CN216942773U - 电池加热装置及车载控制系统 - Google Patents

Abstract

本文公开电池加热装置，包括直流电源、半桥逆变模块和控制模块；直流电源输出电压高于电池输出电压；半桥逆变模块包括第一功率开关、第二功率开关和储能元件；第一功率开关第一端连接直流电源正极，第二端连接第二功率开关第一端和储能元件第一端，储能元件第二端连接电池正极，第二功率开关第二端连接电池负极；直流电源负极连接电池负极；控制模块配置为控制第一功率开关和第二功率开关交替闭合以使交流电流流经电池并通过电池的内阻发热；在第一功率开关闭合且第二功率开关断开时使直流电源为电池充电，在第二功率开关闭合且第一功率开关断开时使电池通过储能元件放电。本文提供的电池加热装置能通过为电池充放电实现电池的自加热。本申请还公开了一种车载控制系统。

Description

电池加热装置及车载控制系统

技术领域

本公开涉及但不限于电动汽车、混合动力汽车技术领域，尤指一种电池加热装置及车载控制系统。

背景技术

做为新能源汽车三大核心部件之一，动力电池的性能直接关系着整车的性能。与其它类型电池相比，锂电池由于良好的电性能已成为目前新能源汽车、混合动力汽车的首选电池。

锂电池性能受环境温度影响比较大，在低温条件下，锂电池的充放电性能有很大的降低，因此在冬天低温环境下，新能源汽车、混合动力汽车会出现动力性下降、续驶里程降低的问题。

为了解决这一问题，在低温环境下一般设计有电池加热系统。目前对电池加热的主流方案是采用液体加热，即通过将水加热，然后用加热后的热水通过热交换组件从电池外部将电池加热到0℃以上。对于纯电动汽车来说液体加热常采用PTC加热，对于混合动力汽车来说常采用PTC或发动机产生的热水来进行加热。

但是，采用这种液体外部加热方案存在能耗高、加热效率低、加热一致性差等问题，另外还存在加热系统结构复杂、体积庞大、布置困难、成本高等问题。

发明内容

第一方面，本公开提供了一种电池加热装置，包括：直流电源、半桥逆变模块和控制模块；所述半桥逆变模块与直流电源、控制模块和电池连接；所述直流电源的输出电压高于所述电池的输出电压；

所述半桥逆变模块包括：第一功率开关、第二功率开关和储能元件；所述第一功率开关的第一端连接直流电源的正极，所述第一功率开关的第二端连接第二功率开关的第一端和储能元件的第一端，所述储能元件的第二端连接电池的正极，所述第二功率开关的第二端连接电池的负极；所述直流电源的负极连接所述电池的负极；

所述控制模块，与第一功率开关的控制端和第二功率开关的控制端连接，配置为控制第一功率开关和第二功率开关交替闭合以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第一功率开关闭合且第二功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电，在第二功率开关闭合且第一功率开关断开时使所述电池通过所述储能元件放电。

第二方面，本公开提供了一种车载控制系统，包括：电池加热装置。

本公开实施例提供的电池加热装置包括直流电源、半桥逆变模块和控制模块，所述半桥逆变模块与直流电源、控制模块和电池连接，包括第一功率开关、第二功率开关和储能元件；所述控制模块控制第一功率开关和第二功率开关交替闭合以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第一功率开关闭合且第二功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电，在第二功率开关闭合且第一功率开关断开时使所述电池通过所述储能元件放电。通过第一功率开关和第二功率开关的交替闭合使得电池循环往复的充放电，产生的交流电流使电池内阻产生热量，从而达到电池自加热的效果。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。

图1为本公开实施例提供的一种电池加热装置的示意图；

图2为本公开实施例提供的另一种电池加热装置的示意图；

图3为本公开实施例提供的一种电池加热装置的示意图(储能元件为电感)；

图4为图3的电池加热装置的PWM信号以及流经电池的交流电流信号的时序图；

图5为图3的电池加热装置的SPWM信号以及流经电池的交流电流信号的时序图；

图6-a是通过改变功率开关的SPWM信号调整流经电池的正弦波交流电流的幅值的示意图；

图6-b是通过改变功率开关的SPWM信号调整流经电池的正弦波交流电流的频率的示意图；

图6-c是通过改变功率开关的SPWM信号调整流经电池的正弦波交流电流的幅值和频率的示意图；

图7为本公开实施例提供的一种车载控制系统的示意图(包括电池加热装置)；

图8为本公开实施例提供的另一种车载控制系统的示意图(电池加热装置复用电机驱动电路的功率开关)；

图9为本公开实施例提供的另一种车载控制系统的示意图(电池加热装置复用电机驱动电路的功率开关和电机绕组)；

图10为本公开实施例提供的一种车载系统的示意图(电池加热装置复用电机驱动电路的功率开关)；

图11为本公开实施例提供的一种发动机提供直流电源的示意图；

图12为本公开实施例提供的另一种车载系统的示意图(电池加热装置复用电机驱动电路的功率开关和电机绕组)；

图13为本公开实施例提供的另一种车载系统的示意图(电池加热装置复用电机控制器升压电路功率开关、储能电感及电池包开关K1)。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本公开的实施例进行详细说明。注意，实施方式可以以多个不同形式来实施。所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是方式和内容可以在不脱离本公开的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此，本公开不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图中，有时为了明确起见，夸大表示了各构成要素的大小、层的厚度或区域。因此，本公开的一个方式并不一定限定于该尺寸，附图中各部件的形状和大小不反映真实比例。此外，附图示意性地示出了理想的例子，本公开的一个方式不局限于附图所示的形状或数值等。

本说明书中的“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混同而设置，而不是为了在数量方面上进行限定的。

在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，或可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或通过中间件间接相连，或两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本说明书中，“电连接”包括构成要素通过具有某种电作用的元件连接在一起的情况。“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接的构成要素间的电信号的授受，就对其没有特别的限制。“具有某种电作用的元件”的例子不仅包括电极和布线，而且还包括晶体管等开关元件、电阻器、电感器、电容器、其它具有各种功能的元件等。

