CN113895314B - 动力电池电路系统及其控制方法、装置、控制设备及汽车 - Google Patents

动力电池电路系统及其控制方法、装置、控制设备及汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种动力电池电路系统及其控制方法、装置、控制设备及汽车，所述动力电池电路系统，包括：电源，与所述电源连接的充放电电路，还包括：与所述充放电电路连接的控制加热电流的加热电路。上述方案，通过调节IGBT的占空比，可以在较大范围内实现对电池系统加热速率的有效控制，保证电池系统加热速率的稳定可控；通过设置加热控制器，有效保证了电池电芯到加热片的安全性，以及加热回路的可靠性，有利于电池系统的故障预防、监测和诊断。

Description

动力电池电路系统及其控制方法、装置、控制设备及汽车
技术领域
本发明涉及汽车领域，特别涉及一种动力电池电路系统及其控制方法、装置、控制设备及汽车。
背景技术
目前，电动汽车的电池系统加热所需时间长且加热速率不可调是普遍现状。而将在箱体内布置加热膜的加热方案改为在电芯间排布加热片，可以极大的提高电池系统的加热速率，但与此同时会导致两个问题的产生：
1.不同起始加热条件下(比如不同电池温度或电量)，如何让电池系统处在一个相对稳定的加热速率内，电池加热速率是否可调节就显得十分重要；
2.加热片与电芯紧密排布方式，引入了热安全问题，因此需要设置故障检测及诊断机制，以保证电池系统的运行安全。
发明内容
本发明实施例提供一种动力电池电路系统及其控制方法、装置、控制设备及汽车，用以解决现有技术中电池系统加热速率不可控的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
依据本发明的一个方面，提供了一种动力电池电路系统，包括：电源，与所述电源连接的充放电电路，还包括：与所述充放电电路连接的控制加热电流的加热电路。
可选地，所述充放电电路包括：主正继电器、主负继电器、预充电路和连接器；
其中，所述电源的正极与所述主正继电器的第一端连接；
所述电源的负极与所述主负继电器的第一端连接；
所述预充电路连接在所述主正继电器的第一端和第二端之间；
所述连接器分别与所述主正继电器的第二端和所述主负继电器的第二端连接。
可选地，所述预充电路包括串联连接的预充电阻和预充继电器。
可选地，所述加热电路包括：
加热继电器，所述加热继电器的第一端与所述主正继电器的第二端连接；
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)，IGBT与所述加热继电器的第二端连接以及与所述主负继电器的第二端连接；
加热控制器，所述加热控制器分别与所述IGBT的门极和所述加热继电器的驱动电路连接；所述加热控制器获取整车控制器发送的第一信息，根据所述第一信息，对所述IGBT或所述加热继电器进行控制。
可选地，所述加热电路还包括：
熔断器，所述熔断器的第一端与所述加热继电器的第二端连接；
加热膜，所述加热膜的第一端与所述熔断器的第二端连接，所述加热膜的第二端与所述IGBT连接。
可选地，所述加热电路还包括：
电流传感器，所述电流传感器分别与所述加热控制器、所述IGBT的发射极和所述主负继电器的第二端连接。
依据本发明的另一个方面，提供了一种动力电池电路系统的控制方法，应用于如上所述的动力电池电路系统，包括：
获取与加热电路相关的第一信息；其中，所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号，或者，所述第一信息为所述加热电路的状态信息；
根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制。
可选地，当所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号时，所述根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制，包括：
根据所述加热控制信号，闭合加热继电器；
按照预设策略调节绝缘栅双极型晶体管IGBT的占空比。
可选地，当所述第一信息为所述加热电路的状态信息时，所述根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制，包括：
根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障；其中，所述状态信息包括电源的正负极之间的第一电压、加热继电器的第二端与主负继电器的第二端之间的第二电压、电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值、加热片温度或加热电流值；
