CN114643905A - 一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法及系统，该方法包括加热需求确认步骤，在确定车辆的驱动系统无异常后，获取动力电池组各单体的温度，若动力电池组中存在温度低于设定第一温度阈值的单体，则启动自加热；在自加热控制步骤中，收到来自电池管理系统的加热启动指令后，计算给定自加热电流，进而基于计算得到的给定自加热电流按照设定的策略对驱动系统进行闭环控制，使动力电池组内部电芯升温，直至满足设定的加热要求。本发明的方案能够克服传统技术加热速度慢、加热结构复杂以及空间占用率大的缺陷，在实现高效可调节加热的基础上，使车辆的电机基本不产生电磁转矩，将对电池和驱动系统的伤害控制到最小。

Description

一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法及系统

技术领域

本发明涉及电机控制及应用技术领域，特别是电动汽车用永磁同步电机控制及其应用，尤其涉及一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法及系统。

背景技术

工作环境的变化会一定程度上影响电动汽车用动力电池组的性能，在低温环境下电动汽车的动力电池组性能会出现比较明显的下降，动力电池组的充放电效率也会随着降温而降低，导致电动汽车在低温时段和低温地区的推广和使用受到限制。

目前大多数动力电池组系统通过外加一个加热系统或加热电路，将热量传递给电池对电池加热，但这种加热方式仅仅是对电池外部加热(例如对流经电池的冷却液加热以使电池温度上升)，这样实现电池加热需要另设加热系统，空间占用率大，成本需求大，且相对于电池整体来说，加热的效率比较低，也无法保障电池内部的温度也能稳定维持正常工作的温度。

另外的，传统的电池加热系统中还有一部分采取利用电池直接控制另设三相电机重复驱动、制动，通过使电池发生极化实现自加热的方式，这样的方式需要额外设置用于加热的三相电机，且驱动瞬时功率大，对供电电池和三相电机都会造成损耗，影响两者的使用寿命，不适合长期使用，实用性不佳。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法及系统，其中，在一个实施例中，所述方法包括：

加热需求确认步骤，确定车辆的驱动系统无异常后，通过车辆的电池管理系统获取动力电池组各单体的温度，若动力电池组中存在温度低于设定第一温度阈值的单体，则确认加热需求成立，启动自加热；

自加热控制步骤，由电池管理系统生成加热启动指令，通过整车控制器计算给定自加热电流，控制驱动系统的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组形成电池自加热闭环电路，使动力电池组内部电芯升温，直至全部单体的温度均满足设定的第二温度阈值，由电池管理系统生成加热停止信号传达至车辆的驱动系统。

进一步地，一个实施例中，在自加热控制步骤中，整车控制器根据车辆动力电池组所需的加热功率计算一系列相应的给定直轴电流和给定交轴电流。

一个优选的实施例中，在自加热控制步骤中，通过以下操作控制永磁同步电机、电机控制器和动力电池组：

采集永磁同步电机的转子位置信息和角速度信息，并建立匹配的自加热电路数学模型；

令动力电池组为所述电机控制器提供直流电压；

基于所述自加热电路数学模型结合计算的给定交直轴电流确定电机控制器的控制信号，使动力电池组内部电芯产生预设的焦耳效应。

具体地，在一个实施例中，利用电压空间矢量脉宽调制算法确定一系列控制电机控制器各功率管通断的脉宽信号，作为电机控制器的控制信号，使电池自加热闭环电路产生相应的高频振荡无功电流。

在一个可选的实施例中，所述方法还包括：自加热启动后，整车控制器按照设定的策略实时获取电池管理器采集的电池单体温度，若存在温度不满足设定第二温度阈值的单体，根据电池当前的单体温度调整动力电池组需要的加热功率，并更新计算相应的给定直轴电流和给定交轴电流。

在一个实施例中，所述方法还包括：

当确认动力电池组的单体最低温度低于设定的第三温度阈值时，实时监测动力电池组的环境温度，当所述环境温度低于电池单体最低温度，且两者差值超过设定的第四温度阈值时，确认加热需求成立，启动自加热；其中，所述第三温度阈值高于第一温度阈值。

