CN115224397A - 一种电池包自加热电路及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及汽车技术领域，公开了一种电池包自加热电路及汽车，电路包括控制器、电容单元和绕组电感组件；控制器的第一端、第二端分别与待加热电池包的第一端、第二端相连，控制器的控制端与绕组电感组件的第一端相连；绕组电感组件的第二端与电容单元的第一端相连；电容单元的第二端与控制器的第一端或第二端相连；所述自加热电路工作时，所述控制器控制其控制端输出的时序信号，使得所述绕组电感组件和所述电容单元处于谐振状态，实现为所述待加热电池包加热。整个自加热电路具有高效地加热电池包，使电池包正常发挥作用的效果。

Description

一种电池包自加热电路及汽车
技术领域
本发明实施例涉及汽车领域，具体涉及一种电池包自加热电路及汽车。
背景技术
目前新能源电动车越来越普及，新能源电动车清洁绿色的特点，使得其市场占有率越来越高。目前，新能源电动车的主流能源方案为采用锂离子电池包，锂离子电化学体系主要为三元和磷酸铁锂，对于三元和磷酸铁锂锂电池而言，低温时，其性能显著降低，这将严重影响用户的用车体验，故对锂离子电池包进行加热非常必要，锂离子电池包被加热后，锂离子电池包能够尽快升温，而迅速恢复性能指标，进而改善用户体验。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供了一种电池包自加热电路及汽车，用于解决锂离子电池包低温时不能正常发挥作用的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电池包自加热电路，所述电路包括：控制器、电容单元和绕组电感组件；
所述控制器的第一端、第二端分别与待加热电池包的第一端、第二端相连，所述控制器的控制端与所述绕组电感组件的第一端相连；所述绕组电感组件的第二端与所述电容单元的第一端相连；所述电容单元的第二端与所述控制器的第一端或第二端相连；
所述自加热电路工作时，所述控制器控制其控制端输出的时序信号，使得所述绕组电感组件和所述电容单元处于谐振状态，为所述待加热电池包加热。
在一种可选的方式中，所述绕组电感组件包括至少两个并联的绕组电感时，所述控制器的控制端包括至少两个并联的、与所述绕组电感数量相同的控制电路；每一所述控制电路的第一端、第二端分别与所述控制器的第一端、第二端相连，每一所述控制电路的控制端则分别与所述绕组电感的第一端相连，该至少两个所述绕组电感的第二端相连，作为所述绕组电感组件的第二端。
在一种可选的方式中，所述绕组电感组件包括单个绕组电感时，所述控制器的控制端包括单个控制电路；所述控制电路的第一端、第二端与所述控制器的第一端、第二端相连，所述控制电路的控制端与所述绕组电感的第一端相连，所述绕组电感的第二端为所述绕组电感组件的第二端。
在一种可选的方式中，所述控制电路包括串联的第一开关单元及第二开关单元；所述第一开关单元的另一端与所述控制器的第一端相连，所述第二开关单元的另一端与所述控制器的第二端相连；所述控制电路的控制端设置于所述第一开关单元与所述第二开关单元之间。
在一种可选的方式中，所述电容单元包括：串联的第三开关单元和电容；所述第三开关单元的一端与所述绕组电感组件的第二端相连，另一端与所述电容的一端相连，所述电容的另一端连接所述控制器的第一端或第二端。
在一些实施例中，所述时序信号控制所述第一开关单元断开、第二开关单元及第三开关单元闭合，使得所述绕组电感组件和所述电容单元处于谐振状态。
在一种可选的方式中，当所述绕组电感组件上的电流在峰值附近或所述电容两端的电压在谷值附近时，所述时序信号还控制所述第二开关单元及第三开关单元闭合，所述第一开关单元断开，特定时间之后，再控制所述第二开关单元断开、第一开关单元及第三开关单元闭合，实现对所述谐振状态的能量补充。
在一种可选的方式中，所述电容、及所述第三开关单元集成于所述控制器内。
