CN114069102B - 一种动力电池的自加热方法、装置、系统及电动车辆 - Google Patents

一种动力电池的自加热方法、装置、系统及电动车辆 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种动力电池的自加热方法、装置、系统及车辆，所述方法包括：响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，使得自加热控制电路根据预设的控制信号控制自加热电路对所述动力电池进行充电和放电，以实现所述动力电池的交流自加热；获取所述动力电池在交流自加热过程中的电流信号和电压信号；确定所述电流信号和所述电压信号的相位差；根据所述相位差，对所述控制信号的频率进行相应处理。

Description

一种动力电池的自加热方法、装置、系统及电动车辆
技术领域
本公开实施例涉及电池自加热技术领域，更具体地，涉及一种动力电池的自加热方法、一种动力电池的自加热装置、一种动力电池的自加热系统及一种电动车辆。
背景技术
随着人们环保意识的提升，电动车辆近年获得迅猛发展。锂离子电池作为电动车辆重要的储能器件，具有比功率高、能量密度大、自放电率低等特点。但是，锂离子电池在低温时性能恶化，阻抗增加、可用容量大幅下降，大功率充放电能力也急剧下降。锂离子电池的这些缺点阻碍了电动车辆的普及推广。
现有技术中，一般在动力电池内安装有自加热电路和自加热控制电路，自加热控制电路按照预设的控制信号，控制自加热电路对动力电池的交流充放电，实现动力电池内部加热。其中，控制信号的频率是预设的固定值，且高于电化学阻抗谱测试中动力电池电化学反应过程的最低频率点，以避免锂沉积及枝晶形成。
但是，电化学阻抗谱测试测试需要花费大量的财力成本。而且，由于在充放电过程中动力电池内外部环境不断发生变化，电化学阻抗谱测试中动力电池化学反应过程的最低频率点也是动态变化的。因此，可能会出现控制信号的频率低于电化学阻抗谱测试中动力电池电化学反应过程的最低频率点的问题，导致锂沉积及枝晶形成。
发明内容
本公开实施例的一个目的是提供一种避免电池极化效应的技术方案。
根据本公开实施例的第一方面，提供了一种动力电池的自加热方法，括：
响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，使得自加热控制电路根据预设的控制信号控制自加热电路对所述动力电池进行充电和放电，以实现所述动力电池的交流自加热；
获取所述动力电池在交流自加热过程中的电流信号和电压信号；
确定所述电流信号和所述电压信号的相位差；
根据所述相位差，对所述控制信号的频率进行相应处理。
可选的，所述根据所述相位差，对所述控制信号的频率进行相应处理包括：
在所述相位差小于或等于预设阈值的情况下，提高所述控制信号的频率，以供所述自加热电路根据提高频率后的控制信号对所述动力电池进行充电和放电；
在所述相位差大于所述阈值的情况下，保持所述控制信号的频率，以供所述自加热电路继续根据所述控制信号对所述动力电池进行充电和放电。
可选的，在所述提高所述控制信号的频率，以供所述自加热电路根据提高频率后的控制信号对所述动力电池进行充电和放电的步骤之后，所述方法还包括：
在检测到所述动力电池的电流信号和电压信号的相位差大于所述阈值、且持续时间超过第一设定时长的情况下，停止执行提高所述控制信号的频率的步骤。
可选的，所述方法还包括：
在提高所述控制信号的频率之后，如果检测到所述相位差未发生改变，则停止自加热流程，以使所述自加热控制电路控制所述自加热电路停止对所述动力电池进行充电和放电。
可选的，所述确定所述电流信号和所述电压信号的相位差包括：
在启动自加热流程超过第二设定时长后，根据所述控制信号的频率确定目标周期；
根据所述目标周期内所述电流信号的上升沿和所述电压信号的上升沿，确定所述电流信号和所述电压信号的相位差。
可选的，所述方法还包括：
在持续接收到所述进入振荡自加热流程的信号的时长超过第三设定时长的情况下，执行响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程的步骤。
可选的，所述方法还包括：
在检测到所述自加热电路或所述自加热控制电路发生异常的情况下，发出故障报警。
根据本公开的第二方面，还提供了一种动力电池的自加热装置，包括：
流程启动模块，用于响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，使得自加热控制电路根据预设的控制信号控制自加热电路对所述动力电池进行充电和放电，以实现所述动力电池的交流自加热；