进一步地，一个实施例中，在所述加热需求确认步骤中，当确定车辆的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组均无异常时，判定车辆的驱动系统无异常，其中，当动力电池组无故障且SOC值高于设定的电量阈值时，确定动力电池组无异常。

可选地，一个实施例中，当车辆的驱动系统收到加热停止信号后，电池管理系统保持待机状态；其中，所述电池管理系统处于待机状态时持续获取动力电池组单体的温度信息和环境温度信息。

基于上述任意一个或多个实施例中的方法，本发明还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可实现如上述任意一个或多个实施例中所述方法的程序代码。

基于上述任意一个或多个实施例的其他方面，本发明还保护一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的系统，该系统包括：

加热需求确认模块，其配置为在确定车辆的驱动系统无异常后，通过车辆的电池管理系统获取动力电池组各单体的温度，若动力电池组中存在温度低于设定第一温度阈值的单体，则确认加热需求成立，启动自加热；

自加热控制模块，其配置为由电池管理系统生成加热启动指令，通过整车控制器计算给定自加热电流，控制驱动系统的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组形成电池自加热闭环电路，使动力电池组内部电芯升温，直至全部单体的温度均满足设定的第二温度阈值，由电池管理系统生成加热停止信号传达至车辆的驱动系统；

其中，所述自加热控制模块包括：

电路模型构建单元，其配置为采集永磁同步电机的转子位置信息和机械角速度信息，并建立匹配的自加热电路数学模型；

自加热供电启动单元，其配置为令动力电池组为所述电机控制器提供直流电压；

控制信号生成单元，其配置为基于所述自加热电路数学模型结合计算的给定交直轴电流确定电机控制器的控制信号，使动力电池组内部电芯产生焦耳效应。

与最接近的现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：

本发明提供的本发明提供的一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法，该方法在确定车辆的驱动系统无异常后，根据动力电池组各单体的温度，确定是否存在加热需求，若是，则启动自加热，计算动力电池需要的给定自加热电流，进而按照设定的策略对驱动系统进行闭环控制，使动力电池组内部电芯快速稳定地升温。相对于现有技术，采用本发明的上述方案能够实现对加热功率和加热时间的闭环控制，使动力电池内部电芯均匀快速升温，提高了低温初始运行条件下电池的均衡，且加热过程中驱动系统的电机基本不产生电磁转矩，将对电池和驱动系统的伤害控制到最小，有利于延长动力电池的使用寿命，提高整车的实用性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例中基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中控制动力电池组自加热的方法的自加热模式执行流程图；

图3是本发明一实施例提供的基于驱动系统形成的电池自加热闭环电路拓扑结构图；

图4是本发明另一实施例中基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法的控制原理示意图；

图5是本发明实施例提供的基于驱动系统控制动力电池组自加热的系统结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

虽然流程图将各项操作描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

计算机设备包括用户设备与网络设备。其中，用户设备或客户端包括但不限于电脑、智能手机、PDA等；网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算的由大量计算机或网络服务器构成的云。计算机设备可单独运行来实现本发明，也可接入网络并通过与网络中的其他计算机设备的交互操作来实现本发明。计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络等。

在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制，使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。当一个单元被称为“连接”或“耦合”到另一单元时，其可以直接连接或耦合到所述另一单元，或者可以存在中间单元。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

电动汽车用动力电池组在低温环境下性能下降比较明显，动力电池组的充放电效率也受到温度影响，限制了电动汽车低温地区的推广和使用。目前大多数动力电池组系统是外加一个加热系统，将热量传递到电池内部对电池加热，但这种加热方式仅仅是对电池外部加热，电池内部的温度也经常达不到正常工作的温度，而且加热的效率比较低；或者通过对动力电池组进行周期性充放电通过内阻加热的方式实现加热，这种方式由于瞬时功率较大，会使得动力电池组的电压过低，长期使用会影响电池的性能，且充放电过程中，车辆的控制系统会不可避免地产生抖动，无法避免对控制系统可靠性和使用寿命的影响；

另外的，还有一部分采用使电池直接控制另设三相电机重复驱动、制动，通过使电池发生极化实现自加热的方式，这样的方式需要额外设置用于加热的三相电机，占用空间且成本较高，用于驱动瞬时功率大，对供电电池和三相电机都会造成损耗，影响两者的使用寿命，不适合长期使用，实用性不佳。