在一种可选的方式中，所述控制器、及所述绕组电感组件被升压充电装置复用，所述升压充电装置用于对所述电池包进行充电。
根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种汽车，包括上述第一方面中任一所述的电池包自加热电路。
本申请的有益效果：控制器通过输出时序信号，控制绕组电感组件及电容单元之间的谐振电流对电池包进行加热，使电池包能够持久正常发挥作用，通过控制器通过输出时序信号，以使谐振电流对电池包进行加热的方式加热速度快，且电池包周围的温度均匀，有助于提高能量利用率。
上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式
附图说明
附图仅用于示出实施方式，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路的示意图；
图2示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路单个绕组电感参与谐振工作的电路原理示意图；
图3示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路两个绕组电感参与谐振工作的电路原理示意图；
图4示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路三个绕组电感参与谐振工作的电路原理示意图；
图5示出了图4中电池包自加热电路的原理等效图；
图6示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路处于谐振状态时的电路图；
图7示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路处于谐振能量补充状态时的电路图；
图8A示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路基于电流增幅调节的控制时序波形图；
图8B示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路基于电流增幅调节的控制时序中实现零电压开关过程的波形图；
图9A示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路基于电压增幅调节的控制时序波形图；
图9B示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路基于电压增幅调节的控制时序中实现零电压开关和零电流开关过程的波形图；
图10示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路电容及第三开关单元集成于控制器外的应用原理框图；
图11示出了本发明一实施例或多实施例中电池包自加热电路电容及第三开关单元集成于控制器内的应用原理框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。
新能源电动车离不开车载能源系统的蓄能，而车载能源系统的核心主要是锂离子电池包，由于电池包在低温时性能会下降，因此对电池包进行加热是非常必要的。对锂离子电池包进行加热的方式主要为：
电池包自带电阻或者正温热敏电阻加热膜进行加热。该种加热方式加热速率慢，加热温度不均匀，进而容易导致热量利用率相对较低。
或利用外部热源，即通过电池包水冷回路对电池进行加热。该种加热方式也同样存在加热速率慢，加热温度不均匀，且热量利用率相对较低的不足。
或将电机作为储能电感，用控制器控制绕组电流周期交变，以形成交流电流，对电池包进行自加热。该种加热方式在实际应用过程中，控制器开关损耗大，降低了能量利用率，也降低了绕组和功率开关器件的最大利用率。而且电机存在非预期扭矩抖动的风险；且当三相绕组和三相功率开关器件发热不相同时，降低了能量利用率。
