电池交流加热电路和电动车的制作方法

1.本技术涉及电池加热装置领域，具体而言，涉及一种电池交流加热电路和电动车。


背景技术：

2.新能源汽车动力电池低温性能差，因此需要设法在低温下提高电池温度。当前技术方案有：1、通过热敏陶瓷电阻(ptc)、电驱系统产热等方法加热冷区液之后由冷区液加热电池，实现间接加热；2、通过电机控制器实现电机绕组的充放电，从而在电池里面产生交流电流，由电池内阻发热来加热电池，即电池内阻直接加热。
3.然而，间接加热方法具有效率低的缺点，其中，大量的热量无法有效传递给电池；传热慢，热量需要通过冷区液、电池外部结构等输入电池，电池温升很慢；电池加热不均衡，靠近冷区液的电芯温升快。
4.另一方面，现有电池内阻加热方案(比如专利cn110962631b电池加热系统及其控制方法)采用电机绕组充放电来激发母线交流电流，这种方法一般只能用于车辆静止电机不转动的情况，很难应用于车辆行驶的工况。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种电池交流加热电路和电动车，用以实现在车辆静止和行驶状态下，均能够利用电池的内阻实现电池加热。
6.第一方面，本发明提供一种电池交流加热电路，所述电池交流加热电路包括：
7.驱动电机、三相逆变电路、第一电池和第二电池；
8.所述第一电池和所述第二电池以串联形式电性连接；
9.所述驱动电机的第一相位绕组和所述三相电机的第二相位绕组相连，所述三相电机的第三相绕组与所述第一电池和第二电池的中点连接；
10.所述三相逆变电路与所述驱动电机连接，并与所述第一电池和所述第二电池连接，其中，当所述驱动动机处于静止状态时，所述三相逆变电路控制驱动电机电流，使驱动电机的第三相绕组向所述第一电池和所述第二电池输出交流电流，当所述驱动动机处于运作状态时，所述三相逆变电路的三相位向所述驱动电机输出满足所述驱动电机的出扭要求的电流，其中，满足所述驱动电机的出扭要求的电流的幅值满足所述第一电池和所述第二电池的加热要求。
11.在本技术第一方面中，第一电池和第二电池以串联形式电性连接，并且驱动电机的第一相位绕组和三相电机的第二相位绕组相连，三相电机的第三相绕组与第一电池和第二电池的中点连接；三相逆变电路与驱动电机连接，并与第一电池和第二电池连接，这样一来，当驱动动机处于静止状态时，三相逆变电路控制驱动电机电流，使驱动电机的第三相绕组向第一电池和第二电池输出交流电流，当驱动动机处于运作状态时，三相逆变电路的三相位向驱动电机输出满足驱动电机的出扭要求的电流，其中，满足驱动电机的出扭要求的电流的幅值满足第一电池和第二电池的加热要求，最终实现无论车辆是否行驶，该电路均
能实现电池的有效加热。
12.在可选的实施方式中，所述电池交流加热电路还包括第一控制继电器和第二控制继电器，其中，所述第一控制继电器的一端与所述驱动电机的第一相绕组连接，所述第一控制继电器的另一端与所述驱动电机的第三相绕组；
13.所述第二控制继电器的一端与所述驱动电机的第三相绕组连接，所述第二控制继电器的另一端与所述第一电池和所述第二电池的中点连接；
14.以及，当所述第一电池和所述第二电池不需要加热时，所述第一控制继电闭合，所述第二控制继电器断开。
15.在本可选的实施方式中，当所述第一电池和所述第二电池不需要加热时，由于第二控制继电器断开，因此，驱动电机的第三相绕组无法向第一电池和第二电池输出交流电流，进而第一电池和第二电池无法通过交流电流进行加热，同时，由于第一控制继电器闭合，进而驱动电机的第三相绕组能够与驱动电机的第一相绕组、第二相绕组连接并形成回路。
16.在本技术第一方面中，作为一种可选的实施方式中，所述电池交流加热电路还包括第三电池和第四电池，其中，所述第三电池和所述第四电池以串联方式连接；
17.所述驱动电机的第一相绕组与所述第三电池和所述第四电池的中点电性连接。
18.在本可选的实施方式中，通过将驱动电机的第一相绕组与所述第三电池和所述第四电池的中点电性连接，进而能够利用驱动电机的第一相绕组、第二相绕组向第三电池和第四电池输出交流电流，从而对第三电池和第四电池进行加热。
19.在本技术第一方面中，作为一种可选的实施方式中，所述电池交流加热电路还包括第三控制继电器，所述第三控制继电器的一端与所述驱动电机的第一相绕组连接，所述第三控制继电器的另一端与所述第三电池和所述第四电池的中点连接，其中，当所述第三电池和所述第四电池不需要加热时，所述第三控制继电器断开。
