CN114204163A - 电动汽车电池包加热方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动汽车电池包加热方法及电子设备，方法包括：检测到电池包的温度低于预设第一温度阈值；控制电池包与充放电元件进行充放电操作，所述充放电元件与电池包形成充放电回路，或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，直到电池包的温度大于等于预设第二温度阈值，所述第二温度阈值大于等于所述第一温度阈值。本发明克服现有外部加热方式下低温电池加热速率较慢和能耗相对较高的缺点，可以实现低温快速电池加热和能耗相对较低的优点，并且具有多种电池加热模式，可以适应电动汽车不同的工作工况。

Description

电动汽车电池包加热方法及电子设备
技术领域
本发明涉及汽车相关技术领域，特别是一种电动汽车电池包加热方法及电子设备。
背景技术
电动汽车的能量来自电池包，因此电池包的充放电效率对电动汽车的性能非常重要。然而，在低温情况下，电池包的充放电效率较低，导致车辆充电速率相对较慢。因此，现有技术提出在低温情况下，对电池包进行加热。
目前电动汽车主流的电池热管理系统为液冷式或者风冷式，对应的电池加热方式则为通过高压电加热器、燃油加热器、加热膜等加热器件进行加热。这些加热方法均为电池外部加热，都存在加热速率较低，能耗较高的技术问题。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术的电池加热技术加热速率较低，能耗较高的技术问题，提供一种电动汽车电池包加热方法及电子设备。
本发明提供一种电动汽车电池包加热方法，其特征在于，包括：
检测到电池包的温度低于预设第一温度阈值；
控制电池包与充放电元件进行充放电操作，所述充放电元件与电池包形成充放电回路，或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，直到电池包的温度大于等于预设第二温度阈值，所述第二温度阈值大于等于所述第一温度阈值。
本发明通过电池包与充放电元件进行充放电操作或者向驱动电机输出脉冲电流，所产生的电流均会流过电池包内的电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而实现对电池包的加热。同时，在低温条件下，电芯内阻偏大，因此，在低温条件下，电芯内阻所产生的热量更大，进一步提高了电芯的加热效率。同时，本发明向驱动电机输出脉冲电流，脉冲电流具有瞬时电流值大且平均电流值小的特定，一方面能够向电池包的电芯提供足够的电量以加热电芯，另一方面能够避免驱动电机损坏。本发明克服现有外部加热方式下低温电池加热速率较慢和能耗相对较高的缺点，可以实现低温快速电池加热和能耗相对较低的优点，并且具有多种电池加热模式，可以适应电动汽车不同的工作工况。
进一步地，所述控制电池包与充放电元件进行充放电操作，或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
检测与电池包形成充放电回路的充放电元件的剩余容量；
如果充放电元件的剩余容量满足预设条件，则控制电池包与充放电元件进行充放电操作，否则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流。
本实施例优先采用充放电元件进行充放电操作，实现电池加热，避免影响车辆行驶。同时在充放电元件不满足条件时，向驱动电机输出脉冲电流，以实现电池加热，以保证在充放电元件出现故障时，仍然能够实现对电池加热。
更进一步地，所述如果充放电元件的剩余容量满足预设条件，则控制电池包与充放电元件进行充放电操作，否则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于第一剩余容量阈值且小于等于第二剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向充放电元件进行充电，所述第二剩余容量阈值大于所述第一剩余容量阈值；
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于第一剩余容量阈值且小于等于第二剩余容量阈值，且电池包处于充电模式，则控制充放电元件向电池包进行充电；
如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流；
如果所述充放电元件的剩余容量大于所述第二剩余容量阈值，且电池包处于充电模式，则控制所述充放电元件向所述电池包充电。
本实施例根据充放电元件的剩余容量与不同阈值的比较，选择电池包不同的加热方式。
更进一步地，所述如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，或者所述充放电元件故障，则判断驱动电机是否故障；
如果驱动电机无故障，则判断电池包模式；