针对上述现象,本申请提出了一种电池包自加热装置，通过利用绕组电感与电容谐振产生交流电流，对电池包进行自加热，从而提高加热能量利用率和加热速度，并使电池包的温度分布均匀；更重要的是，在高效对电池包进行加热时，还能够大幅度降低开关器件的开关频率以降低开关损耗，从而进一步提高能量利用率。具体阐述如下:
图1示出了本发明一实施例的电池包自加热电路的示意图。
如图1所示，该电路包括控制器、电容单元和绕组电感组件，所述控制器的第一端、第二端分别与待加热电池包的第一端、第二端相连，所述控制器的控制端与所述绕组电感组件的第一端相连；所述绕组电感组件的第二端与所述电容单元的第一端相连；所述电容单元的第二端与所述控制器的第一端或第二端相连；所述自加热电路工作时，所述控制器控制其控制端输出的时序信号，使得所述绕组电感组件和所述电容单元处于谐振状态，为所述待加热电池包加热。
本申请中的电池包自加热电路工作过程中，当电池包处于低温,需要被快速高效加热时，通过控制器控制其控制端输出时序信号，以通过谐振电流对电池包进行加热，此时，对电池包的加热速度快，且热量均匀，有助于提高热量的利用率，能够高效使电池包正常发挥作用。
为了改变谐振频率，在一些实施例中，所述绕组电感组件包括单个绕组电感时，所述控制器的控制端包括单个控制电路；所述控制电路的第一端、第二端与所述控制器的第一端、第二端相连，所述控制电路的控制端与所述绕组电感的第一端相连，所述绕组电感的第二端为所述绕组电感组件的第二端。可以理解的是，所述，绕组电感组件可被设置为电机绕组电感，所述控制器可被设置为电机控制器。
其中，如图2所示，参与谐振的电机绕组可以是A相绕组(对应等效电感为La)，也可以是B相绕组(对应等效电感为Lb)，也可以是C相绕组(对应等效电感为Lc)，此时，控制器的控制端包括单个控制电路，且单个控制电路的相电流幅度及方向与绕组电感的相电流幅度及方向一致，此时，控制器的工作状态与绕组电感的工作状态一致，使绕组电感组件不易产生非预期扭矩和抖动。
在一些实施例中，所述绕组电感组件包括至少两个并联的绕组电感时，所述控制器的控制端包括至少两个并联的、与所述绕组电感数量相同的控制电路；每一所述控制电路的第一端、第二端分别与所述控制器的第一端、第二端相连，每一所述控制电路的控制端则分别与所述绕组电感的第一端相连，该至少两个所述绕组电感的第二端相连，作为所述绕组电感组件的第二端。
其中，当绕组电感组件采用两个并联的电机绕组电感参与谐振时，如图3所示，参与谐振的电机绕组可以是A相和B相绕组(对应等效电感为La//Lb)，也可以是B相和C相绕组(对应等效电感为Lb//Lc)，也可以是A相和C相绕组(对应等效电感为La//Lc)，此时，控制器的控制端包括两个并联的控制电路，且单个控制电路的相电流幅度及方向与相应绕组电感的相电流幅度及方向一致，此时，控制器的工作状态与绕组电感的工作状态一致。
绕组电感组件还可以采用三个并联的绕组电感共同参与谐振，如图4所示，参与谐振的绕组为A相、B相和C相绕组(对应等效电感为La//Lb//Lc)，控制器的控制端包括三个并联的控制电路，且单个控制电路的相电流幅度及方向与每个绕组电感的相电流幅度及方向一致，此时，控制器的工作状态与绕组电感组件的工作状态一致。
本申请中的电池包自加热电路工作过程中，通过让绕组电感的数量与控制器的控制端中控制电路数量相同，有助于便捷改变谐振频率；且通过设置单个控制电路的相电流幅度及方向与单个绕组电感的相电流幅度及方向一致，使绕组电感组件不易产生非预期扭矩和抖动。由于绕组电感和控制电路中的各相电流幅度相同，控制电路及每个绕组电感的各相绕组发热均衡，相比于控制电机工作于d轴电流交变的方案，在达到同样总峰值电流下，本发明中绕组电感组件的各相电流更低，损耗更低，加热能量利用率更高。
图5示出了本发明一实施例的电池包自加热电路的原理等效图。