信号获取模块，用于获取所述动力电池在交流自加热过程中的电流信号和电压信号；
相位差确定模块，用于确定所述电流信号和所述电压信号的相位差；
信号处理模块，用于根据所述相位差，对所述控制信号的频率进行相应处理。
根据本公开的第三方面，还提供了一种动力电池的自加热系统，包括电压电流信号采集电路、自加热控制电路、自加热电路、动力电池和如本公开的第二方面所述的装置；
所述电压电流信号采集电路用于采集所述动力电池在交流自加热过程中的所述电压信号和所述电流信号；
所述自加热控制电路用于根据所述控制信号控制所述自加热电路对所述动力电池进行充电和放电，以实现所述动力电池的交流自加热。
根据本公开的第四方面，还提供了一种电动车辆，所述电动车辆包括主控制器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述主控制器用于在所述计算机程序的控制下，控制所述电动车辆执行根据本公开的第一方面所述的方法。
本公开实施例的一个有益效果在于，根据动力电池在交流自加热过程中的电流信号和电压信号的相位差，来自适应调整控制信号的频率，实现对相位差的调节，能够有效避免动力电池发生极化效应，避免动力电池因过度充放电引发锂沉积及枝晶形成。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是能够实施本公开一个实施例的自加热系统的结构示意图；
图2是根据本公开一个实施例的自加热方法的流程示意图；
图3是根据本公开一个实施例的电流信号和电压信号的波形图；
图4是根据本公开另一个实施例的电流信号和电压信号的波形图；
图5是根据本公开再一个实施例的电流信号和电压信号的波形图；
图6是根据本公开一个例子的自加热方法的流程示意图；
图7是根据本公开一个实施例的自加热装置的方框图；
图8是根据本公开一个实施例的自加热系统的方框图；
图9是根据本公开一个实施例的车辆的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人物已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
<硬件配置>
图1是可用于实施本公开实施例的自加热系统的结构示意图。
如图1所示，自加热系统1000可以包括动力电池1100、自加热电路1200、自加热控制电路1300、电池管理器(BMS)1400和电流电压信号采集电路1500。
自加热电路1200中包括桥臂变换器，电机绕组和储能元件，桥臂变换器、电机绕组、储能元件与动力电池1100连接，自加热控制电路1300通过控制桥臂变换器，使储能元件与动力电池1100进行充电和放电，在动力电池1100的交流充放电过程实现内部电阻加热。
自加热系统还可以包括控制单元，控制单元可以根据动力电池的温度信息向电池管理器1400发送进入自加热流程的信号。控制单元可以包括控制器和与控制器连接的温度传感器，控制器可以复用电池管理器1400，也可以设置专用的加热控制器。温度传感器可以为电热偶或其他热-电转换传感器。
电池管理器1400响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，控制自加热控制电路1300向自加热电路1200发送控制信号，自加热电路1200根据该控制信号，对动力电池1100进行充电和放电，即对动力电池1100进行充电和放电，以实现动力电池的交流自加热。
在对动力电池1100进充电和放电的过程中，电流电压信号采集电路1500采集动力电池1100两端的电流信号和电压信号，并提供至电池管理器1400。
电池管理器1400根据电流信号和电压信号之间的相位差，对控制信号的频率进行相应的处理。
<方法实施例>
图2示出了一个实施例的用于动力电池的交流自加热方法。在一个实施例中，该方法可以是由处理器实施。在一个例子中，该处理器可以是图1中所示的电池管理器1400。
如图2所示，该实施例的动力电池的自加热方法可以包括如下步骤S201～S204：
步骤S201，响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，使得自加热控制电路根据预设的控制信号控制自加热电路对动力电池进行充电和放电，以实现动力电池的交流自加热。
在本说明书的一个实施例中，预设的控制信号例如可以是占空比、频率、幅值等均预先设定好的方波信号，用于控制自加热电路中的桥臂变换器按照一定的工作频率、占空比等，对动力电池进行充电和放电，以实现所述电池的交流自加热。