在判断结果表示所述加热电路出现故障时，根据所述故障对所述加热电路进行控制。
可选地，在判断结果表示所述加热电路出现故障时，所述控制方法还包括：
将所述判断结果发送给整车控制器。
可选地，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
对比所述第一电压和所述第二电压的电压值；
根据对比结果，判断所述加热电路是否出现加热继电器故障；
其中，所述加热继电器故障包括加热继电器粘连故障或加热继电器断路故障。
可选地，所述根据对比结果，判断所述加热电路是否出现加热继电器故障，包括：
在所述加热继电器未闭合时，当所述第二电压大于或等于所述第一电压与第一预设系数的乘积时，则判断所述加热电路出现加热继电器粘连故障；
在所述加热继电器已闭合时，当所述第二电压小于所述第一电压与第二预设系数的乘积时，则判断所述加热电路出现加热继电器断路故障；
其中，所述第一预设系数和所述第二预设系数根据所述加热电路中的各元器件的阻值计算获得。
可选地，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器未闭合时，检测电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值；
在所述绝缘电阻值小于预设阻值时，则判断所述加热电路出现加热绝缘故障。
可选地，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器已闭合时，检测电池系统的加热片温度；
根据所述加热片温度，判断所述加热电路是否出现故障；
其中，在所述加热片温度大于第一预设温度时，判断所述加热电路出现加热片温度过高一级报警故障；在所述加热片温度大于第二预设温度时，判断所述加热电路出现加热片温度过高二级报警故障；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
可选地，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器已闭合时，检测电池系统的加热电流值；
在所述加热电流值大于预设电流时，判断所述加热电路出现加热过流故障。
可选地，所述在判断结果表示所述加热电路出现故障时，根据所述故障对所述加热电路进行控制，包括：
在判断结果表示所述加热电路出现加热继电器粘连故障、加热继电器断路故障、加热片温度过高二级报警故障、加热过流故障或加热绝缘故障中的至少一种时，断开IGBT和加热继电器；在判断结果表示所述加热电路出现加热片温度过高一级报警故障时，则调节所述IGBT的占空比，使得所述加热电路的平均加热功率降低。
依据本发明的另一个方面，提供了一种动力电池电路系统的控制装置，应用于如上所述的动力电池电路系统，包括：
信息获取模块，用于获取与加热电路相关的第一信息；其中，所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号，或者，所述第一信息为所述加热电路的状态信息；
电路控制模块，用于根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制。
依据本发明的另一个方面，提供了一种控制设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的控制方法。
依据本发明的另一个方面，提供了一种汽车，包括如上所述的控制装置。
本发明的有益效果是：
上述方案，提供了一种加热速率可控的加热电路，可以在较大范围内实现对电池系统加热速率的有效控制，保证电池系统加热速率的稳定可控；通过设置加热控制器，有效保证了电池电芯到加热片的安全性，以及加热回路的可靠性，有利于电池系统的故障预防、监测和诊断。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的加热电路示意图；
图2表示本发明实施例提供的加热电路中周期内输出的平均加热电流示意图；
图3表示本发明实施例提供的动力电池电路系统的控制方法示意图；
图4表示本发明实施例提供的动力电池电路系统的控制装置示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明针对电池系统加热速率不可控的问题，提供一种动力电池电路系统及其控制方法、装置、控制设备及汽车。
如图1所示，本发明其中一实施例提供一种动力电池电路系统，包括：电源，与所述电源连接的充放电电路，还包括：与所述充放电电路连接的控制加热电流的加热电路。
可选地，所述充放电电路包括：主正继电器、主负继电器、预充电路和连接器；
其中，所述电源的正极与所述主正继电器的第一端连接；
所述电源的负极与所述主负继电器的第一端连接；
