CN115241576B - 电池加热控制方法及电池加热控制***、电池包 - Google Patents

电池加热控制方法及电池加热控制***、电池包 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电池加热控制方法及电池加热控制***、电池包，该***包括：主控模块及电机电控模块，主控模块分别与电机电控模块、电池的控制端电连接；电机电控模块的输入端、输出端分别与电池的输出端、输入端电连接；主控模块用于在电池满足加热条件时，控制电机电控模块为电池充电时向电池输出的充电电流小于电池放电时由电池向电机电控模块输出的放电电流。可见，本发明能够通过提高电池加热内阻的方式实现电池自加热，有利于提高电池的加热效率。

Description

电池加热控制方法及电池加热控制***、电池包
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池加热控制方法及电池加热控制***、电池包。
背景技术
动力电池（如锂离子电池等）在低温环境下的动力学性能较差，放电容量大幅下降导致低温续航缩水，同时也增加了充电时长，影响客户体验，如影响客户的驾驶体验。
当前，行业内一般采用对电池进行预加热的方式解决电池低温性能差的问题，且目前较为常用的电池加热方法为加热膜加热和PTC液热。其中，加热膜加热的原理是通过电阻的发热直接给电池加热，PTC液热的原理是通过加热冷却液后间接给电池加热。然而，实践发现，无论是加热膜加热还是PTC液热，均存在加热效率低的问题。
可见，提供一种新的电池加热方式以提高电池的加热效率显得尤为重要。
发明内容
本发明提供了一种电池加热控制方法及电池加热控制***、电池包，能够通过提高电池加热内阻的方式实现电池自加热，有利于提高电池的加热效率。
为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种电池加热控制***，所述电池加热控制***包括主控模块以及电机电控模块，其中：
所述电机电控模块的第一输入端用于与电池的第一输出端电连接，所述电机电控模块的第一输出端用于与所述电池的第一输入端电连接；所述主控模块分别与所述电机电控模块的控制端以及所述电池的控制端电连接；
所述主控模块，用于在所述电池满足预先确定出的加热条件时，控制所述电机电控模块为所述电池充电时向所述电池输出的充电电流小于所述电池放电时由所述电池向所述电机电控模块输出的第一放电电流。
本发明第二方面公开了一种电池包，所述电池包括电池本体以及本发明第一方面公开的任一电池加热控制***。
本发明第三方面公开了一种电池加热控制方法，所述方法应用于电池加热控制***包括的主控模块中，所述电池加热控制***还包括电机电控模块，所述主控模块用于实现对电池的加热控制，所述方法包括：
所述主控模块判断所述电池是否满足预先确定出的加热条件，当判断出所述电池满足预先确定出的加热条件时，控制所述电池在正交流电时间段内放电，其中，在所述电池放电时，所述电池向所述电机电控模块输出第一放电电流；
在所述正交流电时间段结束之后的负交流电时间段内，所述主控模块控制所述电机电控模块向所述电池输出充电电流为所述电池充电；其中，所述充电电流小于所述第一放电电流。
本发明第四方面公开了一种电池加热控制***，所述电池加热控制***包括主控模块以及电机电控模块，所述电机电控模块的第一输入端用于与电池的第一输出端电连接，所述电机电控模块的第一输出端用于与所述电池的第一输入端电连接；所述主控模块分别与所述电机电控模块的控制端以及所述电池的控制端电连接；所述主控模块包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第三方面公开的电池加热控制方法中的部分或全部步骤。
本发明第五方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第三方面公开的电池加热控制方法中的部分或全部步骤。
本发明第六方面公开了一种电动汽车，所述电动汽车包括汽车本体以及本发明第二方面公开的电池包。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明能够在实现对电池的加热控制时，控制在电池充电时由电机电控模块向电池输出的充电电流小于电池放电时由电池向电机电控模块输出的放电电流，这样能够使电池处于过放电状态，使得电池内阻增加，实现电池自加热，有利于提高电池的加热效率或者温升效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种电池加热控制***的结构示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种电池加热控制***的结构示意图；
图3是本发明实施例公开的一种电池加热控制方法的流程示意图；
图4是本发明实施例公开的另一种电池加热控制方法的流程示意图；
图5是本发明实施例公开的一种应用于电池加热控制***的主控模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或端没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或端固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明公开了一种电池加热控制方法及电池加热控制***、电池包，能够在实现对电池的加热控制时，控制在电池充电时由电机电控模块向电池输出的充电电流小于电池放电时由电池向电机电控模块输出的放电电流，这样能够使电池处于过放电状态，使得电池内阻增加，实现电池自加热，有利于提高电池的加热效率或者温升效率；此外，还能够将脉冲自加热与分流组件加热耦合设计，在高频脉冲自加热时形成直流放电偏置，将部分脉冲放电能量提供给分流组件为分流组件供电，这样不仅能够在电流和频率不变的情况下进一步提高电池的加热效率，还能够减少脉冲能量的浪费，有利于提高脉冲能量的利用率。以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种电池加热控制***的结构示意图。其中，图1所示的电池加热控制***用于实现对需要加热的电池（如整车电池包）的加热控制，进一步的，需要加热的电池可以为动力电池，如锂离子电池等，本发明实施例不做限定。如图1所示，该电池加热控制***至少包括主控模块101以及电机电控模块102，其中：
