一种动力电池自加热控制方法、装置及电动汽车与流程

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及一种动力电池自加热控制方法、装置及电动汽车。

背景技术：

近年来，伴随着电动汽车的大力发展，相关技术取得了快速发展，电动汽车产品已经被广大民众所接受，并走进了千家万户，尤其在大中型城市，电动汽车已经成为了城市的一道亮丽的风景线。虽然电动汽车技术实现了跨越式发展，但是仍有一些技术尚未突破，其中，低温条件下动力电池大功率放电便是其中之一。大多数电化学电池，如：铅酸、镍镉、镍氢和锂离子电池等，其最大允许输出功率与温度相关，在低温条件下，电池无法输出最大功率。

在电动汽车领域，锂离子电池是车辆动力电池的绝对主流，而相对于其它类型的电池，如铅酸电池、镍镉电池等，锂离子电池的性能受温度影响的程度更加明显，低温状态下其无法进行大功率输出，在电池技术未获得突破之前，锂离子动力电池的这种特性是所有电动汽车厂商所要面对的。

现阶段，关于动力电池低温性能衰减问题，普遍采用外部加热方法，通过在动力电池中加入专门的电加热系统实现动力电池的加热，例如电加热器或液加热器，从外部向电池施加热量使其温度增高以满足性能需求，然而这种方法并不能获得令人满意的效果，原因为与电池内部温度的小幅增加相比，产生这些额外热量所消耗的电池能量相对较高，从而大幅度降低车辆的能量利用率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种动力电池自加热控制方法、装置及电动汽车，从而解决现有技术中动力电池低温性能衰减的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种动力电池自加热控制方法，应用于装备永磁同步电机的电动汽车，所述方法包括：

获取动力电池的需求自加热功率；

在所述需求自加热功率满足预设条件时，判断电动汽车的当前状态是否满足动力电池自加热条件；

在所述当前状态满足所述动力电池自加热条件时，控制永磁同步电机的q轴电压为零，并根据所述永磁同步电机的d轴电压，控制所述动力电池进行自加热。

可选的，在所述需求自加热功率满足预设条件时，判断电动汽车的当前状态是否满足动力电池自加热条件的步骤包括：

在所述需求自加热功率大于预设功率时，获取所述电动汽车的电机转速、车速和制动状态；

若所述电机转速在预设时长内为预设转速、所述车速在所述预设时长内为预设车速，所述制动状态为手动制动状态或p档制动状态，则确定所述电动汽车的当前状态满足动力电池自加热条件。