进入自加热流程的信号可以是由自加热系统中的控制单元，在动力电池的温度小于或等于预设的温度阈值的情况下，发送至电池管理器BMS中的。
电池管理器BMS启动自加热流程，可以是向自加热控制电路发送启动信号，自加热控制电响应于该启动信号，向自加热电路发送控制信号，自加热电路根据该控制信号对动力电池进行充电和放电。
电池管理器BMS可以是在接收到进入自加热流程的信号的情况下，响应于该信号，启动自加热流程。
在本说明书的一个实施例中，电池管理器BMS可以在持续接收到进入自加热流程的信号的时长超过预设的第三设定时长的情况下，响应于该信号，启动自加热流程。这样，可以避免出现错误响应。
其中，该第三设定时长可以是预先根据应用场景或具体需求所设定，例如，该第三设定时长可以是3s，那么，电池管理器BMS可以在接收到进入自加热流程的信号时，信号连续确认3S后，启动自加热流程。
步骤S202，获取动力电池在交流自加热过程中的电压信号和电流信号。
在动力电池在交流自加热的过程中，可以通过电压电流信号采集电路来采集动力电池两端的电压信号和电流信号，并将电压信号和电流信号提供至电池管理器BMS中。
步骤S203，确定电流信号和电压信号的相位差。
本实施例中的相位差具体为：在同一时刻，电流信号的相位与电压信号的相位之间的差值。
例如，在t时刻，电流信号的相位为电压信号的相位为/>那么，该相位差可以表示为：
在本说明书的一个实施例中，确定电流信号和电压信号的相位差的方式可以包括如下所示的步骤S301～S302：
步骤S301，在启动自加热流程超过第二设定时长后，根据控制信号确定目标周期。
在本实施例中，控制信号的频率f是预先确定好的，因此，根据控制信号的频率f就可以确定周期时长T为1/f。
具体的，可以是根据周期时长T来选取目标周期，目标周期的时长即为周期时长T。
在一个例子中，目标周期可以是随机选取的；也可以是以电流信号或者电压信号的其中一个上升沿或下降沿作为目标周期的起点、终点或者是中点，来选取目标周期。
本实施例中，第二设定时长可以是预先根据应用场景或具体需求所设定好的。例如，该第二设定时长可以是5s，那么，可以是在启动自加热流程超过5s之后，确定电流信号和电压信号的相位差。
在刚启动自加热流程的情况下，所获取的电压信号和电流信号可能不太稳定，进而导致得到的相位差可能不准确。因此，本实施例在启动自加热流程超过第二设定时长后，所获取的电压信号和电流信号会更加稳定，根据稳定的电压信号和电流信号，所得到的相位差也更加准确。
步骤S302，根据目标周期内电流信号的上升沿和电压信号的上升沿，确定电流信号和电压信号的相位差。
根据目标周期内电流信号的上升沿的相位与电压信号的上升沿的相位，可以确定电流信号和电压信号的相位差。
在同一周期内，电流信号的上升沿的相位与电压信号的上升沿的相位的差值大于等于-360°且小于或等于360°。在电流信号的上升沿的相位与电压信号的上升沿的相位之间的差值大于-180°且小于180°的情况下，可以将该差值作为相位差。在电流信号的上升沿的相位与电压信号的上升沿的相位之间的差值大于或等于180°的情况下，可以是确定该差值与180°的差作为相位差。在电流信号的上升沿的相位与电压信号的上升沿的相位之间的差值小于或等于-180°的情况下，可以是确定该差值与180°的和作为相位差。
步骤S204，根据相位差，对控制信号的频率进行相应处理。
动力电池由于结构问题，会产生寄生电感现象。
在相位差小于0的情况下，电流信号超前于电压信号，即电压信号滞后于电流信号，如图3所示，表明动力电池表现为容抗，动力电池存在明显极化现象，析锂风险增大。在相位差等于0的情况下，电流信号和电压信号相位相同，如图4所示，表明动力电池表现为阻抗，极化现象与寄生电感现象的相位差相抵消。在相位差大于0的情况下，电流信号滞后于电压信号，如图5所示，表明动力电池表现为感抗，无明显极化现象，主要是动力电池的寄生电感现象造成了电流信号和电压信号之间的相位差。在图3～图5中，横坐标均表示时间，纵坐标表示电流值或电压值。
基于动力电池的特性，当电流信号的相位滞后于电压信号的相位，即电流信号和电压信号之间的相位差大于0时，动力电池表现为感抗，此现象为交流加热过程中动力电池预期特性。
由于电流信号和电压信号之间的相位差越大，动力电池的极化作用越小，析锂风险越小，因此，可以设置阈值，作为提高控制信号的频率的分界点。其中，该阈值可以大于或等于0。
