JP2023540829A - 動力電池加熱システム、その制御方法及び制御回路 - Google Patents

動力電池加熱システム、その制御方法及び制御回路 Download PDF

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Abstract

本願の実施例は動力電池加熱システムの制御方法及び動力電池加熱システムを提供し、該制御方法は、第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン、第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフを制御して、第１回路を形成するための第１加熱信号をスイッチモジュールに送信するステップと、第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン、第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフを制御して、第２回路を形成するための第２加熱信号をスイッチモジュールに送信するステップと、を含み、第１回路及び第２回路は電流に動力電池内で熱を発生させ、前記動力電池を加熱することに用いられ、３つの第１巻線の間及び３つの第２巻線の間の空間位相差はいずれも１２０°である。

Description

本願は電池技術分野に関し、特に動力電池加熱システム、その制御方法及び制御回路に関する。
エネルギー密度が高く、循環充電が可能で、安全で環境にやさしい等の利点を有するため、動力電池は新エネルギー自動車、家庭用電化製品、エネルギー貯蔵システム等の分野に幅広く応用されている。
しかしながら、低温環境での動力電池の使用は一定の程度で制限されている。具体的には、低温環境での動力電池の放電容量が著しく低下することや、低温環境で電池を充電できなくなることである。従って、動力電池を正常に使用できるために、低温環境で動力電池を加熱する必要がある。従来の動力電池加熱技術はモーター回路を利用して動力電池を加熱する過程で、モーターの振動ノイズが大きすぎるという問題をもたらすおそれがある。
本願の実施例は動力電池加熱システム、その制御方法及び制御回路を提供し、モーター回路を利用して電池を加熱する際のモーターの振動ノイズを効果的に抑制することができる。
第１態様では、動力電池加熱システムの制御方法を提供し、該動力電池加熱システムは６相モーター、スイッチモジュール及び給電モジュールを含み、該６相モーターは３つの第１巻線及び３つの第２巻線を含み、該スイッチモジュールは第１ブリッジアーム群及び第２ブリッジアーム群を含み、該第１ブリッジアーム群及び該第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームはそれぞれ上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームを含み、該第１ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は該３つの第１巻線と一対一で対応して接続され、該第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は該３つの第２巻線と一対一で対応して接続され、該第１ブリッジアーム群及び該第２ブリッジアーム群はいずれも該給電モジュールに並列接続され、該制御方法は、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン、該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフ、該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン及び該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフを制御して、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム、該３つの第１巻線、該３つの第２巻線、該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び該給電モジュールの間の第１回路を形成するための第１加熱信号を該スイッチモジュールに送信するステップと、該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフ、該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン及び該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフを制御して、該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム、該３つの第１巻線、該３つの第２巻線、該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び該給電モジュールの間の第２回路を形成するための第２加熱信号を該スイッチモジュールに送信するステップと、を含み、該第１回路及び該第２回路は電流に動力電池内で熱を発生させ、該動力電池を加熱することに用いられ、該３つの第１巻線の空間位相差は１２０°であり、該３つの第２巻線の空間位相差は１２０°である。
電流が６相モーターの３つの第１巻線の間に流入する空間位相差を１２０°に制御し、かつ電流が６相モーターの他の３つの第２巻線の間から流出する空間位相差を１２０°に制御することにより、該６相モーターの回路を利用して動力電池を加熱するとき、モーターの振動ノイズを効果的に抑制することができる。また、本願に係る動力電池加熱システムは、モーターを作動させることがないため、モーターの回転子の発熱問題を解決でき、それにより、電池の自己加熱の使用時間を延長させる。
可能な実施形態では、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信するステップは、予め設定された周波数で、該スイッチモジュールに該第１加熱信号と該第２加熱信号を交互に送信するステップを含む。
可能な実施形態では、該給電モジュールは動力電池であり、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信するステップは、該動力電池の荷電状態ＳＯＣを決定するステップと、該ＳＯＣが第１閾値よりも大きい場合、該スイッチモジュールに該第１加熱信号及び該第２加熱信号を送信するステップと、を含む。
動力電池のＳＯＣが第１閾値よりも大きく、すなわち動力電池の電気量が十分であるとき、スイッチモジュールに第１加熱信号と第２加熱信号を交互に送信することで電流方向の異なる交流電流を形成し、かつ動力電池の内部抵抗を利用して発熱し、それにより、動力電池を加熱し、加熱効率を向上させることができる。
可能な実施形態では、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び該第２加熱信号を送信するステップは、モーター制御ユニットが車両制御ユニットから送信された、該動力電池を加熱することを指示するための制御信号を受信するステップと、該モーター制御ユニットが該制御信号に基づいて、該スイッチモジュールに該第１加熱信号及び該第２加熱信号を送信するステップと、を含む。
可能な実施形態では、該制御方法は、該動力電池の温度が予め設定された温度に達し、及び／又は、該動力電池の温度上昇が異常である場合、該動力電池に対する加熱を停止することを指示するための加熱停止信号を該スイッチモジュールに送信するステップをさらに含む。
可能な実施形態では、該制御モジュールは具体的に、該６相モーターの作動状態を取得すること、及び該６相モーターが非作動状態にあるとき、該スイッチモジュールに該第１加熱信号及び該第２加熱信号を送信することに用いられる。
モーターの作動状態を判断することにより、モーターが駆動状態にあるときに動力電池を加熱し、さらに車両等の動力装置の性能に影響を与えることを回避する。
可能な実施形態では、該制御モジュールはさらに、電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）から送信された、該動力電池が加熱条件を満たすことを指示するための加熱要求を受信することに用いられる。
ＢＭＳから送信された加熱要求を受信することにより、制御モジュールは動力電池をタイムリーに加熱することができ、車両等の動力装置の使用に影響を与えることを回避する。