20.在本可选的实施方式中，通过断开第三控制继电器，进而驱动电机的第一相绕组、第二相绕组无法向第三电池和所述第四电池输出交流电流，进而使第三电池和第四电池停止加热。
21.在本技术第一方面中，作为一种可选的实施方式中，所述电池交流加热电路还包括第五电池和第六电池，其中，所述第五电池与所述第六电池通过串联方式连接，所述驱动电机的第二相绕组与所述第五电池和所述第六电池的中点连接。
22.在本可选的实施方式中，通过将驱动电机的第二相绕组与所述第五电池和所述第六电池的中点连接，进而能够利用驱动电机的第二相绕向第五电池和所述第六电池输出交流电流，进而基于交流电流对第五电池和所述第六电池进行加热。
23.在本技术第一方面中，作为一种可选的实施方式中，所述电池交流加热电路还包括第四控制继电器，所述第四控制继电器用于将所述驱动电机的第一相绕组连接到所述驱动电机的第三相绕组，或用于将所述驱动电机的第一相绕组连接到所述驱动电机的第二相绕组，或用于将所述驱动电机的第二相绕组连接到所述驱动电机的第一相绕组。
24.在本技术第一方面中，作为一种可选的实施方式中，所述电池交流加热电路还包括第五控制继电器，其中，当所述四控制继电器用于将所述驱动电机的第一相绕组连接到所述驱动电机的第三相绕组时，所述第五控制继电器用于将所述驱动电机的第二相绕组连
接到所述驱动电机的第三相绕组；
25.当所述四控制继电器用于将所述驱动电机的第一相绕组连接到所述驱动电机的第二相绕组时，所述第五控制继电器用于将所述驱动电机的第三相绕组连接到所述驱动电机的第二相绕组；
26.当所述四控制继电器用于将所述驱动电机的第二相绕组连接到所述驱动电机的第一相绕时，所述第五控制继电器用于将所述驱动电机的第二相绕连接到所述驱动电机的第一相绕组；
27.以及，当所述第五电池和所述第六电池不需要加热时，所述第四控制继电器断开，所述第五控制继电器闭合。
28.在本技术第一方面中，作为一种可选的实施方式中，所述第一电池和所述第二电池构成第一电池组，所述第三电池和所述第四电池构成第二电池组，所述第五电池和所述第六电池构成第三电池组，所述第二电池组和所述第三电池组与所述第一电池组通过并联形式连接；
29.以及，所述电池交流加热电路还包括主开关和负开关，其中，所述主开关的一端与所述第一电池组的正极端连接，所述主开关的另一端与所述三相逆变电路连接，所述负开关的一端与所述第一电池组的负极端连接，所述负开关的另一端与所述三相逆变电路连接。
30.在本可选的实施方式中，通过负开关和主开关，能够控制第一电池组、第二电池组和第三电池组通过三相逆变电路向驱动电机供电或停止向驱动电机供电。
31.在可选的实施方式中，所述负开关和所述主开关均为继电器。
32.第二方面，本发明提供一种电动车，所述电动车包括如前述实施方式任一项所述的电池交流加热电路。
33.本技术第二方面的电动车在静止状态和行驶状态下，均能够实现电池的有效加热。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1是本技术实施例公开的一种电池交流加热电路的结构示意图；
36.图2是本技术实施例公开的另一种电池交流加热电路的结构示意图
37.图3是本技术实施例公开的再一种电池交流加热电路的结构示意图；
38.图4是本技术实施例公开的又一种电池交流加热电路的结构示意图。
39.图标：100-驱动电机；200-三相逆变电路；u1-第一电池；u2-第二电池；k1-第一控制继电器；k2-第二控制继电器。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
41.请参阅图1，图1是本技术实施例提供的电池交流加热电路的结构示意图。如图1所示，本技术实施例的电池交流加热电路包括：
42.驱动电机100、三相逆变电路200、第一电池u1和第二电池u2；
43.第一电池u1和第二电池u2以串联形式电性连接；
44.驱动电机100的第一相位绕组和三相电机的第二相位绕组相连，三相电机的第三相绕组与第一电池u1和第二电池u2的中点连接；