可选的，根据永磁同步电机的d轴电压，控制所述动力电池进行自加热的步骤包括：

获取所述d轴电压；

根据所述d轴电压，利用空间矢量脉宽调制，在所述动力电池的高压母线端产生交流电流；

通过调整所述d轴电压，调整所述交流电流，使所述交流电流流经所述动力电池的内阻所产生的实际制热功率与所述需求自加热功率相同；

通过调整后的所述电流流经所述动力电池的内阻，为所述动力电池进行自加热。

可选的，通过调整所述d轴电压，调整所述交流电流，使所述交流电流流经所述动力电池的内阻所产生的实际制热功率与所述需求自加热功率相同的步骤包括：

确定当前的实际制热功率；

根据所述需求自加热功率和所述当前的实际制热功率的差值，调节所述d轴电压的波形参数；

根据调整后的所述波形参数，调整所述交流电流，使所述实际制热功率与所述需求自加热功率相同。

可选的，确定当前的实际制热功率的步骤包括：

获取所述交流电流和所述动力电池当前所处的温度；

根据所述当前所处的温度和预先存储的电阻-温度曲线，获取当前的动力电池的内阻；

根据当前的所述动力电池的内阻和所述交流电流，确定当前的所述实际制热功率。

可选的，所述d轴电压的波形为梯形。

可选的，根据所述需求自加热功率和所述当前的实际制热功率的差值，调节所述d轴电压的波形参数的步骤包括：

根据所述差值，采用比例积分算法调节所述d轴电压的梯形波参数；其中，所述梯形波参数包括：边斜率和幅值；

修正所述梯形波参数。

可选的，修正所述梯形波参数的步骤包括：

修正所述边斜率，使修正后的边斜率位于预设边斜率范围内；

修正所述幅值，使所述幅值位于预设幅值范围内；

若修正后的所述幅值与所述修正后的边斜率的比值大于预设值，则将所述修正后的边斜率修正为修正后的所述幅值与所述预设值的比值。

可选的，所述方法还包括：

在控制所述动力电池进行自加热时，确定所述永磁同步电机的扭矩波动系数；

在所述扭矩波动系数大于预设判断阈值时，根据所述扭矩波动系数补偿所述d轴电压。

可选的，确定永磁同步电机的扭矩波动系数的步骤包括：

周期性的采集多个电机输出扭矩；

根据多个所述电机输出扭矩的绝对值之和，确定所述永磁同步电机的扭矩波动系数。

可选的，根据所述扭矩波动系数补偿所述d轴电压的步骤包括：

修正所述扭矩波动系数为位于第一预设扭矩波动系数和第二预设扭矩波动系数之间的数值，其中，所述第一预设扭矩波动系数小于所述第二预设扭矩波动系数；

根据修正后的所述扭矩波动系数、所述第一预设扭矩波动系数和所述第二预设扭矩波动系数，确定补偿系数；

根据所述补偿系数，调整所述d轴电压。

本发明实施例还提供一种动力电池自加热控制装置，包括：

获取模块，用于获取动力电池的需求自加热功率；

判断模块，用于在所述需求自加热功率满足预设条件时，判断电动汽车的当前状态是否满足动力电池自加热条件；

控制模块，用于在所述当前状态满足所述动力电池自加热条件时，控制永磁同步电机的q轴电压为零，并根据所述永磁同步电机的d轴电压，控制所述动力电池进行自加热。

可选的，所述判断模块包括：

第一获取子模块，用于在所述需求自加热功率大于预设功率时，获取所述电动汽车的电机转速、车速和制动状态；

第一确定子模块，用于若所述电机转速在预设时长内为预设转速、所述车速在所述预设时长内为预设车速，所述制动状态为手动制动状态或p档制动状态，则确定所述电动汽车的当前状态满足动力电池自加热条件。

可选的，所述控制模块包括：

第二获取子模块，用于获取所述d轴电压；

生成子模块，用于根据所述d轴电压，利用空间矢量脉宽调制，在所述动力电池的高压母线端产生交流电流；

第一调整子模块，用于通过调整所述d轴电压，调整所述交流电流，使所述交流电流流经所述动力电池的内阻所产生的实际制热功率与所述需求自加热功率相同；

加热子模块，用于通过调整后的所述电流流经所述动力电池的内阻，为所述动力电池进行自加热。

可选的，所述第一调整子模块包括：

第一确定单元，用于确定当前的实际制热功率；

第一调节单元，用于根据所述需求自加热功率和所述当前的实际制热功率的差值，调节所述d轴电压的波形参数；

第一调整单元，用于根据调整后的所述波形参数，调整所述交流电流，使所述实际制热功率与所述需求自加热功率相同。

可选的，所述第一确定单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述交流电流和所述动力电池当前所处的温度；