所述预充电路连接在所述主正继电器的第一端和第二端之间；
所述连接器分别与所述主正继电器的第二端和所述主负继电器的第二端连接。
可选地，所述预充电路包括串联连接的预充电阻和预充继电器。
需要说明的是，所述预充电路可以在电池系统闭合所述主负继电器且未闭合所述主正继电器时，对后级电路中的负载电容(图未示)进行预充，从而避免通电时损坏所述主正继电器或所述主负继电器。
可选地，所述加热电路包括：
加热继电器，所述加热继电器的第一端与所述主正继电器的第二端连接；
绝缘栅双极型晶体管IGBT，IGBT与所述加热继电器的第二端连接以及与所述主负继电器的第二端连接；
加热控制器，所述加热控制器分别与所述IGBT的门极和所述加热继电器的驱动电路连接；所述加热控制器获取整车控制器发送的第一信息，根据所述第一信息，对所述IGBT或所述加热继电器进行控制。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，提供了一种含IGBT高频关断的加热电路，同时引入加热控制器，所述加热控制器可以通过控制器局域网络(Controller AreaNetwork，CAN)与整车控制器通信。电池系统完成预充且闭合所述主正继电器和所述主负继电器后，当所述加热控制器接收到所述整车控制器发送加热控制信号(即所述第一信息)时，所述加热控制器控制闭合所述加热继电器，并按照预设策略调整所述IGBT的占空比，从而控制所述加热电路的加热速率。其中，所述预设策略可以包括IGBT的预设工作周期和预设占空比，所述预设策略可根据具体车辆的整车情况设定。
具体的，如图1所示，加热回路(加热电路)中设置有IGBT，加热控制器可以通过控制IGBT的通断，调节IGBT的占空比。也就是说，如图2所示，加热控制器可以控制和调节一个周期T内的电池系统的平均加热电流，从而达到控制电池系统的平均加热功率的目的，实现了电池系统的温升速率的可调节性。
在上述电路中，加热控制器的主要功能包括：服从整车state机制约束并执行相应的动作、控制加热回路中加热继电器、驱动IGBT以及控制电池系统的平均加热功率，此外，所述加热控制器还可以进行加热回路的高压检测、电流检测、绝缘检测以及加热片的温度检测，以进行相应的故障诊断。
可选地，所述加热电路还包括：
熔断器，所述熔断器的第一端与所述加热继电器的第二端连接；
加热膜，所述加热膜的第一端与所述熔断器的第二端连接，所述加热膜的第二端与所述IGBT连接。
需要说明的是，所述熔断器用来保护加热继电器，加热膜用来将电能转化成热能为电池系统加热。
可选地，所述加热电路还包括：
电流传感器，所述电流传感器分别与所述加热控制器、所述IGBT的发射极和所述主负继电器的第二端连接。
需要说明的是，电流传感器可检测电流信号，以供加热控制器根据所述电流信号作故障诊断。
还需要说明的是，也可以使用与IGBT类似的具有高频率关断功能的器件替代电路中的IGBT，或者在电路中采用可连续且实时调节加热片(或加热膜)阻值的控制器或器件，以实现电池系统加热速率的可控调节。另外，本发明实施例所述提供的加热电路适用于多个模组串联或并联的电池系统，也适用于除电池系统外的加热电路设计。
综上，本发明实施例将IGBT引入加热电路的设计中，可利用加热控制器控制IGBT的占空比，以调节加热电路的平均加热电流，进而有效地控制和调节电池系统的加热速率；加热控制器根据整车控制器的引导进行上下电、驱动IGBT、控制加热继电器、检测和诊断加热回路故障，从而可以实时检测动力电池电路系统加热的稳定性和可靠性，有利于电池系统的故障预防、监测和诊断。
本发明实施例中，通过在动力电池电路系统内设置了一路加热电路，并设置了加热控制器和IGBT，从而可以实现电池系统加热速率的可调控制，以及加热回路故障的检测。与现有产品相比，本申请在电池系统加热回路中增加IGBT，可以在较大范围内调节电池系统的加热平均电流和平均加热功率，使电池系统保持一个稳定且可控的加热速度内；电路设计简单，开发成本低。
如图3所示，本发明实施例还提供一种动力电池电路系统的控制方法，应用于如上所述的动力电池电路系统，包括：
S31：获取与加热电路相关的第一信息；其中，所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号，或者，所述第一信息为所述加热电路的状态信息；
S32：根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，电池系统完成预充且闭合所述主正继电器和所述主负继电器后，可以由加热控制器通过接收整车控制器指令或电路中的检测信号，来决定如何控制电路，从而达到控制电池系统加热速率以及检测加热回路故障的效果。也就是说，根据接收到的信息(即所述第一信息)不同，可以对电路采取不同的控制策略，具体如下：
