电池能量处理装置及其方法、车辆与流程

文档序号:30351187发布日期:2022-06-08 12:12阅读:108来源:国知局
电池能量处理装置及其方法、车辆与流程

1.本技术涉及电池领域,具体地,涉及一种电池能量处理装置及其方法、车辆。


背景技术:

2.电池的性能与电池的温度的有关,比如,在低温环境下的电池的性能较常温会产生较大程度的降低。例如,温度在零度时,电池的充放电容量会随温度的降低而降低,而在一些区域,温度处于零度及以下的时间很长,为了能够在低温环境下使用电池,也即在低温地域或季节能够推广新能源汽车,需要设计电池的加热装置。


技术实现要素:

3.本技术的目的在于提供一种能够根据工况需要实现驱动、充电、电池加热或边充电边加热的电池能量处理装置;本发明另一个目的在于提供一种基于电池能量处理装置的控制方法;本发明再一个目的在于提供一种基于电池能量处理装置以及采用基于电池能量处理装置的控制方法的车辆。
4.本技术第一方面提供一种电池能量处理装置,包括:
5.变换装置,所述变换装置的第一汇流端与所述电池的正极连接,所述变换装置的第二汇流端与所述电池的负极连接;
6.电机绕组,包括n相绕组,所述n相绕组的第一端连接所述变换装置的中点端;
7.串联连接的第一电容和第一开关,所述串联的第一电容和第一开关的第一端连接所述n相绕组中的m相绕组的第二端,所述串联的第一电容和第一开关的第二端连接所述变换装置的第二汇流端,所述电池能量处理装置引出所述第一电容的第一端作为充电正端子,所述电池能量处理装置引出所述第一电容的第二端作为充电负端子;
8.第二开关,所述第二开关的第一端连接所述n相绕组中的m相绕组的第二端,所述第二开关的第二端连接所述n相绕组中的p相绕组的第二端;其中,m+p≤n;
9.串联连接的第二电容和第三开关,所述串联的第二电容和第三开关的第一端连接所述n相绕组中的p相绕组的第二端,所述串联的第二电容和第三开关的第二端连接所述变换装置的第二汇流端;
10.控制器,控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置:
11.接收所述电池的电能,使所述电机绕组对应的电机处于驱动状态;或者,
12.接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池;或者,
13.与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热;或者,
14.在接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池的同时,与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
15.本技术电池能量处理装置通过第二开关将电机绕组进行分立与一体,在电机绕组被分立的两部分分别连接串联的开关和电容,在可控元件变换装置、第一开关、第二开关和
第三开关在被控制时,会使电池、电机绕组、第一电容、第二电容以及外部充电设备形成不同的回路,实现不同的功能,如驱动功能、电池自加热功能、电池充电功能、电池边充电边自加热功能,进一步提高电机的利用效率,提升整车集成度,用较低的成本实现了上述功能。同时,在实现电池自加热功能、电池充电功能时还可以有不同的路径,通过对电机功率的有级调整,实现变功率充电、变功率电池自加热以及边充电的同时不同功率的自加热,进一步提升充电以及自加热性能,还可以使得充电与自加热功能有冗余,提升系统可靠性。
16.本技术第二方面提供一种电池能量处理装置的控制方法,所述电池能量处理装置包括变换装置,所述变换装置的第一汇流端与所述电池的正极连接,所述变换装置的第二汇流端与所述电池的负极连接;
17.电机绕组,包括n相绕组,所述n相绕组的第一端连接所述变换装置的中点端;
18.串联连接的第一电容和第一开关,所述串联的第一电容和第一开关的第一端连接所述n相绕组中的m相绕组的第二端,所述串联的第一电容和第一开关的第二端连接所述变换装置的第二汇流端,所述电池能量处理装置引出所述第一电容的第一端作为充电正端子,所述电池能量处理装置引出所述第一电容的第二端作为充电负端子;
19.第二开关,所述第二开关的第一端连接所述n相绕组中的m相绕组的第二端,所述第二开关的第二端连接所述n相绕组中的p相绕组的第二端;其中,m+p≤n;
20.串联连接的第二电容和第三开关,所述串联的第二电容和第三开关的第一端连接所述n相绕组中的p相绕组的第二端,所述串联的第二电容和第三开关的第二端连接所述变换装置的第二汇流端;
21.所述电池能量处理装置的控制方法包括:
22.控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置:
23.接收所述电池的电能,使所述电机绕组对应的电机处于驱动状态;或者,
24.接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池;或者,
25.与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热;或者,
26.在接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池的同时,与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
27.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置接收所述电池的电能,使所述电机绕组对应的电机处于驱动状态具体包括:
28.控制所述第一开关、所述第三开关断开以及所述第二开关闭合,使所述电池和所述电机绕组形成驱动电路;并控制所述变换装置以使所述电池给所述电机绕组提供所需电流,所述电机绕组对应的电机处于驱动状态。
29.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池具体包括:
30.控制所述第三开关断开以及所述第一开关、所述第二开关闭合,使所述电池、所述电池能量处理装置和所述外部充电设备形成充电电路;并控制所述变换装置以使所述电池能量处理装置接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池。
31.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
32.控制所述第三开关断开以及所述第一开关、所述第二开关闭合,使所述电池和所
述n相绕组、所述第一电容形成第一自加热电路;并控制所述变换装置以使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
33.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
34.控制所述第一开关断开以及所述第二开关、所述第三开关闭合,使所述电池和所述n相绕组、所述第二电容形成第二自加热电路;并控制所述变换装置以使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