在相位差小于或等于阈值的情况下，提高控制信号的频率，使得自加热电路根据提高频率后的控制信号对动力电池进行充电和放电；
在相位差大于阈值的情况下，保持控制信号的频率，使得自加热电路继续根据控制信号对动力电池进行充电和放电。
通过提高控制信号的频率，可以使得电流信号和电压信号之间的相位差增大。
在提高控制信号的频率的情况下，动力电池的电流信号和电压信号的频率也会发生改变，保持与对动力电池进行充电和放电的信号频率相同，即与提高频率后的控制信号的频率相同。
通过本说明书的实施例，根据动力电池在交流自加热过程中的电流信号和电压信号的相位差，来自适应调整控制信号的频率，实现对相位差的调节，能够有效避免动力电池发生极化效应，避免动力电池因过度充放电引发锂沉积及枝晶形成。
在本实施例中，可以是在相位差小于或等于阈值的情况下，按照设定步长，提高控制信号的频率。该设定步长例如可以是Δf，控制信号的频率例如可以为f，在提高控制信号的频率之后，提高频率后的控制信号的频率可以为f+Δf，自加热电路根据频率为f+Δf的控制信号对动力电池进行充电和放电。
在本说明书的一个实施例中，在对动力电池进行充电和放电过程中，可以是按照预设频率执行本实施例的步骤S202～S204。这样，可以对实现对动力电池交流自加热过程中的完整监控。
在此基础上，在自加热电路根据频率为f+Δf的控制信号对动力电池进行充电和放电过程中，如果获取的电流信号和电压信号之间的相位差仍小于或等于阈值，则可以继续提高控制信号的频率，使得提高频率后的控制信号的频率可以为f+Δf+Δf。
在此基础上，在自加热电路根据频率为f+Δf+Δf的控制信号对动力电池进行充电和放电过程中，如果获取的电流信号和电压信号之间的相位差仍小于或等于阈值，则可以继续提高控制信号的频率，使得提高频率后的控制信号的频率可以为f+Δf+Δf+Δf；如果获取的电流信号和电压信号之间的相位差大于阈值，则可以保持控制信号的频率为f+Δf+Δf，使得自加热电路继续根据频率为f+Δf+Δf的控制信号对动力电池进行充电和放电。
在本说明书的一个实施例中，可以是在检测到动力电池的电流信号和电压信号之间的相位差大于阈值、且持续时间超过第一设定时长的情况下，停止执行提高控制信号的频率的步骤。
其中，第一设定时长可以是预先根据应用场景或具体需求所设定。例如，该第一设定时长可以是5s。那么，可以是在检测到动力电池的电流信号和电压信号之间的相位差大于阈值、且持续时间超过5s的情况下，停止执行提高控制信号的频率的步骤。
在动力电池的电流信号和电压信号之间的相位差大于阈值的持续时间超过第一设定时长的情况下，表明电流信号和电压信号之间的相位差稳定，可以停止提高控制信号的频率。
在本说明书的一个实施例中，在提高控制信号的频率之后，如果检测到动力电池的电流信号和电压信号之间的相位差与提高控制信号的频率之前相同，即相位差未随着控制信号的频率发生改变，表示通过提高控制信号的频率，无法改变动力电池的电流信号和电压信号的相位差。在此情况下，表明自加热电路、自加热控制电路和电池控制器BMS中的至少一个发生故障，动力电池的交流自加热过程异常，因此，可以停止自加热流程，以使自加热控制电路控制自加热电路停止对动力电池进行充电和放电。
在停止对动力电池进行充电和放电的情况下，可以发出警报，以提醒用户自加热系统出现故障，需要进行维修。
在本说明书的一个实施例中，在检测到自加热电路或者自加热控制电路发生异常的情况下，发出故障警报，以提醒用户进行维修。
<例子>
图6是根据本公开一个例子的自加热方法的流程示意图。
如图6所示，该方法包括：
步骤S601，响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，使得自加热控制电路根据预设的控制信号控制自加热电路对动力电池进行充电和放电，以实现动力电池的交流自加热。
步骤S602，获取动力电池在交流自加热过程中的电压信号和电流信号。
步骤S603，确定电流信号和电压信号的相位差。
步骤S604，判断该相位差是否小于或等于阈值，如是，则执行步骤S605；如否，则执行步骤S606。
步骤S605，提高控制信号的频率，使得自加热电路根据提高频率后的控制信号对动力电池进行充电和放电。
步骤S606，保持控制信号的频率，使得自加热电路继续根据控制信号对动力电池进行充电和放电。
在本说明书的一个实施例中，在对动力电池进行充电和放电过程中，可以是按照预设频率执行本实施例的步骤S602～S606。即，在执行完步骤S605或者是步骤S606之后，继续执行步骤S602。
<装置实施例>