45.三相逆变电路200与驱动电机100连接，并与第一电池u1和第二电池u2连接，其中，当驱动动机处于静止状态时，三相逆变电路200控制电机的第三相绕组向第一电池u1和第二电池u2输出交流电流，当驱动动机处于运作状态时，三相逆变电路200的三相位向驱动电机100输出满足驱动电机100的出扭要求的电流，此时第三相绕组的电流流过第一电池u1和第二电池u2，从而加热第一电池u1和第二电池u2，。其中，满足驱动电机100的出扭要求的电流的幅值满足第一电池u1和第二电池u2的加热要求。
46.在本技术实施例中，第一电池u1和第二电池u2以串联形式电性连接，并且驱动电机100的第一相位绕组和三相电机的第二相位绕组相连，三相电机的第三相绕组与第一电池u1和第二电池u2的中点连接；三相逆变电路200与驱动电机100连接，并与第一电池u1和第二电池u2连接，这样一来，当驱动动机处于静止状态时，三相逆变电路控制驱动电机的第三相绕组向第一电池u1和第二电池u2输出交流电流具体地，三相逆变电路的功率开关管动作，对驱动电机的第三相绕组中的电流进行控制，使驱动电机的第三相绕组向第一电池u1和第二电池u2输出交流电流。进一步地，第三相绕组中的电流可以是pwm调制得到的交流电流，其中，pwm调制得到的交流电流的基波频率不大于功率开关管的开关频率的一半。另一方面，第三相绕组中的电流也可以是基于逆变器功率开关动作产生的开关纹波得到，其中，该电流的基波频率等于开关频率
47.当驱动动机处于运作状态时，三相逆变电路200的三相位向驱动电机100输出满足驱动电机100的出扭要求的电流此时第三相绕组的电流流过第一电池u1和第二电池u2，从而加热电池。因为足够大的电流才能保证加热效果，因此，满足驱动电机100的出扭要求的电流的幅值，在优先保证扭矩要求的前提下，尽量选择满足第一电池u1和第二电池u2的加热要求，这样的选择是可以实现的，也是电机控制领域内的公知知识。
48.最终实现无论车辆是否行驶，该电路均能实现电池的有效加热。
49.在本技术实施例中，作为一种可选的方式，请参阅图2，图2是本技术实施例提供的另一种电池交流加热电路的结构示意图。如图2所示，电池交流加热电路还包括第一控制继电器k1和第二控制继电器k2，其中，第一控制继电器k1的一端与驱动电机100的第一相绕组连接，第一控制继电器k1的另一端与驱动电机100的第三相绕组；
50.第二控制继电器k2的一端与驱动电机100的第三相绕组连接，第二控制继电器k2的另一端与第一电池u1和第二电池u2的中点连接；
51.以及，当第一电池u1和第二电池u2不需要加热时，第一控制继电闭合，第二控制继电器k2断开。
52.在本可选的实施方式中，当第一电池u1和第二电池u2不需要加热时，由于第二控制继电器k2断开，因此，驱动电机100的第三相绕组无法向第一电池u1和第二电池u2输出交流电流，进而第一电池u1和第二电池u2无法通过交流电流进行加热，同时，由于第一控制继
电器k1闭合，进而驱动电机100的第三相绕组能够与驱动电机100的第一相绕组连接并形成回路。
53.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式中，请参阅图3，图3是本技术实施例公开的再一种电池交流加热电路的结构示意图。如图3所示，本技术实施例的电池交流加热电路还包括第三电池和第四电池，其中，第三电池和第四电池以串联方式连接；
54.驱动电机100的第一相绕组与第三电池和第四电池的中点电性连接。
55.在本可选的实施方式中，通过将驱动电机100的第一相绕组与第三电池和第四电池的中点电性连接，进而能够利用驱动电机100的第一相绕组、第二相绕组向第三电池和第四电池输出交流电流，从而对第三电池和第四电池进行加热。
56.在本技术实施例中，优选地，三相逆变电路控制驱动电机的电流时，可以控制u1u2电池组、u2u3电池组的两个电流的波形相位幅值相同，相位相差180
°
，使得任意时刻通过驱动电机的三相流入电池包的总和电流为零，如此一来，加热电池的电流不会从高压总正、高压总负母线流过，进而可以使得直流高压母线电压没有波动，保持稳定。
57.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式中，电池交流加热电路还包括第三控制继电器，第三控制继电器的一端与驱动电机100的第一相绕组连接，第三控制继电器的另一端与第三电池和第四电池的中点连接，其中，当第三电池和第四电池不需要加热时，第三控制继电器断开。