35.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
36.控制所述第一开关、第二开关、第三开关闭合,使所述电池、所述n和所述第一电容以及第二电容形成第三自加热电路;并控制所述变换装置以使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
37.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
38.控制所述第二开关断开以及所述第一开关、第三开关闭合,使所述电池、所述n相绕组中的m相绕组和所述第一电容以及使所述电池、所述n相绕组中的p相绕组和所述第二电容形成第四自加热电路;并控制所述变换装置以使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
39.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
40.控制所述第一开关、第二开关断开以及所述第三开关闭合,使所述电池、所述n相绕组中的p相绕组和所述第二电容形成第五自加热电路;并控制所述变换装置以使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
41.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
42.控制所述第二开关、第三开关断开以及所述第一开关闭合,使所述电池、所述n相绕组中的m相绕组和所述第一电容形成第六自加热电路;并控制所述变换装置以使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
43.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
44.控制所述第一开关、第三开关断开以及所述第二开关闭合,使所述电池和所述n相绕组形成第七自加热电路;并控制所述变换装置以使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
45.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
46.控制所述第一开关、第二开关、第三开关断开,使所述电池、所述n相绕组中的p相绕组形成第八自加热电路;并控制所述变换装置以使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
47.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能
量处理装置在接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池的同时,与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
48.控制所述第二开关断开以及所述第一开关、第三开关闭合,使所述电池、所述n相绕组中的m相绕组和所述外部充电设备形成充电电路,以及使所述电池、所述n相绕组中的p相绕组和所述第二电容形成第五自加热电路;
49.并控制所述变换装置以使所述电池能量处理装置接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池,以及使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
50.优选的,所述控制所述变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,使所述电池能量处理装置在接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池的同时,与所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热具体包括:
51.控制所述第二开关、第三开关断开以及所述第一开关闭合,使所述电池、所述n相绕组中的m相绕组和所述外部充电设备形成充电电路,以及使所述电池、所述n相绕组中的p相绕组形成第八自加热电路;
52.并控制所述变换装置以使所述电池能量处理装置接收所述外部充电设备的电能,并传输至所述电池,以及使所述电池进行充电和放电以实现对所述电池的加热。
53.本技术电池能量处理装置的控制方法,基于电池能量处理装置的第二开关将电机绕组进行分立与一体,在电机绕组被分立的两部分分别连接串联的开关和电容,通过控制可控元件如变换装置、第一开关、第二开关和第三开关,以使电池、电机绕组、第一电容、第二电容以及外部充电设备形成不同的回路,实现不同的功能,如驱动功能、电池自加热功能、电池充电功能、电池边充电边自加热功能,进一步提高电机的利用效率,提升整车集成度,用较低的成本实现了上述功能。同时,还可以通过控制第一开关、第二开关和第三开关,在实现电池自加热功能、电池充电功能时有不同的路径,以对电机功率的有级调整,实现变功率充电、变功率电池自加热以及边充电的同时不同功率的自加热,进一步提升充电以及自加热性能,还可以使得充电与自加热功能有冗余,提升系统可靠性。
54.本技术第一方面提供一种车辆,包括电池,还包括上述方案中的电池能量处理装置以及上述方案中的电池能量处理装置的控制方法。
附图说明
55.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
56.图1是本技术电池能量处理装置的结构示意图;
57.图2是本技术车辆的结构示意图。
具体实施方式
58.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
59.为了说明本技术的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
60.本技术实施例一提供一种电池能量处理装置,用于基于该电池能量处理装置,通过控制该电池能量处理装置中的可控元件,一方面使振荡电流流经电池形成电池放电以及电池充电,电池在放电和充电过程中,电池的内阻会产生热量,这样就实现了电池的加热;另一方面使电池接受外部充电设备的电能,可以理解的是上述电池加热和电池充电可以同时进行,也可以不同时进行,对此不作限定,具体可参照后续的实施例;再一方面电池给电机绕组对应的电机提供电能,使该电机处于驱动状态。具体的,如图1所示,该电池能量处理装置100与电池110以及外部充电设备120连接,该电池能量处理装置100包括变换装置1、电机绕组2、串联连接的第一电容5和第一开关4、串联连接的第二电容7和第三开关6、第二开关3、以及控制器。
61.其中,变换装置1为可控元件,具有第一汇流端、第二汇流端和中点端,第一汇流端与电池110的正极连接、第二汇流端与电池110的负极连接以将变换装置1和电池110连接在一起,中点端与电机绕组2的第一端连接以将变换装置1与电机绕组2连接;