第二获取子单元，用于根据所述当前所处的温度和预先存储的电阻-温度曲线，获取当前的动力电池的内阻；

第一确定子单元，用于根据当前的所述动力电池的内阻和所述交流电流，确定当前的所述实际制热功率。

可选的，所述d轴电压的波形为梯形。

可选的，所述第一调节单元包括：

第一调节子单元，用于根据所述差值，采用比例积分算法调节所述d轴电压的梯形波参数；其中，所述梯形波参数包括：边斜率和幅值；

第一修正子单元，用于修正所述梯形波参数。

可选的，所述第一修正子单元具体用于：

修正所述边斜率，使修正后的边斜率位于预设边斜率范围内；

修正所述幅值，使所述幅值位于预设幅值范围内；

若修正后的所述幅值与所述修正后的边斜率的比值大于预设值，则将所述修正后的边斜率修正为修正后的所述幅值与所述预设值的比值。

可选的，还包括：

确定模块，用于在控制所述动力电池进行自加热时，确定所述永磁同步电机的扭矩波动系数；

补偿模块，用于在所述扭矩波动系数大于预设判断阈值时，根据所述扭矩波动系数补偿所述d轴电压。

可选的，所述确定模块包括：

采集子模块，用于周期性的采集多个电机输出扭矩；

第二确定子模块，用于根据多个所述电机输出扭矩的绝对值之和，确定所述永磁同步电机的扭矩波动系数。

可选的，所述补偿模块包括：

修正子模块，用于修正所述扭矩波动系数为位于第一预设扭矩波动系数和第二预设扭矩波动系数之间的数值，其中，所述第一预设扭矩波动系数小于所述第二预设扭矩波动系数；

第三确定子模块，根据修正后的所述扭矩波动系数、所述第一预设扭矩波动系数和所述第二预设扭矩波动系数，确定补偿系数；

第二调整子模块，用于根据所述补偿系数，调整所述d轴电压。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的动力电池自加热控制装置。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括：处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的动力电池自加热控制方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的动力电池自加热控制方法的步骤。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的动力电池自加热控制方法，首先获取动力电池的需求自加热功率，然后在需求自加热功率满足预设条件时，进一步判断电动汽车的当前状态是否满足动力电池自加热条件，降低了了动力电池自加热过程中车辆的安全隐患；最后在电动汽车的当前状态满足动力电池自加热条件时通过控制永磁同步电机的q轴电压为零，并根据所述永磁同步电机的d轴电压，控制所述动力电池进行自加热，解决了从外部向电池施加热量导致车辆的能量利用率低的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的动力电池自加热控制方法的基本步骤示意图；

图2为本发明实施例的动力电池自加热控制装置的基本组成示意图；

图3为本发明实施例的d轴电压波形的第一示意图；

图4为本发明实施例的d轴电压波形的第二示意图；

图5为本发明实施例的d轴电压波形的第三示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术中的动力电池低温性能衰减，以及从外部向电池施加热量导致车辆能量利用率低的问题，提供了一种动力电池自加热控制方法、装置及电动汽车，实现了动力电池的自加热，解决了动力电池低温性能衰减和从外部向电池施加热量导致车辆能量利用率低的问题。

这里，首先介绍本发明实施例的动力电池自加热控制方法应用的系统架构。所述系统架构包括：电机控制器，分别与所述电机控制器连接的整车控制器、电池管理系统和驱动电机，其中，所述整车控制器主要负责动力电池自加热控制的统筹管理，包含：根据动力电池状态与车辆状态发出加热功率指令，所述电机控制器接收到所述整车控制器发出的加热功率指令、所述电池管理系统反馈的动力电池状态，以及驱动电的状态对其内部的绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，简称：igbt)模块进行控制。其中，所述电机控制器1内部包含控制板和驱动板两大主要硬件，所述控制板用于电机控制算法的实现，所述驱动板用于响应执行所述控制板发出的控制信号，驱动igbt模块工作使所述驱动电机输出驱动力，从而使所述电机控制器连接的动力电池高压母线端产生交流电流，通过所述交流电流实现动力电池的自加热。

请参阅图1，为本发明实施例的动力电池自加热控制方法的基本步骤的示意图，所述动力电池自加热控制方法应用于装备永磁同步电机的电动汽车，所述方法包括：

步骤s101，获取动力电池的需求自加热功率。

所述需求自加热功率为所述整车控制器根据车辆状态、动力电池状态以及驾驶员操作计算的所述动力电池的需求自加热功率，本发明中仅适用所述整车控制器的计算所述需求自加热功率的结果。

步骤s102，在所述需求自加热功率满足预设条件时，判断电动汽车的当前状态是否满足动力电池自加热条件。

本步骤中，所述预设条件优选为零，在所述需求自加热功率大于零时，确定所述需求自加热功率满足所述预设条件。

步骤s103，在所述当前状态满足所述动力电池自加热条件时，控制永磁同步电机的q轴电压为零，并根据所述永磁同步电机的d轴电压，控制所述动力电池进行自加热。

本步骤中，根据永磁同步电机转子磁场定向矢量控制原理，首先，控制所述永磁同步电机的q轴电压为零，其次，根据所述永磁同步电机的d轴电压，利用空间矢量脉宽调制(spacevectorpulsewidthmodulation，简称：svpwm)控制使电机控制器在连接动力电池高压母线端产生交流电流，通过使动力电池反复处于充电-放电的循环状态，利用动力电池内阻产生热量来对动力电池进行加热。