图7示出了根据本公开一个实施例的自加热装置的方框原理示意图。如图7所示，该实施例中，该自加热装置7000可以包括流程启动模块7100、信号获取模块7200、相位差确定模块7300和信号处理模块7400。该流程启动模块7100用于响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，使得自加热控制电路根据预设的控制信号控制自加热电路对动力电池进行充电和放电，以实现动力电池的交流自加热；该信号获取模块7200用于获取动力电池在交流自加热过程中的电流信号和电压信号；该相位差确定模块7300用于确定电流信号和电压信号的相位差；该信号处理模块7400用于根据相位差，对控制信号的频率进行相应处理。
在本公开的一个实施例中，该信号处理模块7400具体可以用于：
在相位差小于或等于预设阈值的情况下，提高控制信号的频率，以供自加热电路根据提高频率后的控制信号对动力电池进行充电和放电；
在相位差大于阈值的情况下，保持控制信号的频率，以供自加热电路继续根据控制信号对动力电池进行充电和放电。
在本公开的一个实施例中，该自加热装置7000还可以包括：
用于在检测到动力电池的电流信号和电压信号的相位差大于阈值、且持续时间超过第一设定时长的情况下，停止执行提高控制信号的频率的步骤的模块。
在本公开的一个实施例中，该自加热装置7000还可以包括：
用于在提高控制信号的频率之后，如果检测到相位差未发生改变，则停止自加热流程，以使自加热控制电路控制自加热电路停止对动力电池进行充电和放电的模块。
在本公开的一个实施例中，相位差确定模块7300还可以用于：
在启动自加热流程超过第二设定时长后，根据控制信号的频率确定目标周期；
根据目标周期内电流信号的上升沿和电压信号的上升沿，确定电流信号和电压信号的相位差。
在本公开的一个实施例中，该流程启动模块7100还可以用于：
在持续接收到进入振荡自加热流程的信号的时长超过第三设定时长的情况下，执行响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程的步骤。
在本公开的一个实施例中，该自加热装置7000还可以包括：
用于在检测到自加热电路或自加热控制电路发生异常的情况下，发出故障报警的模块。
<系统实施例>
图8示出了根据本公开一个实施例的自加热系统的方框原理示意图。如图8所示，该实施例中，该自加热系统8000可以包括电压电流信号采集电路8100、自加热控制电路8200、自加热电路8300、动力电池8400和前述实施例所述的自加热装置7000。
电压电流信号采集电路8100可以用于采集动力电池在交流自加热过程中的电压信号和电流信号。
自加热控制电路8300用于根据控制信号控制自加热电路8300对动力电池8400进行充电和放电。
<车辆实施例>
图9示出了可用于实施本公开实施例的自加热方法的电动车辆的结构示意图。
图9所示的电动车辆9000可以包括主控制器9100和存储器9200，存储器9200用于存储计算机程序，主控制器9100用于在计算机程序的控制下，控制电动车辆执行本说明书任意实施例的方法。
主控制器9100作为车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)的主要器件，用于执行计算机程序，该计算机程序可以采用比如x97、Arm、RISC、MIPS、SSE等架构的指令集编写。
存储器9200例如包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、诸如硬盘的非易失性存储器等，用于存储以上计算机程序等。
本实施例中的电动车辆具体是设置有动力电池的车辆，可以是纯电动车辆，也可以是混合动力车辆。
在一个例子中，该电动车辆可以具有如图8中所示的自加热系统8000，在此不做限定。
在一个例子中，该电动车辆还可以具有发动机、电机控制器、感应装置、输入装置、接口装置、输出装置、电机、动力电池等其他硬件结构中的至少一种，在此不做限定。
该发动机的后端(连接飞轮的一端)可以通过离合器与减速器的输入端连接，减速器的输出端与车轮轴连接，以能够通过发动机驱动车轮转动。
电机控制器用于根据主控制器9100发送的控制指令，控制电机动作，例如，控制电机输出扭矩，以驱动车轮轴转动；又例如，控制电机向动力电池回馈电能等。
感应装置可以包括各种传感器等，例如，包括转速传感器、姿态传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等中的至少一项。