第２態様では、動力電池加熱システムを提供し、該動力電池加熱システムは６相モーター、スイッチモジュール、制御モジュール及び給電モジュールを含み、該６相モーターは３つの第１巻線及び３つの第２巻線を含み、該スイッチモジュールは第１ブリッジアーム群及び第２ブリッジアーム群を含み、該第１ブリッジアーム群及び該第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームはそれぞれ上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームを含み、該第１ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は該３つの第１巻線と一対一で対応して接続され、該第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は該３つの第２巻線と一対一で対応して接続され、該第１ブリッジアーム群及び該第２ブリッジアーム群はいずれも該給電モジュールに並列接続され、該制御モジュールは、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン、該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフ、該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン及び該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフを制御して、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム、該３つの第１巻線、該３つの第２巻線、該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び該給電モジュールの間の第１回路を形成するための第１加熱信号を該スイッチモジュールに送信すること、及び該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフ、該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン及び該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフを制御して、該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム、該３つの第１巻線、該３つの第２巻線、該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び該給電モジュールの間の第２回路を形成するための第２加熱信号を該スイッチモジュールに送信することに用いられ、該第１回路及び該第２回路は電流に動力電池内で熱を発生させ、該動力電池を加熱することに用いられ、該３つの第１巻線の空間位相差は１２０°であり、該３つの第２巻線の空間位相差は１２０°である。
第３態様では、動力電池加熱システムの制御回路を提供し、第１態様及びいずれかの可能な実施形態の制御方法を実行するためのプロセッサを含む。
第４態様では、動力装置を提供し、動力電池及び第２態様の動力電池加熱システムを含む。
本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下、本願の実施例に使用される必要がある図面を簡単に説明し、明らかに、以下に説明される図面は本願のいつくかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を必要とせずに、それらの図面に基づいて他の図面を取得することもできる。
従来の動力電池加熱システムの回路図である。 本願の実施例に係る動力電池加熱システムの模式的なブロック図である。 本願の実施例に係る動力電池加熱システムの放電回路模式図及び充電回路模式図である。 本願の実施例に係る動力電池加熱システムの放電回路模式図及び充電回路模式図である。 本願の実施例に係る動力電池加熱システムの制御方法の模式的なブロック図である。 本願の実施例に係る動力電池加熱システムの制御方法の模式的なフローチャートである。 本願の実施例に係る動力電池加熱システムの制御回路の模式的な構造図である。
以下、図面及び実施例を参照しながら、本願の実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例の詳細な説明及び図面は本願の原理を例示的に説明するためのものであるが、本願の範囲を制限するためのものではなく、すなわち本願は説明される実施例に限定されない。
なお、本願の説明では、別途説明しない限り、「複数」の意味は２つ以上であり、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」等の用語が示す方位又は位置関係は、本願の説明を容易にし、説明を簡素化するためのものに過ぎず、装置又は素子が特定の方位にあり、特定の方位で構造され、操作される必要があることを明示又は暗示することではなく、従って、本願に対する制限と理解されてはならない。また、「第１」、「第２」、「第３」等の用語は説明ためのものに過ぎず、相対的な重要性を明示又は暗示するものと理解されてはならない。「垂直」は厳密な意味での垂直ではなく、許容誤差範囲内のものである。「平行」は厳密な意味での平行ではなく、許容誤差範囲内のものである。
以下の説明に現れる方位詞はいずれも図面に示される方向であり、本願の具体的な構造を限定するものではない。なお、本願の説明では、明確な規定や限定がない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」という用語は広く理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、着脱可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介した間接接続であってもよい。当業者にとって、具体的な場合により上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
時代の発展に伴い、新エネルギー自動車は、環境にやさしく、ノイズが低く、使用コストが低い等の利点のため、市場での将来性が高く、かつ省エネルギー及び排出削減を効果的に促進することができ、社会の発展及び進歩に有利である。
動力電池の電気化学特性により、低温環境で、動力電池の充放電能力が大幅に制限され、利用者が冬に自動車を使用する際の体験に深刻な影響を与える。従って、動力電池を正常に使用できるために、低温環境で動力電池を加熱する必要がある。
本願の実施例の動力電池は、リチウムイオン電池、リチウム金属電池、鉛酸電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池又はナトリウムイオン電池等であってもよいが、ここで限定しない。規模から言えば、本願の実施例の電池は単セルであってもよく、電池モジュール又は電池パックであってもよいが、ここで限定しない。適用シーンから言えば、電池は自動車、汽船等の動力装置に適用できる。例えば、動力自動車に適用でき、動力自動車のモーターに給電し、電気自動車の動力源とする。電池は、電気自動車内の他の電気機器、例えば、車内エアコン、車載プレーヤー等に給電することもできる。
説明の便宜上、以下、動力電池が新エネルギー自動車（動力自動車）に適用されることを実施例として説明する。
駆動モーター及びその制御システムは新エネルギー自動車のコア部材の１つであり、その駆動特性は自動車走行の主な性能指標を決める。新エネルギー自動車のモーター駆動システムは主に電動機（すなわちモーター）、電力変換器、モーター制御ユニット（例えば、インバーター）、様々な検出センサ及び電源等の部分で構成される。モーターは、電磁誘導原理を応用して作動する回転電磁機械であり、電気エネルギーから機械的エネルギーへの変換を実現することに用いられる。作動中、電気システムから電力を吸収し、機械システムに機械的電力を出力する。
動力電池を加熱するときに不要なコストを増加させることを回避するために、モーター回路を利用して動力電池を加熱してもよい。
図１は従来の動力電池加熱システムの回路図を示す。図１に示すように、該動力電池加熱システム１００は給電モジュール１１０、給電モジュール１１０に接続されるスイッチモジュール１２０及びスイッチモジュール１２０に接続されるモーター巻線１３０を含んでもよい。