62.电机绕组2包括n相绕组,该n相绕组被分为两组,包括m相绕组和p相绕组,m+p=n。m相绕组的第一端和p相绕组的第一端共同构成电机绕组2的第一端;m相绕组的第二端与串联连接的第一电容5和第一开关4的第一端连接,p相绕组的第二端与第二开关3的第二端连接。具体的如下描述:
63.电机绕组2包括第一相电机绕组、第二相电机绕组和第三相电机绕组;变换装置1包括第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂,第一相桥臂的第一端、第二相桥臂的第一端和第三相桥臂的第一端共接形成变换装置1的第一汇流端,第一相桥臂的第二端、第二相桥臂的第二端和第三相桥臂的第二端共接形成变换装置1的第二汇流端;第一相电机绕组的第一端与第一相桥臂的中点连接,第二相电机绕组的第一端与第二相桥臂的中点连接,第三相电机绕组的第一端与第三相桥臂的中点连接,第一相桥臂的中点、第二相桥臂的中点和第三相桥臂的中点共同形成变换装置1的中点端,第一相电机绕组的第一端、第二相电机绕组的第一端与第三相电机绕组的第一端形成电机绕组2的第一端,第一相电机绕组的第二端为m相绕组的第二端,第二相电机绕组的第二端和第三相电机绕组的第二端共接形成p相绕组的第二端。
64.第二开关3的第一端连接m相绕组的第二端,也即第二开关3的第一端、m相绕组的第二端和串联连接的第一电容5和第一开关4的第一端连接在一起。
65.在具体实施例中,为了不大改现有电机的生产、制造等,以及避免电机绕组2和第二开关3之间的电磁干扰,第二开关3布置在电机绕组2对应的电机的壳体外,具体的第二开关3可以布置在配电箱体中。
66.在其他实施例中,电机绕组2的n相绕组可以被分为三组或更多组,电机绕组2的n相绕组被分为超过三组的更多组后,可以理解的是,该n也要大于3。以三组为例,包括m相绕组、p相绕组和k相绕组,此时m+p+k=n,m相绕组的第一端、p相绕组的第一端和k相绕组的第一端共同构成电机绕组2的第一端;该电池能量处理装置还包括第k开关,第k开关连接在p相绕组的第二端和k相绕组的第二端之间。
67.串联连接的第一电容5和第一开关4的第一端与m相绕组的第二端连接,串联连接的第一电容5和第一开关4的第二端与变换装置1的第二汇流端连接,其中第一电容5的两端
被引出作为给电池充电的、与外部充电设备连接的充电正端子和充电负端子。
68.串联连接的第一电容5和第一开关4中第一电容5和第一开关4的位置,第一种情况,第一开关4的第一端形成串联连接的第一开关4和第一电容5的第一端,第一电容5的第二端形成串联连接的第一开关4和第一电容5的第二端,即第一开关4的第一端与m相绕组的第二端连接,第一开关4的第二端与第一电容5的第一端连接,第一电容5的第二端与变换装置1的第二汇流端连接。第一开关4的这种设置位置可以确保电机绕组2与第一电容5的稳定断开。
69.第二种情况,如图2所示,第一电容5的第一端形成串联连接的第一开关4和第一电容5的第一端,第一开关4的第二端形成串联连接的第一开关4和第一电容5的第二端,即第一电容5的第一端与m相绕组的第二端连接,第一电容5的第二端与第一开关4的第一端连接,第一开关4的第二端与变换装置1的第二汇流端连接。第一开关4的这种设置位置对第一开关4的耐压等级要求低。
70.在具体实施例中,为了节省线缆,降低成本,第二开关3布置在电机绕组2对应的电机的壳体内,同时,第一开关4布置在电机绕组2对应的电机的壳体外,具体的第一开关4可以布置在配电箱体中。
71.串联的第二电容7和第三开关6的第一端连接n相绕组中的p相绕组的第二端,串联的第二电容7和第三开关6的第二端连接变换装置1的第二汇流端。
72.串联连接的第三开关6和第二电容7中第三开关6和第二电容7的位置,第一种情况,第三开关6的第一端形成串联连接的第三开关6和第二电容7的第一端,第二电容7的第二端形成串联连接的第三开关6和第二电容7的第二端,即第三开关6的第一端与m相绕组的第二端连接,第三开关6的第二端与第二电容7的第一端连接,第二电容7的第二端与变换装置1的第二汇流端连接。第三开关6的这种设置位置可以确保电机绕组2与第二电容7的稳定断开。
73.第二种情况,可以参照图2所示的串联的第一开关和第一电容,第二电容7的第一端形成串联连接的第三开关6和第二电容7的第一端,第三开关6的第二端形成串联连接的第三开关6和第二电容7的第二端,即第二电容7的第一端与m相绕组的第二端连接,第二电容7的第二端与第三开关6的第一端连接,第三开关6的第二端与变换装置1的第二汇流端连接。第三开关6的这种设置位置对第三开关6的耐压等级要求低。
74.在具体实施例中,为了节省线缆,降低成本,第二开关3布置在电机绕组2对应的电机的壳体内,同时,第一开关4和第三开关6布置在电机绕组2对应的电机的壳体外,具体的第一开关4和第三开关6可以布置在配电箱体中。
75.为了电池能量处理装置在充电及自加热过程中的器件安全,以及降低本技术电池能量处理装置的成本,变换装置的母线电容的容值大于第一电容5的容值,变换装置的母线电容的容值大于第二电容7的容值。
76.控制器,与变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6连接,用于控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使本技术电池能量处理装置接收电池110的电能,使电机绕组2对应的电机处于驱动状态,具体如何实现可参照后续实施例电池能量处理装置的控制方法中对应部分的阐述,为了简洁本技术的说明书,在此不再赘述;或者,使本技术电池能量处理装置接收外部充电设备的电能,并传输至电池110,具体如何实现可参照后
续实施例电池能量处理装置的控制方法中对应部分的阐述,为了简洁本技术的说明书,在此不再赘述;或者,使本技术电池能量处理装置与电池110进行充电和放电以实现对电池110的加热,具体如何实现可参照后续实施例电池能量处理装置的控制方法中对应部分的阐述,为了简洁本技术的说明书,在此不再赘述;或者,使本技术电池能量处理装置在接收外部充电设备的电能,并传输至电池110的同时,与电池110进行充电和放电以实现对电池的加热,具体如何实现可参照后续实施例电池能量处理装置的控制方法中对应部分的阐述,为了简洁本技术的说明书,在此不再赘述。
77.本技术电池能量处理装置100通过第二开关3将电机绕组2进行分立与一体,在电机绕组2被分立的两部分分别连接串联的开关和电容,在可控元件变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6在被控制时,会使电池110、电机绕组2、第一电容5、第二电容7以及外部充电设备形成不同的回路,实现不同的功能,如驱动功能、电池自加热功能、电池充电功能、电池边充电边自加热功能,进一步提高电机的利用效率,提升整车集成度,用较低的成本实现了上述功能。同时,在实现电池自加热功能、电池充电功能时还可以有不同的路径,通过对电机功率的有级调整,实现变功率充电、变功率电池自加热以及边充电的同时不同功率的自加热,进一步提升充电以及自加热性能,还可以使得充电与自加热功能互为冗余,提升系统可靠性。