为解决上述问题，本发明提供一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法及系统，该方法主要是利用电动汽车的驱动系统在低温状态实现对动力电池组的快速加热，本发明的加热策略是直接对电池内部电芯加热，提高电池内部电芯温度的均衡性，不影响电池使用寿命，且加热过程中电机不产生电磁转矩，不会引起车辆抖动。下面参考附图对本发明各个实施例进行说明

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法的流程示意图，参照图1可知，该方法包括如下步骤：

加热需求确认步骤，确定车辆的驱动系统无异常后，通过车辆的电池管理系统BMS获取动力电池组各单体的温度，若动力电池组中存在温度低于设定第一温度阈值的单体，则确认加热需求成立，启动自加热；

自加热控制步骤，由电池管理系统生成加热启动指令，通过整车控制器计算给定自加热电流，控制驱动系统的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组形成电池自加热闭环电路，使动力电池组内部电芯升温，直至全部单体的温度均满足设定的第二温度阈值，由电池管理系统生成加热停止信号传达至车辆的驱动系统，其中，实际应用时，由工作人员根据动力电池的类型和实际需求设置所述第二温度阈值的合理数值，本发明对此不予特别限定。

具体地，需要说明的是，为了保障车辆驱动系统中的相关结构都满足自加热程序的运行条件，在所述加热需求确认步骤中，当确定车辆的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组均无异常时，判定车辆的驱动系统无异常；其中，当动力电池组无故障且SOC值高于设定的电量阈值时，确定动力电池组无异常。

实际应用时，电池管理系统将需要加热的指令发送给整车控制器，驱动系统接收来自整车控制器的自加热指令启动自加热程序。

进一步地，结合实际应用，整车控制器需要根据当前动力电池的温度计算需要给定的加热电流，驱动系统根据整车控制器的指令开启自加热模式，基于此，图2中示出了本发明一实施例中基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法的自加热模式执行流程图，如图2所示，在一个实施例中，在自加热控制步骤中，先由整车控制器根据车辆动力电池组所需的加热功率计算一系列相应的给定直轴电流和给定交轴电流。

整车控制器计算得到给定自加热电流后，基于其控制驱动系统的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组形成电池自加热闭环电路，如图3所示，车辆驱动系统中的电机控制器中通过多个功率单元与永磁同步电机连接。

本发明实施例通过采用设定的策略控制电机控制器，使电机控制器、交流永磁同步电机和动力电池组成的自加热电路系统中产生一个高频振荡无功电流，在内部电芯产生焦耳效应，实现对电池的稳定快速加热。

进一步地，在一个实施例中，通过以下操作控制永磁同步电机、电机控制器和动力电池组：

采集永磁同步电机的转子位置信息和机械角速度信息，并建立匹配的自加热电路数学模型；

令动力电池组为所述电机控制器提供直流电压；

基于所述自加热电路数学模型结合计算的给定交直轴电流确定电机控制器的控制信号，使动力电池组内部电芯产生预设的焦耳效应。

图4示出了本发明实施例中基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法采用的控制原理拓扑示意图。结合图4中透露的信息，本发明实施例中，利用电压空间矢量脉宽调制算法SVPWM确定一系列控制电机控制器各功率管通断的脉宽信号，作为电机控制器的控制信号，使电池自加热闭环电路对应产生一个高频振荡无功电流。

具体地，实际应用时，由动力电池给电机控制器提供直流电压，采用位置信号传感器检测采集到永磁同步电机实时的转子位置信号和机械角速度信号，建立匹配的自加热电路数学模型，再根据建立的数学模型和电机控制算法，控制电机控制器的U、V、W三相功率管开通、关断，使电机控制器、交流永磁同步电机和动力电池组成的自加热闭环电路中产生一个高频振荡无功电流，在电芯内部产生焦耳效应，实现对电池的快速加热。