可以理解的是，当绕组电感组件采用多个并联绕组电感共同参与谐振时，由于控制器和绕组电感的工作状态一致，所以可将控制器中的多个并联控制电路等效为一个控制电路，多个并联绕组电感等效为一相电感Lm(感量为多相电感并联)，例如，可将图4中的整个电路简化为图5所示的电路。
如图5所示，在一些实施例中，所述控制电路包括串联的第一开关单元S5和第二开关单元S6，所述第一开关单元S5的另一端与所述控制器的第一端相连，所述第二开关单元S6的另一端与所述控制器的第二端相连；所述控制电路的控制端设置于所述第一开关单元S5和所述第二开关单元S6之间。
需要说明的是，第一开关单元S5和第二开关单元S6为控制器中的等效控制电路，电路中的绕组电感数量与第一开关单元S5中的开关数量和第二开关单元S6中的开关数量相同。
在一些实施例中，如图5所示，所述电容单元包括串联的第三开关单元S7和电容C7；所述第三开关单元S7的一端与所述绕组电感组件Lm的第二端相连，另一端与所述电容C7的一端相连，所述电容C7的另一端连接所述控制器的第一端或第二端。所述第三开关S7闭合时，且所述第一开关单元S5或者所述第二开关单元S6闭合时，所述控制器控制其控制端输出时序信号。
图6为一实施例中电池包自加热电路处于谐振状态时的电路图。
在一些实施例中，当所述时序信号控制所述第一开关单元S5断开、第二开关单元S6及第三开关单元S7闭合，使得所述绕组电感组件和所述谐振电容C7处于谐振状态。此时，谐振交流电流流过谐振电容C7、第三开关单元S7、等效电感Lm、第二开关单元S6和电池包，谐振电流同时也是电池包的自加热交流电流，为电池包加热。
图7为一实施例中电池包自加热电路处于谐振能量补充状态时的电路图。
当所述第一开关单元S5和第三开关单元S7均处于闭合状态，且所述第二开关单元S6处于断开状态时,所述电路用于对电路谐振状态的能量进行补充，如图7所示，此时能够使谐振电流维持在理想范围。
可以理解的是，由于整个电路环路存在电池包内阻、开关导通压降、线束及绕组电阻及电容内阻等，故在自加热电路工作的过程中，谐振能量会逐渐消耗，导致谐振电流迅速减小至零，而不能再对电池包加热，此时需要对谐振能量进行补充，以保证谐振电流维持在理想范围，故需要控制器控制其控制端输出的时序信号，以使自加热电路既能加热电池包，又能为自身电路进行谐振能量补充，使整个自加热电路能够持续加热电池包。
本申请中的电池包自加热电路工作过程中，通过设置第一开关单元S5、第二开关单元S6和第三开关单元S7，当电池包需要被加热时，通过控制器控制其控制端输出时序信号，整个电路处于谐振状态，对电池包进行加热；当自加热电路中的电流较低时，通过控制器输出端输出时序信号，对电路中的谐振能量进行补充，有助于便捷且安全地实现持续对电池包进行加热的目的，进而使电池包能够持久发挥作用，以适应于不同的需求及应用场景。当第一开关单元S5或者第二开关单元S6出现故障时，通过断开第三开关单元S7的方式能够起到断开整个电路，从而确保电机控制器能够正常工作，为车辆提供动力，因此第三开关单元S7能够起到谐振自加热模式和正常工作模式之间的切换作用。
整个自加热电路的谐振能量补充方式有两种，一种是电流增幅调节，即当所述绕组电感组件上的电流在峰值附近时，所述时序信号控制所述第二开关单元及第三开关单元闭合，所述第一开关单元断开，特定时间之后，再控制所述第二开关单元断开、第一开关单元及第三开关单元闭合，实现对所述谐振状态的能量补充，使整个电流维持稳定；另一种是电压增幅调节，当所述电容两端的电压在谷值附近时，所述时序信号还控制所述第二开关单元及第三开关单元闭合，所述第一开关单元断开，特定时间之后，再控制所述第二开关单元断开、第一开关单元及第三开关单元闭合，实现对所述谐振状态的能量补充，使整个电流维持稳定。在电流增幅调节和电压增幅调节过程中，可以减少开关单元的切换次数，而且能够减缓开关单元的损耗。且自加热电路在谐振状态和能量补充状态的切换过程中，自加热电路中各个状态的工作时长、和整个电路中期望的谐振加热电流值取决于实际情况中电池包所需的加热频率。以下对两种谐振能量补充方式分别进行具体阐述。
