电池系统、电池系统的控制方法和车辆与流程

1.本技术实施例涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池系统、一种电池系统的控制方法和一种车辆。


背景技术：

2.对于新能源汽车而言，电池系统是新能源汽车的主要动力源，但是当目前的新能源车辆所处的环境温度较低时，电池系统在低温状态下的动力性能和充电性能均会下降，以锂电池为例，锂电池正极本身电子导电性比较差，低温环境下容易产生极化，从而降低电池容量；受低温影响，石墨嵌锂速度降低，容易在负极表面析出金属锂，如果充电后搁置时间不足而投入使用，金属锂无法全部再次嵌入石墨内部，部分金属锂持续存在负极的表面，极有可能形成锂枝晶，影响电池安全；低温下，电解液黏度会增加，锂离子迁移阻抗也会随之增大。目前技术中通常是为电池系统配备加热器通过带有热量的冷却液与电池进行换热来提高电池温度，但是这种方式加热效率低，且能耗大，无法满足用户的需求。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
4.为此，本发明的第一方面提供了一种电池系统。
5.本发明的第二方面提供了一种电池系统的控制方法。
6.本发明的第三方面提供了一种车辆。
7.有鉴于此，根据本技术实施例的第一方面提出了一种电池系统，包括：
8.电池本体；
9.分线器，连接于所述电池本体的正极和负极；
10.多个电机，连接于所述分线器，所述电机用于向所述电池本体输出脉冲电流；
11.控制器，连接于多个所述电机，用于控制多个所述电机交替工作。
12.在一种可行的实施方式中，所述电机为两个。
13.在一种可行的实施方式中，电池系统还包括：加热组件，所述加热组件包括：
14.第一电感；
15.第一二极管，所述第一二极管的一端连接于所述电池本体的正极，另一端连接于所述第一电感的第一端；
16.第一igbt，与所述第一二极管并联设置，一端连接于所述电池本体的正极，另一端连接于所述第一电感的第二端；
17.第二二极管，所述第二二极管的一端连接于所述电池本体的负极，另一端连接于所述第一电感的第二端；
18.第二igbt，与所述第二二极管并联设置，一端连接于所述电池本体的负极，另一端连接于所述第一电感的第一端；
19.其中，在所述第一igbt和所述第二igbt闭合的情况下，所述电池本体向所述第一
电感放电，在所述第一igbt和所述第二igbt断开的情况下，所述第一电感向所述电池本体放电。
20.在一种可行的实施方式中，每个所述电机均包括：
21.电机本体；
22.冷却组件，连接于所述电机本体，用于为所述电机本体散热；
23.第二电感和控制组件，所述第二电感连接于所述电机的三相电路，所述控制组件设置在所述第二电感与所述三相电路的通路上，在所述控制组件导通的情况下，所述电池本体向所述第二电感输出电流，在所述控制组件断开的情况下，所述第二电感向所述电池本体输出电流。
24.根据本技术实施例的第二方面提出了一种电池系统的控制方法，用于控制上述任一技术方案所述的电池系统，所述控制方法包括：
25.响应于电池本体加热指令；
26.控制多个所述电机中的至少部分电机交替向所述电池本体输出脉冲电流。
27.在一种可行的实施方式中，所述控制多个所述电机中的至少部分电机交替向所述电池本体输出脉冲电流的步骤包括：
28.设定第一时间间隔；
29.控制多个所述电机中的第一电机向所述电池本体输出脉冲电流；
30.在所述第一电机的工作时长大于第一时间间隔的情况下，断开所述第一电机与所述电池本体的连接，控制多个所述电机中的第二电机向所述电池本体输出脉冲电流；
31.其中，所述第一电机与所述第二电机不是同一台电机。
32.在一种可行的实施方式中，控制方法还包括：
33.在接收到电池本体加热指令的情况下，获取所述电池本体的安全边界电流值；
34.获取所述电机输出的脉冲电流的峰值；
35.基于所述安全边界电流值与所述脉冲电流的峰值的比值确定所述第一时间间隔的取值。
36.在一种可行的实施方式中，所述第一时间间隔的取值为30s至90s。
37.在一种可行的实施方式中，在所述电池系统包括加热组件，所述加热组件包括：第一电感；第一二极管，所述第一二极管的一端连接于所述电池本体的正极，另一端连接于所述第一电感的第一端；第一igbt，与所述第一二极管并联设置，一端连接于所述电池本体的正极，另一端连接于所述第一电感的第二端；第二二极管，所述第二二极管的一端连接于所述电池本体的负极，另一端连接于所述第一电感的第二端；第二igbt，与所述第二二极管并联设置，一端连接于所述电池本体的负极，另一端连接于所述第一电感的第一端的情况下，所述控制方法还包括：
38.采集电池本体的当前温度；
39.当所述当前温度低于第一阈值时，控制所述第一igbt和所述第二igbt以第一频率交替开启与闭合，以使脉冲电流通过所述电池本体。
40.根据本技术实施例的第二方面提出了一种车辆，其特征在于，包括：
41.如上述任一技术方案所述的电池系统。
42.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本技术实施例提供的电池系统包