本公开实施例提供一种电池加热装置，包括：直流电源1、半桥逆变模块2和控制模块3；所述半桥逆变模块与直流电源、控制模块和电池连接；所述直流电源的输出电压高于所述电池的输出电压；

所述半桥逆变模块包括：第一功率开关21、第二功率开关22和储能元件23；所述第一功率开关的第一端连接直流电源的正极，所述第一功率开关的第二端连接第二功率开关的第一端和储能元件的第一端，所述储能元件的第二端连接电池的正极，所述第二功率开关的第二端连接电池的负极；所述直流电源的负极连接所述电池的负极；

所述控制模块，与第一功率开关的控制端和第二功率开关的控制端连接，配置为控制第一功率开关和第二功率开关交替闭合以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第一功率开关闭合且第二功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电，在第二功率开关闭合且第一功率开关断开时使所述电池通过所述储能元件放电。

上述实施例提供的电池加热装置，包括直流电源、半桥逆变模块和控制模块，所述半桥逆变模块与直流电源、控制模块和电池连接，包括第一功率开关、第二功率开关和储能元件；所述控制模块控制第一功率开关和第二功率开关交替闭合以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第一功率开关闭合且第二功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电，在第二功率开关闭合且第一功率开关断开时使所述电池通过所述储能元件放电。通过第一功率开关和第二功率开关的交替闭合使得电池循环往复的充放电，产生的交流电流使电池内阻产生热量，从而达到电池自加热的效果。

在一些示例性的实施方式中，所述电池包括但不限于锂电池、镍氢电池等可充电电池。

在一些示例性的实施方式中，所述电池可以是多个电池串联形成的电池组(电池包)。

在一些示例性的实施方式中，所述第一功率开关和第二功率开关包括：IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)。在其他的实施方式中，所述第一功率开关和第二功率开关也可以是其他类型的功率开关器件。

在一些示例性的实施方式中，所述储能元件包括：电感，或者串联的电容和电感，或者电容。

在一些示例性的实施方式中，如图2所示，所述电池加热装置还包括开关元件4；所述开关元件的第一端连接储能元件的第二端，所述开关元件的第二端连接电池的正极，所述开关元件的控制端连接控制模块；

所述控制模块，还配置为控制所述开关元件导通或断开所述电池与所述储能元件之间的连接。

在其他的实施方式中，所述开关元件也可与储能元件位置调换。

在一些示例性的实施方式中，所述控制模块，还配置为获取电池的温度值，在电池的温度值低于第一温度阈值时闭合所述开关元件，在电池的温度值高于第二温度阈值时断开所述开关元件；其中，所述第一温度阈值低于所述第二温度阈值。

在一些示例性的实施方式中，所述控制模块，还配置为向所述第一功率开关发送第一PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号，向所述第二功率开关发送第二PWM信号；所述第一PWM信号和所述第二PWM信号相位相反。

在一些示例性的实施方式中，所述控制模块，还配置为根据影响电池充放电的因素调整第一PWM信号和第二PWM信号的占空比以改变流经电池的交流电流的幅值。

在一些示例性的实施方式中，所述控制模块，还配置为向所述第一功率开关发送第一SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation，正弦脉冲宽度调制)信号，向所述第二功率开关发送第二SPWM信号；所述第一SPWM信号和所述第二SPWM信号相位相反。

在一些示例性的实施方式中，所述控制模块，还配置为根据影响电池充放电特性的因素调整第一SPWM信号和第二SPWM信号的调制波的调制频率和/或幅度。SPWM信号的调制波为正弦波，SPWM信号的脉冲等幅不等宽。通过改变SPWM信号的调制波(基波)的调制频率可以改变流经电池的正弦波交流电流的频率，通过改变SPWM信号的调制波的幅度可以改变流经电池的正弦波交流电流的幅值。

在一些示例性的实施方式中，所述控制模块，还配置为向所述第一功率开关发送第一SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation，空间矢量脉宽调制)信号，向所述第二功率开关发送第二SVPWM信号；所述第一SVPWM信号和所述第二SVPWM信号相位相反。

在一些示例性的实施方式中，所述影响电池充放电特性的因素包括以下至少一种：电池温度、电池剩余电量、电池总电压、电池内阻和电池温升速率。

图3提供了一种电池加热装置的示意图。如图3所示，Vd为直流电源，Q1、Q2为功率开关，L为电感(储能元件)，K为开关，B为电池包。功率开关Q1的第一端连接直流电源Vd的正极，功率开关Q1的第二端连接功率开关Q2的第一端和电感L的第一端，功率开关Q2的第二端连接电池包B的负极，电感L的第二端连接开关K的第一端，开关K的第二端连接电池包B的正极，电池包B的负极和直流电源Vd的负极连接在一起。

低温条件下，当电池的温度低于某设定温度，需要启动电池加热时，开关K闭合，加热电路接通。电池加热时，当Q2闭合、Q1断开时，电池包通过L、Q2构成电池放电回路；当Q2断开、Q1闭合时，直流电源Vd通过Q1、L构成电池充电回路(iB表示流经电池包的电流)。当电池加热达到设定的温度时，开关K断开，Q1、Q2停止工作，加热功能停止。

当Q1、Q2由SPWM控制信号控制时，电池包就会有交变的正弦波电流流过，交变的正弦波电流流经电池后，电池内阻因流过的交流电流产生热量发热，实现电池的低温自加热。在不同低温度条件下，通过改变输出至电池包的交流电流的幅值和/或电流频率，能够实现在保持电池寿命不衰减前提下电池的最快温升速率。

当图3的电池加热装置应用于车载系统时，Q1、Q2可以单独安装，也可以复用车辆上已有的功率开关器件，例如可以复用车辆上的电机控制器、车载DC/DC、车载充电机(On-board Charger，简称OBC)、空调控制器上本身具备的功率开关器件。其中，电机控制器内可以包括升压电路，也可以不包括升压电路。当电机控制内包括升压电路时，电池加热装置的Q1、Q2可以复用电机控制器内的电机驱动电路的功率开关器件，也可以复用电机控制器内升压电路的功率开关器件。电池加热装置的Q1、Q2复用电机控制器的功率开关器件时，电池加热装置的储能元件也可以复用电机绕组或升压电路中的储能电感。