本发明实施例的动力电池自加热控制方法，首先，在通过确定所述需求自加热功率满足预设条件，确定所述动力电池当前具有加热需求；然后，进一步判断所述电动汽车的当前状态满足动力电池自加热条件后，通过控制所述永磁同步电机的q轴电压为零，根据所述永磁同步电机的d轴电压，在所述动力电池的高压母线端产生交流电流从而实现动力电池的自加热，解决了动力电池低温性能衰弱的问题，避免了从外部为所述动力电池加热，导致车辆的能量利用率低的问题。

具体的，步骤s102，在所述需求自加热功率满足预设条件时，判断电动汽车的当前状态是否满足动力电池自加热条件的步骤包括：

首先，在所述需求自加热功率大于预设功率时，获取所述电动汽车的电机转速、车速和制动状态；优选地，所述预设功率为零。

其次，若所述电机转速在预设时长内为预设转速、所述车速在所述预设时长内为预设车速，所述制动状态为手动制动状态或p档制动状态，则确定所述电动汽车的当前状态满足动力电池自加热条件。优选地，所述预设时长为10s，所述预设转速为零，所述预设车速也为零。

本步骤，考虑到车辆在运动过程中动力电池会处于放电或充电状态，此时动力电池会产生热量，因此，不需要额外的动力电池自加热控制。因此，本发明实施例仅在车辆静止状态下进行自加热控制，并且要求自加热控制过程中车辆处于严格静止状态，因此，需要所述电机转速和所述车速均为零。

另外，考虑到在一定条件下，如：车辆电机位置信号不准确、电机零点漂移或电机一致性变差，实施本发明实施例的动力电池自加热控制方法的过程中存在驱动电机扭矩的非预期输出安全隐患，因此，需要车辆处于稳定实施的制动状态，这样一来将保证即使电机发生扭矩的非预期输出会通过有效的制动状态将车辆的安全隐患降到最低。

具体的，步骤s103，根据永磁同步电机的d轴电压，控制所述动力电池进行自加热，包括：

首先，获取所述d轴电压；

其次，根据所述d轴电压，利用空间矢量脉宽调制，在所述动力电池的高压母线端产生交流电流；

然后，通过调整所述d轴电压，调整所述交流电流，使所述交流电流流经所述动力电池的内阻所产生的实际制热功率与所述需求自加热功率相同；

最后，通过调整后的所述电流流经所述动力电池的内阻，为所述动力电池进行自加热。

这里，通过对永磁同步电机与本发明实施例相关的内容进行介绍，具体说明本发明实施例是如何实现动力电池自加热的。

稳态下永磁同步电机的电压方程如下：

其中ud与uq表示永磁同步电机d、q轴电压；rs表示电机定子绕组电阻；id与iq分别表示电机的d、q轴电流；ld与lq表示电机d、q轴等效电感；ωr表示电机转速；ψr表示永磁体磁链。根据该式，在电机转速ωr为0且q轴电压uq为0时，q轴电流iq将恒为0，此时引入永磁同步电机的扭矩公式：

式(2)为永磁同步电机扭矩公式，其中te表示电机输出扭矩，p0表示电机极对数。根据该扭矩公式可以看出，在电机q轴电流为0时，无论d轴电流如何取值，电机输出扭矩te均为0。

本发明实施例正是利用这一特点，通过控制q轴电压为零，使电机的输出扭矩恒为零，从而利用d轴电压，来达到在动力电池直流母线侧产生正负相间的交流电流，从而实现动力电池的自加热。

根据式(1)、(2)，本发明关于动力电池自加热控制转化为d轴电压命令的确定(q轴电压命令为0)。在永磁同步电机矢量控制中，d、q电压命令为svpwm控制的输入，即d、q轴电压命令将通过svpwm控制转化为驱动板得igbt模块的pwm输入，最终利用igbt输出u、v、w三相电压实现动力电池的自加热。

另外，本发明实施例还对所述d轴电压进行了调整，目的是对所述交流电流进行调整，从而实现实际制热功率与需求自加热功率相同，达到最优的加热效果。

更具体的，通过调整所述d轴电压，调整所述交流电流，使所述交流电流流经所述动力电池的内阻所产生的实际制热功率与所述需求自加热功率相同的步骤包括：

确定当前的实际制热功率；根据所述需求自加热功率和所述当前的实际制热功率的差值，调节所述d轴电压的波形参数；根据调整后的所述波形参数，调整所述交流电流，使所述实际制热功率与所述需求自加热功率相同。