可选地，当所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号时，所述根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制，包括：
根据所述加热控制信号，闭合加热继电器；
按照预设策略调节绝缘栅双极型晶体管IGBT的占空比。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，电池系统完成预充且闭合所述主正继电器和所述主负继电器后，可由加热控制器接收所述整车控制器发送加热控制信号(即所述第一信息)。在加热控制器接收到所述加热控制信号时，所述加热控制器闭合所述加热继电器，并按照预设策略调整所述IGBT的占空比，从而控制所述加热电路的加热速率。其中，所述预设策略可以包括IGBT的预设工作周期和预设占空比，所述预设策略可根据具体车辆的整车情况设定。
具体的，如图1所示，可以通过控制IGBT的通断，调节IGBT的占空比。也就是说，如图2所示，加热控制器可以控制和调节一个周期T内的电池系统的平均加热电流，从而达到控制电池系统的平均加热功率的目的，实现了电池系统的温升速率的可调节性。
也就是说，可以由加热控制器执行所述控制方法，其主要功能包括：服从整车state机制约束并执行相应的动作、控制加热回路中加热继电器、驱动IGBT以及控制电池系统的平均加热功率。
此外，所述加热控制器还可以进行加热回路的高压检测、电流检测、绝缘检测以及加热片的温度检测，以进行相应的故障诊断。具体的，对于故障检测、故障诊断和故障处理的方法如下：
可选地，当所述第一信息为所述加热电路的状态信息时，所述根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制，包括：
根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障；其中，所述状态信息包括电源的正负极之间的第一电压、加热继电器的第二端与主负继电器的第二端之间的第二电压、电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值、加热片温度或加热电流值；
在判断结果表示所述加热电路出现故障时，根据所述故障对所述加热电路进行控制。
需要说明的是，由于加热电路出现故障前后的所述状态信息会发生变化，因此可以通过检测所述状态信息来诊断加热电路是否出现故障。
可选地，在判断结果表示所述加热电路出现故障时，所述控制方法还包括：
将所述判断结果发送给整车控制器。
也就是说，可以将诊断结果发送给整车控制器，以便整车控制器可根据所述诊断结果来做出整车控制策略，保证车辆的正常工作。
可选地，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
对比所述第一电压和所述第二电压的电压值；
根据对比结果，判断所述加热电路是否出现加热继电器故障；
其中，所述加热继电器故障包括加热继电器粘连故障或加热继电器断路故障。
需要说明的是，由于出现加热继电器故障前后的第一电压和第二电压存在一定的关系，因此可以通过判断第一电压和第二电压的大小关系来诊断加热继电器是否出现故障。具体的，可在加热继电器闭合前后分别判断是否出现故障：
可选地，所述根据对比结果，判断所述加热电路是否出现加热继电器故障，包括：
在所述加热继电器未闭合时，当所述第二电压大于或等于所述第一电压与第一预设系数的乘积时，则判断所述加热电路出现加热继电器粘连故障；
在所述加热继电器已闭合时，当所述第二电压小于所述第一电压与第二预设系数的乘积时，则判断所述加热电路出现加热继电器断路故障；
其中，所述第一预设系数和所述第二预设系数根据所述加热电路中的各元器件的阻值计算获得。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，在接收到加热控制信号时，可由加热控制器闭合加热继电器，并检测加热继电器故障，具体检测方法可以包括：
加热未开始，即加热继电器未闭合时，对比第一电压与第二电压的电压值，当V2≥x*V1，则判断所述加热电路出现加热继电器粘连故障，并通过CAN将判断结果输给整车控制器；
闭合加热继电器后，对比第一电压与第二电压的电压值，当V2＜y*V1，则判断所述加热电路出现加热继电器断路故障，并通过CAN输给整车控制器。
其中，V1表示第一电压的电压值；V2表示第二电压的电压值；x表示所述第一预设系数；y表示所述第二预设系数；x与y的取值可以根据所述加热电路中的各元器件的阻值计算获得，比如可设定x＝0.92，y＝0.05，但并不局限于此取值。