58.在本可选的实施方式中，通过断开第三控制继电器，进而驱动电机100的第一相绕组、第二相绕组无法向第三电池和第四电池输出交流电流，进而使第三电池和第四电池停止加热。
59.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式中，请参阅图4，图4是本技术实施例公开的又一种电池交流加热电路的结构示意图。如图4所示，电池交流加热电路还包括第五电池和第六电池，其中，第五电池与第六电池通过串联方式连接，驱动电机100的第二相绕组与第五电池和第六电池的中点连接。
60.在本可选的实施方式中，通过将驱动电机100的第二相绕组与第五电池和第六电池的中点连接，进而能够利用驱动电机100的第二相绕向第五电池和第六电池输出交流电流，进而基于交流电流对第五电池和第六电池进行加热。
61.在本可选的实施方式中，优选地，三相逆变电路控制驱动电机的电流时，可控制u1u2电池组、u3u4电池组、u4u5电池组的交流电流相位相差为120
°
，使得任意时刻通过驱动电机的三相流入电池包的总和电流为零，如此一来，加热电池的电流不会从高压总正、高压总负母线流过，进而可以使得直流高压母线电压没有波动，保持稳定。在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式中，电池交流加热电路还包括第四控制继电器，第四控制继电器用于将驱动电机的第一相绕组连接到驱动电机的第三相绕组，或用于将驱动电机的第一相绕组连接到驱动电机的第二相绕组，或用于将驱动电机的第二相绕组连接到驱动电机的第一相绕组。
62.进一步地，电池交流加热电路还包括第五控制继电器，其中，当四控制继电器用于将驱动电机的第一相绕组连接到驱动电机的第三相绕组时，第五控制继电器用于将驱动电机的第二相绕组连接到驱动电机的第三相绕组；当四控制继电器用于将驱动电机的第一相绕组连接到驱动电机的第二相绕组时，第五控制继电器用于将驱动电机的第三相绕组连接
到驱动电机的第二相绕组；当四控制继电器用于将驱动电机的第二相绕组连接到驱动电机的第一相绕时，第五控制继电器用于将驱动电机的第二相绕连接到驱动电机的第一相绕组。
63.进一步地，当第五电池和第六电池不需要加热时，第四控制继电器断开，第五控制继电器闭合。
64.在本技术实施例中，作为一种可选的实施方式中，第一电池u1和第二电池u2构成第一电池u1组，第三电池和第四电池构成第二电池u2组，第五电池和第六电池构成第三电池组，第二电池u2组和第三电池组与第一电池u1组通过并联形式连接；
65.以及，电池交流加热电路还包括主开关和负开关，其中，主开关的一端与第一电池u1组的正极端连接，主开关的另一端与三相逆变电路200连接，负开关的一端与第一电池u1组的负极端连接，负开关的另一端与三相逆变电路200连接。
66.在本可选的实施方式中，通过负开关和主开关，能够控制第一电池u1组、第二电池u2组和第三电池组通过三相逆变电路200向驱动电机100供电或停止向驱动电机100供电，尤其是在故障状态下切断电路让电路停止工作。
67.在可选的实施方式中，负开关和主开关均为继电器。
68.第二方面，本发明提供一种电动车，电动车包括如前述实施方式任一项的电池交流加热电路。
69.本技术第二方面的电动车在静止状态和行驶状态下，均能够实现电池的有效加热。
70.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
71.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
72.再者，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
73.需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
74.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另
一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
75.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。