电机电控模块102的第一输入端用于与电池103的第一输出端电连接，电机电控模块102的第一输出端用于与电池103的第一输入端电连接；主控模块101分别与电机电控模块102的控制端以及电池103的控制端电连接。
在图1所示的电池加热控制***中，主控模块101用于：
在确定出电池103满足预先确定的加热条件时，控制电机电控模块102为电池103充电时向电池103输出的充电电流小于电池103放电时由电池103向电机电控模块102输出的第一放电电流。
本发明实施例中，需要说明的是：电池103满足预先确定的加热条件可以具体是电池103需要加热，也可以具体是电池103需要加热且电池自身的状态信息能够实现电池自加热，优选为后者。
其中，具体的，控制电机电控模块102为电池103充电时向电池103输出的充电电流小于电池103放电时由电池103向电机电控模块102输出的第一放电电流也即是：控制电机电控模块102为电池103充电时向电池103输出的充电电流的有效值小于电池103放电时由电池103向电机电控模块102输出的第一放电电流的有效值。
本发明实施例中，具体的，在确定出电池103满足加热条件之后，主控模块101可以具体用于：
主控模块101控制电池103在正交流电时间段（如交流电正半周期）内向电机电控模块102输出第一放电电流AD1，在负交流电时间段（如交流电负半周期）内控制电机电控模块102向电池103输出充电电流AC，且充电电流AC小于第一放电电流AD1，也即：充电电流AC的有效值IC小于第一放电电流AD1的的有效值ID1。
其中，在正交流电时间段内，电池103作为电源向电机电控模块102放电，此时，电机电控模块102相当于电感，具有存储电能的作用；在负交流电时间段内，电机电控模块102为电源，其向电池103放电。由于电池103在负交流电时间段内得到的电流小于电池103在正交流电时间段内放出的电流，这样使得电池103处于过放电状态，电池103的内阻增加，以实现自加热。
需要说明的是，主控模块101可以控制电池103在正交流电时间段的整个时间段内或者部分时间段内持续向电机电控模块102输出第一放电电流AD1，也可以控制电池103在正交流电时间段的整个时间段内或者部分时间段内断续向电机电控模块102输出第一放电电流AD1，此外，主控模块101可以控制电机电控模块102在负交流电时间段的整个时间段内或者部分时间段内持续向电池103输出充电电流AC，也可以控制电机电控模块102在负交流电时间段的整个时间段内或者部分时间段内断续向电池103输出充电电流AC，本发明实施例对此不做限定。
可见，实施本发明实施例所描述的电池加热控制***能够在实现对电池的加热控制时，控制在电池充电时由电机电控模块向电池输出的充电电流小于电池放电时由电池向电机电控模块输出的放电电流，这样能够使电池处于过放电状态，使得电池内阻增加，实现电池自加热，有利于提高电池的加热效率或者温升效率。
在一个可选的实施例中，如图2所示，在图1所示的电池加热控制***结构基础上，电机电控模块102的第二输出端用于与分流组件104的输入端电连接。其中，主控模块101，还可以用于在电池103满足预先确定出的加热条件时以及在控制电机电控模块102向电池103输出充电电流时，控制电机电控模块102向分流组件104输出偏置电流。
在该可选的实施例中，电机电控模块102为电池103充电时向分流组件104提供的偏置电流用于为分流组件104所在的回路供电，进一步的，电机电控模块102为电池103充电时向分流组件104提供的偏置电流具体可以用于实现分流组件104的加热。可选的，分流组件104可以是电池103所应用的设备（如车辆）中的具有加热功能的组件，比如可以为PTC加热件、整车空调、整车座椅加热件等等。
在该可选的实施例中，在负交流电时间段内，主控模块101控制电机电控模块102向分流组件104输出偏置电流AB，可选的，该偏置电流AB的有效值IB可以等于第一放电电流AD1的的有效值ID1与充电电流AC的有效值IC的差值。
可见，该可选的实施例还能够将脉冲自加热与分流组件加热耦合设计，在高频脉冲自加热时形成直流放电偏置，将部分脉冲放电能量提供给分流组件为分流组件供电，这样不仅能够在电流和频率不变的情况下进一步提高电池的加热效率，还能够减少脉冲能量的浪费，有利于提高脉冲能量的利用率。
在另一个可选的实施例中，如图2所示，电池加热控制***还可以进一步包括数据采集模块105。在图2所示的电池加热控制***中，数据采集模块105的控制端与主控模块101电连接，且数据采集模块105的数据采集端用于与电池103电连接，其中：
数据采集模块105，用于采集电池103的当前状态信息并将当前状态信息提供给主控模块101；
主控模块101，还用于接收数据采集模块105上报的当前状态信息，并根据当前状态信息判断电池是否满足预先确定出的加热条件，且当根据当前状态信息判断出电池满足预先确定出的加热条件时，对电池103执行相应的加热控制操作。
需要说明的是，在实际应用中，数据采集模块105能够定时或者不定时的自动采集电池103的状态信息，也可以根据相关人员触发的采集指令执行电池对应的状态信息采集操作，本发明实施例对此不做限定。