如果电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，如果电池包处于充电模式，则再次判断所述充放电元件的剩余容量是否小于所述第一剩余容量阈值以及所述充放电元件是否故障；
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于所述第一剩余容量阈值，且所述充放电元件无故障，则控制所述充放电元件向所述电池包充电，否则结束电池包加热操作。
本实施例根据车辆各零部件处于不同的状态实现相对较优的电池快速加热方式。
进一步地，所述驱动电机包括前驱电机和后驱电机，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
判断电动汽车当前的驱动模式，如果为四驱模式，则切换为前驱模式；
在前驱模式下，控制电池包向后驱电机输出脉冲电流。
本实施例针对四驱电动汽车，在不影响行驶的过程中，利用后驱电机，实现电池加热。
进一步地，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
判断电动汽车的行车状态，如果电动汽车处于停车状态，则控制电池包向驱动电机输出脉冲电流。
本实施例在电动汽车停车时，通过驱动电机为电池包加热，充分利用停车时间，提高电池包效率。
进一步地，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
接合电动汽车的驱动电机的制动器，断开驱动电机的离合器，控制电池包向驱动电机输出脉冲电流。
本实施例通过接合驱动电机的制动器，并断开离合器，避免用于对电池包加热的驱动电机对行车造成影响。
进一步地，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
控制电池包向驱动电机输出预设电流参数的脉冲电流。
本实施例向驱动电机输出经过预先设计的合适的电流值，以避免损坏驱动电机。
再进一步地，所述充放电元件为超级电容器。
本实施例充分利用超级电容器具有高的比功率、良好的大电流充放电性能以及较长的使用循环寿命的优点，通过增加的超级电容器与电池包并联形成大电流充放电回路。
一种电动汽车电池包加热电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如前所述的电动汽车电池包加热方法。
本发明通过电池包与充放电元件进行充放电操作或者向驱动电机输出脉冲电流，所产生的电流均会流过电池包内的电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而实现对电池包的加热。同时，在低温条件下，电芯内阻偏大，因此，在低温条件下，电芯内阻所产生的热量更大，进一步提高了电芯的加热效率。同时，本发明向驱动电机输出脉冲电流，脉冲电流具有瞬时电流值大且平均电流值小的特定，一方面能够向电池包的电芯提供足够的电量以加热电芯，另一方面能够避免驱动电机损坏。本发明克服现有外部加热方式下低温电池加热速率较慢和能耗相对较高的缺点，可以实现低温快速电池加热和能耗相对较低的优点，并且具有多种电池加热模式，可以适应电动汽车不同的工作工况。
附图说明
图1为本发明一种电动汽车电池包加热方法的工作流程图；
图2为本发明最佳实施例的电动汽车电池包加热系统的系统原理图；
图3为本发明最佳实施例一种电动汽车电池包加热方法的工作流程图；
图4为本发明一种电动汽车电池包加热电子设备的硬件结构示意图。
标记说明：
1-前差速器总成；2-前减速器总成；3-前驱电机；4-DC/DC功率转换器；5-DC/AC逆变器；6-后驱电机；7-制动器；8-离合器；9-后减速器总成；10-后差速器总成；11-电池包；12-超级电容器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一种电动汽车电池包加热方法的工作流程图，包括：
步骤S101，检测到电池包的温度低于预设第一温度阈值；
步骤S102，控制电池包与充放电元件进行充放电操作，所述充放电元件与电池包形成充放电回路，或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，直到电池包的温度大于等于预设第二温度阈值，所述第二温度阈值大于等于所述第一温度阈值。
具体来说，当电池包温度低于第一温度阈值T1时，触发步骤S101，然后执行步骤S102。步骤S102中，可以控制电池包与充放电元件进行充放电操作或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，从而对电池包进行加热，直到电池包的温度大于等于预设第二温度阈值T1+X。
其中，电池包与充放电元件形成充放电回路，执行充放电操作包括：电池包可以向充放电元件充电，或者充放电元件向电池包充电。
充放电元件可以为电容器，例如超级电容器。充放电元件可以通过直流/直流(DC/DC)功率转换器与电池包电连接，形成充放电回路。利用充放电元件给电池包充电或者利用充放电元件接受来自电池包的放电电量，两者组成的电回路所产生的电流均会流过电池包电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而实现加热电池包。
