以下步骤：
S11，获取动力电池的温度。
具体地，可通过电动汽车的BMS(Battery Management System，电池管理系统)获取动力电池的温度。其中，BMS中可在动力电电池的多个位置设置温度传感器，进而通过多个温度传感器的采样值计算得到动力电池的温度，如取采样值的平均值，舍弃最大和最小采样值，取剩余采样值的平均值等。
其中，如果动力电池由多个电池单体组成，则可以在相邻两电池单体之间的壳体设置温度传感器，也可以在处于中间位置的电池单体的壳体多设置温度传感器，两边的则少设置温度传感，还可以在电池单体的电芯设置温度传感器。
S12，计算动力电池的温度与设定温度之间的第一差值。
其中，设定温度可预先设定，并存储在VCU(Vehicle Control Unit,整车控制器)中，进而可通过VCU计算动力电池的温度与设定温度之间的第一差值。
S13，对第一差值进行PID调节，得到目标电压。
具体地，可通过如下公式对第一差值进行PID调节，得到目标电压：
U(t)＝Kp*e(t)+Ki*∫t0 e(t)+Kd*e(t)/dt+Minitial
其中，U(t)为PID调节器的输出，即目标电压，其为时间函数，e(t)＝Sv-Pv，表示第一差值，Sv为设定温度，Pv为动力电池的实际温度，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，Minitial为PID调节器的静态输出，t为时间。
上式中，比例调节作用：比例调节项按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。比例作用越大，越可以加快调节，减少偏差。
积分调节作用：积分调节项消除系统的稳态误差。只要有偏差，积分就进行，直到无偏差时，积分运算才停止，积分调节项输出一常数值。积分作用的强弱取决于积分时间常数，积分时间常数越小，积分作用越强。
微分调节作用：微分调节项反映系统过程变量的变化率，具有预见性，能预见变化的趋势，因此能产生超前的调节作用，在偏差还没有形成之前，已经被微分调节作用消除。因此，微分调节项可以改善系统的动态性能。在微分时间参数选择合适的情况下，可以减少超调，减少调节时间。此外，微分项反映的是过程变量的变化率，而当过程变量没有变化是，微分调节输出为零。微分调节不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID调节器。
当然，要实现预期的控制效果，需要对PID调节器各部分的参数进行合理整定，这里不做赘述。
S14，获取电容两端的电压。
具体地，参见图2，可根据电压指令对开关管G1～G4进行通断控制，以使动力电池进行充电或放电，以使动力电池进行自加热。自加热过程中，获取电容C1两端的电压。
S15，根据目标电压和电容两端的电压对桥臂变换器进行控制，以通过动力电池和所述电容的充放电实现动力电池的自加热。
具体地，对于由多个电池单体组成的动力电池而言，如果各电池单体之间的温度不平衡,则可能会造成部分电池单体过充电或者过放电,进而不仅会影响动力电池性能与寿命,还会带来安全隐患。因此，为保证动力电池自加热达到最佳的温度范围，要求各电池单体之间具有较好的温度一致性。基于此，本发明采用上述步骤S11～S15对动力电池进行自加热控制。
具体而言，整个自加热过程中，VCU通过BMS中的温度传感器获取动力电池的温度，进而计算该温度与设定温度之间的第一差值，并对第一差值进行PID(ProportionalIntegral Differential,比例、积分、微分控制算法)控制运算，得出动力电池的自加热需求电压指令。电容C1、电感L1和L2、桥臂变换器组成动力电池自加热的主要执行部分，桥臂变换器中的微处理器接收来自VCU的自加热需求目标电压，参考当前电容C1两端的电压进行计算，得出PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制,)控制的PWM信号的占空比，PWM信号输出到驱动板作为控制信号，以对桥臂变换器进行通断控制。由此，根据动力电池实际温度的变化，改变PWM信号占空比即可改变桥臂变换器中各开关管的开关时间，从而精确控制动力电池1、电容C1、电感L1和L2之间的充放电工作周期，使动力电池的温度稳定在设定温度，保证动力电池各部分的温度一致性。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，在对第一差值进行PID调节之前，电动汽车的动力电池的加热方法还可包括：
S31，比较第一差值与预设差值阈值之间的关系。