可见，该可选的实施例所描述的电池加热控制***包括的数据采集模块105能够实现电池加热需求判断参数的智能化采集与判断，有利于提高对电池是否满足加热条件的判断效率，进而有利于在电池需要加热时实现对电池加热的及时性。
在该可选的实施例中，进一步可选的，上述当前状态信息至少可以包括电池103的当前温度信息。其中，主控模块101根据当前状态信息判断电池103是否满足预先确定出的加热条件的具体方式可以包括：
主控模块101判断当前温度信息所对应的温度值是否低于预先确定出的温度阈值，当判断结果为是时，确定电池103满足预先确定出的加热条件。
可选的，预先确定出的温度阈值可以是预先设置好的默认温度值，也可以是根据电池所应用的当前设备（如新能源车辆、混动车辆等）的工作状态、电池所应用的当前设备所处的当前场景以及电池所应用的当前设备所处场景的当前环境温度等中的至少一种确定出的，本发明实施例对此不做限定。
可见，该可选的实施例能够根据电池的温度值实现对电池是否满足加热条件的判断，有利于提高判断效率及判断准确性。
在该可选的实施例中，又进一步可选的，上述当前状态信息还包括电池103的当前剩余电量信息，如电池103的SOC（State of Charge，荷电状态）信息。其中，主控模块101根据当前状态信息判断电池103是否满足预先确定出的加热条件的具体方式还可以包括：
当判断出上述当前温度信息所对应的温度值低于上述温度阈值时，主控模块101判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，当判断出当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足电量条件时，触发上述的确定电池103满足预先确定出的加热条件的操作；或者，
当判断出当前温度信息所对应的温度值低于温度阈值时，主控模块101判断当前是否存在其它电源为电池103充电，当判断出存在其它电源为电池103充电时，触发上述的确定电池103满足预先确定出的加热条件的操作；或者，
当判断出当前温度信息所对应的温度值低于温度阈值时，主控模块101判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，当判断出当前剩余电量信息所对应的剩余电量不满足电量条件时，判断当前是否存在其它电源为电池103充电，当判断出存在其它电源为电池103充电时，触发上述的确定电池103满足预先确定出的加热条件的操作。
进一步可选的，主控模块101判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件的具体方式可以包括：
主控模块101判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否处于预先确定出的剩余电量范围内，当判断结果为是时，确定当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足预先设定的电量条件；或者，
主控模块101计算当前剩余电量信息所对应的剩余电量的续航时长，并判断该续航时长是否处于预先确定出的续航时长范围内，当判断出剩余电量的续航时长处于预先确定出的续航时长范围内时，确定当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足预先设定的电量条件；或者，
主控模块101判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否处于预先确定出的剩余电量范围内，当判断结果为是时，计算当前剩余电量信息所对应的剩余电量的续航时长，并判断该续航时长是否处于预先确定出的续航时长范围内，当判断出剩余电量的续航时长处于预先确定出的续航时长范围内时，确定当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足预先设定的电量条件。
需要特别说明的是：本发明实施例中实现电池103自加热的前提条件是使电池103处于过放电状态，也即：控制电池的放电电流大于电池103的充电电流。因此，在对电池103是否满足加热条件进行判断时，除了考虑电池103本身的温度值之外，还可以进一步考虑电池103的当前剩余电量信息和/或当前是否存在其它电源为电池充电。
可见，该可选的实施例能够在根据电池103的当前温度值初步判断出电池103需要加热的基础上可以进一步结合电池的当前剩余电量信息和/或当前是否存在其它电源为电池充电实现电池是否满足加热条件的精确化判断，有利于进一步提高电池是否满足加热条件的判断准确性，进而有利于提高对电池进行自加热控制的准确性。
在又一个可选的实施例中，主控模块101，还可以用于：
在对电池103加热的过程中，接收数据采集模块105采集到的电池103的实时状态信息，并根据实时状态信息判断实时条件是否满足偏置电流调整条件，当判断结果为是时，控制电机电控模块102调整其为电池103充电时向分流组件104提供的偏置电流；其中，数据采集模块105采集到的电池103的实时状态信息至少包括电池103的实时温度信息，进一步的，还可以包括电池的103的实时剩余电量信息。
本发明实施例中，电机电控模块102调整其为电池103充电时向分流组件104提供的偏置电流可以具体是根据不同的加热需求实现对偏置电流大小的调整。可选的，加热需求可以是目标加热温度需求和/或温升效率需求，本发明实施例不做限定。
需要说明的是，数据采集模块105采集到的电池103的实时状态信息可以是在某一时刻采集到的电池103的实时状态信息，还可以是在某一时间段内采集到的电池103的实时状态信息。若数据采集模块105在某一时间段内采集电池103的实时状态信息，则采集到的实时状态信息可以具体是电池的状态信息变化情况。此外，在电池103的自加热过程中，数据采集模块105可以定时或者不定时的采集电池103的实时状态信息。