78.基于上述实施例中的电池能量处理装置,本技术还提供了一种电池能量处理装置的控制方法,其包括:
79.控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置接收电池110的电能,使电机绕组2对应的电机处于驱动状态;或者,使本技术电池能量处理装置接收外部充电设备的电能,并传输至电池110;或者,使本技术电池能量处理装置与电池110进行充电和放电以实现对电池110的加热;或者,使本技术电池能量处理装置在接收外部充电设备的电能,并传输至电池110的同时,与电池110进行充电和放电以实现对电池的加热。
80.本技术电池能量处理装置的控制方法,基于电池能量处理装置100的第二开关3将电机绕组2进行分立与一体,在电机绕组2被分立的两部分分别连接串联的开关和电容,通过控制可控元件如变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,以使电池110、电机绕组2、第一电容5、第二电容7以及外部充电设备形成不同的回路,实现不同的功能,如驱动功能、电池自加热功能、电池充电功能、电池边充电边自加热功能,进一步提高电机的利用效率,提升整车集成度,用较低的成本实现了上述功能。同时,还可以通过控制第一开关4、第二开关3和第三开关6,在实现电池自加热功能、电池充电功能时有不同的路径,以对电机功率的有级调整,实现变功率充电、变功率电池自加热以及边充电的同时不同功率的自加热,进一步提升充电以及自加热性能,还可以使得充电与自加热功能互为冗余,提升系统可靠性。
81.控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置接收电池110的电能,使电机绕组2对应的电机处于驱动状态具体包括:
82.控制第一开关4和第三开关6断开,第二开关3闭合,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组形成电机驱动电路。进而控制该电机驱动电路中的变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池给电机绕组2提供所需电流,电机绕组2对应的电机将处于驱动状态。
83.控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置接收外部充电设备120的电能,并传输至电池具体包括:
84.控制第二开关3、第一开关4闭合,以及第三开关6断开,外部充电设备120经过一些器件连接到第一电容5的两端,外部充电设备120的电能通过第一开关4、n相绕组以及变换装置1流入到电池110实现充电功能。
85.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对外部充电设备120的电能通过第一开关4、n相绕组以及变换装置1流入到电池110实现充电功能进行阐述:
86.第一回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,充电电流通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂中点电位不断抬升。
87.第二回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23释放能量,充电电流通过第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23和第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给动力电池充电;第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂中点电位下降。
88.通过第一回路状态与第二回路状态的轮换交替,外部设备给电池包进行充电。
89.可以理解的,在其他实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置接收外部充电设备120的电能,并传输至电池具体包括:
90.控制第二开关3和第三开关6断开,第一开关4闭合,外部充电设备经过一些器件连接到第一电容5的两端,外部充电设备的电能通过第一开关4、m相绕组以及与m相绕组连接的变换装置1的桥臂流入到电池110实现充电功能。
91.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对外部充电设备的电能通过第一开关4、m相绕组以及与m相绕组连接的变换装置1的桥臂流入到电池110实现充电功能进行阐述:
92.第一回路状态:第一相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂的第二开关管导通,充电电流通过第一相桥臂的第二开关管给第一相电机绕组21储能,第一相桥臂中点电位不断抬升。
93.第二回路状态:第一相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21释放能量,充电电流通过第一相电机绕组21和第一相桥臂的第一开关管给动力电池充电;第一相桥臂中点电位下降。
94.通过第一回路状态与第二回路状态的轮换交替,外部设备给电池包进行充电。
95.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
96.控制第一开关4和第二开关3闭合,第三开关6断开,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组、第一开关4、第二开关3和第一电容5形成第一电池自加热电路(电池充放电电路,电池在充放电的过程中,内阻产热,实现电池温度升高,达到电池自加热的目的),进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
97.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭
状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
98.第一回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,电池通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23和第一电容5储能。
99.第二回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23给第一电容5储能。
100.第三回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第一电容5通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