图4是图3的功率开关Q1和功率开关Q2的控制信号为PWM信号时，功率开关Q1的控制信号(PWM信号)，功率开关Q2的控制信号(PWM信号)，电感L两端的电压差信号Uab，流经电池的交流电流信号iB的时序图。Q1、Q2的控制信号相位相反。

图5是图3的功率开关Q1和功率开关Q2的控制信号为SPWM信号时，功率开关Q1的控制信号(SPWM信号)，功率开关Q2的控制信号(SPWM信号)，电感L两端的电压差信号Uab，流经电池的正弦波交流电流信号iB的时序图。Q1、Q2的控制信号相位相反。通过改变SPWM信号的调制波的调制频率可以改变流经电池的正弦波交流电流的频率，通过改变SPWM信号的调制波的幅度可以改变流经电池的正弦波交流电流的幅值。

图6-a是通过改变功率开关Q1和功率开关Q2的SPWM信号的调制波的幅度，从而改变流经电池的正弦波交流电流的幅值的示意图。

图6-b是通过改变功率开关Q1和功率开关Q2的SPWM信号的调制波的调制频率，从而改变流经电池的正弦波交流电流的频率的示意图。

图6-c是通过改变功率开关Q1和功率开关Q2的SPWM信号的调制波的幅度以及调制频率，从而改变流经电池的正弦波交流电流的幅值和频率的示意图。

如图7所示，本公开实施例提供一种车载控制系统，包括：电池加热装置100。

上述实施例提供的车载控制系统包括电池加热装置，能够达到电池自加热的效果，从而改善电池在低温环境下的性能。

在一些示例性的实施方式中，所述直流电源包括以下任意一种：车辆发动机发电机组提供的直流高压电源，车辆的外接直流充电接口中接入的电源，车载充电机的输出电源，从低压电源经隔离升压后输出的电源，由电池自身升压后的电源。

在一些示例性的实施方式中，所述电池加热装置的第一功率开关和第二功率开关单独设置，或者复用车辆上已有车载电路中的功率开关。所述第一功率开关和第二功率开关单独设置可以使得电池加热功能独立运行。例如可以在车辆行驶中进行电池加热。

在一些示例性的实施方式中，所述电池加热装置的第一功率开关和第二功率开关复用车辆上已有车载电路中的功率开关时，电池加热功能和已有车载电路的原功能分时运行。

在一些示例性的实施方式中，车载系统已有电路中的功率开关包括以下任意一种：电机控制器内电机驱动电路中任意一组桥臂上的功率开关，电机控制器内升压电路中任意一组桥臂上的功率开关，车载DC/DC电路中的任意一组桥臂上的功率开关、车载充电机(On-board Charger，简称OBC)电路中的任意一组桥臂上的功率开关，车载空调电路中的任意一组桥臂上的功率开关。

在一些示例性的实施方式中，如图8所示，所述车载控制系统还包括：三相电机驱动电路200、第一开关模块300和第二开关模块400；

所述电池加热装置包括：直流电源1、开关元件4、储能元件23、两个功率开关和控制模块；

所述三相电机驱动电路包括三组桥臂和三相电机绕组；所述三组桥臂包括：第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述三相电机绕组包括：第一电机绕组E1、第二电机绕组E2和第三电机绕组E3；所述第一桥臂包括第三功率开关24和第四功率开关25，所述第三功率开关的第一端作为第一桥臂的第一端，所述第四功率开关的第二端作为第一桥臂的第二端；所述第二桥臂包括第五功率开关26和第六功率开关27，所述第五功率开关的第一端作为第二桥臂的第一端，所述第六功率开关的第二端作为第二桥臂的第二端；所述第三桥臂包括第七功率开关28和第八功率开关29，所述第七功率开关的第一端作为第三桥臂的第一端，所述第八功率开关的第二端作为第三桥臂的第二端；所述第一桥臂的中间端是第三功率开关的第二端和第四功率开关的第一端的连接端，所述第二桥臂的中间端是第五功率开关的第二端和第六功率开关的第一端的连接端，所述第三桥臂的中间端是第七功率开关的第二端和第八功率开关的第一端的连接端；所述第一桥臂的中间端连接第一电机绕组的第一端，所述第二桥臂的中间端连接第二电机绕组的第一端，所述第三桥臂的中间端连接第三电机绕组的第一端；所述第一电机绕组的第二端、所述第二电机绕组的第二端和所述第三电机绕组的第二端连接在一起；

所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的三组桥臂中任意一组桥臂上的两个功率开关；

所述电池加热装置的开关元件的第一端连接电池的正极，所述开关元件的第二端连接储能元件的第一端，所述储能元件的第二端连接三组桥臂中任意一组桥臂的中间端；(图8仅仅画出了储能元件的第二端与第一桥臂连接的情况)

所述第一开关模块的第一端连接电池的正极，所述第一开关模块的第二端连接第二开关模块的第一端和三组桥臂的第一端；所述第二开关模块的第二端连接直流电源的正极，所述直流电源的负极连接电池的负极和三组桥臂的第二端；

所述电池加热装置的控制模块(图8中未画出)，与第三功率开关的控制端、第四功率开关的控制端、第五功率开关的控制端、第六功率开关的控制端、第七功率开关的控制端和第八功率开关的控制端连接；

所述控制模块配置为控制三组桥臂中的任意一组桥臂的两个功率开关交替闭合以及其他两组桥臂中的所有功率开关均断开以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第三功率开关闭合且第四功率开关断开，或者第五功率开关闭合且第六功率开关断开，或者第七功率开关闭合且第八功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电；在第三功率开关断开且第四功率开关闭合，或者第五功率开关断开且第六功率开关闭合，或者第七功率开关断开且第八功率开关闭合时使所述电池通过所述储能元件放电。

上述实施例提供的车载控制系统包括电池加热装置和三相电机驱动电路，电池加热装置通过复用三相电机驱动电路的三组桥臂中任意一组桥臂上的两个功率开关来控制电池充放电，能够省去专门为加热电池而增加的两个功率开关，不但节省了电路的体积，而且降低了车载控制系统的成本。