可见，该可选的实施例还能够在控制电池103自加热的过程中通过数据采集模块105采集到的电池103的实时状态信息实现对电池103自加热过程的动态控制，有利于减少电池过热或电池温升效率低的情况发生，不仅实现了对电池103自加热的动态控制，还能够提高对电池103自加热动态控制的准确性。
在又一个可选的实施例中，偏置电流的有效值与电池103在放电时输出的总放电电流的有效值的比值范围为0.05~0.5。
进一步可选的，电池103在放电时输出的总放电电流的有效值为200~350A。
进一步可选的，在电池103自加热时，电池103的交流电频率范围为200~1500Hz。
可见，该可选的实施例能够设定电池103自加热时的控制参数，实现了对电池103自加热的精准化控制，有利于减少电池103过加热的情况发生，在实现电池103自加热的同时提高了电池103自加热的可靠性。
在又一个可选的实施例中，主控模块101，还可以用于在电池103放电时控制电池103向分流组件104输出第二放电电流，这样在电池103放电时，同时实现了电机电控模块102的储能以及对分流组件104的供电。
此时，电池103在放电时输出的总放电电流包括电池103放电时由电池103流向电机电控模块102的第一放电电流以及由电池103流向分流组件104的第二放电电流，也即：电池103在放电时输出的总放电电流AD的有效值ID等于电池103放电时由电池103流向电机电控模块102的第一放电电流AD1的有效值ID1与由电池103流向分流组件104的第二放电电流AD2的有效值ID2的和值。
其中，由电池103流向分流组件104的第二放电电流AD2的有效值ID2可以为零，这样在电池103放电时实现了电机电控模块102储能的最大化。
在又一个可选的实施例中，在分流组件104之前还可以设置有整流元件，以便将向分流组件104提供的电流调整为分流组件104所需的电流形态。进一步可选的，电池加热控制***可以包括整流元件（图1、图2中未示出）。
在又一个可选的实施例中，主控模块101还可以与分流组件104的控制端电连接，这样可以通过主控模块101实现对分流组件104的控制，无需再设计其它控制模块，有利于减少电池加热控制***的复杂度，降低电池加热控制***的成本。
在又一个可选的实施例中，分流组件104的输出端可以与电机电控模块102电连接，这样能够在电机电控模块102或者电池103向分流组件输出电流时便于分流组件104形成通电回路，进而保证了脉冲能量的合理利用。需要特别说明的是，若分流组件104内部能够形成通电回路，则分流组件104的输出端无需与其它模块电连接。
可见，图2所描述的电池加热控制***还能够将脉冲自加热与分流组件加热耦合设计，在高频脉冲自加热时形成直流放电偏置，将部分脉冲放电能量提供给分流组件为分流组件供电，这样不仅能够在电流和频率不变的情况下进一步提高电池的加热效率，还能够减少脉冲能量的浪费，有利于提高脉冲能量的利用率；此外，还能够实现电池加热需求判断参数的智能化采集与判断，有利于提高对电池是否满足加热条件的判断效率，进而有利于在电池需要加热时实现对电池加热的及时性；此外，还能够根据电池的温度值实现对电池是否满足加热条件的判断，有利于提高判断效率及判断准确性；此外，还能够在根据电池103的当前温度值初步判断出电池103需要加热的基础上可以进一步结合电池的当前剩余电量信息实现电池是否满足加热条件的精确化判断，有利于进一步提高电池是否满足加热条件的判断准确性，进而有利于提高对电池进行自加热控制的准确性；此外，还能够在控制电池103自加热的过程中通过数据采集模块105采集到的电池103的实时状态信息实现对电池103自加热过程的动态控制，有利于减少电池过热或电池温升效率低的情况发生，不仅实现了对电池103自加热的动态控制，还能够提高对电池103自加热动态控制的准确性；此外，还能够设定电池103自加热时的控制参数，实现了对电池103自加热的精准化控制，有利于减少电池103过加热的情况发生，在实现电池103自加热的同时提高了电池103自加热的可靠性。
实施例二
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种电池加热控制方法的流程示意图。其中，图3所描述的方法可以应用于电池加热控制***包括的主控模块中，电池加热控制***还包括电机电控模块，且主控模块用于实现对电池的加热控制，进一步的，需要加热的电池可以为动力电池，如锂离子电池等，本发明实施例不做限定。如图3所示，该方法可以包括以下操作：
201、主控模块判断电池是否满足预先确定出的加热条件，当步骤201的判断结果为是时，可以触发执行步骤202。
本发明实施例中，当步骤201的判断结果为否时，可以结束本次流程，也可以继续触发执行步骤201，本发明实施例不做限定。
本发明实施例中，需要说明的是：电池满足预先确定的加热条件可以具体是电池需要加热，也可以具体是电池需要加热且电池自身的状态信息能够实现电池自加热，优选为后者。
202、当判断出电池满足预先确定出的加热条件时，主控模块控制电池在正交流电时间段内放电，其中，在电池放电时，电池向电机电控模块输出第一放电电流。
203、在正交流电时间段结束之后的负交流电时间段内，主控模块控制电机电控模块向电池输出充电电流为电池充电，其中，电机电控模块向电池输出的充电电流小于第一放电电流。
本发明实施例中，电机电控模块向电池输出的充电电流小于第一放电电流具体是电机电控模块为电池充电时向电池输出的充电电流的有效值小于电池放电时由电池向电机电控模块输出的第一放电电流的有效值。
在一个可选的实施例中，在电池满足预先确定出的加热条件时以及在控制电机电控模块向电池输出充电电流时，主控模块还可以控制电机电控模块向与电机电控模块电连接的分流组件输出偏置电流。
可选的，分流组件可以是电池所应用的设备（如车辆）中的具有加热功能的组件，比如可以为PTC加热件、整车空调、整车座椅加热件等等。