可选地，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器未闭合时，检测电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值；
在所述绝缘电阻值小于预设阻值时，则判断所述加热电路出现加热绝缘故障。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，在加热继电器未闭合前，检测电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值，如果所述绝缘阻值小于预设阻值时，则判断所述加热电路出现加热绝缘故障，并通过CAN输给整车控制器。所述预设阻值可以根据整车具体情况进行设定，比如可设置为500Ω。
可选地，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器已闭合时，检测电池系统的加热片温度；
根据所述加热片温度，判断所述加热电路是否出现故障；
其中，在所述加热片温度大于第一预设温度时，判断所述加热电路出现加热片温度过高一级报警故障；在所述加热片温度大于第二预设温度时，判断所述加热电路出现加热片温度过高二级报警故障；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
需要说明的是，在电池系统的加热过程中可实时检测加热片温度，并根据检测到的加热片温度判断是否出现故障。其中，所述第一预设温度和所述第二预设温度可以根据整车具体情况进行设定，比如第一预设温度可设为55℃，第二预设温度可设为65℃。
可选地，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器已闭合时，检测电池系统的加热电流值；
在所述加热电流值大于预设电流时，判断所述加热电路出现加热过流故障。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，所述预设电流可根据第三预设系数、第一电压和加热片阻值计算得到，具体的，可根据以下公式计算得到：
I＝z*V1/加热片阻值
其中，I表示预设电流；V1表示第一电压的电压值；z表示所述第三预设系数，z取值范围可以根据所述加热电路中的各元器件的阻值计算获得，比如z可以设为1.05。
可选地，所述在判断结果表示所述加热电路出现故障时，根据所述故障对所述加热电路进行控制，包括：
在判断结果表示所述加热电路出现加热继电器粘连故障、加热继电器断路故障、加热片温度过高二级报警故障、加热过流故障或加热绝缘故障中的至少一种时，断开IGBT和加热继电器；在判断结果表示所述加热电路出现加热片温度过高一级报警故障时，则调节所述IGBT的占空比，使得所述加热电路的平均加热功率降低。
需要说明的是，还可以通过连续且实时调节加热片或加热膜的阻值的方法来实现加热平均电流的调节，且本发明实施例所提供的控制方法可适用于多个模组串联或并联的电池系统，还可适用于除电池系统外的其他加热对象。
综上，本发明实施例将IGBT引入加热电路的设计中，可利用加热控制器控制IGBT的占空比，以调节加热电路的平均加热电流，进而有效地控制和调节电池系统的加热速率；加热控制器根据整车控制器的引导进行上下电、驱动IGBT、控制加热继电器、检测和诊断加热回路故障，从而可以实时检测动力电池电路系统加热的稳定性和可靠性，有利于电池系统的故障预防、监测和诊断。
本发明实施例中，可以有效调节加热电路的平均加热电流；与现有技术相比，本申请可以在较大范围内调节电池系统的加热平均电流和平均加热功率，使电池系统保持一个稳定且可控的加热速度内；另外，通过设置加热控制器，可有效地检测电池加热过程中的故障，对电池系统安全和驾驶员的驾驶安全起到诊断和预防的作用，且本申请的监测功能具有实时性、故障预警性和故障诊断准确性。
如图4所示，本发明实施例还提供一种动力电池电路系统的控制装置，应用于如上所述的动力电池电路系统，包括：
信息获取模块41，用于获取与加热电路相关的第一信息；其中，所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号，或者，所述第一信息为所述加热电路的状态信息；
电路控制模块42，用于根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，电池系统完成预充且闭合所述主正继电器和所述主负继电器后，可以由加热控制器通过接收整车控制器指令或电路中的检测信号，来决定如何控制电路，从而达到控制电池系统加热速率以及检测加热回路故障的效果。也就是说，根据接收到的信息(即所述第一信息)不同，可以对电路采取不同的控制策略。
可选地，当所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号时，所述电路控制模块42包括：