所述储能元件的第二端除了可以连接第一桥臂的中间端，还可以连接第二桥臂的中间端或者第三桥臂的中间端。当储能元件的第二端连接在第二桥臂的中间端或第三桥臂的中间端时，电池加热的充放电原理与储能元件的第二端连接在第一桥臂的中间端时相同，可以以此类推，此处不再赘述。

在一些示例性的实施方式中，所述车载控制系统通过控制开关元件闭合使得所述车载控制系统工作在电池加热模式，所述车载控制系统通过控制开关元件断开使得所述车载控制系统退出电池加热模式。在图8所述的车载控制系统运行时，电池加热需要在车辆停驶的状态下进行。

在上述实施方式中，车载控制系统处于电池加热模式下，当第一桥臂上的两个功率开关用于控制电池充放电时，第二桥臂和第三桥臂上的所有功率开关均断开。在第三功率开关断开且第四功率开关闭合时，电池通过闭合的第四功率开关通过所述储能元件放电，在第三功率开关闭合且第四功率开关断开时，直流电源通过闭合的第三功率开关为电池充电。

在上述实施方式中，车载控制系统处于电池加热模式下，当第二桥臂上的两个功率开关用于控制电池充放电时，第一桥臂和第三桥臂上的所有功率开关均断开。在第五功率开关断开且第六功率开关闭合时，电池通过第一电机绕组、第二电机绕组和闭合的第六功率开关通过所述储能元件放电，在第五功率开关闭合且第六功率开关断开时，直流电源通过闭合的第五功率开关、第二电机绕组和第一电机绕组为电池充电。

在上述实施方式中，车载控制系统处于电池加热模式下，当第三桥臂上的两个功率开关用于控制电池充放电时，第一桥臂和第二桥臂上的所有功率开关均断开。在第七功率开关断开且第八功率开关闭合时，电池通过第一电机绕组、第三电机绕组和闭合的第八功率开关通过所述储能元件放电，在第七功率开关闭合且第八功率开关断开时，直流电源通过闭合的第七功率开关、第三电机绕组和第一电机绕组为电池充电。

在另一种实施方式中，所述电池加热装置除了包括已有的储能元件，还可以增加新的储能元件，所述新的储能元件复用三相电机绕组的两相电机绕组。

比如，所述电池加热装置已有的储能元件的第二端连接第一桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第二桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的新的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第二电机绕组；或者所述电池加热装置已有的储能元件的第二端连接第一桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第三桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的新的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第三电机绕组；或者所述电池加热装置已有的储能元件的第二端连接第二桥臂的中间端(图8中未画出，图8中仅仅画出了所述储能元件的第二端连接第一桥臂的中间端)，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第一桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的新的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第二电机绕组；或者所述电池加热装置已有的储能元件的第二端连接第二桥臂的中间端(图8中未画出，图8中仅仅画出了所述储能元件的第二端连接第一桥臂的中间端)，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第三桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的新的储能元件复用三相电机绕组的第二电机绕组和第三电机绕组；或者所述电池加热装置已有的储能元件的第二端连接第三桥臂的中间端(图8中未画出，图8中仅仅画出了所述储能元件的第二端连接第一桥臂的中间端)，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第一桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的新的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第三电机绕组；或者所述电池加热装置已有的储能元件的第二端连接第三桥臂的中间端(图8中未画出，图8中仅仅画出了所述储能元件的第二端连接第一桥臂的中间端)，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第二桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的新的储能元件复用三相电机绕组的第二电机绕组和第三电机绕组。

在一些示例性的实施方式中，如图9所示，所述车载控制系统还包括：三相电机驱动电路200、第一开关模块300和第二开关模块400；

所述电池加热装置包括：直流电源1、开关元件4、储能元件、两个功率开关和控制模块；

所述三相电机驱动电路包括三组桥臂和三相电机绕组；所述三组桥臂包括：第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述三相电机绕组包括：第一电机绕组E1、第二电机绕组E2和第三电机绕组E3；所述第一桥臂包括第三功率开关24和第四功率开关25，所述第三功率开关的第一端作为第一桥臂的第一端，所述第四功率开关的第二端作为第一桥臂的第二端；所述第二桥臂包括第五功率开关26和第六功率开关27，所述第五功率开关的第一端作为第二桥臂的第一端，所述第六功率开关的第二端作为第二桥臂的第二端；所述第三桥臂包括第七功率开关28和第八功率开关29，所述第七功率开关的第一端作为第三桥臂的第一端，所述第八功率开关的第二端作为第三桥臂的第二端；所述第一桥臂的中间端是第三功率开关的第二端和第四功率开关的第一端的连接端，所述第二桥臂的中间端是第五功率开关的第二端和第六功率开关的第一端的连接端，所述第三桥臂的中间端是第七功率开关的第二端和第八功率开关的第一端的连接端；所述第一桥臂的中间端连接第一电机绕组的第一端，所述第二桥臂的中间端连接第二电机绕组的第一端，所述第三桥臂的中间端连接第三电机绕组的第一端；所述第一电机绕组的第二端、所述第二电机绕组的第二端和所述第三电机绕组的第二端连接在一起；

所述开关元件的第二端连接第一桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第二桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第二电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第一桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第三桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第三电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第二桥臂的中间端(图9中未画出，图9中仅仅画出了所述开关元件的第二端连接第一桥臂的中间端)，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第一桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第二电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第二桥臂的中间端(图9中未画出，图9中仅仅画出了所述开关元件的第二端连接第一桥臂的中间端)，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第三桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第二电机绕组和第三电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第三桥臂的中间端(图9中未画出，图9中仅仅画出了所述开关元件的第二端连接第一桥臂的中间端)，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第一桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第三电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第三桥臂的中间端(图9中未画出，图9中仅仅画出了所述开关元件的第二端连接第一桥臂的中间端)，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第二桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第二电机绕组和第三电机绕组；

所述第一开关模块的第一端连接电池的正极，所述第一开关模块的第二端连接第二开关模块的第一端和三组桥臂的第一端；所述第二开关模块的第二端连接直流电源的正极，所述直流电源的负极连接电池的负极和三组桥臂的第二端；