需要说明的是，上述正交流电时间段可以是交流电正半周期，上述负交流电时间段可以是交流电负半周期。
可选的，主控模块还可以与分流组件的控制端电连接，这样可以通过主控模块实现对分流组件的控制，无需再设计其它控制模块，有利于减少电池加热控制***的复杂度，降低电池加热控制***的成本。
可选的，分流组件的输出端可以与电机电控模块电连接，这样能够在电机电控模块或者电池向分流组件输出电流时便于分流组件形成通电回路，进而保证了脉冲能量的合理利用。需要特别说明的是，若分流组件内部能够形成通电回路，则分流组件的输出端无需与其它模块电连接。
可见，在图3所描述的方法中，在正交流电时间段内，电池作为电源向电机电控模块放电，此时，电机电控模块相当于电感，具有存储电能的作用；在负交流电时间段内，电机电控模块为电源，其向电池放电；由于电池在负交流电时间段内得到的电流小于电池在正交流电时间段内放出的电流，这样使得电池处于过放电状态，电池的内阻增加，以实现电池自加热，有利于提高电池的加热效率或者温升效率；此外，还能够将脉冲自加热与分流组件加热耦合设计，在高频脉冲自加热时形成直流放电偏置，将部分脉冲放电能量提供给分流组件为分流组件供电，这样不仅能够在电流和频率不变的情况下进一步提高电池的加热效率，还能够减少脉冲能量的浪费，有利于提高脉冲能量的利用率。
实施例三
请参阅图4，图4是本发明实施例公开的另一种电池加热控制方法的流程示意图。其中，图4所描述的方法可以应用于电池加热控制***包括的主控模块中，电池加热控制***还包括电机电控模块、数据采集模块，数据采集模块的控制端与主控模块电连接，数据采集模块的数据采集端用于与电池电连接，且主控模块用于实现对电池的加热控制，进一步的，需要加热的电池可以为动力电池，如锂离子电池等，本发明实施例不做限定。如图4所示，该方法可以包括以下操作：
301、主控模块接收数据采集模块上报的电池的当前状态信息。
302、主控模块根据当前状态信息判断电池满足预先确定出的加热条件，当步骤302的判断结果为是时，可以触发执行步骤303。
本发明实施例中，当步骤302的判断结果为否时，可以结束本次流程，也可以继续触发执行步骤301，本发明实施例不做限定。
303、当判断出电池满足预先确定出的加热条件时，主控模块控制电池在正交流电时间段内放电，其中，在电池放电时，电池向电机电控模块输出第一放电电流。
304、在正交流电时间段结束之后的负交流电时间段内，主控模块控制电机电控模块向电池输出充电电流为电池充电并控制电机电控模块在为电池充电时向与电机电控模块电连接的分流组件输出偏置电流，其中，电机电控模块向电池输出的充电电流小于第一放电电流。
其中，偏置电流的有效值等于第一放电电流的有效值与充电电流的有效值的差值。
可见，实施图4所描述的方法能够在实现对电池的加热控制时，控制在电池充电时由电机电控模块向电池输出的充电电流小于电池放电时由电池向电机电控模块输出的放电电流，这样能够使电池处于过放电状态，使得电池内阻增加，实现电池自加热，有利于提高电池的加热效率或者温升效率；此外，还能够将脉冲自加热与分流组件加热耦合设计，在高频脉冲自加热时形成直流放电偏置，将部分脉冲放电能量提供给分流组件为分流组件供电，这样不仅能够在电流和频率不变的情况下进一步提高电池的加热效率，还能够减少脉冲能量的浪费，有利于提高脉冲能量的利用率。此外，还能够实现电池加热需求判断参数的智能化采集与判断，有利于提高对电池是否满足加热条件的判断效率，进而有利于在电池需要加热时实现对电池加热的及时性。
在一个可选的实施例中，如图4所示，该方法还可以包括以下操作：
305、在对电池加热的过程中，主控模块接收数据采集模块采集到的电池的实时状态信息，并根据实时状态信息判断实时条件是否满足偏置电流调整条件。
306、当判断出实时条件满足偏置电流调整条件时，控制电机电控模块调整其为电池充电时向分流组件提供的偏置电流。
其中，实时状态信息至少包括电池的实时温度信息，进一步的，还可以包括电池的实时剩余电量信息。
本发明实施例中，电机电控模块调整其为电池充电时向分流组件提供的偏置电流可以具体是根据不同的加热需求实现对偏置电流大小的调整。可选的，加热需求可以是目标加热温度需求和/或温升效率需求，本发明实施例不做限定。
需要说明的是，数据采集模块采集到的电池的实时状态信息可以是在某一时刻采集到的电池的实时状态信息，还可以是在某一时间段内采集到的电池的实时状态信息。若数据采集模块在某一时间段内采集电池的实时状态信息，则采集到的实时状态信息可以具体是电池的状态信息变化情况。此外，在电池的自加热过程中，数据采集模块可以定时或者不定时的采集电池的实时状态信息。
可见，实施图4所描述的方法还能够在控制电池自加热的过程中通过数据采集模块采集到的电池的实时状态信息实现对电池自加热过程的动态控制，有利于减少电池过热或电池温升效率低的情况发生，不仅实现了对电池自加热的动态控制，还能够提高对电池自加热动态控制的准确性。
在另一个可选的实施例中，上述当前状态信息至少包括电池的当前温度信息。其中，主控模块根据当前状态信息判断电池是否满足预先确定出的加热条件，可以包括：
主控模块判断当前温度信息所对应的温度值是否低于预先确定出的温度阈值，当判断结果为是时，确定电池满足预先确定出的加热条件。
可见，该可选的实施例还能够根据电池的温度值实现对电池是否满足加热条件的判断，有利于提高判断效率及判断准确性。
在该可选的实施例中，进一步可选的，上述当前状态信息还可以包括电池的当前剩余电量信息。其中，主控模块根据当前状态信息判断电池是否满足预先确定出的加热条件，还包括：
当判断出当前温度信息所对应的温度值低于温度阈值时，主控模块判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，当判断出当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足电量条件时，触发上述的确定电池满足预先确定出的加热条件的操作；或者，