本步骤通过对所述d轴电压进行调整，使所述动力电池产生预期的加热功率，为实现整车的精细化控制打下坚实的基础。

优选地，确定当前的实际制热功率的步骤包括：

获取所述交流电流和所述动力电池当前所处的温度；

根据所述当前所处的温度和预先存储的电阻-温度曲线，获取当前的动力电池的内阻；

根据当前的所述动力电池的内阻和所述交流电流，确定当前的所述实际制热功率。

其中，根据当前的所述动力电池的内阻和所述交流电流，确定当前的所述实际制热功率的具体实现可以为：根据如下公式，确定所述实际制热功率。

其中，idc表示电机控制器检测到的高压母线电流，该电流可认为是动力电池输出端口的电流，其中每100us对其采样一次，循环采样100次，对应10ms内的电流变化，对这100次采样电流取平均值得到10ms内直流母线电流的平均值，用该电流值的平方乘以电池内阻可以得到实际制热功率为pa；rbatt(c)表示动力电池的内阻，c表示动力电池温度，其中动力电池内阻与温度相关，随着温度的降低内阻会变大。动力电池内阻rbatt(c)可通过事先标定好的“电阻-温度”曲线计算得到。

优选地，如图3所示，所述d轴电压的波形为梯形。相比于正弦波或三角波，梯形波的可调性更大、灵活性更强，同时采用梯形波d轴电压在动力电池直流侧产生的交流电流其利用率更高，有利于提高动力电池自加热过程中的能量利用率。

需要说明的是，图3中的梯形波为参数可调频率固定的梯形波。优选地，所述梯形波的频率为1000hz。所述梯形波参数包括：边斜率k和幅值a。

由图3可知，一个周期内的d轴电压表达式为：

式中t1、t2、t4、t3、t5、t6分别对应图3中的时间点。式(4)给出了一个梯形波周期(1ms)内d轴电压命令的确定方法，根据该式确定得到电压命令ud，同时令q轴电压命令恒为0，则能够在动力电池直流母线侧产生交流电流，从而实现动力电池的自加热。本发明实施例中利用式(4)计算d轴电压命令。为保证动力电池能够根据需求产生相应的制热功率，本发明实施例中通过比例积分控制使得式(4)中的梯形波幅值a(等腰梯形高度)与梯形边斜率k是可调的。

具体的，根据所述需求自加热功率和所述当前的实际制热功率的差值，调节所述d轴电压的波形参数的步骤包括：

第一，根据所述差值，采用比例积分算法调节所述d轴电压的梯形波参数；

优选地，边斜率的比例积分算法调节为根据公式：

kint＝kpk×△p+kik×∫△pdt(5)

其中kint为经比例积分调节得到的梯形波边斜率的初始值；kpk为比例积分控制的比例系数，kpk＞0；△p为差值，kik为比例积分控制的积分系数，kik＞0。根据式(4)，在△p＞0的情况下，差值越大则意味着需要驱动系统加大制热功率，此时通过比例积分调节可以增大边斜率的值使梯形波与时间轴t所包含的面积增大，以此来提高动力电池母线的交流电流的绝对有效值，进而增大动力电池的自加热功率。

优选地，幅值的比例积分算法调节为根据公式：

aint＝kpa×△p+kia×∫△pdt(6)

其中aint为经比例积分调节得到的梯形波的幅值的初始值；kpa为比例积分控制的比例系数，kpa＞0；△p为差值，kia为比例积分控制的积分系数，kia＞0。同样，根据式(5)，在△p＞0的情况下，差值越大则意味着需要驱动系统加大制热功率，此时通过比例积分调节可以增大幅值的值使梯形波与时间轴t所包含的面积增大，以此来提高动力电池母线的交流电流的绝对有效值，进而增大动力电池的自加热功率。

第二，修正所述梯形波参数。

由于调节之后的梯形波参数过大会导致对提高动力电池的自加热功率帮助很小或出现电机控制器的过流故障，因此，还需要对所述梯形波参数进行修正。

更具体的，修正所述梯形波参数的步骤包括：

首先，修正所述边斜率，使修正后的边斜率位于预设边斜率范围内。

对边斜率k的修正具体方式如下：

式(7)中，kmax表示参数k的最大值，可以看出，本发明实施例将用于实际控制的梯形波参数k限制在了[0,kmax]范围内，其中之所以不让幅值超过kmax是为了防止式(5)比例积分控制过程中过饱和，原因为当k增大到一定程度后(梯形波接近于图4所示的矩形波)进一步增大k对提高电池的自加热功率帮助很小。