另一种方式，为电池包向驱动电机输出脉冲电流，利用驱动电机内部线圈组成电池加热回路的电路元件之一，电池包可以通过直流/交流(DC/AC)逆变器实现将电流供给至驱动电机，此时电池包与驱动电机总成组成的电回路进行电流放电，电流流过电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而可以实现电池包加热。
具体来说，电池包向驱动电机输出合理设计的脉冲电流。脉冲电流的时间周期为毫秒级别。具体的脉冲电流大小及时间周期根据不同的驱动电机和电池包，通过实验确定。
本发明通过电池包与充放电元件进行充放电操作或者向驱动电机输出脉冲电流，所产生的电流均会流过电池包内的电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而实现对电池包的加热。同时，在低温条件下，电芯内阻偏大，因此，在低温条件下，电芯内阻所产生的热量更大，进一步提高了电芯的加热效率。同时，本发明向驱动电机输出脉冲电流，脉冲电流具有瞬时电流值大且平均电流值小的特定，一方面能够向电池包的电芯提供足够的电量以加热电芯，另一方面能够避免驱动电机损坏。本发明克服现有外部加热方式下低温电池加热速率较慢和能耗相对较高的缺点，可以实现低温快速电池加热和能耗相对较低的优点，并且具有多种电池加热模式，可以适应电动汽车不同的工作工况。
在其中一个实施例中，所述控制电池包与充放电元件进行充放电操作，或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
检测与电池包形成充放电回路的充放电元件的剩余容量；
如果充放电元件的剩余容量满足预设条件，则控制电池包与充放电元件进行充放电操作，否则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流。
本实施例优先采用充放电元件进行充放电操作，实现电池加热，避免影响车辆行驶。同时在充放电元件不满足条件时，向驱动电机输出脉冲电流，以实现电池加热，以保证在充放电元件出现故障时，仍然能够实现对电池加热。
在其中一个实施例中，所述如果充放电元件的剩余容量满足预设条件，则控制电池包与充放电元件进行充放电操作，否则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于第一剩余容量阈值且小于等于第二剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向充放电元件进行充电，所述第二剩余容量阈值大于所述第一剩余容量阈值；
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于第一剩余容量阈值且小于等于第二剩余容量阈值，且电池包处于充电模式，则控制充放电元件向电池包进行充电；
如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流；
如果所述充放电元件的剩余容量大于所述第二剩余容量阈值，且电池包处于充电模式，则控制所述充放电元件向所述电池包充电。
具体来说，第一剩余容量阈值为充放电元件的额定容量乘以第一百分比K1，第二剩余容量阈值为充放电元件的额定容量乘以第二百分比K2，其中K2大于K1。
本实施例根据充放电元件的剩余容量与不同阈值的比较，选择电池包不同的加热方式。
在其中一个实施例中，所述如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，或者所述充放电元件故障，则判断驱动电机是否故障；
如果驱动电机无故障，则判断电池包模式；
如果电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，如果电池包处于充电模式，则再次判断所述充放电元件的剩余容量是否小于所述第一剩余容量阈值以及所述充放电元件是否故障；
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于所述第一剩余容量阈值，且所述充放电元件无故障，则控制所述充放电元件向所述电池包充电，否则结束电池包加热操作。
本实施例根据车辆各零部件处于不同的状态实现相对较优的电池快速加热方式。
在其中一个实施例中，所述驱动电机包括前驱电机和后驱电机，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
判断电动汽车当前的驱动模式，如果为四驱模式，则切换为前驱模式；
在前驱模式下，控制电池包向后驱电机输出脉冲电流。
对于四驱电动汽车，在电池包温度较低，输出功率因较低温度受限制情况下，此时，车辆可以将四驱模式调整为前驱模式，将后驱电机从驱动状态中完全脱离出来，由后驱电机与电池包组成电池加热回路，电流流过电池包电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而可以实现电池包加热。
