[发明专利]一种电动车辆动力系统复合加热装置和控制方法

说明书

本申请涉及一种电动车辆动力系统复合加热装置和控制方法，它包括电机控制模块、动力电池模块和外置加热模块；电机控制模块包括由高频开关管组成的三相逆变电路和母线电容调节电路；动力电池模块包括动力电池模组；外置加热模块包括相互串联的外置加热电容、外置加热开关、第一选择开关、外置加热电感、第二选择开关、外置加热高频开关管以及并联在外置加热开关两端的预充电装置。本发明通过对动力电池模组充放电过程中产生的热量对车辆动力系统进行加热；根据车辆状态选择加热模式，并对母线电容的容值进行调节；实现动力电池的快速加热，解决电动车辆在低温下动力性差、续驶里程短和充电时间长的问题，同时保障动力电池安全，延长电池寿命。

技术领域

本申请涉及电动车辆动力系统热管理技术领域，具体涉及一种电动车辆动力系统复合加热装置和控制方法。

背景技术

目前新能源汽车关键技术还存在问题：如电动汽车冬季动力性能受限、动力性差、充电时间长等，为解决这一技术问题，需要对电动车辆的动力电池系统进行有效温控。目前电动汽车动力系统普遍采用加热膜、液热循环等方式进行加热，存在加热速率慢，加热成本高，整车能耗高等问题，极大限制了电动车的使用范围。采用加热膜的方式，存在脱落干烧风险，具有严重的安全隐患；而采用液热循环的方式加热，加热速度慢，效率低，导致车辆充电时间长，动力性性能差，加热能耗高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电动车辆动力系统复合加热装置和控制方法，实现动力电池在车辆行车和充电状态下快速加热，解决电动车辆在低温下动力性差、续驶里程短和充电时间长等行业问题，同时保障动力电池安全，延长电池寿命。

本发明采取的一种技术方案是：一种电动车辆动力系统复合加热装置，包括电机控制模块、动力电池模块和外置加热模块；所述电机控制模块包括三相逆变电路和母线电容调节电路，母线电容调节电路与三相逆变电路的输入端连接，所述逆变电路由高频开关管组成，所述母线电容调节电路具有三条并联的支路，每条支路包括相串联连接的调节电容和电容调节控制开关，以及与电容调节控制开关并联的预充电装置；所述动力电池模块包括动力电池模组，动力电池模组的正极与调节电容连接，负极与电容调节控制开关连接；所述外置加热模块包括相互串联的外置加热电容、外置加热开关、第一选择开关、外置加热电感、第二选择开关、外置加热高频开关管以及并联在外置加热开关两端的预充电装置；外置加热高频开关管还与动力电池模组的正极连接，第一选择开关还与第二选择开关和动力电池模组的负极连接，外置加热开关和第二选择开关还与动力电池模组的负极连接。

进一步地，所述动力电池模组的正极与调节电容之间还设置有正极接触器，动力电池模组的负极与电容调节控制开关之间还设置有负极接触器。

进一步地，所述动力电池模组的正极与正极接触器之间还设置有保险丝。

本发明采取的另一技术方案是：一种电动车辆动力系统复合加热方法，使用上述技术方案所述的复合加热装置对电动车辆动力进行加热，具体步骤如下：

S1：整车上电完成初始化，检测车辆充电插枪信号是否有效；

如车辆充电插枪信号无效，则进一步检测车辆油门踏板信号和驻车信号是否有效；如车辆油门踏板信号有效且驻车信号无效，车辆进入行驶状态，并判断车辆动力系统是否需要加热；如车辆油门踏板信号无效且驻车信号有效，车辆进入待机状态，并判断车辆动力系统是否需要加热；

如车辆充电插枪信号有效，车辆进入充电状态，并判断车辆动力系统是否需要加热；

S2：当车辆动力系统温度低于低温阈值时，对动力电池模组进行充放电，通过动力电池模组充放电过程中产生的热量对车辆动力系统进行自热；在行驶状态下，仅使用外置加热模块的外置加热电容对动力电池模组进行充电；在待机状态或充电状态下，使用外置加热模块的外置加热电容和电机控制模块的调节电容对动力电池模组进行充电；

S3：当车辆动力系统温度达到停止加热温度阈值时，停止对动力电池模组进行充放电，完成车辆动力系统自加热。