第一控制子模块，用于根据所述加热控制信号，闭合加热继电器；
第二控制子模块，用于按照预设策略调节绝缘栅双极型晶体管IGBT的占空比。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，电池系统完成预充且闭合所述主正继电器和所述主负继电器后，可由加热控制器接收所述整车控制器发送加热控制信号(即所述第一信息)。在加热控制器接收到所述加热控制信号时，所述加热控制器闭合所述加热继电器，并按照预设策略调整所述IGBT的占空比，从而控制所述加热电路的加热速率。其中，所述预设策略可以包括IGBT的预设工作周期和预设占空比，所述预设策略可根据具体车辆的整车情况设定。
具体的，如图1所示，可以通过控制IGBT的通断，调节IGBT的占空比。也就是说，如图2所示，加热控制器可以控制和调节一个周期T内的电池系统的平均加热电流，从而达到控制电池系统的平均加热功率的目的，实现了电池系统的温升速率的可调节性。
可选地，当所述第一信息为所述加热电路的状态信息时，所述电路控制模块42包括：
故障诊断子模块，用于根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障；其中，所述状态信息包括电源的正负极之间的第一电压、加热继电器的第二端与主负继电器的第二端之间的第二电压、电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值、加热片温度或加热电流值；
第三控制子模块，用于在判断结果表示所述加热电路出现故障时，根据所述故障对所述加热电路进行控制。
需要说明的是，由于加热电路出现故障前后的所述状态信息会发生变化，因此可以通过检测所述状态信息来诊断加热电路是否出现故障。
可选地，在判断结果表示所述加热电路出现故障时，所述控制装置还包括：
结果发送模块，用于将所述判断结果发送给整车控制器。
也就是说，可以将诊断结果发送给整车控制器，以便整车控制器可根据所述诊断结果来做出整车控制策略，保证车辆的正常工作。
可选地，所述故障判断子模块包括：
电压对比单元，用于对比所述第一电压和所述第二电压的电压值；
第一故障诊断单元，用于根据对比结果，判断所述加热电路是否出现加热继电器故障；
其中，所述加热继电器故障包括加热继电器粘连故障或加热继电器断路故障。
需要说明的是，由于出现加热继电器故障前后的第一电压和第二电压存在一定的关系，因此可以通过判断第一电压和第二电压的大小关系来诊断加热继电器是否出现故障。具体的，可在加热继电器闭合前后分别判断是否出现故障：
可选地，所述第一故障诊断单元包括：
第一故障诊断子单元，用于在所述加热继电器未闭合时，当所述第二电压大于或等于所述第一电压与第一预设系数的乘积时，则判断所述加热电路出现加热继电器粘连故障；
第二故障诊断子单元，用于在所述加热继电器已闭合时，当所述第二电压小于所述第一电压与第二预设系数的乘积时，则判断所述加热电路出现加热继电器断路故障；
其中，所述第一预设系数和所述第二预设系数根据所述加热电路中的各元器件的阻值计算获得。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，在接收到加热控制信号时，可由加热控制器闭合加热继电器，并检测加热继电器故障，具体检测方法可以包括：
加热未开始，即加热继电器未闭合时，对比第一电压与第二电压的电压值，当V2≥x*V1，则判断所述加热电路出现加热继电器粘连故障，并通过CAN将判断结果输给整车控制器；
闭合加热继电器后，对比第一电压与第二电压的电压值，当V2＜y*V1，则判断所述加热电路出现加热继电器断路故障，并通过CAN输给整车控制器。
其中，V1表示第一电压的电压值；V2表示第二电压的电压值；x表示所述第一预设系数；y表示所述第二预设系数；x与y的取值可以根据所述加热电路中的各元器件的阻值计算获得，比如可设定x＝0.92，y＝0.05，但并不局限于此取值。
可选地，所述故障诊断子模块，包括：
阻值检测单元，用于在所述加热继电器未闭合时，检测电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值；
第二故障诊断单元，用于在所述绝缘电阻值小于预设阻值时，则判断所述加热电路出现加热绝缘故障。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，在加热继电器未闭合前，检测电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值，如果所述绝缘阻值小于预设阻值时，则判断所述加热电路出现加热绝缘故障，并通过CAN输给整车控制器。所述预设阻值可以根据整车具体情况进行设定，比如可设置为500Ω。