給電モジュール１１０については、動力電池自体で実現されるだけでなく、充電ポスト等の外部給電モジュールで実現されてもよい。該外部給電モジュールが提供する加熱エネルギーは、例えば外部直流充電器によって出力されてもよく、又は外部交流充電器によって整流された後に出力されてもよいが、ここで具体的に制限しない。
スイッチモジュール１２０については、様々なタイプのスイッチで実現されてもよい。例えば、該スイッチモジュール１２０はモーター駆動システムにおけるインバーターによって実現されてもよく、該インバーターは絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）のブリッジアームスイッチで実現されてもよい。具体的に、該インバーターのブリッジアームの数はモーター巻線２３０の巻線の数と同じである。例えば、該モーター巻線１３０が３相巻線を含む場合、該インバーターは３相ブリッジアームを含み、すなわち、Ｕ相ブリッジアーム、Ｖ相ブリッジアーム及びＷ相ブリッジアームを含む。該３相ブリッジアーム内の各相ブリッジアームはいずれも上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームを含み、上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームにはそれぞれスイッチユニットが設置され、すなわち、スイッチモジュール１２０はそれぞれＵ相ブリッジアームの上部ブリッジアームスイッチ１２１と下部ブリッジアームスイッチ１２２、Ｖ相ブリッジアームの上部ブリッジアームスイッチ１２３と下部ブリッジアームスイッチ１２４、及びＷ相ブリッジアームの上部ブリッジアームスイッチ１２５と下部ブリッジアームスイッチ１２６を含む。
モーター巻線１３０については、具体的に、Ｕ相ブリッジアームに接続される巻線１３１、Ｖ相ブリッジアームに接続される巻線１３２及びＷ相ブリッジアームに接続される巻線１３３を含んでもよい。巻線１３１の一端はＵ相ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点に接続され、巻線１３２の一端はＶ相ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点に接続され、巻線１３３の一端はＷ相ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点に接続される。巻線１３１の他端、巻線１３２の他端及び巻線１３３の他端は一体に接続される。
なお、該モーター巻線１３０は３相モーターに限定されず、６相モーター等であってもよく、対応して、該スイッチモジュール１２０は６相ブリッジアームを含んでもよい。
いくつかの実施例では、スイッチモジュール１２０におけるスイッチの周期的なオンオフを制御することにより電流を変調させることができる。例えば、インバーターにおける対象上部ブリッジアームスイッチ及び対象下部ブリッジアームスイッチの周期的なオンオフを制御することにより電流を変調させる。一例では、対象上部ブリッジアームスイッチが上部ブリッジアームスイッチ１２１である場合、対象下部ブリッジアームスイッチは下部ブリッジアームスイッチ１２４及び／又は下部ブリッジアームスイッチ１２６である。別の例では、対象上部ブリッジアームスイッチが上部ブリッジアームスイッチ１２３である場合、対象下部ブリッジアームスイッチは下部ブリッジアームスイッチ１２２及び／又は下部ブリッジアームスイッチ１２６である。別の例では、対象上部ブリッジアームスイッチが上部ブリッジアームスイッチ１２５である場合、対象下部ブリッジアームスイッチは１２２及び／又は下部ブリッジアームスイッチ１２４である。
なお、周期的にオン及びオフにされる各周期の対象上部ブリッジアームスイッチ及び対象下部ブリッジアームスイッチは同じであってもよく、異なってもよいが、ここで限定しない。例えば、各周期にいずれも上部ブリッジアームスイッチ１２１及び下部ブリッジアームスイッチ１２４のオン及びオフを制御する。また例えば、第１の周期に、上部ブリッジアームスイッチ１２１及び下部ブリッジアームスイッチ１２４のオン及びオフを制御し、第２の周期に、上部ブリッジアームスイッチ１２３及び下部ブリッジアームスイッチ１２２のオン及びオフを制御し、第３の周期に、上部ブリッジアームスイッチ１２１、下部ブリッジアームスイッチ１２４及び下部ブリッジアームスイッチ１２６のオン及びオフを制御し、すなわち、異なる周期に制御される対象上部ブリッジアームスイッチ及び下部ブリッジアームスイッチは異なってもよい。
対象上部ブリッジアームスイッチ及び対象下部ブリッジアームスイッチの周期的なオン及びオフを制御することにより、給電モジュール、対象上部ブリッジアームスイッチ、対象下部ブリッジアームスイッチ及びモーター巻線の間に形成される異なる回路の電流方向が異なり、それにより交流電流が生じ、すなわち給電モジュールは充電と放電とを交互に行う。
対象オンスイッチは、少なくとも１つの上部ブリッジアームスイッチ及び少なくとも１つの下部ブリッジアームスイッチを含み、少なくとも１つの上部ブリッジアームスイッチ及び少なくとも１つの下部ブリッジアームスイッチは異なるブリッジアームに位置する。
図１に示される動力電池加熱システムを使用し、モーター巻線を流れる３相電流が対称ではなく、かつ電流周波数が高いため、モーター回路を利用して動力電池を加熱する過程で、モーターの振動ノイズが大きすぎるという問題が存在する。
本願の実施例は動力電池加熱システムの制御方法を提供し、スイッチモジュールを制御することにより、給電モジュール、スイッチモジュール及びモーター巻線の間に回路を形成させ、かつモーター巻線に流入する電流の合成磁界を０～０．５Ｔに制御し、それにより、モーター回路を利用して動力電池を加熱する過程で、モーターの振動ノイズが大きすぎるという問題を効果的に低減させることができる。
図２は本願の実施例に係る動力電池加熱システム２００の模式的なブロック図を示す。図２に示すように、該動力電池加熱システム２００は、複数の第１巻線２１０、複数の第２巻線２２０、第１スイッチ群２３０、第２スイッチ群２４０、給電モジュール２５０及び制御モジュール２６０を含む。
該第１スイッチ群２３０は該複数の第１巻線２１０に接続され、該第２スイッチ群２４０は該複数の第２巻線２２０に接続される。理解されるように、該「接続」は物理的に直接接続されてもよく、他のデバイスを介して接続されてもよい。
該複数の第１巻線２１０及び該複数の第２巻線２２０の数はいずれも３の倍数であり、かつ該複数の第１巻線２１０及び該複数の第２巻線２２０はいずれも第１モーターの巻線であってもよい。例えば、該第１モーターは６相モーターであり、該複数の第１巻線２１０は該６相モーターの３つの巻線であり、該複数の第２巻線２２０は該６相モーターの他の３つの巻線である。また例えば、該第１モーターは１２相モーターであり、該複数の第１巻線２１０は１２相モーターの６つの巻線であり、該複数の第２巻線２２０は１２相モーターの他の６つの巻線である。
該第１スイッチ群２３０及び該第２スイッチ群２４０はスイッチモジュールと総称されてもよく、つまり、スイッチモジュールは該第１スイッチ群２３０及び該第２スイッチ群２４０を含む。
該制御モジュール２６０は、該第１スイッチ群２３０及び該第２スイッチ群２４０のスイッチ状態を制御し、該第１スイッチ群２３０、該複数の第１巻線２１０、該複数の第２巻線２２０、該第２スイッチ群２４０及び該給電モジュール２５０の間の回路を形成し、電流に動力電池内で熱を発生させ、該動力電池を加熱することに用いられる。
該複数の第１巻線２１０及び該複数の第２巻線２２０を流れる電流の合成磁界はいずれも０～０．５Ｔである。
図１の制御方式と同様に、制御モジュール２６０は第１スイッチ群２３０及び第２スイッチ群２４０内のスイッチの周期的なオン及びオフを制御することにより、給電モジュール２５０、第１スイッチ群２３０、第２スイッチ群２４０、複数の第１巻線２１０及び複数の第２巻線２２０の間に形成される回路に交流電流を生じさせる。例えば、第１の周期内に、制御モジュール２６０は第１スイッチ群２３０及び第２スイッチ群２４０内のスイッチを制御して電流を給電モジュールの正方向から負方向へ流入し、すなわち第１回路を形成し、放電回路とも呼ばれ、第２の周期内に、制御モジュール２６０は第１スイッチ群２３０及び第２スイッチ群２４０内のスイッチを制御して電流を給電モジュールの負方向から正方向へ流入し、すなわち第２回路を形成し、充電回路とも呼ばれ、該第１回路及び該第２回路は電流に動力電池内で熱を発生させ、それにより動力電池を加熱することに用いられる。
また、第１スイッチ群２３０及び第２スイッチ群２４０内のスイッチを周期的にオン及びオフにすることは、つまり、予め設定された周波数で第１スイッチ群２３０及び第２スイッチ群２４０内のスイッチを交互にオン及びオフにすることを指す。