结合图4中的信息，本发明实施例通过以下步骤实现自加热闭环电路的控制：

步骤1、电机控制器通过位置信号传感器检测采集得到永磁同步电机的转子位置信号θ和机械角速度ω，基于此，建立对应的数学模型作为自加热电路数学模型；

步骤2、根据建立的系统数学模型，控制动力电池给电机控制器提供直流电压U_DC；

步骤3、根据给定d、q轴电流i_d、i_q，经过电流控制器、电压空间矢量脉宽调制算法得到各个IGBT功率管开通、关断的脉宽调制信号；由电机控制器分别输出各自相应的电流i_u、i_v、i_w来控制永磁同步电机跟随指令运行；

具体地，实际应用时，可以根据动力电池的实时温度和需求加热功率计算相应的给定交直轴电流，进而在加热过程中根据给定的直轴电流和交轴电流控制三相逆变器对三相交流电机的相电流进行闭环控制，使加热过程中电机仅产生一个高频振荡直轴无功电流。

其中，自加热闭环电路中永磁同步电机的电磁转矩方程可表示如下式：

T_e＝n_p[ψ_fi_q-(L_d-L_q)i_di_q] (1)

式中:T_e为永磁同步电机的电磁转矩，n_p为电机极对数，L_d为电机直轴电感，L_q为电机交轴电感，i_d为电机直轴电流，i_q为电机交轴电流，ψ_f为电机永磁磁链，是个定值。

结合上述公式，如果给定交轴电流无限接近零，给定直轴电流为设定值，则永磁同步电机产生的电磁转矩基本为零，所以单独对直轴电流实行闭环控制，则直轴电流只会使电机产生一个高频振荡直轴无功电流。

基于上述实施例的方案，本发明直接利用电动汽车自身具备的驱动系统组成的自加热闭环电路直接对动力电池加热，根据动力电池需求的加热功率计算相应的给定交直轴电流，在加热过程中根据给定的直、交轴电流对三相永磁同步电机进行闭环控制，实现对动力电池的加热功率和速率自动调节，同时加热过程中仅产生高频振荡直轴无功电流，使电机输出的电磁转矩小，能够有效防止车辆在自动加热过程中发生抖动。

另外，考虑到加热过程中，动力电池组的温度逐渐上升，电池内部电芯的性能随之变化，若按照一成不变的策略控制加热，相当程度上会引起短时内温度急速提升，打破稳定加热的局面，具备损坏风险，影响电池的性能。为了避免上述情况的发生，在一个实施例中，自加热启动后，设置整车控制器按照设定的策略实时获取电池管理器采集的电池单体温度，若存在温度不满足设定第二温度阈值的单体，根据电池当前的单体温度调整动力电池组需要的加热功率，并更新计算相应的给定直轴电流和给定交轴电流。

采用上述实施例中的控制策略，能够及时更新适合动力电池组现状的给定自加热电流，为生成最符合动力电池组当前加热需求的电机控制器控制信号提供计算依据，保护电池，实现稳定、安全的自加热闭环电路控制。

当车辆处于极度寒冷的环境中时，由于环境温度与动力电池组的温差过大，会导致动力电池组的温度急速下降，为了避免下一次采集温度时，动力电池组的温度已经远低于第一温度阈值，需要消耗更多的时间进行加热，在一个实施例中，本发明还提供了如下策略：

当确认动力电池组的单体最低温度低于设定的第三温度阈值时，实时监测动力电池组的环境温度，当所述环境温度低于电池单体最低温度，且两者差值超过设定的第四温度阈值时，确认加热需求成立，进入自加热模式，对直轴电流实行闭环控制，使动力电池内部不断的充放电，使电芯内部温度不断变化，从而实现动力电池加热；其中，所述第三温度阈值高于第一温度阈值。

具体地，其中的第三温度阈值的具体数值可以由研究人员根据实际环境温度和需求进行设置，当环境温度与电池的单体最低温度差值很大时，设置第三温度阈值高于第一温度阈值的差值也相应较大，当环境温度与电池的单体最低温度差值刚满足第四温度阈值，不是很大时，设置第三温度阈值稍高于第一温度阈值即可，或者采用其他合理的策略设置，本发明此处不予特别限定。

进一步地，需要说明的是，当车辆的驱动系统收到加热停止信号后，电池管理系统保持待机状态；具体地，由整车控制器向驱动系统发出加热停止指令；驱动系统接收整车控制器的指令退出自加热模式，进入待机模式；其中，所述电池管理系统处于待机状态时持续获取动力电池组单体的温度信息和环境温度信息。