101.第四回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23、第一电容5通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给电池充电。
102.通过第一回路状态与第二回路状态的交替,电池110给第一电容5充电;通过第三回路状态与第四回路状态的交替,第一电容5给电池110充电。通过第一回路状态、第二回路状态、第三回路状态与第四回路状态的周期切换,电流(或者能量)在电池与第一电容之间循环充放,完成对电池包的振荡加热。
103.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
104.控制第一开关4断开,第二开关3和第三开关6闭合,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组、第一开关4、第三开关6和第二电容7形成第二电池自加热电路(电池充放电电路,电池在充放电的过程中,内阻产热,实现电池温度升高,达到电池自加热的目的),进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
105.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
106.第一回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,电池通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23和第二电容7储能。
107.第二回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23给第二电容7储能。
108.第三回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第二电容7通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组
23储能。
109.第四回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23、第二电容7通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给电池充电。
110.通过第一回路状态与第二回路状态的交替,电池110给第二电容7充电;通过第三回路状态与第四回路状态的交替,第二电容7给电池110充电。通过第一回路状态、第二回路状态、第三回路状态与第四回路状态的周期切换,电流(或者能量)在电池与第一电容之间循环充放,完成对电池包的振荡加热。
111.在第一电池自加热中的第一电容出现故障时,可以通过第二电池自加热的第二电容替代,相反,第二电池自加热的第二电容出现故障时,可以通过第一电池自加热中的第一电容替代,实现了功能的冗余。
112.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
113.控制第一开关4、第二开关3和第三开关6闭合,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组、第一开关4、第二开关3和第一电容5以及第三开关6和第二电容7形成第三电池自加热电路(电池充放电电路,电池在充放电的过程中,内阻产热,实现电池温度升高,达到电池自加热的目的),进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
114.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
115.第一回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,电池通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22、第三相电机绕组23、第一电容5和第二电容7储能。
116.第二回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23给第一电容5和第二电容7储能。
117.第三回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第一电容5和第二电容7通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
118.第四回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23、第一电容5和第二电容7通过第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给电池充电。
119.通过第一回路状态与第二回路状态的交替,电池110给第一电容5和第二电容7充电;通过第三回路状态与第四回路状态的交替,第一电容5和第二电容7给电池110充电。通过第一回路状态、第二回路状态、第三回路状态与第四回路状态的周期切换,电流(或者能
量)在电池与第一电容之间循环充放,完成对电池包的振荡加热。
120.第三电池自加热电路通过第一电容5和第二电容7并联工作以实现更大的电容容量,换句话说,可以降低第一电容5和第二电容7的容量要求,达到降低成本的目的。
121.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
122.控制第二开关3断开,第一开关4和第三开关6闭合,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组中的m相绕组、第一开关4和第一电容5,以及电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组中的p相绕组、第三开关6和第二电容7形成第四电池自加热电路(电池充放电电路,电池在充放电的过程中,内阻产热,实现电池温度升高,达到电池自加热的目的),进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
123.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
124.第一回路状态:第一相桥臂的第一开关管导通,第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,电池通过第一相桥臂的第一开关管给第一相电机绕组21和第一电容5储能,同时电池通过第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给第二相电机绕组22、第三相电机绕组23和第二电容7储能。
125.第二回路状态:第一相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂的第二开关管导通,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第一相电机绕组21给第一电容5储能。同时第二相电机绕组22、第三相电机绕组23给第二电容7储能。