输入装置可以包括按键电路、触摸屏、麦克风、旋钮电路、带油门踏板的油门控制装置、带刹车踏板的刹车控制装置等等。
接口装置可以包括耳机接口、车载自动诊断系统(On Board Diagnostics，OBD)的诊断接口、充电接口、USB接口等。
输出装置可以包括显示屏、扬声器、各种指示灯等。
在电机作为电动机使用时，动力电池可以用于为电机提供电能。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。对于本领域技术人物来说公知的是，通过硬件方式实现、通过软件方式实现以及通过软件和硬件结合的方式实现都是等价的。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人物来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人物能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种动力电池的自加热方法，其特征在于，包括：
响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，使得自加热控制电路根据预设的控制信号控制自加热电路对所述动力电池进行充电和放电，以实现所述动力电池的交流自加热；
获取所述动力电池在交流自加热过程中的电流信号和电压信号；
确定所述电流信号和所述电压信号的相位差；
根据所述相位差，对所述控制信号的频率进行相应处理；
其中，所述根据所述相位差，对所述控制信号的频率进行相应处理包括：
在所述相位差小于或等于预设阈值的情况下，提高所述控制信号的频率，以供所述自加热电路根据提高频率后的控制信号对所述动力电池进行充电和放电；
在所述相位差大于所述阈值的情况下，保持所述控制信号的频率，以供所述自加热电路继续根据所述控制信号对所述动力电池进行充电和放电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述提高所述控制信号的频率，以供所述自加热电路根据提高频率后的控制信号对所述动力电池进行充电和放电的步骤之后，所述方法还包括：
在检测到所述动力电池的电流信号和电压信号的相位差大于所述阈值、且持续时间超过第一设定时长的情况下，停止执行提高所述控制信号的频率的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在提高所述控制信号的频率之后，如果检测到所述相位差未发生改变，则停止自加热流程，以使所述自加热控制电路控制所述自加热电路停止对所述动力电池进行充电和放电。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述电流信号和所述电压信号的相位差包括：
在启动自加热流程超过第二设定时长后，根据所述控制信号的频率确定目标周期；
根据所述目标周期内所述电流信号的上升沿和所述电压信号的上升沿，确定所述电流信号和所述电压信号的相位差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在持续接收到进入振荡自加热流程的信号的时长超过第三设定时长的情况下，执行所述响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在检测到所述自加热电路或所述自加热控制电路发生异常的情况下，发出故障报警。
7.一种动力电池的自加热装置，其特征在于，包括：
流程启动模块，用于响应于进入自加热流程的信号，启动自加热流程，使得自加热控制电路根据预设的控制信号控制自加热电路对所述动力电池进行充电和放电，以实现所述动力电池的交流自加热；
信号获取模块，用于获取所述动力电池在交流自加热过程中的电流信号和电压信号；
相位差确定模块，用于确定所述电流信号和所述电压信号的相位差；
信号处理模块，用于根据所述相位差，对所述控制信号的频率进行相应处理；
所述信号处理模块用于在所述相位差小于或等于预设阈值的情况下，提高所述控制信号的频率，以供所述自加热电路根据提高频率后的控制信号对所述动力电池进行充电和放电；在所述相位差大于所述阈值的情况下，保持所述控制信号的频率，以供所述自加热电路继续根据所述控制信号对所述动力电池进行充电和放电。
8.一种动力电池的自加热系统，其特征在于，包括电压电流信号采集电路、自加热控制电路、自加热电路、动力电池和如权利要求7所述的装置；
所述电压电流信号采集电路用于采集所述动力电池在交流自加热过程中的所述电压信号和所述电流信号；