当车辆本身即为前驱模式时，则直接控制电池包向后驱电机输出脉冲电流。
本实施例针对四驱电动汽车，在不影响行驶的过程中，利用后驱电机，实现电池加热。
在其中一个实施例中，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
判断电动汽车的行车状态，如果电动汽车处于停车状态，则控制电池包向驱动电机输出脉冲电流。
对于非四驱电动汽车，则仅在电动汽车处于停车状态时，将驱动电机与电池包组成电池加热回路，对电池包加热。
对于四驱电动汽车，在行驶时，通过切换为前驱模式，电池包向后驱电机输出脉冲电流。在停止时，则无需判断是否为前驱模式，可以控制电池包向驱动电机输出脉冲电流。
本实施例在电动汽车停车时，通过驱动电机为电池包加热，充分利用停车时间，提高电池包效率。
在其中一个实施例中，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
接合电动汽车的驱动电机的制动器，断开驱动电机的离合器，控制电池包向驱动电机输出脉冲电流。
具体来说，通过驱动电机总成内部的制动器、离合器的动作实现驱动电机从驱动状态中完全脱离出来。
本实施例通过接合驱动电机的制动器，并断开离合器，避免用于对电池包加热的驱动电机对行车造成影响。
在其中一个实施例中，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
控制电池包向驱动电机输出预设电流参数的脉冲电流。
具体来说，电流参数包括但不限于脉冲电流值、以及脉冲电流的间隔周期。其中，脉冲电流取值为驱动电机额定工况下所能承受的最大电流值与不同初始电池温度下电池包所允许放电的最大电流值的两者较小值。脉冲电流的间隔周期为毫秒级别。具体的脉冲电流大小和间隔周期根据驱动电机使用寿命、电池包使用寿命、以及加热效率通过试验进行综合评估确定。
本实施例向驱动电机输出经过预先设计的合适的电流值，以避免损坏驱动电机。
在其中一个实施例中，所述充放电元件为超级电容器。
本实施例充分利用超级电容器具有高的比功率、良好的大电流充放电性能以及较长的使用循环寿命的优点，通过增加的超级电容器与电池包并联形成大电流充放电回路。
如图2所示为本发明最佳实施例的电动汽车电池包加热系统的系统原理图，系统包括：前差速器总成1、前减速器总成2、前驱电机3、DC/DC功率转换器4、DC/AC逆变器5、后驱电机6、制动器7、离合器8、后减速器总成9、后差速器总成10、电池包11、以及超级电容器12。其原理如下：
1)超级电容器12与DC/DC功率转换器4串联之后作为超级电容器模块与电池包进行电连接，当电池包温度较低且具有一定剩余电量情况下，同时超级电容器12未充满电量，此时可以利用超级电容器12给电池包11充电或者利用超级电容器12接受来自电池包11的放电电量，两者组成的电回路所产生的电流均会流过电池包11的电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而实现加热电池包11。
2)后驱电机6、制动器7、离合器8、后减速器总成9、后差速器总成10共同组成后驱电机模块总成，前差速器总成1、前减速器总成2、前驱电机3共同组成前驱电机模块总成。后驱电机模块总成在正常工况下可以与前驱电机模块总成组成车辆的四驱模式。在电池包11温度较低，输出功率因较低温度受限制情况下，此时，车辆可以将四驱模式调整为前驱模式，利用后驱电机模块总成内部的制动器7、离合器8的动作实现，将后驱电机6从驱动状态中完全脱离出来。
当电池包11需要加热的时候，需要离合器8分离，制动器7接合，实现后驱电机6脱离驱动状态，或者在车辆行驶不影响后驱电机6状态下，例如车辆停止行驶时，此时利用驱动电机内部线圈组成电池加热回路的电路元件之一，电池包11通过DC/AC逆变器5实现将合理设计的脉冲电流供给至后驱电机6。此时电池包11与后驱电机6组成的电回路进行脉冲电流放电，脉冲电流流过电池包11的电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而可以实现电池包11加热。
如图3所示为本发明最佳实施例一种电动汽车电池包加热方法的工作流程图，应用在如图2所示的电动汽车电池包加热系统中，包括：
步骤S301，电池管理模块检测电池包的电池最低温度是否小于设定温度T1，若不满足小于设定温度T1，则结束，即不加热；若满足小于设定温度T1，则执行步骤S302。
步骤S302，超级电容器控制模块检测超级电容器剩余容量是否处于[K1×额定容量，K2×额定容量]区间，若处于此区间，则进入步骤S303；若不处于此区间，则进一步判断是否处于[0，K1×额定容量)区间，若不处于[0，K1×额定容量)区间，即处于(K2×额定容量，100％额定容量]，则进入步骤S304，若处于[0，K1×额定容量)区间，则进入步骤S305。