S32，如果第一差值大于预设差值阈值，则根据第一PWM信号对桥臂变换器进行控制，并获取动力电池的温度上升率。
作为一个示例，如果第一差值小于或者等于预设差值阈值，则对第一差值进行PID调节。
S33，比较温度上升率与第一预设变化率阈值之间的关系。
S34，如果温度上升率大于第一预设变化率阈值，则根据第二PWM信号对桥臂变换器进行控制，其中，第二PWM信号的占空比小于第一PWM信号的占空比。
具体地，步骤S31～S34为PID调节前的阶段。自加热过程中，在初始阶段，实际温度与设定温度之间的第一差值较大，此时可使PWM控制以较大占空比(如100％)输出，以加快自加热速度。该过程中，动力电池的温度上升较快，当温度上升率超过第一预设变化率阈值时，控制桥臂变换器驱动PWM减小占空比甚至关波(即占空比为0)，以限制温升过快，避免到达设定温度时超调过大，造成系统过温或超调震荡，同时还可实现对充放电电流的限制，防止电流超出动力电池允许的最大充放电电流。
在该实施例中，通过采用步骤S31～S34进行自加热控制，可提高动力电池的自加热速度，使动力电池快速升温，且该过程会使动力电池内各部分，如各电池单体的壳体、电芯、线束、电极、电解液、集流体等，在热传导的作用下逐渐使温度趋于统一。当第一差值小于或等于预设差值阈值，或者，温度上升率超过第一预设变化率阈值时，可采用步骤S11～S15进行自加热控制，即根据动力电池的温度与设定温度的偏差控制PWM信号占空比在0-100％之间变化，保证温度偏差趋近于零，即使动力电电池的温度稳定在设定温度。由此，通过步骤S31～S34和步骤S11～S15的设置，可实现合理地处理加热速度和温度的稳定性之间的矛盾。
作为一个示例，电动汽车的动力电池的加热方法还包括：比较动力电池的温度与第一预设温度阈值之间的关系；如果动力电池的温度大于第一预设温度阈值，则获取预设时间内动力电池的温度大于第一预设温度阈值的次数；比较次数与预设次数之间的关系；如果次数大于预设次数，则控制桥臂变换器关断，其中，第一预设温度阈值大于设定温度；待桥臂变换器的关断时间达到第一预设时间，或者，动力电池的温度小于第二预设温度阈值时，恢复通过桥臂变换器对动力电池的自加热控制，其中，第二预设温度阈值小于第一预设温度阈值。
具体地，如果检测到动力电池的温度较大，大于第一预设温度阈值，则进行计时，并继续将动力电池的温度与第一预设温度阈值进行比较，当比较到第N次(如4次)时(此时计时时间小于预设时间)，动力电池的温度大于第一预设温度阈值的次数达到预设次数(如3次、4次)，则控制桥臂变换器关断，即关断开关管G1～G4，以停止动力电池的自加热，避免动力电池过热。同时，BMS可记录该过热故障，以便故障排除。待桥臂变换器的关断时间达到第一预设时间时，可认为在该第一预设时间内动力电池的温度降到了安全温度以内，或者，待动力电池的温度小于第二预设温度阈值(安全温度)时，可恢复关断桥臂变换器之前的控制，如可返回执行步骤S11～S15。
可选地，还可根据动力电池的温度大于第一预设温度阈值的程度，确定是否启动冷却系统对动力电池降温，例如，动力电池的温度大于第一预设温度阈值，且差值大于一定值时，可启动冷却系统对动力电池降温。
作为一个示例，电动汽车的动力电池的加热方法还包括：比较温度上升率与第二预设变化率阈值之间的关系；如果温度上升率大于第二预设变化率阈值，则控制桥臂变换器关断，由此，可限制温升过快，降低系统惯性，其中，第二预设变化率阈值大于第一预设变化率阈值；待桥臂变换器的关断时间达到第二预设时间时，恢复通过桥臂变换器对动力电池的自加热控制。
具体地，如果温度上升率大于第二预设变化率阈值，说明温升过快，可能造成PID调节时超调过大，不利于温度稳定；且可能导致充放电电流大于允许的最大充放电电流，从而来来安全隐患，因此可控制桥臂变换器关断，以限制温升过快。待桥臂变换器的关断时间达到第二预设时间时，说明动力电池的温度通过热传导，逐步均衡，还可能会有一定程度的下降，可保证动力电池处于安全状态，此时可恢复通过桥臂变换器对动力电池的自加热控制
作为一个示例，电动汽车的动力电池的加热方法还包括：获取动力电池的充/放电电流；比较充/放电电流与第一预设电流阈值之间的关系；如果充/放电电流大于第一预设电流阈值，则控制桥臂变换器关断，由此可实现过流保护，降低对动力电池的损害；待动力电池的充/放电电流小于第二预设电流阈值时，恢复关断桥臂变换器之前的控制，其中，第二预设电流阈值小于第一预设电流阈值。
具体地，如果充/放电电流大于第一预设电流阈值，说明当前的充/放电流很可能会导致电池温升过快、损坏开关管等，此时控制桥臂变换器关断，可避免动力电池温升过快，降低对开关管的损坏。