图8A为本发明一实施例中电池包自加热电路基于电流增幅调节的控制时序波形图。
当所述电路中，第二开关单元S6及第三开关单元S7闭合，所述第一开关单元S5断开，整个电路为谐振状态，且绕组电感组件Lm上电流为正向峰值时，电路由图6中的电路状态切换为图7中的电路状态，第三开关单元S7和第一开关单元S5处于闭合状态，第二开关单元S6处于断开状态，此时，构成S5、Lm、S7、C7的电流小回路，以迅速提升绕组电感组件Lm上的电流，持续短时间后，再切换回图6中的电路状态，完成绕组电感组件Lm上电流的增幅，以实现谐振能量补充，维持期望的谐振加热电流大小。
图8A中，第一个波形为谐振电容C7两端电压，第二个波形为绕组等效电感Lm上的电流，第三个波形为第一开关单元S5的驱动逻辑(1为闭合导通，0为断开)，第四个波形为第二开关单元S6的驱动逻辑(1为闭合导通，0为断开)。从该实施例波形中可以看出，每个谐振周期仅需要两次开关切换动作，一次开关切换仅变动第一开关单元或第二开关单元的状态，控制电路的开关频率大幅降低，从而降低开关损耗，提升能量利用率。
图8B为本发明一实施例中电池包自加热电路基于电流增幅调节的控制时序中实现零电压开关(Zero Vo ltage Switch，ZVS)过程的波形图。
图8B可以视作图8A中开关切换时刻的放大图，图8B中各波形表征对象与图8A中一致,此处不再赘述。如图8B所示，设定绕组等效电感Lm上的电流流向谐振电容为正方向。图中所示的t1时刻前，第一开关单元S5断开，第二开关单元S6闭合，绕组等效电感Lm电流为正。
t1时刻，第一开关单元S5保持断开，第二开关单元S6由闭合切换为断开，由于绕组等效电感Lm电流为正，第二开关单元S6的开关切换为断开后，其反向二极管工作于续流状态，两端电压接近于零，故t1时刻时，第一开关单元S5和第二开关单元S6达成了零电压开关(ZVS)，显著降低了此次开关切换操作中第一开关单元S5和第二开关单元S6的损耗；
t2时刻，第二开关单元S6保持断开，第一开关单元S5由断开切换为闭合，绕组等效电感Lm上电流开始显著增大；
t3时刻，第二开关单元S6保持断开，第一开关单元S5由闭合切换为断开，由于绕组等效电感Lm电流为正，第二开关单元S6的反向二极管工作于续流状态，两端电压接近于零；
t4时刻，第一开关单元S5保持断开，第二开关单元S6由断开切换为闭合，由于其反向二极管两端电压接近于零，故t4时刻时，第一开关单元S5和第二开关单元S6达成了零电压开关(ZVS)，显著降低了此次开关切换操作中第一开关单元S5和第二开关单元S6的损耗。
在本实施例电流增幅的过程中，一个开关周期中的四次开关动作，两次达成了ZVS，显著降低了总开关损耗，提升了能量利用率。需要说明的是，当所述电路为谐振状态，且绕组电感组件Lm上电流为反向峰值时，整个电流增幅调节过程与上述图8A和图8B描述的过程一致，此处不再赘述。
图9A为本发明一实施例中电池包自加热电路基于电压增幅调节的控制时序波形图。
如图9A所示，当所述电路中，第二开关单元S6及第三开关单元S7闭合，所述第一开关单元S5断开，整个电路为谐振状态，且在谐振电容C7两端电压为峰值时，电路由图6中的电路状态切换为图7中的电路状态，第三开关单元S7和第一开关单元S5处于闭合状态，第二开关单元S6处于断开状态，此时，构成S5、Lm、S7、C7的电流小回路，以迅速降低C7两端电压，持续短时间后切换回图6的电路状态，完成谐振电容C7两端谐振电压的增幅，以实现谐振能量补充，维持期望的谐振加热电流大小。
图9A中，第一个波形为谐振电容C7两端电压，第二个波形为绕组等效电感Lm上的电流，第三个波形为第一开关单元S5的驱动逻辑(1为闭合导通，0为断开)，第四个波形为第二开关单元S6的驱动逻辑(1为闭合导通，0为断开)。从该实施例波形中可以看出，每个谐振周期仅需要两次开关切换动作，控制电路的开关频率大幅降低，从而降低开关损耗，提升能量利用率。