此外，当检测到驱动系统工作异常时，整车控制器也向驱动系统发出加热停止指令。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

基于上述实施例中的技术方案，本发明结合环境温度因素和电池自身的温度调用车辆具备的驱动系统快速稳定地实现动力电池的自加热，利用车辆自带的驱动系统构成自加热闭环电路，控制电机控制器和交流永磁同步电机产生一个高频振荡无功电流，在电芯内部产生焦耳效应，实现对电池的快速加热，以增强车辆储能系统在低温环境下的适用性。具体地，上述技术具有以下明显优势：

1)加热速率比传统发热片方式或冷却液方式明显提高，显著缩短冬季低温天气下电池预热等待时间，提升了整车的可用性；

2)直接加热电芯，电芯加热均匀，提高了低温初始运行条件下电池的均衡，有利于提高电池使用寿命；

3)加热功率可调，可以根据动力电池的实时温度和需求加热功率计算相应的给定交直轴电流，进而在加热过程中根据给定的直轴电流和交轴电流控制三相逆变器对三相交流电机的相电流进行闭环控制；

4)电机输出的电磁转矩小，加热过程中仅产生一个高频振荡直轴无功电流，使得电机输出的电磁转矩很小，将对驱动系统及动力电池的伤害控制到最小，同时有效防止车辆发生抖动。

补充说明

基于上述任意一个或多个实施例中的方法，本发明还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可实现上述任意一个或多个实施例中所述方法的程序代码。

实施例二

基于上述任意一个或多个实施例的其他方面，上述本发明公开的实施例中详细描述了方法，对于本发明的方法可采用多种形式的系统或装置实现，因此本发明还提供一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的系统，下面给出具体的实施例进行详细说明。

图5中示出了本发明实施例中基于驱动系统控制动力电池组自加热的系统的结构示意图，如图5所示，该系统包括：

加热需求确认模块，其配置为在确定车辆的驱动系统无异常后，通过车辆的电池管理系统获取动力电池组各单体的温度，若动力电池组中存在温度低于设定第一温度阈值的单体，则确认加热需求成立，启动自加热；以及

自加热控制模块，其配置为由电池管理系统生成加热启动指令，通过整车控制器计算给定自加热电流，控制驱动系统的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组形成电池自加热闭环电路，使动力电池组内部电芯升温，直至全部单体的温度均满足设定的第二温度阈值，由电池管理系统生成加热停止信号传达至车辆的驱动系统。

在一个实施例中，所述自加热控制模块，具体配置为控制整车控制器根据车辆动力电池组所需的加热功率计算一系列相应的给定直轴电流和给定交轴电流。

具体地，所述自加热控制模块包括：

电路模型构建单元，其配置为采集永磁同步电机的转子位置信息和机械角速度信息，并建立匹配的自加热电路数学模型；

自加热供电启动单元，其配置为令动力电池组为所述电机控制器提供直流电压；

控制信号生成单元，其配置为基于所述自加热电路数学模型结合计算的给定交直轴电流确定电机控制器的控制信号，使动力电池组内部电芯产生焦耳效应。

在一个实施例中，利用电压空间矢量脉宽调制算法确定一系列控制电机控制器各功率管通断的脉宽信号，作为电机控制器的控制信号，使电池自加热闭环电路产生一个高频振荡无功电流。

进一步地，在一个实施例中，所述自加热控制模块还配置为，在自加热启动后，控制整车控制器按照设定的策略实时获取电池管理器采集的电池单体温度，若存在温度不满足设定第二温度阈值的单体，根据电池当前的单体温度调整动力电池组需要的加热功率，并更新计算相应的给定直轴电流和给定交轴电流。

具体地，在一个实施例中，所述加热需求确认模块还配置为：

当确认动力电池组的单体最低温度低于设定的第三温度阈值时，实时监测动力电池组的环境温度，当所述环境温度低于电池单体最低温度，且两者差值超过设定的第四温度阈值时，确认加热需求成立，启动自加热；其中，所述第三温度阈值高于第一温度阈值。