126.第三回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂的第二开关管导通,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第一电容5通过第一相桥臂的第二开关给第一相电机绕组21储能,同时,第二电容7通过第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管给第二相电机绕组22、第三相电机绕组23储能。
127.第四回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21释放能量,第一电容5通过第一相桥臂的第一开关管给电池充电,同时,第二相电机绕组22、第三相电机绕组23释放能量,第二电容7通过第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给电池充电。
128.通过第一回路状态与第二回路状态的交替,电池110给第二电容7、第一电容5充电;通过第三回路状态与第四回路状态的交替,第二电容7、第一电容5给电池110充电.通过第一回路状态、第二回路状态、第三回路状态与第四回路状态的周期切换,电流(或者能量)在电池与电容之间循环充放,完成对电池包的振荡加热。
129.第四电池自加热电路通过第一电容5和第二电容7并联工作以实现更大的电容容量,换句话说,可以降低第一电容5和第二电容7的容量要求,达到降低成本的目的。
130.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
131.控制第一开关4和第二开关3断开,第三开关6闭合,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组中的p相绕组、第三开关6和第二电容7形成第五电池自加热电路(电池充放
电电路,电池在充放电的过程中,内阻产热,实现电池温度升高,达到电池自加热的目的),进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
132.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
133.第一回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,电池通过第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给第二相电机绕组22、第三相电机绕组23和第二电容7储能。
134.第二回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第二相电机绕组22、第三相电机绕组23给第二电容7储能。
135.第三回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,第二电容7通过第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管给第二相电机绕组22、第三相电机绕组23储能。
136.第四回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通或关断,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,第二相电机绕组22、第三相电机绕组23释放能量,第二电容7通过第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给电池充电。
137.通过第一回路状态与第二回路状态的交替,电池110给第二电容7充电;通过第三回路状态与第四回路状态的交替,第二电容7给电池110充电。通过第一回路状态、第二回路状态、第三回路状态与第四回路状态的周期切换,电流(或者能量)在电池与电容之间循环充放,完成对电池包的振荡加热。
138.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
139.控制第二开关3和第三开关6断开,第一开关4闭合,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组中的m相绕组、第一开关4和第一电容5形成第六电池自加热电路(电池充放电电路,电池在充放电的过程中,内阻产热,实现电池温度升高,达到电池自加热的目的),进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
140.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
141.第一回路状态:第一相桥臂的第一开关管导通,第一相桥臂的第二开关管关断,电池通过第一相桥臂的第一开关管给第一相电机绕组21和第一电容5储能。
142.第二回路状态:第一相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂的第二开关管导通,第一相电机绕组21和第一电容5储能。
143.第三回路状态:第一相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂的第二开关管导通,第一电容5通过第一相桥臂的第二开关管给第一相电机绕组21储能。
144.第四回路状态:第一相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21、第一电容5通过第一相桥臂的第一开关管给电池充电。
145.通过第一回路状态与第二回路状态的交替,电池110给第一电容5充电;通过第三回路状态与第四回路状态的交替,第一电容5给电池110充电。通过第一回路状态、第二回路
状态、第三回路状态与第四回路状态的周期切换,电流(或者能量)在电池与第一电容5之间循环充放,完成对电池包的振荡加热。
146.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
147.控制第二开关3闭合,第一开关4和第三开关6断开,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组、第二开关3形成第七电池自加热电路(电池充放电电路,电池在充放电的过程中,内阻产热,实现电池温度升高,达到电池自加热的目的),进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
148.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
149.第一回路状态:第一相桥臂的第一开关管导通,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管导通,电池110给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
