一种增程式车辆电池加热方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及车辆热管理，尤其涉及一种增程式车辆电池加热方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、在极低温时动力电池内阻远大于常温(常温几十毫欧，零下二十以下能达到几百毫欧)，开路电压在极低温时也小于常温，就会导致动力电池输出电压在极低温时远远小于常温，因此需要对动力电池进行有效的低温加热措施，保证动力电池组工作在合适的温度区间，进而充分发挥动力电池组的充放电能力；对于增程式电动汽车来说，除了使用正温度系数(ptc)给动力电池加热外，还可以使用电机、电机控制器、发动机等发热部件的预热给动力电池加热利用增程器发电对动力电池充电和利用增程器对电池进行放电，利用充放电的过程对电池进行加热。但存在的问题是通过ptc或发动机高怠速暖机这种外部加热形式加热速率慢加热效率不高；而通过对电池进行充电放电加热，需要动力电池有一定的充电功率和放电功率，在极低温电池容量减少，充电功率和放电功率均受限于电池输出电压限制，从而导致动力电池需要很长时间加热到合适温度区间。

2、此外，还有一种加热方式是利用低温电池内阻大的特性通过在电池两端增加高频脉冲电流利用电池内阻产生热量，电动汽车电机系统与动力电池两端相连，电机有电感特性且电机控制器内部三相igbt有高频通断特性，于是利用电驱系统作为脉冲加热载体成为可能，但存在的问题是当永磁同步电机三相定子通入交流电后会产生感应磁场，该感应磁场作用在转子上面就会产生扭矩这就导致车辆产生非预期的驱动扭矩或在加热结束时产生可感知的抖动影响整车安全和驾驶体验，并且由于脉冲加热时电机处于自然堵转状态，定子三相电流形成的旋转气隙磁场和不动的永磁转子之间就会产生涡流，且由于永磁材料的电导率普遍偏高导致涡流损耗变高，导致转子永磁体发热严重，可能会导致电池还没被加热到预设温度，作为加热载体电机的永磁转子已经过热退磁；且因为电池脉冲加热时电机转子停转，定子产生的旋转磁场在带有凸极性的转子磁导作用下产生电压畸变，带来明显的电磁噪声，很容易被人感知到产生不适感。

3、因此，如何在低温环境下，对动力电池进行有效低温加热，并且降低噪声，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明主要目的在于提供一种增程式车辆电池加热方法、装置、设备及存储介质，

2、能够提升电池加热速率，极大的减少了三相电流形成的旋转气隙磁场和不动的永磁转子之间产生的涡流，避免出现涡流导致电机转子永磁体过热退磁，并且可以显著减少电磁噪声，同时保证电池加热过程中车辆的安全性。

3、第一方面，本技术提供了一种增程式车辆电池加热方法，其中该方法包括步骤：

4、基于电池输出电压计算的发电机控制器直轴电压以及预设的发电机控制器交轴电压，计算三相绝缘栅双极晶体管上下桥臂的通断时间；

5、基于所述通断时间，控制脉冲电流以对增程式车辆电池加热。

6、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，根据动力电池输出电压实时查表，得到发电机控制器直轴电压ud的幅值和频率；

7、设置发电机控制器交轴电压uq为0，并获取电机当前的转子位置信号；

8、根据转子位置信息对ud和uq进行park逆变换，得到发电机控制器α轴电压矢量uα和β轴电压矢量uβ；

9、将uα和uβ输入svpwm模块中，通过空间矢量脉宽调制算法，计算三相绝缘栅双极晶体管上下桥臂的导通时间和关断时间。

10、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，通过调节发电机控制器直轴电压和交轴电压，以控制电机α轴电压矢量uα和β轴电压矢量；

11、通过调节所述uα和uβ，以控制每相绝缘栅双极晶体管的上桥臂和下桥臂开通及关断时间；

12、根据开通及关断时间的长短，控制脉冲电流的大小和频率，以对增程式车辆的电池包加热。

13、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，根据电池输出的电压，确定对应的直轴电压ud；

14、当电池电芯温度低于设定的温度值时，将所述对应的直轴电压ud上调为设定第一电压区间；

15、当电池电芯温度高于设定的温度值时，将所述对应的直轴电压ud下调为设定第二电压区间。

16、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，判断环境温度是否小于设定的温度阈值；

17、若是，则整车控制器vcu根据动力电池管理系统bms发送的电池加热请求，向发电机控制器gcu发送启动转矩指令，以通过gcu控制发电机拖动发动机转速达到预设转速；

18、当到达预设转速后，发动机控制器ems提前控制发动机喷油点火，以完成增程器的冷启动。

19、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，若确定所述增程器冷启动完成后，判断动力电池是否有加热请求；

20、若是，则控制发动机进入怠速运行状态，同时控制发电机进入加热模式，并判断动力电池电芯温度是否达到预设值；

21、当电池电芯温度达到预设值，则发电机退出加热模式进入串联发电或停机工况；

22、当电池电芯温度未达到预设值，则控制发电机继续进入加热模式。

23、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，判断电芯温度是否小于预设值、电池管理系统是否故障、高压系统是否故障，继电器是否吸合，对母线电压是否大于设定电压、整车是否处于插枪充电状态、车速是否为零，档位是否为p档、发电机温度是否小于预设温度、发电机控制器温度是否小于预设温度、冷却液温度是否小于阈值、发动机水温是否小于预设水温和增程器是否处于准备状态；

24、若任意条件不满足，则判断动力电池不满足加热条件；

25、若以上条件同时满足，则判断动力电池满足加热条件。

26、第二方面，本技术提供了一种增程式车辆电池加热装置，该装置包括：

27、处理模块，其用于基于电池输出电压计算的发电机控制器直轴电压以及预设的发电机控制器交轴电压，计算三相绝缘栅双极晶体管上下桥臂的通断时间；

28、控制模块，其用于基于所述通断时间，控制脉冲电流以对增程式车辆电池加热。

29、第三方面，本技术还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现第一方面任一项所述的方法。

30、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行第一方面任一项所述的方法。

31、本技术提供的一种增程式车辆电池加热方法、装置、设备及存储介质，其中该方法包括步骤：基于电池输出电压计算的发电机控制器直轴电压以及预设的发电机控制器交轴电压，计算三相绝缘栅双极晶体管上下桥臂的通断时间；基于所述通断时间，控制脉冲电流以对增程式车辆电池加热。本技术能够提升电池加热速率，极大的减少了三相电流形成的旋转气隙磁场和不动的永磁转子之间产生的涡流，避免出现涡流导致电机转子永磁体过热退磁，并且可以显著减少电磁噪声，同时保证电池加热过程中车辆的安全性。

32、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。