在一个可选的实施例中，所述加热需求确认模块具体配置为：当确定车辆的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组均无异常时，判定车辆的驱动系统无异常，其中，当动力电池组无故障且SOC值高于设定的电量阈值时，确定动力电池组无异常。

在一个实施例中，当车辆的驱动系统收到加热停止信号后，控制电池管理系统保持待机状态；其中，所述电池管理系统处于待机状态时持续获取动力电池组单体的温度信息和环境温度信息。

本发明实施例提供的基于驱动系统控制动力电池组自加热的系统中，各个模块或单元结构可以根据实际应用需求独立运行或组合运行，以实现相应的技术效果。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意味着限制。

说明书中提到的“一实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法，其特征在于，所述方法包括：

加热需求确认步骤，确定车辆的驱动系统无异常后，通过车辆的电池管理系统获取动力电池组各单体的温度，若动力电池组中存在温度低于设定第一温度阈值的单体，则确认加热需求成立，启动自加热；

自加热控制步骤，由电池管理系统生成加热启动指令后，通过整车控制器计算给定自加热电流，控制驱动系统的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组形成电池自加热闭环电路，使动力电池组内部电芯升温，直至全部单体的温度均满足设定的第二温度阈值，由电池管理系统生成加热停止信号传达至车辆的驱动系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在自加热控制步骤中，整车控制器根据车辆动力电池组所需的加热功率计算一系列相应的给定直轴电流和给定交轴电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在自加热控制步骤中，通过以下操作控制永磁同步电机、电机控制器和动力电池组：

采集永磁同步电机的转子位置信息和角速度信息，并建立匹配的自加热电路数学模型；

令动力电池组为所述电机控制器提供直流电压；

基于所述自加热电路数学模型结合计算的给定交直轴电流确定电机控制器的控制信号，使动力电池组内部电芯产生预设的焦耳效应。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用电压空间矢量脉宽调制算法确定一系列控制电机控制器各功率管通断的脉宽信号，作为电机控制器的控制信号，使电池自加热闭环电路产生相应的高频振荡无功电流。

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：自加热启动后，整车控制器按照设定的策略实时获取电池管理器采集的电池单体温度，若存在温度不满足设定第二温度阈值的单体，根据电池当前的单体温度调整动力电池组需要的加热功率，并更新计算相应的给定直轴电流和给定交轴电流。

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：

当确认动力电池组的单体最低温度低于设定的第三温度阈值时，实时监测动力电池组的环境温度，当所述环境温度低于电池单体最低温度，且两者差值超过设定的第四温度阈值时，确认加热需求成立，启动自加热；其中，所述第三温度阈值高于第一温度阈值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述加热需求确认步骤中，当确定车辆的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组均无异常时，判定车辆的驱动系统无异常，其中，当动力电池组无故障且SOC值高于设定的电量阈值时，确定动力电池组无异常。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当车辆的驱动系统收到加热停止信号后，电池管理系统保持待机状态；其中，所述电池管理系统处于待机状态时持续获取动力电池组单体的温度信息和环境温度信息。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有可实现如权利要求1～8中任一项所述方法的程序代码。

10.一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的系统，其特征在于，所述系统包括：

加热需求确认模块，其配置为在确定车辆的驱动系统无异常后，通过车辆的电池管理系统获取动力电池组各单体的温度，若动力电池组中存在温度低于设定第一温度阈值的单体，则确认加热需求成立，启动自加热；

自加热控制模块，其配置为由电池管理系统生成加热启动指令，通过整车控制器计算给定自加热电流，控制驱动系统的永磁同步电机、电机控制器和动力电池组形成电池自加热闭环电路，使动力电池组内部电芯升温，直至全部单体的温度均满足设定的第二温度阈值，由电池管理系统生成加热停止信号传达至车辆的驱动系统；

其中，所述自加热控制模块包括：

电路模型构建单元，其配置为采集永磁同步电机的转子位置信息和机械角速度信息，并建立匹配的自加热电路数学模型；

自加热供电启动单元，其配置为令动力电池组为所述电机控制器提供直流电压；

控制信号生成单元，其配置为基于所述自加热电路数学模型结合计算的给定交直轴电流确定电机控制器的控制信号，使动力电池组内部电芯产生焦耳效应。

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