150.第二回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,由于第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23上的电流不能突变,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23在续流的同时,释放能量给电池充电。
151.通过第一回路状态与第二回路状态的交替,实现加热电流在第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23与电池110之间循环充放,完成对电池包的震荡加热。第一回路状态、第二回路状态,通过桥臂的切换,进步降低开关管损耗。
152.为了均衡第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管和第二开关管的寿命,在优选实施例中,电池能量处理装置实现电池自加热的功能的第三种控制方式还包括:
153.第三回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通,第一相桥臂的第二开关管导通,电池110给第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
154.第四回路状态:第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管和第二开关管关断,由于第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23上的电流不能突变,第一相电机绕组21、第二相电机绕组22和第三相电机绕组23在续流的同时,释放能量给电池充电。
155.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
156.控制第一开关4、第二开关3和第三开关6断开,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组中的p相绕组形成第八电池自加热电路(电池充放电电路,电池在充放电的过程中,内阻产热,实现电池温度升高,达到电池自加热的目的),进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
157.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
158.第一回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂中的一个第一开关管导通,第二相桥臂和第三相桥臂中的另一个的第二开关管导通(第一开关管导通的桥臂和第二开关管导通的桥臂为不同桥臂),电池110给第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
159.第二回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三
相桥臂的第二开关管关断,由于第二相电机绕组22和第三相电机绕组23上的电流不能突变,第二相电机绕组22和第三相电机绕组23在续流的同时,释放能量给电池充电。
160.通过第一回路状态与第二回路状态的交替,实现加热电流在第二相电机绕组22和第三相电机绕组23与电池110之间循环充放,完成对电池包的震荡加热。第一回路状态、第二回路状态,通过桥臂的切换,进步降低开关管损耗。
161.为了均衡第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管和第二开关管的寿命,在优选实施例中,电池能量处理装置实现电池自加热的功能的第四种控制方式还包括:
162.第三回路状态:第三相桥臂和第二相桥臂的第一开关管和第二开关管导通状态与第一回路状态相反,电池110给第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
163.第四回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,由于第二相电机绕组22和第三相电机绕组23上的电流不能突变,第二相电机绕组22和第三相电机绕组23在续流的同时,释放能量给电池充电。
164.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置接收外部充电设备120的电能,并传输至电池的同时,与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
165.控制第二开关3断开,第一开关4和第三开关6闭合,外部充电设备经过一些器件连接到第一电容5的两端,外部充电设备、第一开关4、m相绕组、与m相绕组连接的变换装置1的桥臂以及电池形成充电电路,同时,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组中的p相绕组、第三开关6和第二电容7形成第五电池自加热电路。进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使外部充电设备的电能通过第一开关4、m相绕组以及与m相绕组连接的变换装置1的桥臂流入到电池110实现充电功能,同时,使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
166.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使外部充电设备的电能通过第一开关4、m相绕组以及与m相绕组连接的变换装置1的桥臂流入到电池110实现充电功能,同时,使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
167.第一回路状态:第一相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂的第二开关管导通,充电电流通过第一相桥臂的第二开关管给第一相电机绕组21储能,第一相桥臂中点电位不断抬升。
168.第二回路状态:第一相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21释放能量,充电电流通过第一相电机绕组21和第一相桥臂的第一开关管给动力电池充电;第一相桥臂中点电位下降。
169.通过第一回路状态与第二回路状态的轮换交替,外部设备给电池包进行充电。
170.第三回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的至少一个第一开关管导通,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,电池通过第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给第二相电机绕组22、第三相电机绕组23和第二电容7储能。