所述自加热控制电路用于根据所述控制信号控制所述自加热电路对所述动力电池进行充电和放电。
9.一种电动车辆，包括主控制器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述主控制器用于在所述计算机程序的控制下，控制所述电动车辆执行根据权利要求1至6中任一项的方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115377556A (zh) * 2022-05-06 2022-11-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 用电装置及其自加热的控制方法、装置及介质
CN117621865A (zh) * 2022-08-18 2024-03-01 比亚迪股份有限公司 一种抑制电池自加热过程中车辆震动的方法、装置及汽车

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019244680A1 (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 田中　正一 電気自動車のパワーシステム

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5617473B2 (ja) * 2010-09-21 2014-11-05 株式会社デンソー 電池加熱装置
CN104064836B (zh) * 2014-06-17 2016-07-06 北京交通大学 一种锂离子电池的低温自加热方法
KR102527327B1 (ko) * 2015-10-12 2023-04-27 삼성전자주식회사 배터리의 온도 추정 장치 및 방법, 배터리 관리 장치 및 방법
KR102574083B1 (ko) * 2016-01-12 2023-09-04 삼성전자주식회사 배터리 관리 장치 및 방법
CN107039708B (zh) * 2016-11-29 2019-08-02 北京交通大学 一种锂离子电池组低温自加热方法
CN108682909B (zh) * 2018-05-22 2021-06-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组系统及其控制方法、管理设备
CN110962631B (zh) * 2018-12-29 2020-11-17 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池加热系统及其控制方法
CN110970690B (zh) * 2018-12-29 2021-01-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池加热系统及其控制方法
JP6679200B1 (ja) * 2019-03-25 2020-04-15 マレリ株式会社 モータ駆動車両の制御装置、モータ駆動車両の制御方法およびモータ駆動車両の制御プログラム
CN110962692B (zh) * 2019-06-24 2020-12-11 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池组加热系统及其控制方法
CN111029667B (zh) * 2019-11-08 2021-05-18 华为技术有限公司 电池加热系统、电动汽车和车载系统
CN111048860B (zh) * 2019-12-25 2021-03-19 北京理工大学 一种动力电池直流和交流叠加激励加热方法
CN111137149B (zh) * 2020-01-02 2021-09-14 北京理工大学 一种非接触式动力电池低温加热、阻抗测量和充电的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019244680A1 (ja) * 2018-06-18 2019-12-26 田中　正一 電気自動車のパワーシステム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王红理.《大学物理实验》.西安交通大学出版社,2018,(第2版),第146-150页. *

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