当判断出当前温度信息所对应的温度值低于温度阈值时，主控模块判断当前是否存在其它电源为电池充电，当判断出存在其它电源为电池充电时，触发上述的确定电池满足预先确定出的加热条件的操作；或者，
当判断出当前温度信息所对应的温度值低于温度阈值时，主控模块判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，当判断出当前剩余电量信息所对应的剩余电量不满足电量条件时，判断当前是否存在其它电源为电池充电，当判断出存在其它电源为电池充电时，触发上述的确定电池满足预先确定出的加热条件的操作。
又进一步可选的，主控模块判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，可以包括：
主控模块判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否处于预先确定出的剩余电量范围内，当判断结果为是时，确定当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足预先设定的电量条件；或者，
主控模块计算当前剩余电量信息所对应的剩余电量的续航时长，并判断该续航时长是否处于预先确定出的续航时长范围内，当判断出剩余电量的续航时长处于预先确定出的续航时长范围内时，确定当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足预先设定的电量条件；或者，
主控模块判断当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否处于预先确定出的剩余电量范围内，当判断结果为是时，计算当前剩余电量信息所对应的剩余电量的续航时长，并判断该续航时长是否处于预先确定出的续航时长范围内，当判断出剩余电量的续航时长处于预先确定出的续航时长范围内时，确定当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足预先设定的电量条件。
需要特别说明的是：本发明实施例中实现电池自加热的前提条件是使电池处于过放电状态，也即：控制电池的放电电流大于电池的充电电流。因此，在对电池是否满足加热条件进行判断时，除了考虑电池本身的温度值之外，还可以进一步考虑电池的当前剩余电量信息和/或当前是否存在其它电源为电池充电。
可见，该可选的实施例能够在根据电池的当前温度值初步判断出电池需要加热的基础上可以进一步结合电池的当前剩余电量信息和/或当前是否存在其它电源为电池充电实现电池是否满足加热条件的精确化判断，有利于进一步提高电池是否满足加热条件的判断准确性，进而有利于提高对电池进行自加热控制的准确性。
在又一个可选的实施例中，偏置电流的有效值与电池在放电时输出的总放电电流的有效值的比值范围为0.05~0.5。
进一步可选的，电池在放电时输出的总放电电流的有效值为200~350A。
进一步可选的，在电池自加热时，电池的交流电频率范围为200~1500Hz。
可见，该可选的实施例能够设定电池自加热时的控制参数，实现了对电池自加热的精准化控制，有利于减少电池过加热的情况发生，在实现电池自加热的同时提高了电池自加热的可靠性。
在又一个可选的实施例中，该方法还可以包括以下操作：
主控模块在电池放电时控制电池向分流组件输出第二放电电流，这样在电池放电时，同时实现了电机电控模块的储能以及对分流组件的供电。
此时，电池在放电时输出的总放电电流包括电池放电时由电池流向电机电控模块的第一放电电流以及由电池流向分流组件的第二放电电流，也即：电池在放电时输出的总放电电流AD的有效值ID等于电池放电时由电池流向电机电控模块102的第一放电电流AD1的有效值ID1与由电池流向分流组件的第二放电电流AD2的有效值ID2的和值。
其中，由电池流向分流组件的第二放电电流AD2的有效值ID2可以为零，这样在电池放电时实现了电机电控模块储能的最大化。
在又一个可选的实施例中，在分流组件之前还可以设置有整流元件，以便将向分流组件提供的电流调整为分流组件所需的电流形态。进一步可选的，该整流元件可以包括在电池加热控制***中。
需要说明的是，采用现有技术中加热膜加热和PTC液热的方式时的加热效率通常为0.5℃/min，而通过本发明所描述的上述电池加热控制***、上述电池加热控制方法能够大幅提高电池的加热效率，如能够实现2~4℃/min的温升目标。此外，在电池自加热时，相较于不向分流组件提供偏置电流而言，向分流组件提供偏置电流能够进一步提高加热效率，其中，相关的实验数据如下：
脉冲电流 （A） 偏置电流 （A） 频率 （Hz） 电池初始温度（℃） 加热结束温度（℃） 加热时间（min） 平均温升速率（℃/min）
260 0 500 -30 0 15 2
260 50 500 -30 0 10 4
实施例四
请参阅图5，图5是本发明实施例公开的一种应用于电池加热控制***的主控模块的结构示意图。其中，电池加热控制***还包括电机电控模块，进一步还可以包括数据采集模块，数据采集模块的控制端与主控模块电连接，数据采集模块的数据采集端用于与电池电连接，且主控模块用于实现对电池的加热控制，进一步的，需要加热的电池可以为动力电池，如锂离子电池等，本发明实施例不做限定。如图5所示，该主控模块可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器401；
与存储器401耦合的处理器402；
处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，执行本发明实施例实施例二或实施例三所描述的电池加热控制方法中的部分或全部步骤。
实施例五