作为一个示例，电动汽车的动力电池的加热方法还包括：获取动力电池的SOC(State of Charge,荷电状态)值；比较SOC值与第一预设SOC阈值之间的关系；如果SOC值小于第一预设SOC阈值，则停止对动力电池的自加热控制，由此可避免动力电池的过放；待动力电池的SOC值大于第二预设SOC阈值时，开启对动力电池的自加热控制，其中，第二预设SOC阈值大于第一预设SOC阈值。
具体地，可在自加热控制之前，即获取动力电池的SOC值，并将该SOC值与第一预设SOC阈值(过放阈值)进行比较，若SOC值小于第一预设SOC阈值，则自加热控制会导致动力电池过放，损坏动力电池。因此，此时可不进行动力电池的自加热控制。待动力电池的SOC值大于第二预设SOC阈值时，说明动力电池的电量可很好的满足自加热控制需求，此时可开启自加热控制。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，在自加热请求开启后，进行自加热之前，还可检测电池系统是否异常、桥臂变换器是否异常、VCU是否异常、BMS与VCU之间的通信是否异常等。当上述任一个存在异常时，均不能进行自加热，且若上述异常中的电池系统异常，则直接不允许自加热；若是其他异常，则可返回主流程判断。由此，可以保证温度控制的准确定、可靠性和有效性，保证动力电池的安全，甚至是保护整车的安全。
进一步地，参见图4，在进行自加热时，可检测是否存在过流、温度变换异常、SOC值过低、温度过高等情况，若存在，则VCU、桥臂变换器和BMS可采取相应的保护措施，如VCU关断桥臂变换器，BMS记录过温故障、发出报警信息等。若不存在上述情况，则VCU进行PID调节，以使动力电池的温度达到设定温度。
具体而言，VCU将BMS中的温度传感器采集的实时温度(Pv)和动力电池自加热设定温度(Sv)曲线进行比较，获取温度偏差值(e)，偏差值(e)经过PID调节器运算输出，控制桥臂变换器使电容和电感处于反复的充放电工作状态，运用PWM控制实现电压可控输出，实现动力电池的自加热。自加热过程中，如果无故障或者报警，则运行自加热流程程序，通过PID调节获取目标电压，将该目标电压和电容两端的电压作比较，得出占空比，由桥臂变换器的微控制器实现PWM信号占空比调节输出，控制桥臂变换器的输出电压；如果有故障或者超出设定的阈值，则执行相应的保护策略。通过反馈的调节作用，以克服偏差，使动力电池的温度快速达到设定温度并减小误差。
综上，本发明实施例的加热方法，在进行动力电池自加热时，能够在保证安全的前提下，快速有效的将动力电池的温度加热并稳定至设定温度。
图5是本发明实施例的电动汽车的动力电池的加热装置的结构框图。
在该实施例中，如图2、图3所示，电动汽车包括动力电池1和与动力电池连接的能量转换装置2，能量转换装置2包括桥臂变换器21、电感(图2中示出了电感L1和L2)和电容C1，桥臂变换器21的一侧通过电感与动力电池1连接，桥臂变换器21的另一侧与电容C1连接。
如图5所示，电动汽车的动力电池的加热装置100包括：第一获取模块110、计算模块120、调节模块130、第二获取模块140和控制模块150。
其中，第一获取模块110用于获取动力电池的温度；计算模块120用于计算动力电池的温度与设定温度之间的第一差值；调节模块130用于对第一差值进行PID调节，得到电压指令；第二获取模块140用于获取电容两端的电压；控制模块150用于根据目标电压和电容两端的电压对桥臂变换器进行控制，以通过动力电池和电容的充放电实现动力电池的自加热。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，加热装置100还包括：第一比较模块160、第三获取模块170和第二比较模块180。
其中，第一比较模块160用于在调节模块130对第一差值进行PID调节之前，比较第一差值与预设差值阈值之间的关系；控制模块150还用于在第一差值大于预设差值阈值时，根据第一PWM信号对桥臂变换器进行控制。第三获取模块170用于获取动力电池的温度上升率；第二比较模块180用于比较温度上升率与第一预设变化率阈值之间的关系；控制模块150还用于在温度上升率大于第一预设变化率阈值时，根据第二PWM信号对桥臂变换器进行控制，其中，第二PWM信号的占空比小于第一PWM信号的占空比。
作为一个示例，调节模块130在第一差值小于或者等于预设差值阈值，对第一差值进行PID调节。
作为一个示例，加热装置100还可包括：第三比较模块、第四获取模块和第四比较模块。