単方向巻線の起磁力は、空間に段階的に分布し、時間に伴って電流変化の法則に従って変化する脈動起磁力である。３相モーターの３つの単相巻線の起磁力を重ね合わせると、３相巻線の合成磁界になる。通常、加熱過程で３相モーターの３相巻線に流入する電流は、大きさが完全に同じではなく、その２相の巻線を流れる電流は、位相差が１８０°であり、位相差のない２相の電流の大きさは同じである。モーター巻線を流れる３相電流は相互に対称ではなくなり、かつ電流周波数が高いため、動力電池の加熱過程でモーターの振動ノイズが大きいという問題をもたらす。本願では、同一モーターに属する複数の第１巻線２１０及び複数の第２巻線２２０に流入する電流の合成磁界を所定の範囲内、例えば、０～０．５Ｔに制御することにより、モーター回路を利用して動力電池を加熱するときに生じた振動ノイズを効果的に抑制する。また、同一モーターに属する複数の第１巻線２１０及び複数の第２巻線２２０に流入する電流の合成磁界をいずれも０～０．５Ｔに制御することにより、モーターを作動させることがなく、モーターの回転子の発熱問題をさらに解決でき、それにより電池の自己加熱の使用時間を延長させる。
選択可能に、本願の実施例では、該動力電池加熱システム２００は６相モーター、スイッチモジュール、制御モジュール２６０及び給電モジュール２５０を含み、該６相モーターは３つの第１巻線２１０及び３つの第２巻線２２０を含み、該スイッチモジュールの第１スイッチ群２３０は第１ブリッジアーム群であり、該スイッチモジュールの第２スイッチ群２４０は第２ブリッジアーム群であり、該第１ブリッジアーム群及び該第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームはそれぞれ上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームを含み、該第１ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は３つの第１巻線と一対一で対応して接続され、該第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は３つの第２巻線と一対一で対応して接続され、該第１ブリッジアーム群及び該第２ブリッジアーム群はいずれも給電モジュールに並列接続される。
該制御モジュール２６０は、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン、該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフ、該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン及び該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフを制御して、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム、該３つの第１巻線、該３つの第２巻線、該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び該給電モジュールの間の第１回路を形成するための第１加熱信号を該スイッチモジュールに送信すること、及び該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン、該第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフ、該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン及び該第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフを制御して、該第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム、該３つの第１巻線、該３つの第２巻線、該第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び該給電モジュールの間の第２回路を形成するための第２加熱信号を該スイッチモジュールに送信することに用いられ、該第１回路及び該第２回路は電流に動力電池内で熱を発生させ、該動力電池を加熱することに用いられる。
該３つの第１巻線２１０の空間位相差は１２０°であり、該３つの第２巻線２２０の空間位相差は１２０°である。
電流が６相モーターの３つの第１巻線の間に流入する空間位相差を１２０°に制御し、かつ電流が６相モーターの他の３つの第２巻線の間から流出する空間位相差を１２０°に制御することにより、該６相モーターの回路を利用して動力電池を加熱するとき、モーターの振動ノイズを効果的に抑制することができる。また、本願に係る動力電池加熱システムは、モーターを作動させることがないため、モーターの回転子の発熱問題を解決でき、それにより、電池の自己加熱の使用時間を延長させる。
以下、図３及び図４を参照しながら、本願の実施例に係る動力電池加熱システム４００の回路図を詳細に説明する。
図３及び図４に示すように、第１モーターは６相モーターであり、該複数の第１巻線はそれぞれ６相モーターの巻線３１１、巻線３１２及び巻線３１３であり、該複数の第２巻線はそれぞれ６相モーターの巻線３１４、巻線３１５及び巻線３１６である。該第１ブリッジアーム群はスイッチモジュールのブリッジアーム３３１、ブリッジアーム３３２及びブリッジアーム３３３である。該第２ブリッジアーム群はスイッチモジュールのブリッジアーム３３４、ブリッジアーム３３５及びブリッジアーム３３６である。
具体的に、ブリッジアーム３３１の上部ブリッジアーム３３１１と下部ブリッジアーム３３１２との接続点は巻線３１１の一端に接続され、ブリッジアーム３３２の上部ブリッジアーム３３２１と下部ブリッジアーム３３２２との接続点は巻線３１２の一端に接続され、ブリッジアーム３３３の上部ブリッジアーム３３３１と下部ブリッジアーム３３３２との接続点は巻線３１３の一端に接続され、ブリッジアーム３３４の上部ブリッジアーム３３４１と下部ブリッジアーム３３４２との接続点は巻線３１４の一端に接続され、ブリッジアーム３３５の上部ブリッジアーム３３５１と下部ブリッジアーム３３５２との接続点は巻線３１５の一端に接続され、ブリッジアーム３３６の上部ブリッジアーム３３６１と下部ブリッジアーム３３６２との接続点は巻線３１６の一端に接続される。
図３に示すように、給電モジュール３５０、上部ブリッジアーム３３１１～３３３１、巻線３１１～３１３、巻線３１４～３１６及び下部ブリッジアーム３３４２～３３６２は共に放電回路を形成し、同様に、図４に示すように、給電モジュール３５０、下部ブリッジアーム３３１２～３３３２、巻線３１１～３１３、巻線３１４～３１６及び上部ブリッジアーム３３４１～３３６１は共に充電回路を形成する。制御モジュール（図示せず）の制御により、充電回路及び放電回路は周期的で交互にオンにされる。
図３及び図４に示される実施例では、電流が巻線３１１～３１３の３つの巻線の間に流入する空間位相差を１２０°に制御し、かつ電流が巻線３１４～３１６の３つの巻線の間から流出する空間位相差を１２０°に制御することにより、該６相モーターの回路を利用して動力電池を加熱するとき、モーターの振動ノイズを効果的に抑制することができる。かつ本願の実施例に係る動力電池加熱システムはモーターを作動させることがないため、モーターの回転子の発熱問題を解決でき、それにより電池の自己加熱の使用時間を延長させる。
巻線３１１～３１３を入力巻線としてもよく、巻線３１４～３１６を出力巻線としてもよい。代替的に、巻線３１１～３１３を出力巻線としてもよく、巻線３１４～３１６を入力巻線としてもよい。巻線３１１～３１３に接続される３相ブリッジアームの上部ブリッジアームと巻線３１４～３１６に接続される３相ブリッジアームの下部ブリッジアームとが同時にスイッチのオン又はオフを維持し、巻線３１１～３１３に接続される３相ブリッジアームの下部ブリッジアームと巻線３１４～３１６に接続される上部ブリッジアームとが同時にスイッチのオン又はオフを維持することを確保すれば、図３に示される放電回路及び図４に示される充電回路を実現できる。
選択可能に、本願の実施例では、複数の第１巻線の空間位相差は３６０°とＭの比であってもよく、複数の第２巻線の空間位相差は３６０°とＮの比であってもよく、ここで、Ｍは複数の第１巻線の数であり、Ｎは複数の第２巻線の数であり、（Ｍ＋Ｎ）は第１モーターの数である。例えば、該第１モーターが１２相モーターであり、該複数の第１巻線が１２相モーターの６つの巻線であり、該複数の第２巻線が１２相モーターの他の６つの巻線である場合、該６つの第１巻線の空間位相差は６０°であり、６つの第２巻線の空間位相差は６０°である。