其次，修正所述幅值，使所述幅值位于预设幅值范围内；

对幅值a的修正具体方式如下：

式(8)中，amax表示参数a的最大值，可以看出，本发明将用于实际控制的梯形波参数a限制在了[0,amax]范围内，其中之所以不让幅值超过amax是为了防止d轴电压命令过大引起电机控制器过流故障。

最后，若修正后的所述幅值与所述修正后的边斜率的比值大于预设值，则将所述修正后的边斜率修正为修正后的所述幅值与所述预设值的比值。

本发明实施例中具体要求边斜率与幅值之间的关系为：

0.00025k≥a(9)

根据式(9)，对k的取值进行了限制，之所以这样做是为了调节参数过程中保证梯形波在图5中的三角波与图4中的近似矩形波间变换，并且不会超过三角波的界限如，图3中0-t1的电压命令ud与t2-t4对应的ud其在0-t3时间段内的交点不会低于a，从而保证梯形波信号有效。

为了避免动力电池自加热过程中驱动电机的非预期动力输出的情况，本发明实施例还对驱动电机的输出扭矩进行监控，从而将驱动电机非预期动力输出所引起的安全隐患降到最低。

因此，进一步的，所述方法还包括：

首先，在控制所述动力电池进行自加热时，确定所述永磁同步电机的扭矩波动系数。

具体的，确定永磁同步电机的扭矩波动系数的步骤包括：

周期性的采集多个电机输出扭矩；本步骤中的采集周期与所述梯形波周期相同。

根据多个所述电机输出扭矩的绝对值之和，确定所述永磁同步电机的扭矩波动系数。

其中，计算所述永磁同步电机的扭矩波动系数的公式可以为：

式中tn表示扭矩波动系数，n表示第n个控制周期。

其次，在所述扭矩波动系数大于预设判断阈值时，根据所述扭矩波动系数补偿所述d轴电压。

需要说明的是，在所述扭矩波动系数与所述预设判断阈值时，确定所述驱动电机产生了扭矩的非预期输出，需要根据所述扭矩波动系数对所述d轴电压进行补偿。

具体的，根据所述扭矩波动系数补偿所述d轴电压的步骤包括：

第一，修正所述扭矩波动系数为位于第一预设扭矩波动系数和第二预设扭矩波动系数之间的数值，其中，所述第一预设扭矩波动系数小于所述第二预设扭矩波动系数；具体为根据如下公式对所述扭矩波动系数进行修正：

其中，tm表示经过限制的扭矩波动系数，tmax与tmin表示该参数的边界值，tmax＞tmin＞0。其中，tmin等于电机输出扭矩异常波动的预设判断阈值。根据式(11)，扭矩波动系数tn被限制在了[tmin,tmax]区间。

根据修正后的所述扭矩波动系数、所述第一预设扭矩波动系数和所述第二预设扭矩波动系数，确定补偿系数；具体为根据如下公式确定所述补偿系数：

其中kc表示补偿系数，根据该式，补偿系数tm值在[0,1]区间线性的变化。

第二，根据所述补偿系数，调整所述d轴电压。

若判断驱动电机输出扭矩处于异常状态，则式(4)所表示的d轴电压命令ud表达式将不再适用，此时需要在式(4)ud表达式的基础上进行补偿，具体方法如下：

udc＝kc×ud(13)

其中udc表示经过补偿的动力电池自加热控制d轴电压命令。结合式(12)可以看出，在tm从tmin增大到tmax的过程中，kc从1线性降至0，对应的补偿后的d轴电压命令由ud降至0。

本发明实施例利用所述补偿系数，在驱动电机输出非预期扭矩(处于异常状态)时，通过压缩图3所示梯形波与时间轴t所围成的面积来降低动力电池自加热功率，以此来减小自加热控制过程中驱动电机扭矩非预期输出的程度，同时降低了车辆的安全风险。