本发明实施例公开了一种电池或者电池包，该电池或者电池包可以包括电池本体以及电池加热控制***，其中，该电池加热控制***可以具体为实施例一所描述的任一电池加热控制***。
实施例六
本发明实施例公开了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机指令，该计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例实施例二或实施例三所描述的电池加热控制方法中的部分或全部步骤。
实施例七
本发明实施例公开了一种电动汽车，该电动汽车可以包括汽车本体以及本发明实施例五所描述的电池包或电池。
实施例八
本发明实施例公开了一种用电设备，该用电设备可以包括设备本体以及本发明实施例五所描述的电池包或电池。
以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存储器（Random Access Memory，RAM）、可编程只读存储器（Programmable Read-only Memory，PROM）、可擦除可编程只读存储器（ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM）、一次可编程只读存储器（One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM）、电子抹除式可复写只读存储器（Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）、只读光盘（CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM）或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种单电池加热控制方法及电池加热控制***、电池包所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项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；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种电池加热控制***，其特征在于，所述电池加热控制***包括主控模块以及电机电控模块，其中：
所述电机电控模块的第一输入端用于与电池的第一输出端电连接，所述电机电控模块的第一输出端用于与所述电池的第一输入端电连接；所述主控模块分别与所述电机电控模块的控制端以及所述电池的控制端电连接；
所述主控模块，用于在所述电池满足预先确定出的加热条件时，控制所述电机电控模块为所述电池充电时向所述电池输出的充电电流小于所述电池放电时由所述电池向所述电机电控模块输出的第一放电电流；
其中，在确定出所述电池满足所述加热条件之后，所述主控模块具体用于：控制所述电池在正交流电时间段内向所述电机电控模块输出所述第一放电电流，在负交流电时间段内控制所述电机电控模块向所述电池输出所述充电电流，且所述充电电流小于所述第一放电电流；
以及，所述电机电控模块的第二输出端用于与分流组件的输入端电连接；且所述主控模块，还用于在所述电池满足预先确定出的所述加热条件时以及在控制所述电机电控模块向所述电池输出所述充电电流时，控制所述电机电控模块向所述分流组件输出偏置电流。
2.根据权利要求1所述的电池加热控制***，其特征在于，所述电池加热控制***还包括数据采集模块；
所述数据采集模块的控制端与所述主控模块电连接，所述数据采集模块的数据采集端用于与所述电池电连接；
其中，所述数据采集模块，用于采集所述电池的当前状态信息并将所述当前状态信息提供给所述主控模块；
所述主控模块，还用于接收所述数据采集模块上报的所述当前状态信息，并根据所述当前状态信息判断所述电池是否满足预先确定出的加热条件。
3.根据权利要求2所述的电池加热控制***，其特征在于，所述主控模块，还用于在对所述电池加热的过程中，接收所述数据采集模块采集到的所述电池的实时状态信息，并根据所述实时状态信息判断实时条件是否满足偏置电流调整条件，当判断结果为是时，控制所述电机电控模块调整其为所述电池充电时向所述分流组件提供的所述偏置电流；其中，所述实时状态信息至少包括所述电池的实时温度信息。
4.根据权利要求2所述的电池加热控制***，其特征在于，所述当前状态信息至少包括所述电池的当前温度信息；
所述主控模块根据所述当前状态信息判断所述电池是否满足预先确定出的加热条件的具体方式包括：
所述主控模块判断所述当前温度信息所对应的温度值是否低于预先确定出的温度阈值，当判断结果为是时，确定所述电池满足预先确定出的加热条件。
5.根据权利要求4所述的电池加热控制***，其特征在于，所述当前状态信息还包括所述电池的当前剩余电量信息；
其中，所述主控模块根据所述当前状态信息判断所述电池是否需要加热的具体方式还包括：
当判断出所述当前温度信息所对应的温度值低于所述温度阈值时，所述主控模块判断所述当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，当判断出所述当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足所述电量条件时，触发所述的确定所述电池满足预先确定出的加热条件的操作；或者，
当判断出所述当前温度信息所对应的温度值低于所述温度阈值时，所述主控模块判断当前是否存在其它电源为所述电池充电，当判断出存在所述其它电源为所述电池充电时，触发所述的确定所述电池满足预先确定出的加热条件的操作；或者，