選択可能に、制御モジュールは、予め設定された周波数で、スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を交互に送信することに用いられる。つまり、制御モジュールはスイッチモジュールに第１加熱信号を送信するときにタイミングを開始し、所定時間後にスイッチモジュールに第２加熱信号を送信する。次に、制御モジュールはスイッチモジュールに第２加熱信号を送信するときにタイミングを開始し、所定時間後にスイッチモジュールに第１加熱信号を再び送信し、このように繰り返して順にスイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信する。
選択可能に、本願の実施例では、該給電モジュールは動力電池であり、該制御モジュールはさらに、該動力電池の荷電状態ＳＯＣを決定すること、該ＳＯＣが第１閾値よりも大きい場合、スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信し、言い換えれば、該回路を流れる電流を交流電流に変調させること、及び、該ＳＯＣが該第１閾値以下である場合、スイッチモジュールのスイッチの閉じ又はオフを制御するための第３加熱信号をスイッチモジュールに送信することにより、回路の電流方向を一定にし、すなわち、該回路を流れる電流を直流電流に変調させ、それにより、該第１モーターに生じた熱を車両の冷却システムを介して動力電池に伝達し、動力電池を加熱することに用いられる。
荷電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）とは、電池の所定の放電率で、残量と同一条件での定格容量との比である。ＳＯＣは電池管理システムの重要なパラメータの１つであり、自動車全体の充放電制御戦略及び電池バランス作動の根拠でもある。しかし、リチウム電池そのものの構造の複雑さにより、その荷電状態を直接測定することにより得ることができず、電池のある外部特性、例えば電池の内部抵抗、温度、電流等の関連パラメータに基づいて、関連する特性曲線又は計算式でＳＯＣに対する推算を完了することしかできない。
本願の実施例は温度が低い動力電池を加熱するシーンに適用できる。例えば、動力電池を加熱することにより、動力電池の温度を、電池パックが正常に使用できる温度に達するまで上昇させるという具体的なシーンに適用できる。具体的に、本願の実施例では、動力電池のＳＯＣが第１閾値よりも大きいとき、回路を流れる電流を交流電流に変調させることができ、交流電流を利用して動力電池の内部抵抗によって発熱し、それにより動力電池を加熱し、加熱効率を向上させることができ、電池ＳＯＣが第１閾値以下であるとき、すなわち、電池の電気量が不十分であるとき、直流電流を利用して巻線に熱を発生させて動力電池を加熱し、電気量消耗を低減させ、動力電池の加熱システムの柔軟性を向上させることができる。
選択可能に、制御モジュールは、最初に、モーター回路を流れる電流を直流電流にするように第１スイッチ群及び第２スイッチ群を制御し、動力電池のＳＯＣを周期的に決定し、動力電池のＳＯＣが第１閾値よりも大きいと決定すると、モーター回路を流れる電流を交流電流にするように第１スイッチ群及び第２スイッチ群を制御し、交流電流を利用して動力電池の内部抵抗によって発熱して動力電池を加熱し、それにより加熱効率を向上させることができる。
いくつかの実施例では、空間ベクトルパルス幅変調Ｓｐａｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＳＶＰＷＭ）アルゴリズムでモーター巻線の電流を直流電流又は交流電流に変調させてもよい。
なお、モーター巻線に直流電流が流れるとき、モーターの半径方向電磁力を減少させ、モーター回転子の渦電流損失を低減させ、それにより、回転子の発熱量を低減させる。従って、モーター巻線に直流電流が流れるとき、モーター回転子の発熱量及び電磁振動ノイズを低減させる。
選択可能に、本願の実施例では、該制御モジュールは具体的に、該第１モーターの作動状態を取得すること、及び該第１モーターが非駆動状態にあるとき、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信することに用いられる。
モーターの作動状態を判断することにより、モーターが駆動状態にあるときに動力電池を加熱し、さらに車両等の動力装置の性能に影響を与えることを回避する。
さらに、該制御モジュールは具体的に、第１モーターが非駆動状態にありかつ動力電池加熱システムに故障がないとき、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信する。
なお、本願の実施例では、電池加熱システムに故障があることとは、第１モーター、モーター制御ユニット、スイッチモジュール及び熱伝達回路等のいずれかに故障が発生することを指す。熱伝達回路に故障が発生することは、連通バルブが破損され、熱伝達回路内の媒体が不十分であるなどの問題を含むが、それらに限定されない。
選択可能に、レンジ情報及びモーターの回転数情報を取得し、かつこれに基づいて第１モーターが駆動状態にあるか非駆動状態にあるかを判断してもよい。具体的に、現在のレンジがＰレンジでありかつ車速が０であると判定したとき、第１モーターが非駆動状態にあると示し、現在のレンジがＰレンジではなく又は車速が０ではないと判定したとき、第１モーターが駆動状態にあると示す。
レンジ情報及びモーターの回転数情報によって判断し、いずれかの条件を満たさないとき、第１モーターに加熱信号を送信せず、車両が正常に走行する状態で動力電池を加熱し、さらに車両性能に影響を与えることを回避する。
選択可能に、本願の実施例では、該制御モジュールはさらに、電池管理システムＢＭＳから送信された、該動力電池が加熱条件を満たすことを指示するための加熱要求を受信することに用いられる。
ＢＭＳから送信された加熱要求を受信することにより、制御モジュールは動力電池をタイムリーに加熱することができ、車両等の動力装置の使用に影響を与えることを回避する。
選択可能に、本願の実施例では、該制御モジュールはさらに、該動力電池の温度が予め設定された温度に達し、又は、該動力電池の温度上昇が異常である場合、該スイッチモジュールに加熱停止信号を送信することに用いられ、該加熱停止信号は、スイッチモジュールを制御して、給電モジュール、スイッチモジュール、３つの第１巻線及び３つの第２巻線の間に回路を構成しないことにより、動力電池に対する加熱を停止する。
選択可能に、本願の実施例では、制御モジュールは車両制御ユニット（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ、ＶＣＵ）及び／又はモーター制御ユニットを含んでもよい。
選択可能に、車両制御ユニットはＢＭＳから送信された加熱要求を受信するとき、車両制御ユニットはモーター制御ユニットに制御信号を送信してもよく、該制御信号は動力電池を加熱することを指示することに用いられ、すなわち、該制御信号はスイッチモジュールに加熱信号を送信することをモーター制御ユニットに指示することに用いられる。例えば、モーター制御ユニットは車両制御ユニットから送信された制御信号を受信すると、スイッチモジュールに第１加熱信号を送信してもよく、該第１加熱信号は、スイッチモジュールを制御して、給電モジュール、スイッチモジュール、３つの第１巻線及び３つの第２巻線の間に第１回路を形成することに用いられ、所定時間後、モーター制御ユニットはスイッチモジュールに第２加熱信号を送信し、該第２加熱信号は、スイッチモジュールを制御して、給電モジュール、スイッチモジュール、３つの第１巻線及び３つの第２巻線の間に第２回路を形成することに用いられ、該第１回路及び第２回路における電流方向は逆であり、電流は順に３つの第１巻線から流入し、そして３つの第２巻線から流出する。
選択可能に、図３及び図４に示される動力電池加熱システムは給電モジュールに並列接続されるコンデンサＣをさらに含み、主に圧力安定化及びクラッタ濾過等の役割を果たす。
以上、本願の実施例の動力電池加熱システムを詳細に説明しており、以下、図５及び図６を参照しながら本願の実施例の動力電池加熱システムの制御方法を詳細に説明する。装置の実施例に説明される技術的特徴は以下の方法の実施例に適用できる。
図５は本願の実施例の動力電池加熱システムの制御方法５００の模式的なブロック図を示し、該動力電池加熱システムは上記説明されたいずれかの動力電池加熱システムである。該制御方法５００は動力電池加熱システムの制御モジュール、例えば、車両制御ユニット及び／又はモーター制御ユニットによって実行されてもよく、該制御方法５００は、
