一种电动车辆动力系统复合加热装置和控制方法制造方法及图纸

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。本发明专利技术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。延长电池寿命。延长电池寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种电动车辆动力系统复合加热装置和控制方法


[0001]本申请涉及电动车辆动力系统热管理
，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。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，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。
[0004]本专利技术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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]本专利技术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。
[0008]进一步地，在步骤S2中，根据车辆状态，通过母线电容调节电路的电容调节控制开关控制接入的调节电容数量，对母线电容的容值调节；在行驶状态下，母线电容调节电路接入三个调节电容；在待机状态或充电状态下，母线电容调节电路仅接入一个调节电容。
[0009]进一步地，在步骤S2中，逆变电路的高频开关管和外置加热模块的外置加热高频开关管通过高频通断的方式，完成对动力电池模组的充放电，逆变电路的高频开关管和外置加热模块的外置加热高频开关的通断频率大于安全频率，所述安全频率既能保证动力电池模组在低温下充放电时不影响动力电池模组的使用安全与使用寿命，还能保证动力电池模组的加热速率满足车辆的运营需求。
[0010]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术通过对动力电池模组进行充放电，利用动力电池模组进行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，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；既保障了车辆安全，不影响车辆正常行驶，又满足车辆动力系统的加热需求，提高了加热效率；（2）三条支路的调节电容可等效为母线电容，在对动力电池模组进行充放电的过程中，根据不同的加热模式，对母线电容的容值进行调节；在行驶状态下，母线电容调节电路接入三个调节电容；在待机状态或充电状态下，母线电容调节电路仅接入一个调节电容，可有效提高加热效率和车辆运营效率；（3）本专利技术控制逆变电路的高频开关管和外置加热模块的外置加热高频开关的通断频率大于安全频率，在安全频率下既能使得动力电池模组在低温下充放电时不影响动力电池模组的使用安全与使用寿命，还能使动力电池模组的加热速率满足车辆的运营需求，从而保证整车系统安全运行。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。
[0012]图1为本专利技术实施例的电路原理图；图2为本专利技术实施例在行驶状态下动力电池模组的放电过程；
图3为本专利技术实施例在行驶状态下动力电池模组的充电过程；图4为本专利技术实施例在待机状态或充电状态下动力电池模组的放电过程；图5为本专利技术实施例在待机状态或充电状态下动力电池模组的充电过程；图6为本专利技术实施例复合加热方法的流程图。
具体实施方式
[0013]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例的限制。
[0014]除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所述领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，
ꢀ“
一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
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连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
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上”、
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左”、
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右”等仅用于表示相对位置关系，当被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动车辆动力系统复合加热装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种电动车辆动力系统复合加热装置，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的一种电动车辆动力系统复合加热装置，其特征在于，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。4.一种电动车辆动力系统复合加热方法，其特征在于，使用如权利要求1~3任一权利要求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...

【专利技术属性】
技术研发人员：游祥龙，陈子涵，游肖文，邵玉龙，赵宇斌，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：