当判断出所述当前温度信息所对应的温度值低于所述温度阈值时，所述主控模块判断所述当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，当判断出所述当前剩余电量信息所对应的剩余电量不满足所述电量条件时，判断当前是否存在其它电源为所述电池充电，当判断出存在所述其它电源为所述电池充电时，触发所述的确定所述电池满足预先确定出的加热条件的操作。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池加热控制***，其特征在于，所述偏置电流的有效值与所述电池在放电时输出的总放电电流的有效值的比值范围为0.05~0.5；
其中，所述总放电电流的有效值范围为200~350A。
7.根据权利要求1-5任一项所述的电池加热控制***，其特征在于，所述主控模块，还用于在所述电池放电时控制所述电池向所述分流组件输出第二放电电流；
其中，所述电池在放电时输出的总放电电流的有效值等于所述第一放电电流的有效值与所述第二放电电流的有效值之和；
以及，所述偏置电流的有效值等于所述第一放电电流的有效值与所述充电电流的有效值的差值。
8.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括电池本体以及如权利要求1-7任一项所述的电池加热控制***。
9.一种电池加热控制方法，其特征在于，所述方法应用于电池加热控制***包括的主控模块中，所述电池加热控制***还包括电机电控模块，所述主控模块用于实现对电池的加热控制，所述方法包括：
所述主控模块判断所述电池是否满足预先确定出的加热条件，当判断出所述电池满足预先确定出的所述加热条件时，控制所述电池在正交流电时间段内放电，其中，在所述电池放电时，所述电池向所述电机电控模块输出第一放电电流；
在所述正交流电时间段结束之后的负交流电时间段内，所述主控模块控制所述电机电控模块向所述电池输出充电电流为所述电池充电，其中，所述充电电流小于所述第一放电电流；
以及，所述方法还包括：
在所述电池满足预先确定出的所述加热条件时以及在控制所述电机电控模块向所述电池输出所述充电电流时，所述主控模块控制所述电机电控模块向与所述电机电控模块电连接的分流组件输出偏置电流。
10.根据权利要求9所述的电池加热控制方法，其特征在于，所述电池加热控制***还包括数据采集模块；
所述数据采集模块的控制端与所述主控模块电连接，所述数据采集模块的数据采集端用于与所述电池电连接；
其中，所述方法还包括：
所述主控模块接收所述数据采集模块上报的所述电池的当前状态信息；
以及，所述主控模块判断所述电池是否满足预先确定出的加热条件，包括：
所述主控模块根据所述当前状态信息判断所述电池满足预先确定出的加热条件。
11.根据权利要求10所述的电池加热控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在对所述电池加热的过程中，所述主控模块接收所述数据采集模块采集到的所述电池的实时状态信息，并根据所述实时状态信息判断实时条件是否满足偏置电流调整条件，当判断结果为是时，控制所述电机电控模块调整其为所述电池充电时向所述分流组件提供的所述偏置电流；其中，所述实时状态信息至少包括所述电池的实时温度信息。
12.根据权利要求10所述的电池加热控制方法，其特征在于，所述当前状态信息至少包括所述电池的当前温度信息；
所述主控模块根据所述当前状态信息判断所述电池是否满足预先确定出的加热条件，包括：
所述主控模块判断所述当前温度信息所对应的温度值是否低于预先确定出的温度阈值，当判断结果为是时，确定所述电池满足预先确定出的加热条件。
13.根据权利要求12所述的电池加热控制方法，其特征在于，所述当前状态信息还包括所述电池的当前剩余电量信息；
其中，所述主控模块根据所述当前状态信息判断所述电池是否满足预先确定出的加热条件，还包括：
当判断出所述当前温度信息所对应的温度值低于所述温度阈值时，所述主控模块判断所述当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，当判断出所述当前剩余电量信息所对应的剩余电量满足所述电量条件时，触发所述的确定所述电池满足预先确定出的加热条件的操作；或者，
当判断出所述当前温度信息所对应的温度值低于所述温度阈值时，所述主控模块判断当前是否存在其它电源为所述电池充电，当判断出存在所述其它电源为所述电池充电时，触发所述的确定所述电池满足预先确定出的加热条件的操作；或者，
当判断出所述当前温度信息所对应的温度值低于所述温度阈值时，所述主控模块判断所述当前剩余电量信息所对应的剩余电量是否满足预先确定出的电量条件，当判断出所述当前剩余电量信息所对应的剩余电量不满足所述电量条件时，判断当前是否存在其它电源为所述电池充电，当判断出存在所述其它电源为所述电池充电时，触发所述的确定所述电池满足预先确定出的加热条件的操作。
14.根据权利要求9-13任一项所述的电池加热控制方法，其特征在于，所述偏置电流的有效值与所述电池在放电时输出的总放电电流的有效值的比值范围为0.05~0.5；
其中，所述总放电电流的有效值范围为200~350A。
15.根据权利要求9-13任一项所述的电池加热控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在控制所述电池放电时，所述主控模块控制所述电池向所述分流组件输出第二放电电流；
其中，所述电池在放电时输出的总放电电流的有效值等于所述第一放电电流的有效值与所述第二放电电流的有效值之和；
以及，所述偏置电流的有效值等于所述第一放电电流的有效值与所述充电电流的有效值的差值。
16.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求9-15任一项所述的电池加热控制方法。
17.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括汽车本体以及如权利要求8所述的电池包。
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