所述电池加热装置的控制模块(图9中未画出)，与第三功率开关的控制端、第四功率开关的控制端、第五功率开关的控制端、第六功率开关的控制端、第七功率开关的控制端和第八功率开关的控制端连接；所述控制模块配置为控制第二桥臂或第三桥臂的两个功率开关交替闭合以及其他两组桥臂中的所有功率开关均断开以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第五功率开关闭合且第六功率开关断开，或者第七功率开关闭合且第八功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电；在第五功率开关断开且第六功率开关闭合，或者第七功率开关断开且第八功率开关闭合时使所述电池通过所述储能元件放电。

上述实施例提供的车载控制系统包括电池加热装置和三相电机驱动电路，通过将三相电机驱动电路的一组桥臂上的两个功率开关复用为电池加热装置的功率开关以及将三相电机绕组中的两组电机绕组复用为电池加热装置的储能元件，能够省去专门为加热电池而增加的两个功率开关和储能元件，不但节省了电路的体积，而且降低了车载控制系统的成本。

图9所示的车载控制系统中，电池加热的充放电原理与图8相同，此处不再赘述。

图10示出了一种车载系统。如图10所示，车载系统包括电池包、直流电源、电机控制器和三相电机绕组。电池包包括电池和电池管理模块，电机控制器包括电机驱动电路和电机控制模块。电池管理模块和电机控制模块挂载在整车CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线上，可以通过CAN总线与车辆中的其他模块进行通信。

直流电源可以是以下任意一种：车辆发动机发电机组提供的直流高压电源，车辆的外接直流充电接口中接入的电源，车载充电机的输出电源，从低压电源经隔离升压后输出的电源，由电池自身升压后的电源。

图11是一种发动机提供直流电源的示意图。电机控制器可以是双电机控制器，两个电机分别是：驱动电机P2和发电机P1。如图10所示，发动机提供的直流电源连接在电机控制器直流高压母线端。图10中，高压直流电源Vd与电机控制器直流高压母线之间串联开关K4，实际的车载系统中，所述开关K4并不限定为开关器件，比如，可以由发电机控制器控制输出或不输出直流电源而不必设置专门的开关器件。

电机控制器中包括三组桥臂，分别与三相电机绕组的三组电机绕组连接，第1组桥臂包括功率开关Q1和Q2，第2组桥臂包括功率开关Q3和Q4，第3组桥臂包括功率开关Q5和Q6。第1组桥臂的中间端U连接第一电机绕组E1，第2组桥臂的中间端V连接第二电机绕组E2，第3组桥臂的中间端W连接第三电机绕组E3。所述第一电机绕组的第二端、所述第二电机绕组的第二端和所述第三电机绕组的第二端连接在一起。

电池包和电机控制器之间设置开关K1、K2和K3。开关K1第一端与电池正极连接，开关K1第二端与三组桥臂的第一端(功率开关Q1、Q3、Q5的第一端)连接。开关K2的第一端与电池负极连接，开关K2的第二端与三组桥臂的第二端(功率开关Q2、Q4、Q6的第二端)连接。开关K3的第一端与储能元件(电感L)的第二端连接，开关K3的第二端与第1组桥臂的中间端U连接。在其他的实施方式中，开关K3的第二端也可以与第2组桥臂的中间端V或者第3组桥臂的中间端W连接。

为了在车载系统中增加电池加热装置，可以在现有车辆的电机控制器内部增加储能元件(比如电感L)和开关K3。

在图10中，B为电池组，K1、K2、K3可以采用继电器，C是滤波电容。K1和K2用来接通或断开电池高压与外界负载。电池管理模块可以监测电池温度、电压、电流等电池信息，并控制K1、K2高压继电器通断，如果K3集成在电池包内，K3也可由电池管理模块控制。电池管理模块可以与外部进行信息传递。根据安装位置，K1、K2、K3等高压继电器也可以由外部其它控制器控制，例如电机控制器、整车控制器等。在图10中，K3由电机控制器控制。K3闭合时，K1需要断开，K2需要闭合，车载系统运行于电池加热模式，车辆处于停驶状态。K3断开时，如果K1和K2闭合，则车载系统运行于电机驱动模式。在电机驱动模式下，三组桥臂起到把直流高压转变为电机所需交流电压的作用，在电池加热模式下，只使用三组桥臂中的一组桥臂作为开关，控制电池充放电切换。

在电池加热模式下，电机控制模块控制相应桥臂上的功率开关器件的通断，监测电路中的电压、电流、温度等各项参数，接收、发送相关信息及指令。

下面描述电池加热的实现过程。

在一种实施方式中，当储能元件(电感L)第二端连接在第1组桥臂中间端U处时，电机控制模块控制第1组桥臂的Q1、Q2交替导通，控制第2组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、功率开关Q2流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过功率开关Q1、电感L流入电池正极。在另一种实施方式中，当储能元件(电感L)第二端连接在第1组桥臂中间端U处时，电机控制模块控制第2组桥臂的Q3、Q4交替导通，控制第1组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、第一电机绕组E1、第二电机绕组E2、Q4流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q3、第二电机绕组E2、第一电机绕组E1、电感L流入电池正极。在另一种实施方式中，当储能元件(电感L)第二端连接在第1组桥臂中间端U处时，电机控制模块控制第3组桥臂的Q5、Q6交替导通，控制第1组桥臂、第2组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、第一电机绕组E1、第三电机绕组E3、Q6流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q5、第三电机绕组E3、第一电机绕组E1、电感L流入电池正极。

在一种实施方式中，当储能元件(电感L)第二端连接在第2组桥臂中间端V处时，电机控制模块控制第2组桥臂的Q3、Q4交替导通，控制第1组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、功率开关Q4流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过功率开关Q3、电感L流入电池正极。在另一种实施方式中，当储能元件(电感L)第二端连接在第2组桥臂中间端V处时，电机控制模块控制第3组桥臂的Q5、Q6交替导通，控制第1组桥臂、第2组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、第二电机绕组E2、第三电机绕组E3、Q6流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q5、第三电机绕组E3、第二电机绕组E2、电感L流入电池正极。在另一种实施方式中，当储能元件(电感L)第二端连接在第2组桥臂中间端V处时，电机控制模块控制第1组桥臂的Q1、Q2交替导通，控制第2组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、第二电机绕组E2、第一电机绕组E1、Q2流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q1、第一电机绕组E1、第二电机绕组E2、电感L流入电池正极。

