[发明专利]寒区电动汽车动力电池智能柔性预热方法及系统

说明书

本发明提供了一种寒区电动汽车动力电池智能柔性预热方法及系统，获取电池的温度信息，结合历史信息和目标温度计算得交流预热器所需频率，利用交流预热器按所需频率对电池进行预热；所述交流预热器所需频率的计算原则为如果目标预热速率大于上一周期的预热速率，则加快电池的预热速率，如果目标预热速率小于上一周期的预热速率，则减缓电池预热速度，直至误差收敛为零。本发明可以根据上一周期和所需的预热速率分段调节交流电流的大小，对于电池的内部温度均匀性好，且具有较好的鲁棒性和可靠性。

技术领域

本发明属于电池控制技术领域，具体涉及一种寒区电动汽车动力电池智能柔性预热方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

新能源汽车的电池是整个动力系统的关键。然而，在寒冷的气候下，锂离子电池的能量和功率特性会出现严重衰减，影响电池的循环寿命和使用安全。为提高动力电池的低温性能，需要对电池进行预热。

现有的电池低温预热技术可分为内部预热法和外部预热法。外部预热法利用外部热源从外部实现电池预热，但往往预热速率较低，容易在电池内部形成较大的梯度，导致电池的不一致性增大，电池寿命衰退加速。而内部预热方法是在充放电过程中利用电池内阻从电芯内部产热，温度一致性好，同时具有预热速度快，效率高等优点。

中国发明专利申请(申请号201910032329.9)提出了一种锂电池交流电内部预热电路及预热方法，实现了电池低温状态下的快速内部预热，虽然相对于外部预热，预热速度明显提高，但没有考虑到对电池的损伤，只是机械的对电池循环充放电利用内阻产热，没有对电流的幅值、频率进行约束，不能实现交流预热的综合最优。

当前，基于升压-降压转换器的车载交流预热器，由于高效率和良好的一致性得到广泛应用。然而，对于交流预热器，一个关键但具有挑战性的问题是如何控制预热电流在不损伤电池的条件下满足预热速度。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种寒区电动汽车动力电池智能柔性预热方法及系统，本发明可以根据上一周期和所需的预热速率分段调节交流电流的大小，对于电池的内部温度均匀性好，且具有较好的鲁棒性和可靠性。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种寒区电动汽车动力电池智能柔性预热方法，包括以下步骤：

获取电池的温度信息，结合历史信息和目标温度计算得交流预热器所需频率，利用交流预热器按所需频率对电池进行预热；

所述交流预热器所需频率的计算原则为：如果目标预热速率大于上一周期的预热速率，则加快电池的预热速率，如果目标预热速率小于上一周期的预热速率，则减缓电池预热速度，直至误差收敛为零。

作为可选择的实施方式，在预热过程中，控制所述交流预热器的交流电流幅值小于负极的平衡电位与电池阻抗模的比值。

作为可选择的实施方式，所述所需频率为：

其中，γ代表确定的高增益常数，Δt_K-1是预热周期，ΔT_K-1是上一周期的增加温度，T_t为目标温度，亦为第K个周期的终止温度，T_k为第K个周期的初始温度，t_t为第K个周期的终止时刻，t_K为第K个周期的初始时刻。

一种寒区电动汽车动力电池智能柔性预热系统，包括：

采集模块，用于获取电池的温度信息；