步骤S303，电池管理模块判断此时车辆电池包是否为放电模式，若是为放电模式，则电池管理模块判断进入电池包给超级电容器充电的电池加热工况，电池管理模块请求电池包给超级电容器进行大电流充电，从而实现电池加热；若不为放电模式，则电池管理模块判断进入超级电容器给电池包充电的电池加热工况，电池管理模块请求超级电容器给电池包进行大电流充电，从而实现电池加热。
步骤S304，判断超级电容器模块是否故障，若无故障，则判断车辆电池包是否为放电模式。当车辆电池包不为放电模式，则进入超级电容器给电池包充电的电池加热工况，电池管理模块请求超级电容器给电池包进行大电流充电，从而实现电池加热；当车辆电池包为放电模式，则需要进一步判断后驱电机模块是否故障，进入步骤S305，或者判断超级电容器模块有故障，也进入步骤S305。
步骤S305，进一步判断后驱电机模块是否故障，若有故障，则结束加热流程；若无故障，则进一步判断是否为电池包处于放电模式，若是处于放电模式，则进入电池包脉冲电流放电至后驱电机耗能的电池加热工况，利用后驱电机模块与电池包组成的电回路来加热电池。电池管理模块请求电池包以脉冲电流波形进行脉冲放电加热电池，时间周期为ms级别，后驱电机控制器接收到电池管理模块的脉冲电流加热请求信号之后，如果此时为四驱模式行驶，则切换为前驱模式行驶，并且接合制动器，断开离合器，逆变器分配增大的脉冲电流至后驱电机，从而实现电池加热。若不处于放电模式，则执行步骤S306。
步骤S306，如果超级电容器剩余容量不处于[0，K1×额定容量)区间，且超级电容器模块无故障，则进入超级电容器给电池包充电的电池加热工况，电池管理模块请求超级电容器给电池包进行大电流充电，从而实现电池加热。
进入步骤S306的有三种情况：一种是超级电容器模块故障，一种是超级电容器剩余容量处于[0，K1×额定容量)区间，最后一种情况时在步骤S304中，超级电容器剩余容量处于(K2×额定容量，100％额定容量]区间，超级电容器模块无故障，但在步骤S304检测时刻，车辆电池包为放电模式，而在步骤S305时刻车辆电池包改变为充电模式。因此，对于上述三种情况，只有最后一种情况，允许进入超级电容器给电池包充电的电池加热工况。
步骤S307，每个加热模式工况下，均需要进行加热电池温度回差控制，以防频繁启动加热功能。电池管理模块检测电池加热至电池最低温度是否达到设定温度T1+X，若不满足达到设定温度T1+X，则返回至之前一个步骤继续执行电池加热的逻辑判断流程；若满足达到设定温度T1+X，则结束，即不加热。
本发明充分利用超级电容器12具有高的比功率、良好的大电流充放电性能以及较长的使用循环寿命的优点，通过增加的超级电容器12模块与电池包11并联形成大电流充放电回路，电池包11利用低温条件下电池内阻偏大的特点实现电池快速加热。同时，充分利用离合器分离和制动器接合，使得无论电动汽车处于行驶工况还是静止工况，电池包11均可以通过脉冲电流放电供给至后驱电机耗能，从而实现低温电池快速加热。此模式一般用在超级电容器12满电且电池包11处于放电模式，或者超级电容器12模块故障的状况下。
本发明可以实现多种低温快速电池加热模式，根据车辆各零部件处于不同的状态实现相对较优的电池快速加热方式。比如超级电容器12模块故障情况下，此时不能利用超级电容器12与电池包11组成电回路，而此时又需要电池加热，则可以利用后驱电机模块实现加热电池的目的。在超级电容器12不满电且超级电容器12模块无故障情况下，可以优先采用超级电容器12与电池包11组成的电回路进行电池加热。
如图4所示为本发明一种电动汽车电池包加热电子设备的硬件结构示意图，电子设备包括：
至少一个处理器401；以及，
与至少一个所述处理器401通信连接的存储器402；其中，
所述存储器402存储有可被至少一个所述处理器401执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器401执行，以使至少一个所述处理器401能够执行：
检测到电池包的温度低于预设第一温度阈值；
控制电池包与充放电元件进行充放电操作，所述充放电元件与电池包形成充放电回路，或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，直到电池包的温度大于等于预设第二温度阈值，所述第二温度阈值大于等于所述第一温度阈值。
具体来说，电子设备可以为电动汽车的电子控制单元(Electronic ControlUnit，ECU)。图4中以一个处理器401为例。
电子设备还可以包括：输入装置403和显示装置404。
处理器401、存储器402、输入装置403及显示装置404可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。
存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的电动汽车电池包加热方法对应的程序指令/模块，例如，图1所示的方法流程。处理器401通过运行存储在存储器402中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的电动汽车电池包加热方法。