本发明实施例的动力电池自加热控制方法，首先获取整车控制器计算的需求自加热功率，然后，判断所述需求自加热功率满足预设条件时，进一步判断所述电动汽车的当前状态是否满足动力电池自加热条件，从而避免自加热过程中存在安全隐患以及能量的浪费，然后，通过调整永磁同步电机的d轴电压的梯形波的参数，以及在所述永磁同步电机出现非预期的扭矩输出时，对所述d轴电压进行补偿，使实际制热功率与需求自加热功率一致，实现了最优的自加热过程，从而解决了现有技术中动力电池低温性能衰弱的问题，确提高了车辆的能量利用率。

请参阅图2，为本发明实施例的动力电池自加热控制装置的基本组成示意图，所述动力电池自加热控制装置包括：

获取模块201，用于获取动力电池的需求自加热功率；

判断模块202，用于在所述需求自加热功率满足预设条件时，判断电动汽车的当前状态是否满足动力电池自加热条件；

控制模块203，用于在所述当前状态满足所述动力电池自加热条件时，控制永磁同步电机的q轴电压为零，并根据所述永磁同步电机的d轴电压，控制所述动力电池进行自加热。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述判断模块202包括：

第一获取子模块，用于在所述需求自加热功率大于预设功率时，获取所述电动汽车的电机转速、车速和制动状态；

第一确定子模块，用于若所述电机转速在预设时长内为预设转速、所述车速在所述预设时长内为预设车速，所述制动状态为手动制动状态或p档制动状态，则确定所述电动汽车的当前状态满足动力电池自加热条件。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述控制模块203包括：

第二获取子模块，用于获取所述d轴电压；

生成子模块，用于根据所述d轴电压，利用空间矢量脉宽调制，在所述动力电池的高压母线端产生交流电流；

第一调整子模块，用于通过调整所述d轴电压，调整所述交流电流，使所述交流电流流经所述动力电池的内阻所产生的实际制热功率与所述需求自加热功率相同；

加热子模块，用于通过调整后的所述电流流经所述动力电池的内阻，为所述动力电池进行自加热。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述第一调整子模块包括：

第一确定单元，用于确定当前的实际制热功率；

第一调节单元，用于根据所述需求自加热功率和所述当前的实际制热功率的差值，调节所述d轴电压的波形参数；

第一调整单元，用于根据调整后的所述波形参数，调整所述交流电流，使所述实际制热功率与所述需求自加热功率相同。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述第一确定单元包括：

第一获取子单元，用于获取所述交流电流和所述动力电池当前所处的温度；

第二获取子单元，用于根据所述当前所处的温度和预先存储的电阻-温度曲线，获取当前的动力电池的内阻；

第一确定子单元，用于根据当前的所述动力电池的内阻和所述交流电流，确定当前的所述实际制热功率。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述d轴电压的波形为梯形。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述第一调节单元包括：

第一调节子单元，用于根据所述差值，采用比例积分算法调节所述d轴电压的梯形波参数；其中，所述梯形波参数包括：边斜率和幅值；

第一修正子单元，用于修正所述梯形波参数。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述第一修正子单元具体用于：

修正所述边斜率，使修正后的边斜率位于预设边斜率范围内；

修正所述幅值，使所述幅值位于预设幅值范围内；

若修正后的所述幅值与所述修正后的边斜率的比值大于预设值，则将所述修正后的边斜率修正为修正后的所述幅值与所述预设值的比值。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置还包括：

确定模块，用于在控制所述动力电池进行自加热时，确定所述永磁同步电机的扭矩波动系数；

补偿模块，用于在所述扭矩波动系数大于预设判断阈值时，根据所述扭矩波动系数补偿所述d轴电压。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述确定模块包括：

采集子模块，用于周期性的采集多个电机输出扭矩；

第二确定子模块，用于根据多个所述电机输出扭矩的绝对值之和，确定所述永磁同步电机的扭矩波动系数。

本发明实施例的动力电池自加热控制装置中，所述补偿模块包括：

修正子模块，用于修正所述扭矩波动系数为位于第一预设扭矩波动系数和第二预设扭矩波动系数之间的数值，其中，所述第一预设扭矩波动系数小于所述第二预设扭矩波动系数；

第三确定子模块，根据修正后的所述扭矩波动系数、所述第一预设扭矩波动系数和所述第二预设扭矩波动系数，确定补偿系数；

第二调整子模块，用于根据所述补偿系数，调整所述d轴电压。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括如上所述的动力电池自加热控制装置。

本发明实施例还提供一种电动汽车，包括：处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的动力电池自加热控制方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的动力电池自加热控制方法的步骤。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。