第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン、第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフ、第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン及び第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフを制御して、第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム、３つの第１巻線、３つの第２巻線、第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び給電モジュールの間の第１回路を形成するための第１加熱信号をスイッチモジュールに送信するステップＳ５１０と、
第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン、第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフ、第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン及び第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフを制御して、第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム、３つの第１巻線、３つの第２巻線、第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び給電モジュールの間の第２回路を形成するための第２加熱信号をスイッチモジュールに送信するステップＳ５２０と、を含み、
該第１回路及び該第２回路は電流に動力電池内で熱を発生させ、該動力電池を加熱することに用いられ、該３つの第１巻線の空間位相差は１２０°であり、該３つの第２巻線の空間位相差は１２０°である。
具体的に、本願の実施例では、車両制御ユニットは動力電池が加熱条件を満たすと判断した場合、動力電池を加熱することを指示するための制御信号をモーター制御ユニットに送信することができ、さらに、モーター制御ユニットはスイッチモジュールに第１加熱信号を送信し、該第１加熱信号は第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム、３つの第１巻線、３つの第２巻線、第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び給電モジュールの間に第１回路を形成するように制御し、モーター制御ユニットは第１加熱信号を送信した後の所定時間にスイッチモジュールに第２加熱信号を送信し、該第２加熱信号は第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム、３つの第１巻線、３つの第２巻線、第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び給電モジュールの間に第２回路を形成するように制御する。
選択可能に、本願の実施例では、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信するステップは、予め設定された周波数で、該スイッチモジュールに該第１加熱信号と該第２加熱信号を交互に送信するステップを含む。すなわち、該第１回路と該第２回路は交互に形成される。
選択可能に、本願の実施例では、該給電モジュールは動力電池であり、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信するステップは、該動力電池の荷電状態ＳＯＣを決定するステップと、該ＳＯＣが第１閾値よりも大きい場合、該スイッチモジュールに該第１加熱信号及び該第２加熱信号を送信するステップと、を含む。
選択可能に、本願の実施例では、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信するステップは、６相モーターの作動状態を取得するステップと、該６相モーターが非駆動状態にある場合、該スイッチモジュールに該第１加熱信号及び該第２加熱信号を送信するステップと、を含む。
選択可能に、本願の実施例では、該制御方法は、動力電池の温度が予め設定された温度に達し、又は、該動力電池の温度上昇が異常である場合、該スイッチモジュールに加熱停止信号を送信するステップをさらに含む。
以下、それぞれ図３及び図４に示される動力電池加熱システム３００を例として本願の実施例の動力電池加熱システムの制御方法を詳細に説明し、図６は制御方法６００の模式的なフローチャートを示し、図６に示すように、該制御方法６００は、ステップＳ６０１～Ｓ６０７を含む。
Ｓ６０１、ＢＭＳは電池パックの温度、ＳＯＣ、電圧信号及び電流信号等の電池パラメータを収集する。
Ｓ６０２、ＢＭＳは電池の各項のパラメータに基づいて加熱条件を満たすか否かを判断し、満たす場合、ＳＯＣ状態に基づいて対応する加熱要求をＶＣＵに送信し、例えば、予め設定された温度に加熱されるのに必要な電力をＶＣＵに送信する。
Ｓ６０３、ＢＭＳ又はＶＣＵは電池ＳＯＣが第１閾値よりも大きいか否かを判断する。
Ｓ６０４、ＳＯＣが第１閾値よりも大きい場合、モーター回路を流れる交流電流により生じた熱で動力電池を加熱する。
Ｓ６０５、ＳＯＣが第１閾値以下である場合、モーター回路を流れる直流電流により生じた熱で動力電池を加熱する。
Ｓ６０４の後、ＶＣＵは第１モーターの現在の作動状態を読み取る。例えば、第１モーターが駆動状態（すなわち作動状態）にある場合、ＶＣＵは駆動信号をモーター制御ユニットに送信する。このとき、モーター制御ユニットは、スイッチモジュールに周期駆動信号を送信し、ブリッジアーム３３１～３３６の上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームがモーター制御ユニットから送信された周期駆動信号に基づいてスイッチのオンの切り替えを行うように制御し、電池電流の反転制御を実現する。第１モーターが非駆動状態にある場合、ＶＣＵは制御信号をモーター制御ユニットに送信する。このとき、モーター制御ユニットは、スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信し、ブリッジアーム３３１～３３３の上部ブリッジアーム及びブリッジアーム３３４～３３６の下部ブリッジアーム、ブリッジアーム３３１～３３３の下部ブリッジアーム及びブリッジアーム３３４～３３６の上部ブリッジアームが同時にスイッチのオン及びオフを維持するように交互に制御する。
具体的に、ブリッジアーム３３１～３３３の上部ブリッジアーム３３１１、３３２１及び３３３１と、ブリッジアーム３３４～３３６の下部ブリッジアーム３３４２、３３５２、３３６２とがオンになり、ブリッジアーム３３１～３３３の下部ブリッジアーム３３１２、３３２２及び３３３２と、ブリッジアーム３３４～３３６の上部ブリッジアーム３３４１、３３５１、３３６１とがオフになるとき、電池３５０は放電し、放電回路は、３５０（＋）→（３３１１／３３２１／３３３１）→（３１１／３１２／３１３）→（３１４／３１５／３１６）→（３３４２／３３５２／３３６２）→３５０（－）であり、電流状態は図３に示される。ブリッジアーム３３１～３３３の下部ブリッジアーム３３１２、３３２２及び３３３２と、ブリッジアーム３３４～３３６の上部ブリッジアーム３３４１、３３５１、３３６１とがオンになり、ブリッジアーム３３１～３３３の上部ブリッジアーム３３１１、３３２１及び３３３１と、ブリッジアーム３３４～３３６の下部ブリッジアーム３３４２、３３５２、３３６２とがオフになるとき、電池３５０は充電し、充電回路は、３５０（－）→（３３１２／３３２２／３３３２）→（３１１／３１２／３１３）→（３１４／３１５／３１６）→（３３４１／３３５１／３３６１）→３５０（＋）であり、電流状態は図４に示される。
Ｓ６０６、ＢＭＳは電池パックの温度に異常があるか否かを判断し、ある場合、温度上昇異常情報をＶＣＵに送信し、ＶＣＵは温度上昇異常情報をモーター制御ユニットに転送し、加熱を停止する。
Ｓ６０７、Ｓ６０６で温度上昇に異常がないと判断した場合、ＢＭＳは電池パックの温度が要件を満たすか否かを判断し、要件を満たす場合、ＶＣＵは停止加熱情報をモーター制御ユニットに転送し、加熱を停止し、そうでない場合、Ｓ６０４／Ｓ６０５及びＳ６０６を繰り返す。