存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电动汽车电池包加热方法的使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行电动汽车电池包加热方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置403可接收输入的用户点击，以及产生与电动汽车电池包加热方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置404可包括显示屏等显示设备。
在所述一个或者多个模块存储在所述存储器402中，当被所述一个或者多个处理器401运行时，执行上述任意方法实施例中的电动汽车电池包加热方法。
本发明通过电池包与充放电元件进行充放电操作或者向驱动电机输出脉冲电流，所产生的电流均会流过电池包内的电芯，在电芯内阻的作用下电芯会产生较大热量，从而实现对电池包的加热。同时，在低温条件下，电芯内阻偏大，因此，在低温条件下，电芯内阻所产生的热量更大，进一步提高了电芯的加热效率。同时，本发明向驱动电机输出脉冲电流，脉冲电流具有瞬时电流值大且平均电流值小的特定，一方面能够向电池包的电芯提供足够的电量以加热电芯，另一方面能够避免驱动电机损坏。本发明克服现有外部加热方式下低温电池加热速率较慢和能耗相对较高的缺点，可以实现低温快速电池加热和能耗相对较低的优点，并且具有多种电池加热模式，可以适应电动汽车不同的工作工况。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电动汽车电池包加热方法，其特征在于，包括：
检测到电池包的温度低于预设第一温度阈值；
控制电池包与充放电元件进行充放电操作，所述充放电元件与电池包形成充放电回路，或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，直到电池包的温度大于等于预设第二温度阈值，所述第二温度阈值大于等于所述第一温度阈值。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池包加热方法，其特征在于，所述控制电池包与充放电元件进行充放电操作，或者控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
检测与电池包形成充放电回路的充放电元件的剩余容量；
如果充放电元件的剩余容量满足预设条件，则控制电池包与充放电元件进行充放电操作，否则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电池包加热方法，其特征在于，所述如果充放电元件的剩余容量满足预设条件，则控制电池包与充放电元件进行充放电操作，否则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于第一剩余容量阈值且小于等于第二剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向充放电元件进行充电，所述第二剩余容量阈值大于所述第一剩余容量阈值；
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于第一剩余容量阈值且小于等于第二剩余容量阈值，且电池包处于充电模式，则控制充放电元件向电池包进行充电；
如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流；
如果所述充放电元件的剩余容量大于所述第二剩余容量阈值，且电池包处于充电模式，则控制所述充放电元件向所述电池包充电。
4.根据权利要求3所述的电动汽车电池包加热方法，其特征在于，所述如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，且电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
如果所述充放电元件的剩余容量小于所述第一剩余容量阈值，或者所述充放电元件故障，则判断驱动电机是否故障；
如果驱动电机无故障，则判断电池包模式；
如果电池包处于放电模式，则控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，如果电池包处于充电模式，则再次判断所述充放电元件的剩余容量是否小于所述第一剩余容量阈值以及所述充放电元件是否故障；
如果所述充放电元件的剩余容量大于等于所述第一剩余容量阈值，且所述充放电元件无故障，则控制所述充放电元件向所述电池包充电，否则结束电池包加热操作。
5.根据权利要求1所述的电动汽车电池包加热方法，其特征在于，所述驱动电机包括前驱电机和后驱电机，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
判断电动汽车当前的驱动模式，如果为四驱模式，则切换为前驱模式；
在前驱模式下，控制电池包向后驱电机输出脉冲电流。