图9B为本发明一实施例中电池包自加热电路基于电压增幅调节的控制时序中实现零电压开关(ZVS)和实现零电流开关(Zero Current Switch，ZCS)过程的波形图。
图9B可以视作图9A中开关切换时刻的放大图，图9B中,各波形表征对象与图9A中一致,此处不再赘述。如图9B所示，设定绕组等效电感Lm上的电流流向谐振电容为正方向。图中所示的t1时刻前，第一开关单元S5断开，第二开关单元S6闭合，绕组等效电感Lm电流为正；
t1时刻，第一开关单元S5保持断开，第二开关单元S6由闭合切换为断开，由于绕组等效电感Lm电流为正，第二开关单元S6的开关切换为断开后，其反向二级管工作于续流状态，两端电压接近于零，故t1时刻时，第一开关单元S5和第二开关单元S6达成了零电压开关(ZVS)，显著降低了此次开关切换操作中第一开关单元S5和第二开关单元S6的损耗；
t2时刻，第二开关单元S6保持断开，第一开关单元S5由断开切换为闭合，绕组等效电感Lm上电流为正但接近于零，故t2时刻时，第一开关单元S5和第二开关单元S6达成了零电流开关(ZCS)，显著降低了此次开关切换操作中第一开关单元S5和第二开关单元S6的损耗；
t3时刻，第二开关单元S6保持断开，第一开关单元S5由闭合切换为断开，由于绕组等效电感Lm电流为正，第二开关单元S6的反向二极管工作于续流状态，两端电压接近于零；
t4时刻，第一开关单元S5保持断开，第二开关单元S6由断开切换为闭合，由于其反向二极管两端电压接近于零，故t4时刻时，第一开关单元S5和第二开关单元S6达成了零电压开关(ZVS)，显著降低了此次开关切换操作中第一开关单元S5和第二开关单元S6的损耗。
在本实施例电压增幅的过程中，一个开关周期的四次开关动作，一次控制电路切换仅变动第一开关单元或第二开关单元的状态，且达成两次ZVS和一次ZCS，显著降低了总开关损耗，提升了能量利用率。
本申请中的电池包自加热电路工作过程中，在电流增幅调节方式和电压增幅调节方式中，能够通过零电流开关或者零电压开关的达成来进一步降低控制器的开关损耗，从而进一步提升能量利用率。
在一些实施例中，所述电容、及所述第三开关单元集成于所述控制器内。
其中，以绕组电感组件采用三个并联的绕组电感为例，其谐振电容C1及第三开关单元S1均可外置于控制器外部，如图10所示；也可均集成于控制器内，如图11所示的C2和S2。无论哪种情况，控制器均可以控制绕组电感和谐振电容进行谐振，产生谐振电流以实现对电池包的加热。但是，当谐振电容及第三开关单元均集成于控制器内时，有助于进一步提高整个加热系统的集成度，也有助于提高空间利用率。
在一些实施例中，所述控制器、及所述绕组电感组件被升压充电装置复用，所述升压充电装置用于对所述电池包进行充电。
本申请中的电池包自加热电路工作过程中，整个自加热电路和用于为电池包充电的升压充电装置能够共用控制器及绕组电感组件，且互不干扰，有助于提高整个电路的系统集成度和空间利用率。且由于整个自加热电路通过控制器、谐振电容及绕组电感组件集成在电池包的两端，有助于降低整个电路的系统复杂度，减轻车身，并能降低空间占用率。
本发明还提供一种自加热设备，包括上述任意一种结构的自加热电路，当自加热设备在使用时，电池包可被替换其他需要被加热的物质。上述自加热设备加热速度快，且能耗低，适用性广。
本发明还提供一种汽车，包括上述任意一种结构的自加热电路或者自加热设备。此时能够减轻汽车的自重，进而有助于增加汽车的续航里程，而且整个自加热电路安全性高，加热速率快，能量利用率高，更加提升了整个汽车的环保性能。