在一种实施方式中，当储能元件(电感L)第二端连接在第3组桥臂中间端W处时，电机控制模块控制第3组桥臂的Q5、Q6交替导通，控制第1组桥臂、第2组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、功率开关Q6流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过功率开关Q5、电感L流入电池正极。在另一种实施方式中，当储能元件(电感L)第二端连接在第3组桥臂中间端W处时，电机控制模块控制第1组桥臂的Q1、Q2交替导通，控制第2组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、第三电机绕组E3、第一电机绕组E1、Q2流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q1、第一电机绕组E1、第三电机绕组E3、电感L流入电池正极。在另一种实施方式中，当储能元件(L)第二端连接在第3组桥臂中间端W处时，电机控制模块控制第2组桥臂的Q3、Q4交替导通，控制第1组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态。电池放电时，放电电流通过电感L、第三电机绕组E3、第二电机绕组E2、Q4流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q3、第二电机绕组E2、第三电机绕组E3、电感L流入电池正极。

低温环境下，当电池管理模块通过温度传感器检测到电池温度较低，电池需要加热，则向电机控制模块发出电池加热请求信号，此时车辆进入电池加热模式，高压继电器K2、K3依次吸合，K1断开，车辆处于停驶状态。电机控制模块接收到电池加热请求，电机控制器进入电池加热模式。电机控制模块控制电机控制器内的功率开关器件交替导通、截止，储能元件(电感L)中就有交变的充放电电流流过，该充放电电流流经电池内部，通过电池内阻发热实现电池自加热功能。

在电池加热过程中，电池管理模块实时监测电池的温度、电压、电流、SOC(Stateof Charge，电池剩余电量)及充放电电流等信息，电池加热装置的控制模块(本案例中为电机控制模块)根据电池加热时电池的不同温度及反馈的实时电压、电流、SOC来设定用于电池加热的功率开关的SPWM控制信号，以确保电池寿命不衰减前提下使电池达到最快的温升速率，当电池加热温达到设定目标停止加热。

电池管理模块、电机控制模块、整车控制模块之间通过CAN总线进行实时通信，根据电池的温度、电压、电流、SOC，进行实时动态调控，以保证系统的正常运行。电池管理模块和电机控制模块对于出现的异常状态进行实时预警及处理，并与整车控制模块进行信息交互。当电池加热温度达到预期目标，则退出电池加热模式，此时K3断开，K1闭合，整车可以进入行驶模式。

储能元件(电感L)、开关K3可以集成在电机控制器内，也可以集成在电池包内，或分别集成在电池、电机控制器内，还可以集成在电池包与电机控制器外部。

图12示出了另一种车载系统。图12所示的车载系统与图10所示的车载系统的区别在于，图10所示的车载系统中的储能元件(电感L)省去，由三相电机绕组中的两组电机绕组充当储能元件。

在一种实施方式中，当K3的第二端连接在第1组桥臂中间端U处时，电机控制模块控制第2组桥臂的Q3、Q4交替导通，控制第1组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态，此时三相电机绕组中的串联的第一电机绕组E1和第二电机绕组E2作为储能元件。电池放电时，放电电流通过第一电机绕组E1、第二电机绕组E2、Q4流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q3、第二电机绕组E2、第一电机绕组E1流入电池正极。

在一种实施方式中，当K3的第二端连接在第1组桥臂中间端U处时，时，电机控制模块控制第3组桥臂的Q5、Q6交替导通，控制第1组桥臂、第2组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态，此时三相电机绕组中的串联的第一电机绕组E1和第三电机绕组E3作为储能元件。电池放电时，放电电流通过第一电机绕组E1、第三电机绕组E3、Q6流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q5、第三电机绕组E3、第一电机绕组E1流入电池正极。

在一种实施方式中，当K3的第二端连接在第2组桥臂中间端V处时，电机控制模块控制第1组桥臂的Q1、Q2交替导通，控制第2组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态，此时三相电机绕组中的串联的第一电机绕组E1和第二电机绕组E2作为储能元件。电池放电时，放电电流通过第二电机绕组E2、第一电机绕组E1、Q2流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q1、第一电机绕组E1、第二电机绕组E2流入电池正极。

在一种实施方式中，当K3的第二端连接在第2组桥臂中间端V处时，时，电机控制模块控制第3组桥臂的Q5、Q6交替导通，控制第1组桥臂、第2组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态，此时三相电机绕组中的串联的第二电机绕组E2和第三电机绕组E3作为储能元件。电池放电时，放电电流通过第二电机绕组E2、第三电机绕组E3、Q6流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q5、第三电机绕组E3、第二电机绕组E2流入电池正极。

在一种实施方式中，当K3的第二端连接在第3组桥臂中间端W处时，电机控制模块控制第1组桥臂的Q1、Q2交替导通，控制第2组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态，此时三相电机绕组中的串联的第一电机绕组E1和第三电机绕组E3作为储能元件。电池放电时，放电电流通过第三电机绕组E3、第一电机绕组E1、Q2流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q2、第一电机绕组E1、第三电机绕组E3流入电池正极。

在一种实施方式中，当K3的第二端连接在第3组桥臂中间端W处时，时，电机控制模块控制第2组桥臂的Q3、Q4交替导通，控制第1组桥臂、第3组桥臂上的功率开关器件全处于截止不工作状态，此时三相电机绕组中的串联的第二电机绕组E2和第三电机绕组E3作为储能元件。电池放电时，放电电流通过第三电机绕组E3、第二电机绕组E2、Q4流入电池负极；直流电源为电池充电时，充电电流通过Q3、第二电机绕组E2、第三电机绕组E3流入电池正极。

图13示出了另一种车载控制系统，在该车载控制系统中，电机控制器输入端集成有升压电路，升压电路主要包括功率开关Q7、Q8、电容C2和储能电感L1，还包括滤波电容C1。

在该车载控制系统中电池加热装置复用升压电路的功率开关Q7、Q8、储能电感L1及开关K1。车载控制系统工作于电池加模式时，K1和K2吸合，电机控制器内的电机驱动电路的三组桥臂处于关断截止状态，电机驱动无功率输出，车辆处于停驶工况。