其中，第三比较模块用于比较动力电池的温度与第一预设温度阈值之间的关系；第四获取模块用于在动力电池的温度大于第一预设温度阈值时，获取预设时间内动力电池的温度大于第一预设温度阈值的次数；第四比较模块用于比较次数与预设次数之间的关系。
在该示例中，控制模块150还用于在次数大于预设次数时，则控制桥臂变换器关断，其中，第一预设温度阈值大于设定温度；以及待桥臂变换器的关断时间达到第一预设时间，或者，动力电池的温度小于第二预设温度阈值时，恢复通过桥臂变换器对所述动力电池的自加热控制，其中，第二预设温度阈值小于第一预设温度阈值。
作为一个示例，第二比较模块180还用于比较温度上升率与第二预设变化率阈值之间的关系。控制模块150还用于在温度上升率大于第二预设变化率阈值时，控制桥臂变换器关断，其中，第二预设变化率阈值大于第一预设变化率阈值；以及待桥臂变换器的关断时间达到第二预设时间时，恢复通过所述桥臂变换器对所述动力电池的自加热控制。
作为一个示例，加热装置100还可包括：第五获取模块和第五比较模块。
其中，第五获取模块用于获取动力电池的充/放电电流；第五比较模块用于比较充/放电电流与第一预设电流阈值之间的关系。控制模块150还用于在充/放电电流大于第一预设电流阈值时，控制桥臂变换器关断；以及待动力电池的充/放电电流小于第二预设电流阈值时，恢复通过所述桥臂变换器对所述动力电池的自加热控制，其中，第二预设电流阈值小于第一预设电流阈值。
作为一个示例，加热装置100还可包括：第六获取模块和第六比较模块。
其中，第六获取模块用于获取动力电池的SOC值；第六比较模块用于比较SOC值与第一预设SOC阈值之间的关系。控制模块150还用于在SOC值小于第一预设SOC阈值时，停止对动力电池的自加热控制；以及待动力电池的SOC值大于第二预设SOC阈值时，开启对动力电池的自加热控制，其中，第二预设SOC阈值大于第一预设SOC阈值。
需要说明的是，本发明实施例的电动汽车的动力电池的加热装置的其他具体实施方式可参见本发明上述实施例的电动汽车的动力电池的加热方法。
本发明实施例的加热装置，在进行动力电池自加热时，能够在保证安全的前提下，快速有效的将动力电池的温度加热至设定温度。
进一步地，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。
在该实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述的电动汽车的动力电池的加热方法。
本发明实施例的计算机可读存储介质，在其上存储的与上述加热方法对应的计算机程序被处理器执行时，能够在进行动力电池自加热时，在保证安全的前提下，快速有效的将动力电池的温度加热至设定温度。
图7是本发明实施例的电动汽车的结构框图。
如图7所示，电动汽车1000包括上述实施例的电动汽车的动力电池的加热装置100。
本发明实施例的电动汽车，通过上述的加热装置，在进行动力电池自加热时，在保证安全的前提下，快速有效的将动力电池的温度加热至设定温度。
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电动汽车的动力电池的加热方法，其特征在于，电动汽车包括与所述动力电池连接的能量转换装置，所述能量转换装置包括桥臂变换器、电感和电容，所述桥臂变换器的一侧通过所述电感与所述动力电池连接，所述桥臂变换器的另一侧与所述电容连接，所述方法包括以下步骤：
获取所述动力电池的温度；
计算所述动力电池的温度与设定温度之间的第一差值；
根据公式U(t)＝Kp*e(t)+Ki*∫t0 e(t)+Kd*e(t)/dt+Minitial对所述第一差值进行PID调节，得到目标电压，其中，U(t)为PID调节器的输出的目标电压，e(t)＝Sv-Pv，表示第一差值，Sv为设定温度，Pv为动力电池的实际温度，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，Minitial为PID调节器的静态输出，t为时间；
获取所述电容两端的电压；
根据所述目标电压和所述电容两端的电压计算得出PWM，控制PWM信号的占空比，以对所述桥臂变换器进行控制，以通过所述动力电池和所述电容的充放电实现所述动力电池的自加热。
2.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池的加热方法，其特征在于，在对所述第一差值进行PID调节之前，所述方法还包括：
比较所述第一差值与预设差值阈值之间的关系；
