[发明专利]一种基于驱动系统控制动力电池组自加热的方法及系统

说明书

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。

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：