171.第四回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三相桥臂的至少一个第二开关管导通,第二相电机绕组22和第三相电机绕组23给第二电容7储能。
172.第五回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三相桥臂的至少一个第二开关管导通,第二电容7通过第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管给第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
173.第六回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管导通或关断,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,第二相电机绕组22和第三相电机绕组23释放能量,第二电容7通过第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管给电池充电。
174.通过第三回路状态与第四回路状态的交替,电池110给第二电容7充电;通过第五回路状态与第六回路状态的交替,第二电容7给电池110充电。通过第三回路状态、第四回路状态、第五回路状态与第六回路状态的周期切换,电流(或者能量)在电池与电容之间循环充放,完成对电池包的振荡加热。
175.另外,第一回路状态、第二回路状态的运行,与第三回路状态、第四回路状态、第五回路状态与第六回路状态的运行,互不干扰。即第一回路状态进行时,可以同时对应着第三回路状态、第四回路状态、第五回路状态与第六回路状态;同理,第二回路状态进行时,可以对应着第三回路状态、第四回路状态、第五回路状态与第六回路状态。
176.在具体实施例中,控制变换装置1、第一开关4、第二开关3和第三开关6,使电池能量处理装置接收外部充电设备120的电能,并传输至电池的同时,与电池进行充电和放电以实现对电池的加热具体包括:
177.控制第二开关3和第三开关6断开,第一开关4闭合,外部充电设备经过一些器件连接到第一电容5的两端,外部充电设备、第一开关4、m相绕组、与m相绕组连接的变换装置1的桥臂以及电池形成充电电路,同时,电池与变换装置1的母线、变换装置1、n相绕组中的p相绕组形成第八电池自加热电路。进而控制变换装置1,通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使外部充电设备的电能通过第一开关4、m相绕组以及与m相绕组连接的变换装置1的桥臂流入到电池110实现充电功能,同时,使电池进行充电和放电实现对电池的加热。
178.基于本技术电池能量处理装置,以n=3为例对通过控制变换装置1的开闭及开闭状态的保持时间,以使外部充电设备的电能通过第一开关4、m相绕组以及与m相绕组连接的变换装置1的桥臂流入到电池110实现充电功能,同时,使电池进行充电和放电实现对电池的加热进行阐述:
179.第一回路状态:第一相桥臂的第一开关管关断,第一相桥臂的第二开关管导通,充电电流通过第一相桥臂的第二开关管给第一相电机绕组21储能,第一相桥臂中点电位不断抬升。
180.第二回路状态:第一相桥臂的第一开关管导通或关断,第一相桥臂的第二开关管关断,第一相电机绕组21释放能量,充电电流通过第一相电机绕组21和第一相桥臂的第一开关管给动力电池充电;第一相桥臂中点电位下降。
181.通过第一回路状态与第二回路状态的轮换交替,外部设备给电池包进行充电。
182.第三回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂中的一个第一开关管导通,第二相桥臂和第三相桥臂中的另一个的第二开关管导通(第一开关管导通的桥臂和第二开关管导通的桥臂为不同桥臂),电池110给第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
183.第四回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三
相桥臂的第二开关管关断,由于第二相电机绕组22和第三相电机绕组23上的电流不能突变,第二相电机绕组22和第三相电机绕组23在续流的同时,释放能量给电池充电。
184.通过第三回路状态与第四回路状态的交替,实现加热电流在第二相电机绕组22和第三相电机绕组23与电池110之间循环充放,完成对电池包的震荡加热。第三回路状态、第四回路状态,通过桥臂的切换,进步降低开关管损耗。
185.为了均衡第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管和第二开关管的寿命,在优选实施例中,电池能量处理装置实现边充电边加热的功能的第一种控制方式还包括:
186.第五回路状态:第三相桥臂和第二相桥臂的第一开关管和第二开关管导通状态与第一回路状态相反,电池110给第二相电机绕组22和第三相电机绕组23储能。
187.第六回路状态:第二相桥臂和第三相桥臂的第一开关管关断,第二相桥臂和第三相桥臂的第二开关管关断,由于第二相电机绕组22和第三相电机绕组23上的电流不能突变,第二相电机绕组22和第三相电机绕组23在续流的同时,释放能量给电池充电。
188.另外,第一回路状态、第二回路状态的运行,与第三回路状态、第四回路状态、第五回路状态与第六回路状态的运行,互不干扰。即第一回路状态进行时,可以同时对应着第三回路状态、第四回路状态、第五回路状态与第六回路状态;同理,第二回路状态进行时,可以对应着第三回路状态、第四回路状态、第五回路状态与第六回路状态。
189.本技术还提供一种车辆,包括电池110,还包括上述任一实施例中的电池能量处理装置100以及基于上述电池能量处理装置的控制方法。
190.在本技术提供的车辆中,包括上述任一实施例中的电池能量处理装置100,可以具有以上实施例中所描述的有益效果,同时包括上述任一实施例中的电池能量处理装置的控制方法,可以具有以上实施例中所描述的有益效果。
191.此外,在本技术的一优选实施例中,上述的电机绕组2可以为车辆的驱动电机的电机绕组,即该驱动电机为车辆行驶提供驱动力,相应地,上述的变换装置1可以为驱动电机的变换装置。也就是说,在本技术提供的电池能量处理装置100,复用了车辆的驱动电机来进行充电和电池自加热。由于驱动电机的功率较大,因此,在加热过程中,对应的加热功率也较大,从而可以提升加热速率,提高加热效率。另外,由于复用了车辆上现有的驱动电机,无需额外提供专用电机,从而可以提高车辆中器件的利用率,减少车辆空间的占用,并降低车辆重量,降低了整车成本,有利于新能源汽车推广。
192.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本技术的保护范围之内。
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