可选地，所述故障诊断子模块，包括：
温度检测单元，用于在所述加热继电器已闭合时，检测电池系统的加热片温度；
第三故障诊断单元，用于根据所述加热片温度，判断所述加热电路是否出现故障；
其中，在所述加热片温度大于第一预设温度时，判断所述加热电路出现加热片温度过高一级报警故障；在所述加热片温度大于第二预设温度时，判断所述加热电路出现加热片温度过高二级报警故障；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
需要说明的是，在电池系统的加热过程中可实时检测加热片温度，并根据检测到的加热片温度判断是否出现故障。其中，所述第一预设温度和所述第二预设温度可以根据整车具体情况进行设定，比如第一预设温度可设为55℃，第二预设温度可设为65℃。
可选地，所述故障诊断子模块，包括：
电流检测单元，用于在所述加热继电器已闭合时，检测电池系统的加热电流值；
第四故障诊断单元，用于在所述加热电流值大于预设电流时，判断所述加热电路出现加热过流故障。
需要说明的是，根据本发明其中一实施例，所述预设电流可根据第三预设系数、第一电压和加热片阻值计算得到，具体的，可根据以下公式计算得到：
I＝z*V1/加热片阻值
其中，I表示预设电流；V1表示第一电压的电压值；z表示所述第三预设系数，z取值范围可以根据所述加热电路中的各元器件的阻值计算获得，比如z可以设为1.05。
可选地，所述第三控制子模块包括：
控制单元，用于在判断结果表示所述加热电路出现加热继电器粘连故障、加热继电器断路故障、加热片温度过高二级报警故障、加热过流故障或加热绝缘故障中的至少一种时，断开IGBT和加热继电器；在判断结果表示所述加热电路出现加热片温度过高一级报警故障时，则调节所述IGBT的占空比，使得所述加热电路的平均加热功率降低。
需要说明的是，还可以通过连续且实时调节加热片或加热膜的阻值的方法来实现加热平均电流的调节，且本发明实施例所提供的控制装置可适用于多个模组串联或并联的电池系统，还可适用于除电池系统外的其他加热对象。
综上，本发明实施例将IGBT引入加热电路的设计中，可利用加热控制器控制IGBT的占空比，以调节加热电路的平均加热电流，进而有效地控制和调节电池系统的加热速率；加热控制器根据整车控制器的引导进行上下电、驱动IGBT、控制加热继电器、检测和诊断加热回路故障，从而可以实时检测动力电池电路系统加热的稳定性和可靠性，有利于电池系统的故障预防、监测和诊断。
本发明实施例中，可以有效调节加热电路的平均加热电流；与现有技术相比，本申请可以在较大范围内调节电池系统的加热平均电流和平均加热功率，使电池系统保持一个稳定且可控的加热速度内；另外，通过设置加热控制器，可有效地检测电池加热过程中的故障，对电池系统安全和驾驶员的驾驶安全起到诊断和预防的作用，且本申请的监测功能具有实时性、故障预警性和故障诊断准确性。
本发明实施例还提供一种控制设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的控制方法。
本发明实施例还提供一种汽车，包括如上所述的控制装置。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种动力电池电路系统的控制方法，应用于动力电池电路系统，其特征在于，所述动力电池电路系统，包括：电源，与所述电源连接的充放电电路，与所述充放电电路连接的控制加热电流的加热电路；
所述充放电电路包括：主正继电器、主负继电器、预充电路和连接器；
其中，所述电源的正极与所述主正继电器的第一端连接；
所述电源的负极与所述主负继电器的第一端连接；
所述预充电路连接在所述主正继电器的第一端和第二端之间；
所述连接器分别与所述主正继电器的第二端和所述主负继电器的第二端连接；
所述加热电路包括：
加热继电器，所述加热继电器的第一端与所述主正继电器的第二端连接；
绝缘栅双极型晶体管IGBT，IGBT与所述加热继电器的第二端连接以及与所述主负继电器的第二端连接；
加热控制器，所述加热控制器分别与所述IGBT的门极和所述加热继电器的驱动电路连接；所述加热控制器获取整车控制器发送的第一信息，根据所述第一信息，控制所述IGBT的通断，调节IGBT的占空比或对所述加热继电器进行控制；
所述方法包括：
获取与加热电路相关的第一信息；其中，所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号，或者，所述第一信息为所述加热电路的状态信息；
根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制；
当所述第一信息为所述加热电路的状态信息时，所述根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制，包括：