电池加热装置的功率开关复用升压电路的功率开关Q7、Q8，电池加热装置的储能元件复用升压电路的电感L1，电池加热装置的开关元件复用电池正极开关K1，在车载控制系统工作于电池加热模式时，该部分电路运行于电池加热模式，电池加热工作原理同上所述，在此不再重复，升压电路的原升压功能处于屏蔽失效状态。

以本方案思路及电路架构为基础，在此基础上，用于改善电路性能、品质而增加相应的RC(电阻、电容)、LC(电感、电容)、RLC(电阻、电感、电容)、(过压、过流、过温)保护电路等都在本专利保护范围内。比如，在功率开关器件的旁边还可以加一些RC(电阻、电容)或RCD(电阻、电容、二极管)缓冲保护电路，用以吸收功率开关器件在关断的瞬时产生的浪涌尖峰电压，避免造成功率开关器件的损坏。

虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (19)

1.一种电池加热装置，其特征在于，包括：

直流电源、半桥逆变模块和控制模块；所述半桥逆变模块与直流电源、控制模块和电池连接；所述直流电源的输出电压高于所述电池的输出电压；

所述半桥逆变模块包括：第一功率开关、第二功率开关和储能元件；所述第一功率开关的第一端连接直流电源的正极，所述第一功率开关的第二端连接第二功率开关的第一端和储能元件的第一端，所述储能元件的第二端连接电池的正极，所述第二功率开关的第二端连接电池的负极；所述直流电源的负极连接所述电池的负极；

所述控制模块，与第一功率开关的控制端和第二功率开关的控制端连接，配置为控制第一功率开关和第二功率开关交替闭合以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第一功率开关闭合且第二功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电，在第二功率开关闭合且第一功率开关断开时使所述电池通过所述储能元件放电。

2.如权利要求1所述的电池加热装置，其特征在于：

所述电池加热装置还包括开关元件；所述开关元件的第一端连接储能元件的第二端，所述开关元件的第二端连接电池的正极，所述开关元件的控制端连接控制模块；

所述控制模块，还配置为控制所述开关元件导通或断开所述电池与所述储能元件之间的连接。

3.如权利要求2所述的电池加热装置，其特征在于：

所述控制模块，还配置为获取电池的温度值，在电池的温度值低于第一温度阈值时闭合所述开关元件，在电池的温度值高于第二温度阈值时断开所述开关元件；其中，所述第一温度阈值低于所述第二温度阈值。

4.如权利要求1所述的电池加热装置，其特征在于：

所述控制模块，还配置为向所述第一功率开关发送第一脉冲宽度调制PWM信号，向所述第二功率开关发送第二PWM信号；或者向所述第一功率开关发送第一空间矢量脉宽调制SVPWM信号，向所述第二功率开关发送第二SVPWM信号；

其中，所述第一PWM信号和所述第二PWM信号相位相反；所述第一SVPWM信号和所述第二SVPWM信号相位相反。

5.如权利要求1所述的电池加热装置，其特征在于：

所述控制模块，还配置为向所述第一功率开关发送第一正弦脉冲宽度调制SPWM信号，向所述第二功率开关发送第二SPWM信号；所述第一SPWM信号和所述第二SPWM信号相位相反。

6.如权利要求5所述的电池加热装置，其特征在于：

所述控制模块，还配置为根据影响电池充放电特性的因素调整第一SPWM信号和第二SPWM信号的调制波的调制频率和/或幅度。

7.如权利要求6所述的电池加热装置，其特征在于：

所述影响电池充放电特性的因素包括以下至少一种：电池温度、电池剩余电量、电池总电压、电池内阻和电池温升速率。

8.如权利要求1所述的电池加热装置，其特征在于：

所述储能元件包括：电感，或者串联的电容和电感，或者电容。

9.如权利要求1所述的电池加热装置，其特征在于：

所述电池包括：锂电池或镍氢电池。

10.一种车载控制系统，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的电池加热装置。

11.如权利要求10所述的车载控制系统，其特征在于：

所述电池加热装置的第一功率开关和第二功率开关单独设置，或者复用车辆上已有车载电路中的功率开关。

12.如权利要求11所述的车载控制系统，其特征在于：

所述车辆上已有车载电路中的功率开关包括以下任意一种：电机控制器内电机驱动电路中任意一组桥臂上的功率开关，电机控制器内升压电路中的任意一组桥臂上的功率开关，车载DC/DC电路中的任意一组桥臂上的功率开关、车载充电机OBC电路中的任意一组桥臂上的功率开关，车载空调控制器电路中的任意一组桥臂上的功率开关。

13.如权利要求11所述的车载控制系统，其特征在于：

所述电池加热装置的第一功率开关和第二功率开关复用车辆上电机控制器内三相电机驱动电路的三组桥臂中的任意一组桥臂上的两个功率开关；或者

所述电池加热装置的第一功率开关和第二功率开关复用车辆上电机控制器内三相电机驱动电路的任意一组桥臂上的两个功率开关，且所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组中的两相电机绕组。

14.如权利要求11所述的车载控制系统，其特征在于：

所述电池加热装置的第一功率开关和第二功率开关复用电机控制器内输入端的升压电路中的一组桥臂上的两个功率开关；或者

所述电池加热装置的第一功率开关和第二功率开关复用电机控制器内输入端的升压电路中的一组桥臂上的两个功率开关，且所述电池加热装置的储能元件复用电机控制器内输入端的升压电路中的储能元件。

15.如权利要求11-14中任一项所述的车载控制系统，其特征在于：

所述电池加热装置的第一功率开关和第二功率开关复用车辆上已有车载电路中的功率开关时，电池加热功能和已有车载电路的原功能分时运行。

16.如权利要求10所述的车载控制系统，其特征在于：

所述直流电源包括以下任意一种：车辆发动机发电机组提供的直流高压电源，车辆的外接直流充电接口中接入的电源，车载充电机的输出电源，从低压电源经隔离升压后输出的电源，由电池自身升压后的电源。