図７は本願の実施例の動力電池加熱システムの制御回路７００の模式的なブロック図を示す。図７に示すように、制御回路７００はプロセッサ７２０を含み、選択可能に、該制御回路７００はメモリ７１０をさらに含み、メモリ７１０は命令を記憶することに用いられ、プロセッサ７２０は該命令を読み取って該命令に基づいて上記本願の様々な実施例の方法を実行することに用いられる。
選択可能に、該プロセッサ７２０は上記いずれかの動力電池加熱システムの制御モジュールに対応する。
選択可能に、本願の実施例は動力装置をさらに提供し、該動力装置は動力電池及び上記いずれかの該動力電池加熱システムを含み、該動力電池加熱システムは該動力電池を加熱することに用いられ、該動力電池は該動力装置に電源を提供する。
選択可能に、該動力装置は動力自動車である。
本願の実施例はコンピュータプログラムを記憶するための可読記憶媒体をさらに提供し、該コンピュータプログラムは上記本願の様々な実施例の方法を実行することに用いられる。
当業者であれば、本明細書に開示される実施例を参照して説明した各例示的なユニット及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせで実現できることを理解できる。これらの機能は、ハードウェア方式で実行されるか、ソフトウェア方式で実行されるかは、技術案の特定の応用及び設計制約条件に決められる。当業者は、各特定の応用に対して異なる方法を使用して、説明された機能を実現することができるが、この実現は本願の範囲を超えると認められるべきではない。
当業者が明確に理解できるように、説明を容易かつ簡単にするために、上記説明されたシステム、装置及びユニットの具体的な作動過程は、上記方法の実施例における対応する過程を参照すればよい。ここで詳細な説明は省略する。
本願が提供するいくつかの実施例では、開示されるシステム、装置及び方法は、他の方式によって実現されてもよいと理解されるべきである。例えば、上記説明された装置の実施例は、例示的なものに過ぎず、例えば、前記ユニットの分割は、論理的機能上の分割に過ぎず、実際に実現するとき、他の分割方式があってもよく、例えば、複数のユニット又はコンポーネントは組み合わせされてもよく、又は別のシステムに集積されてもよく、又はいくつかの特徴が無視されてもよく、又は実行されなくてもよい。一方、表示又は検討される相互間の結合又は直接結合又は通信接続は、いくつかのインターフェース、装置又はユニットを介した間接結合又は通信接続であってもよく、電気的、機械的又は他の形態のものであってもよい。
別々の部材として説明される前記ユニットは物理的に分離されてもよいし、物理的に分離されなくてもよく、ユニットとして示される部材は物理ユニットであってもよいし、物理ユニットでなくてもよく、すなわち、１つの場所に位置してもよいし、複数のネットワークユニットに分布してもよい。実際の必要に応じて、その一部又は全部のユニットを選択して本実施例の技術案の目的を実現することができる。
また、本願の各実施例の各機能ユニットは１つの処理ユニットに集積されてもよく、各ユニットは単独で物理的に存在してもよく、２つ又は２つ以上のユニットは１つのユニットに集積されてもよい。
前記機能はソフトウェア機能ユニットの形態で実現され、且つ独立した製品として販売又は使用されるとき、１つのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。このような理解に基づき、本願の技術案、又は従来技術に寄与する部分、又は該技術案の一部はソフトウェア製品の形態で具現されてもよく、該コンピュータソフトウェア製品は１つの記憶媒体に記憶され、１台のコンピュータ装置（パーソナルコンピュータ、サーバ又はネットワーク装置等であってもよい）に本願の各実施例に記載の方法の全部又は一部のステップを実行させるための複数の命令を含む。上記記憶媒体はＵディスク、モバイルハードディスク、読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）、磁気ディスク又は光ディスク等のプログラムコードを記憶できる様々な媒体を含む。
以上は本願の具体的な実施形態に過ぎないが、本願の保護範囲はこれに制限されず、当業者が本願に開示される技術的範囲内に容易に想到し得る変更や置換は、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。従って、本願の保護範囲は特許請求の範囲に準じるべきである。
２００ 動力電池加熱システム
２１０ 複数の第１巻線
２２０ 複数の第２巻線
２３０ 第１スイッチ群
２４０ 第２スイッチ群
２５０ 給電モジュール
２６０ 制御モジュール
可能な実施形態では、該スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信する該ステップは、該６相モーターの作動状態を取得するステップと、該６相モーターが非作動状態にあるとき、該スイッチモジュールに該第１加熱信号及び該第２加熱信号を送信するステップと、を含む。
可能な実施形態では、該制御方法はさらに、電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）から送信された、該動力電池が加熱条件を満たすことを指示するための加熱要求を受信するステップを含む。
スイッチモジュール１２０については、様々なタイプのスイッチで実現されてもよい。例えば、該スイッチモジュール１２０はモーター駆動システムにおけるインバーターによって実現されてもよく、該インバーターは絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）のブリッジアームスイッチで実現されてもよい。具体的に、該インバーターのブリッジアームの数はモーター巻線１３０の巻線の数と同じである。例えば、該モーター巻線１３０が３相巻線を含む場合、該インバーターは３相ブリッジアームを含み、すなわち、Ｕ相ブリッジアーム、Ｖ相ブリッジアーム及びＷ相ブリッジアームを含む。該３相ブリッジアーム内の各相ブリッジアームはいずれも上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームを含み、上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームにはそれぞれスイッチユニットが設置され、すなわち、スイッチモジュール１２０はそれぞれＵ相ブリッジアームの上部ブリッジアームスイッチ１２１と下部ブリッジアームスイッチ１２２、Ｖ相ブリッジアームの上部ブリッジアームスイッチ１２３と下部ブリッジアームスイッチ１２４、及びＷ相ブリッジアームの上部ブリッジアームスイッチ１２５と下部ブリッジアームスイッチ１２６を含む。
選択可能に、本願の実施例では、複数の第１巻線の空間位相差は３６０°とＭの比であってもよく、複数の第２巻線の空間位相差は３６０°とＮの比であってもよく、ここで、Ｍは複数の第１巻線の数であり、Ｎは複数の第２巻線の数であり、（Ｍ＋Ｎ）は第１モーターの巻線の数である。例えば、該第１モーターが１２相モーターであり、該複数の第１巻線が１２相モーターの６つの巻線であり、該複数の第２巻線が１２相モーターの他の６つの巻線である場合、該６つの第１巻線の空間位相差は６０°であり、６つの第２巻線の空間位相差は６０°である。

Claims (10)

  1. 動力電池加熱システムの制御方法であって、
    前記動力電池加熱システムは６相モーター、スイッチモジュール、及び給電モジュールを含み、
    前記６相モーターは３つの第１巻線及び３つの第２巻線を含み、前記スイッチモジュールは第１ブリッジアーム群及び第２ブリッジアーム群を含み、前記第１ブリッジアーム群及び前記第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームはそれぞれ上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームを含み、前記第１ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は前記３つの第１巻線と一対一で対応して接続され、前記第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は前記３つの第２巻線と一対一で対応して接続され、前記第１ブリッジアーム群及び前記第２ブリッジアーム群はいずれも前記給電モジュールに並列接続され、
    前記制御方法は、