根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障；其中，所述状态信息包括电源的正负极之间的第一电压、加热继电器的第二端与主负继电器的第二端之间的第二电压、电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值、加热片温度或加热电流值；
在判断结果表示所述加热电路出现故障时，根据所述故障对所述加热电路进行控制；
所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
对比所述第一电压和所述第二电压的电压值；
根据对比结果，判断所述加热电路是否出现加热继电器故障；
其中，所述加热继电器故障包括加热继电器粘连故障或加热继电器断路故障；
所述根据对比结果，判断所述加热电路是否出现加热继电器故障，包括：
在所述加热继电器未闭合时，当所述第二电压大于或等于所述第一电压与第一预设系数的乘积时，则判断所述加热电路出现加热继电器粘连故障；
在所述加热继电器已闭合时，当所述第二电压小于所述第一电压与第二预设系数的乘积时，则判断所述加热电路出现加热继电器断路故障；
其中，所述第一预设系数和所述第二预设系数根据所述加热电路中的各元器件的阻值计算获得。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述预充电路包括串联连接的预充电阻和预充继电器。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述加热电路还包括：
熔断器，所述熔断器的第一端与所述加热继电器的第二端连接；
加热膜，所述加热膜的第一端与所述熔断器的第二端连接，所述加热膜的第二端与所述IGBT连接。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述加热电路还包括：
电流传感器，所述电流传感器分别与所述加热控制器、所述IGBT的发射极和所述主负继电器的第二端连接。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述第一信息为整车控制器发送的加热控制信号时，所述根据所述第一信息，对所述加热电路进行控制，包括：
根据所述加热控制信号，闭合加热继电器；
按照预设策略调节绝缘栅双极型晶体管IGBT的占空比。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在判断结果表示所述加热电路出现故障时，所述控制方法还包括：
将所述判断结果发送给整车控制器。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器未闭合时，检测电池到电池系统的加热片之间的绝缘电阻值；
在所述绝缘电阻值小于预设阻值时，则判断所述加热电路出现加热绝缘故障。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器已闭合时，检测电池系统的加热片温度；
根据所述加热片温度，判断所述加热电路是否出现故障；
其中，在所述加热片温度大于第一预设温度时，判断所述加热电路出现加热片温度过高一级报警故障；在所述加热片温度大于第二预设温度时，判断所述加热电路出现加热片温度过高二级报警故障；其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度。
9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述状态信息，判断所述加热电路是否出现故障，包括：
在所述加热继电器已闭合时，检测电池系统的加热电流值；
在所述加热电流值大于预设电流时，判断所述加热电路出现加热过流故障。
10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在判断结果表示所述加热电路出现故障时，根据所述故障对所述加热电路进行控制，包括：
在判断结果表示所述加热电路出现加热继电器粘连故障、加热继电器断路故障、加热片温度过高二级报警故障、加热过流故障或加热绝缘故障中的至少一种时，断开IGBT和加热继电器；在判断结果表示所述加热电路出现加热片温度过高一级报警故障时，则调节所述IGBT的占空比，使得所述加热电路的平均加热功率降低。
11.一种控制设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至10任一项所述的控制方法。
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