17.如权利要求10所述的车载控制系统，其特征在于：

所述车载控制系统还包括：三相电机驱动电路、第一开关模块和第二开关模块；

所述电池加热装置包括：直流电源、开关元件、储能元件、两个功率开关和控制模块；

所述三相电机驱动电路包括三组桥臂和三相电机绕组；所述三组桥臂包括：第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述三相电机绕组包括：第一电机绕组、第二电机绕组和第三电机绕组；所述第一桥臂包括第三功率开关和第四功率开关，所述第三功率开关的第一端作为第一桥臂的第一端，所述第四功率开关的第二端作为第一桥臂的第二端；所述第二桥臂包括第五功率开关和第六功率开关，所述第五功率开关的第一端作为第二桥臂的第一端，所述第六功率开关的第二端作为第二桥臂的第二端；所述第三桥臂包括第七功率开关和第八功率开关，所述第七功率开关的第一端作为第三桥臂的第一端，所述第八功率开关的第二端作为第三桥臂的第二端；所述第一桥臂的中间端是第三功率开关的第二端和第四功率开关的第一端的连接端，所述第二桥臂的中间端是第五功率开关的第二端和第六功率开关的第一端的连接端，所述第三桥臂的中间端是第七功率开关的第二端和第八功率开关的第一端的连接端；所述第一桥臂的中间端连接第一电机绕组的第一端，所述第二桥臂的中间端连接第二电机绕组的第一端，所述第三桥臂的中间端连接第三电机绕组的第一端；所述第一电机绕组的第二端、所述第二电机绕组的第二端和所述第三电机绕组的第二端连接在一起；

所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的三组桥臂中任意一组桥臂上的两个功率开关；

所述电池加热装置的开关元件的第一端连接电池的正极，所述开关元件的第二端连接储能元件的第一端，所述储能元件的第二端连接三组桥臂中任意一组桥臂的中间端；

所述第一开关模块的第一端连接电池的正极，所述第一开关模块的第二端连接第二开关模块的第一端和三组桥臂的第一端；所述第二开关模块的第二端连接直流电源的正极，所述直流电源的负极连接电池的负极和三组桥臂的第二端；

所述电池加热装置的控制模块，与第三功率开关的控制端、第四功率开关的控制端、第五功率开关的控制端、第六功率开关的控制端、第七功率开关的控制端和第八功率开关的控制端连接；

所述控制模块配置为控制三组桥臂中的任意一组桥臂的两个功率开关交替闭合以及其他两组桥臂中的所有功率开关均断开以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第三功率开关闭合且第四功率开关断开，或者第五功率开关闭合且第六功率开关断开，或者第七功率开关闭合且第八功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电；在第三功率开关断开且第四功率开关闭合，或者第五功率开关断开且第六功率开关闭合，或者第七功率开关断开且第八功率开关闭合时使所述电池通过所述储能元件放电。

18.如权利要求10所述的车载控制系统，其特征在于：

所述车载控制系统还包括：三相电机驱动电路、第一开关模块和第二开关模块；

所述电池加热装置包括：直流电源、开关元件、储能元件、两个功率开关和控制模块；

所述三相电机驱动电路包括三组桥臂和三相电机绕组；所述三组桥臂包括：第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述三相电机绕组包括：第一电机绕组、第二电机绕组和第三电机绕组；所述第一桥臂包括第三功率开关和第四功率开关，所述第三功率开关的第一端作为第一桥臂的第一端，所述第四功率开关的第二端作为第一桥臂的第二端；所述第二桥臂包括第五功率开关和第六功率开关，所述第五功率开关的第一端作为第二桥臂的第一端，所述第六功率开关的第二端作为第二桥臂的第二端；所述第三桥臂包括第七功率开关和第八功率开关，所述第七功率开关的第一端作为第三桥臂的第一端，所述第八功率开关的第二端作为第三桥臂的第二端；所述第一桥臂的中间端是第三功率开关的第二端和第四功率开关的第一端的连接端，所述第二桥臂的中间端是第五功率开关的第二端和第六功率开关的第一端的连接端，所述第三桥臂的中间端是第七功率开关的第二端和第八功率开关的第一端的连接端；所述第一桥臂的中间端连接第一电机绕组的第一端，所述第二桥臂的中间端连接第二电机绕组的第一端，所述第三桥臂的中间端连接第三电机绕组的第一端；所述第一电机绕组的第二端、所述第二电机绕组的第二端和所述第三电机绕组的第二端连接在一起；

所述电池加热装置的开关元件的第一端连接电池的正极；

所述开关元件的第二端连接第一桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第二桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第二电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第一桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第三桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第三电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第二桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第一桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第二电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第二桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第三桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第二电机绕组和第三电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第三桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第一桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第一电机绕组和第三电机绕组；或者所述开关元件的第二端连接第三桥臂的中间端，所述电池加热装置的两个功率开关复用所述三相电机驱动电路的第二桥臂上的两个功率开关，所述电池加热装置的储能元件复用三相电机绕组的第二电机绕组和第三电机绕组；

所述第一开关模块的第一端连接电池的正极，所述第一开关模块的第二端连接第二开关模块的第一端和三组桥臂的第一端；所述第二开关模块的第二端连接直流电源的正极，所述直流电源的负极连接电池的负极和三组桥臂的第二端；

所述电池加热装置的控制模块，与第三功率开关的控制端、第四功率开关的控制端、第五功率开关的控制端、第六功率开关的控制端、第七功率开关的控制端和第八功率开关的控制端连接；

所述控制模块配置为控制第二桥臂或第三桥臂的两个功率开关交替闭合以及其他两组桥臂中的所有功率开关均断开以使交流电流流经所述电池并通过所述电池的内阻发热；在第五功率开关闭合且第六功率开关断开，或者第七功率开关闭合且第八功率开关断开时使所述直流电源为所述电池充电；在第五功率开关断开且第六功率开关闭合，或者第七功率开关断开且第八功率开关闭合时使所述电池通过所述储能元件放电。

19.如权利要求17或18所述的车载控制系统，其特征在于：

所述车载控制系统通过控制开关元件闭合使得所述车载控制系统工作在电池加热模式，所述车载控制系统通过控制开关元件断开使得所述车载控制系统退出电池加热模式。

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