应用本发明的技术方案，通过控制器控制电容单元和绕组电感组件产生谐振电流为电池包进行加热，系统复杂度低，且由于整个电路可以与升压充电模块共用器件，降低了成本、提升了空间利用率；通过让绕组电感组件的相电流幅度及方向与控制电路中的相电流幅度及方向一致，既有助于加热过程中热量均匀而降低能源浪费的可能性，又能有效降低绕组电感组件存在非预期扭矩抖动的风险；进一步通过电压增幅调节方式或者电流增幅调节方式为整个电路补充能量时，每个谐振周期内只需第一开关单元和第二开关单元动作，即四次开关切换，减少开关单元的损耗，能量利用率高；并且通过在第一开关单元和第二开关动作的四次开关切换中实现了两次ZVS，或者实现两次ZVS及一次ZCS，可大幅度降低开关损耗，能量利用率再次提升。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。类似地，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。其中，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。

Claims (10)

1.一种电池包自加热电路，其特征在于，所述电路包括：控制器、电容单元和绕组电感组件；
所述控制器的第一端、第二端分别与待加热电池包的第一端、第二端相连，所述控制器的控制端与所述绕组电感组件的第一端相连；所述绕组电感组件的第二端与所述电容单元的第一端相连；所述电容单元的第二端与所述控制器的第一端或第二端相连；
所述自加热电路工作时，所述控制器控制其控制端输出的时序信号，使得所述绕组电感组件和所述电容单元处于谐振状态，为所述待加热电池包加热。
2.如权利要求1所述的电池包自加热电路，其特征在于，所述绕组电感组件包括至少两个并联的绕组电感时，所述控制器的控制端包括至少两个并联的、与所述绕组电感数量相同的控制电路；每一所述控制电路的第一端、第二端分别与所述控制器的第一端、第二端相连，每一所述控制电路的控制端则分别与所述绕组电感的第一端相连，该至少两个所述绕组电感的第二端相连，作为所述绕组电感组件的第二端。
3.如权利要求1所述的电池包自加热电路，其特征在于，所述绕组电感组件包括单个绕组电感时，所述控制器的控制端包括单个控制电路；所述控制电路的第一端、第二端与所述控制器的第一端、第二端相连，所述控制电路的控制端与所述绕组电感的第一端相连，所述绕组电感的第二端为所述绕组电感组件的第二端。
4.如权利要求2或3所述的电池包自加热电路，其特征在于，所述控制电路包括串联的第一开关单元及第二开关单元；所述第一开关单元的另一端与所述控制器的第一端相连，所述第二开关单元的另一端与所述控制器的第二端相连；所述控制电路的控制端设置于所述第一开关单元与所述第二开关单元之间。
5.如权利要求4所述的电池包自加热电路，其特征在于，所述电容单元包括：串联的第三开关单元和电容；所述第三开关单元的一端与所述绕组电感组件的第二端相连，另一端与所述电容的一端相连，所述电容的另一端连接所述控制器的第一端或第二端。
6.如权利要求5所述的电池包自加热电路，其特征在于，所述时序信号控制所述第一开关单元断开、第二开关单元及第三开关单元闭合，使得所述绕组电感组件和所述电容单元处于谐振状态。
7.如权利要求5所述的电池包自加热电路，其特征在于，当所述绕组电感组件上的电流在峰值附近或所述电容两端的电压在谷值附近时，所述时序信号还控制所述第二开关单元及第三开关单元闭合，所述第一开关单元断开，特定时间之后，再控制所述第二开关单元断开、第一开关单元及第三开关单元闭合，实现对所述谐振状态的能量补充。
8.如权利要求5-7任一所述的电池包自加热电路，其特征在于，所述电容、及所述第三开关单元集成于所述控制器内。
9.如权利要求1所述的电池包自加热电路，其特征在于，所述控制器、及所述绕组电感组件被升压充电装置复用，所述升压充电装置用于对所述电池包进行充电。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项中的电池包自加热电路。
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