[实用新型]一种内置于电机驱动系统的电池加热结构

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车电子技术领域，涉及一种内置于电机驱动系统的电池加热结构；特别适用于纯电动乘用车的电池组加热。

背景技术

随着新能源车的发展，锂电池动力电池组使用范围越来越广，电池组在使用过程中难免会遇到低温环境。在低温下，锂电池的充放电性能受到严重影响，这种情况下电池不能充电，放电效率也大大降低，需要通过加热使电池温度提升至正常工作温度。

已有的锂电池加热系统大多是通过给锂电池装上一个加热膜或加热器，在低温时启动加热装置，先加热电池的外部，进而热量再传递到电池的内部，从外向内加热动力电池组。这种外加负载的加热方式需要使环境升温，进而对电池加热；即使外部的温度达到电池正常工作的温度，电池内部的温度可能还低于正常温度，这样还需要对电池外部继续加热升温，才能保证内部的温度达到正常的使用条件，就更导致了加热时间变长；在温度很低的情况下，需要较长时间才能使电池温度达到零上；因此存在加热速度慢、效率低、很难保证热量的均匀性的问题，并且可能会导致电池模块间温度差加大。

发明内容

本实用新型公开了一种内置于电机驱动系统的电池加热结构，以解决现有技术中加热速度慢、加热时间长、效率低、很难保证热量的均匀性，可能会导致电池模块间温度差加大等问题。

本实用新型包括电池管理系统、电机驱动系统；电池管理系统包括电流电压检测单元和电池母线保险；电流电压检测单元与动力电池组的正极相连，测量动力电池组总电压；电机驱动系统包括电机驱动器和电机；电机驱动器包括控制单元和六个IGBT晶体管（N沟道绝缘栅双极晶体管），每个IGBT晶体管内部都有一个体二极管，IGBT晶体管的发射极为体二极管的阳极，集电极为体二极管的阴极；电机包括三个定子电感；六个IGBT晶体管与三个电机的定子电感连接为一个三相桥结构；第一IGBT晶体管、第二IGBT晶体管、第三IGBT晶体管的集电极经过母线保险与电池正极连接，第一定子电感、第二定子电感、第三定子电感的一端连接在一个公共端，第一IGBT晶体管的发射极、第四IGBT晶体管的集电极与第一定子电感的非公共端连接；第二IGBT晶体管的发射极、第五IGBT晶体管的集电极与第二定子电感的非公共端连接；第三IGBT晶体管的发射极、第六IGBT晶体管的集电极与第三定子电感的非公共端连接；第四IGBT晶体管、第五IGBT晶体管、第六IGBT晶体管的发射极经过电流电压检测单元与动力电池组负极连接；控制单元、电流电压检测单元与低压电源相连，通过低压电源供电；控制单元与六个IGBT晶体管的栅极相连；控制单元通过CAN总线与电流电压检测单元连接，获取当前电池的温度和电流；电机驱动系统包括一般工作状态结构、动力电池组加热状态结构。

电机驱动系统一般工作状态时，电机驱动器控制电机旋转工作，第一时序，控制单元产生一个脉宽调制信号触发第一IGBT晶体管、第五IGBT晶体管、第六IGBT晶体管同时导通时，电流从动力电池组正极，经过保险、第一IGBT晶体管、第一定子电感、第二定子电感与第五IGBT晶体管的串联分支、第三定子电感与第六IGBT晶体管的串联分支、电流电压检测单元，回到动力电池组负极；第二时序，控制单元同时关闭第一IGBT晶体管、第五IGBT晶体管、第六IGBT晶体管， 然后脉宽调制信号触发第二IGBT晶体管、第四IGBT晶体管、第六IGBT晶体管同时导通，电流从电池组正极，经过保险、第二IGBT晶体管、第二定子电感、第一定子电感与第四IGBT晶体管的串联分支、第三电感与第六IGBT晶体的串联分支、电流电压检测单元，回到动力电池组负极；第三时序，同时关闭第二IGBT晶体管、第四IGBT晶体管、第六IGBT晶体管，然后脉宽调制信号触发第三IGBT晶体管、第四IGBT晶体管、第五IGBT晶体管同时导通，电流从动力电池组正极，经过保险、第三IGBT晶体管、第三定子电感、第一定子电感与第四IGBT晶体管的串联分支、第二定子电感与第五IGBT晶体管的串联分支、电流电压检测单元，回到动力电池组负极；继续同时关闭第三IGBT晶体管、第四IGBT晶体管、第五IGBT晶体管，并重复第一时序；通过三个时序循环往复电机驱动器控制电机旋转工作。