如果所述第一差值大于所述预设差值阈值，则根据第一PWM信号对所述桥臂变换器进行控制，并获取所述动力电池的温度上升率；
比较所述温度上升率与第一预设变化率阈值之间的关系；
如果所述温度上升率大于所述第一预设变化率阈值，则根据第二PWM信号对所述桥臂变换器进行控制，其中，所述第二PWM信号的占空比小于所述第一PWM信号的占空比。
3.如权利要求2所述的电动汽车的动力电池的加热方法，其特征在于，当所述第一差值小于或者等于所述预设差值阈值，对所述第一差值进行PID调节。
4.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池的加热方法，其特征在于，所述方法还包括：
比较所述动力电池的温度与第一预设温度阈值之间的关系；
如果所述动力电池的温度大于所述第一预设温度阈值，则获取预设时间内所述动力电池的温度大于所述第一预设温度阈值的次数；
比较所述次数与预设次数之间的关系；
如果所述次数大于所述预设次数，则控制所述桥臂变换器关断，其中，所述第一预设温度阈值大于所述设定温度；
待所述桥臂变换器的关断时间达到第一预设时间，或者，所述动力电池的温度小于第二预设温度阈值时，恢复通过所述桥臂变换器对所述动力电池的自加热控制，其中，所述第二预设温度阈值小于所述第一预设温度阈值。
5.如权利要求2所述的电动汽车的动力电池的加热方法，其特征在于，所述方法还包括：
比较所述温度上升率与第二预设变化率阈值之间的关系；
如果所述温度上升率大于所述第二预设变化率阈值，则控制所述桥臂变换器关断，其中，所述第二预设变化率阈值大于所述第一预设变化率阈值；
待所述桥臂变换器的关断时间达到第二预设时间时，恢复通过所述桥臂变换器对所述动力电池的自加热控制。
6.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池的加热方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述动力电池的充/放电电流；
比较所述充/放电电流与第一预设电流阈值之间的关系；
如果所述充/放电电流大于所述第一预设电流阈值，则控制所述桥臂变换器关断；
待所述动力电池的充/放电电流小于第二预设电流阈值时，恢复通过所述桥臂变换器对所述动力电池的自加热控制，其中，所述第二预设电流阈值小于所述第一预设电流阈值。
7.如权利要求1所述的电动汽车的动力电池的加热方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述动力电池的荷电状态SOC值；
比较所述SOC值与第一预设SOC阈值之间的关系；
如果所述SOC值小于所述第一预设SOC阈值，则停止对所述动力电池的自加热控制；
待所述动力电池的SOC值大于第二预设SOC阈值时，开启对所述动力电池的自加热控制，其中，所述第二预设SOC阈值大于所述第一预设SOC阈值。
8.一种电动汽车的动力电池的加热装置，其特征在于，电动汽车还包括与所述动力电池连接的能量转换装置，所述能量转换装置包括桥臂变换器、电感和电容，所述桥臂变换器的一侧通过所述电感与所述动力电池连接，所述桥臂变换器的另一侧与所述电容连接，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取所述动力电池的温度；
计算模块，用于计算所述动力电池的温度与设定温度之间的第一差值；
调节模块，用于根据公式U(t)＝Kp*e(t)+Ki*∫t0 e(t)+Kd*e(t)/dt+Minitial对所述第一差值进行PID调节，得到目标电压，其中，U(t)为PID调节器的输出的目标电压，e(t)＝Sv-Pv，表示第一差值，Sv为设定温度，Pv为动力电池的实际温度，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，Minitial为PID调节器的静态输出，t为时间；
第二获取模块，用于获取所述电容两端的电压；
控制模块，用于根据所述目标电压和所述电容两端的电压计算得出PWM，控制PWM信号的占空比，以对所述桥臂变换器进行控制，以通过所述动力电池和所述电容的充放电实现所述动力电池的自加热。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的电动汽车的动力电池的加热方法。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求8所述的电动汽车的动力电池的加热装置。
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