    前記第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン、前記第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフ、前記第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン及び前記第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフを制御して、前記第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム、前記３つの第１巻線、前記３つの第２巻線、前記第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び前記給電モジュールの間の第１回路を形成するための第１加熱信号を前記スイッチモジュールに送信するステップと、
    前記第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン、前記第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフ、前記第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン及び前記第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフを制御して、前記第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム、前記３つの第１巻線、前記３つの第２巻線、前記第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び前記給電モジュールの間の第２回路を形成するための第２加熱信号を前記スイッチモジュールに送信するステップと、を含み、
    前記第１回路及び前記第２回路は電流に動力電池内で熱を発生させ、前記動力電池を加熱することに用いられ、前記３つの第１巻線の空間位相差は１２０°であり、前記３つの第２巻線の空間位相差は１２０°であることを特徴とする動力電池加熱システムの制御方法。
  2. 前記スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信する前記ステップは、
    予め設定された周波数で、前記スイッチモジュールに前記第１加熱信号と前記第２加熱信号を交互に送信するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
  3. 前記給電モジュールは前記動力電池であり、前記スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信する前記ステップは、
    前記動力電池の荷電状態ＳＯＣを決定するステップと、
    前記ＳＯＣが第１閾値よりも大きい場合、前記６相モーターに前記第１加熱信号及び前記第２加熱信号を送信するステップと、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御方法。
  4. 前記スイッチモジュールに第１加熱信号及び前記第２加熱信号を送信するステップは、
    モーター制御ユニットが車両制御ユニットから送信された、前記動力電池を加熱することを指示するための制御信号を受信するステップと、
    前記モーター制御ユニットが前記制御信号に基づいて、前記スイッチモジュールに前記第１加熱信号及び前記第２加熱信号を送信するステップと、を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の制御方法。
  5. 前記制御方法は、
    前記動力電池の温度が予め設定された温度に達し、及び／又は、前記動力電池の温度上昇が異常である場合、前記動力電池に対する加熱を停止することを指示するための加熱停止信号を前記スイッチモジュールに送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の制御方法。
  6. 前記スイッチモジュールに第１加熱信号及び第２加熱信号を送信する前記ステップは、
    前記６相モーターの作動状態を取得するステップと、
    前記６相モーターが非駆動状態にある場合、前記スイッチモジュールに前記第１加熱信号及び前記第２加熱信号を送信するステップと、を含むことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の制御方法。
  7. 前記制御方法は、
    電池管理システムＢＭＳから送信された、前記動力電池が加熱条件を満たすことを指示するための加熱要求を受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の制御方法。
  8. 動力電池加熱システムであって、前記動力電池加熱システムは６相モーター、スイッチモジュール、制御モジュール及び給電モジュールを含み、
    前記６相モーターは３つの第１巻線及び３つの第２巻線を含み、前記スイッチモジュールは第１ブリッジアーム群及び第２ブリッジアーム群を含み、前記第１ブリッジアーム群及び前記第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームはそれぞれ上部ブリッジアーム及び下部ブリッジアームを含み、前記第１ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は前記３つの第１巻線と一対一で対応して接続され、前記第２ブリッジアーム群内の各ブリッジアームの上部ブリッジアームと下部ブリッジアームとの接続点は前記３つの第２巻線と一対一で対応して接続され、前記第１ブリッジアーム群及び前記第２ブリッジアーム群はいずれも前記給電モジュールに並列接続され、
    前記制御モジュールは、
    前記第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン、前記第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフ、前記第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン及び前記第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフを制御して、前記第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム、前記３つの第１巻線、前記３つの第２巻線、前記第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム及び前記給電モジュールの間の第１回路を形成するための第１加熱信号を前記スイッチモジュールに送信すること、及び、
    前記第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオン、前記第１ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオフ、前記第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアームのオン及び前記第２ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアームのオフを制御して、前記第１ブリッジアーム群のすべての下部ブリッジアーム、前記３つの第１巻線、前記３つの第２巻線、前記第２ブリッジアーム群のすべての上部ブリッジアーム及び前記給電モジュールの間の第２回路を形成するための第２加熱信号を前記スイッチモジュールに送信することに用いられ、
    前記第１回路及び前記第２回路は電流に動力電池内で熱を発生させ、前記動力電池を加熱することに用いられ、前記３つの第１巻線の空間位相差は１２０°であり、前記３つの第２巻線の空間位相差は１２０°であることを特徴とする動力電池加熱システム。
  9. 動力電池加熱システムの制御回路であって、請求項１～７のいずれか１項に記載の制御方法を実行するためのプロセッサを含むことを特徴とする動力電池加熱システムの制御回路。
  10. 動力装置であって、動力電池及び請求項８に記載の動力電池加熱システムを含み、前記動力電池加熱システムは前記動力電池を加熱することに用いられ、前記動力電池は前記動力装置に電源を供給することに用いられることを特徴とする動力装置。
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