6.根据权利要求1所述的电动汽车电池包加热方法，其特征在于，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
判断电动汽车的行车状态，如果电动汽车处于停车状态，则控制电池包向驱动电机输出脉冲电流。
7.根据权利要求1所述的电动汽车电池包加热方法，其特征在于，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
接合电动汽车的驱动电机的制动器，断开驱动电机的离合器，控制电池包向驱动电机输出脉冲电流。
8.根据权利要求1所述的电动汽车电池包加热方法，其特征在于，所述控制电池包向电动汽车的驱动电机输出脉冲电流，具体包括：
控制电池包向驱动电机输出预设电流参数的脉冲电流。
9.根据权利要求1至8任一项所述的电动汽车电池包加热方法，其特征在于，所述充放电元件为超级电容器。
10.一种电动汽车电池包加热电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够执行如权利要求1至9任一项所述的电动汽车电池包加热方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023213150A1 (zh) * 2022-05-06 2023-11-09 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

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120277058A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Delta Electronics, Inc. Starting method for hybrid electric vehicle and system architecture of hybrid electric vehicle
WO2014206368A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Power system for electric vehicle, electric vehicle and method for charging power battery
CN106608195A (zh) * 2015-10-23 2017-05-03 北汽福田汽车股份有限公司 电动汽车及其电池加热方法和系统
CN107666028A (zh) * 2017-08-16 2018-02-06 同济大学 一种电动车用锂离子电池低温交流加热装置
CN111525196A (zh) * 2020-04-21 2020-08-11 深圳威迈斯新能源股份有限公司 电池自加热电路、采用该电路的电动汽车及其控制方法
CN111532174A (zh) * 2019-08-27 2020-08-14 长城汽车股份有限公司 高压电池的充放电控制方法及其装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120277058A1 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Delta Electronics, Inc. Starting method for hybrid electric vehicle and system architecture of hybrid electric vehicle
WO2014206368A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited Power system for electric vehicle, electric vehicle and method for charging power battery
CN106608195A (zh) * 2015-10-23 2017-05-03 北汽福田汽车股份有限公司 电动汽车及其电池加热方法和系统
CN107666028A (zh) * 2017-08-16 2018-02-06 同济大学 一种电动车用锂离子电池低温交流加热装置
CN111532174A (zh) * 2019-08-27 2020-08-14 长城汽车股份有限公司 高压电池的充放电控制方法及其装置
CN111525196A (zh) * 2020-04-21 2020-08-11 深圳威迈斯新能源股份有限公司 电池自加热电路、采用该电路的电动汽车及其控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023213150A1 (zh) * 2022-05-06 2023-11-09 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

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