括了电池本体和通过分线器连接于电池本体的多个电机，在电池本体所处的环境温度较低时，可以通过电机向电池本体输出脉冲电流，脉冲电流流经电池本体，基于电池本体的内阻，电池本体即可发热，能够使电池本体处于较高的温度，能够提高电池本体的动力性能和充电性能。本技术考虑到，随着电机输出脉冲电流时间的增长，电机的温度会升高，会导致电机的内阻增加，进而导致输出的脉冲电流的峰值降低，这种情况下会导致电池本体的加热效率降低，本技术通过多个电机和控制器的设置，控制器控制多个电机交替工作，多个电机交替为电池本体输出脉冲电流，使得处于工作状态的电机的温度较低，保障电机向电池本体输出的脉冲电流的强度，进而能够提高电池本体的加热效果。
附图说明
43.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
44.图1为本技术提供的一种实施例的电池系统的结构框图；
45.图2为本技术提供的一种实施例的电池系统的电池本体与加热组件的示意性结构图；
46.图3为本技术提供的一种实施例的电池系统的电池本体的示意性结构图；
47.图4为本发明一些实施例的电池系统的控制方法的示意性骤流程图。
48.其中，图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
49.1电池本体、2分线器、3电机、4控制器、5第一电感、6第一二极管、7第一igbt、8第二二极管、9第二igbt、10第二电感、11控制组件；
50.111第三igbt、112第三二极管。
具体实施方式
51.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术实施例技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
52.如图1所示，根据本技术实施例的第一方面提出了一种电池系统，包括：电池本体1；分线器2，连接于电池本体1的正极和负极；多个电机3，连接于分线器2，电机3用于向电池本体1输出脉冲电流；控制器4，连接于多个电机3，用于控制多个电机3交替工作。
53.本技术实施例提供的电池系统包括了电池本体1和通过分线器2连接于电池本体1的多个电机3，在电池本体1所处的环境温度较低时，可以通过电机3向电池本体1输出脉冲电流，脉冲电流流经电池本体1，基于电池本体1的内阻，电池本体1即可发热，能够使电池本体1处于较高的温度，能够提高电池本体1的动力性能和充电性能。
54.本技术考虑到，随着电机3输出脉冲电流时间的增长，电机3的温度会升高，会导致电机3的内阻增加，进而导致输出的脉冲电流的峰值降低，这种情况下会导致电池本体1的加热效率降低，本技术通过多个电机3和控制器4的设置，控制器4控制多个电机3交替工作，多个电机3交替为电池本体1输出脉冲电流，使得处于工作状态的电机3的温度较低，保障电
机3向电池本体1输出的脉冲电流的强度，进而能够提高电池本体1的加热效果。
55.可以理解的是，控制器4控制电机3工作是至控制器4控制电机3向电池本体1输出脉冲电流。
56.本技术实施例提供的电池系统，通过电机3直接向电池本体1输出脉冲电流以为电池本体1进行加热，而电机3内阻有限，因此在为电池本体1进行加热的过程中能量损耗率较低，绝大多数的能量会用于为电池本体1进行加热，能够提高电池本体1的加热效率。
57.在一些示例中，电机3为两个。
58.电机3为两个，在绝大多少情况下，通过两个电机3交替向电池本体1输出脉冲电流即可满足电池本体1的加热效率，而通过两个电机3的设置，能够减少电机3的设置数量，降低电池系统的成本，节省车辆的安装空间，使得电池系统在车辆上的布局更为方便。
59.可以理解的是，在两个电机3中的一者处于工作状态时，另一者处于闲置状态，而在闲置状态下的电机3自身产生的热能会进行散佚，当闲置状态的电机3再次切换到工作状态时即可为电池本体1输出高强度的脉冲电流。
60.如图2所示，在一些示例中，电池系统还包括：加热组件，加热组件包括：第一电感5；第一二极管6，第一二极管6的一端连接于电池本体1的正极，另一端连接于第一电感5的第一端；第一igbt7，与第一二极管6并联设置，一端连接于电池本体1的正极，另一端连接于第一电感5的第二端；第二二极管8，第二二极管8的一端连接于电池本体1的负极，另一端连接于第一电感5的第二端；第二igbt9，与第二二极管8并联设置，一端连接于电池本体1的负极，另一端连接于第一电感5的第一端；其中，在第一igbt7和第二igbt9闭合的情况下，电池本体1向第一电感5放电，在第一igbt7和第二igbt9断开的情况下，第一电感5向电池本体1放电。
61.电池系统还包括了加热组件，而加热组件包括了第一二极管6、第一igbt7、第二二极管8和第二igbt9，在使用过程中，当第一igbt7和第二igbt9处于闭合状态时，电池本体1向第一电感5放电，第一电感5储能；当第一igbt7和第二igbt9处于断开状态时，第一电感5释放能量，第一电感5向电池本体1输出电流，因此在电池本体1所处的环境温度较低时，可以以第一频率控制第一igbt7和第二igbt9的开启和闭合，使得第一电感5在储能和释放电能之间进行切换，进而可以使加热组件向电池本体1输出脉冲电流，脉冲电流流经电池本体1，基于电池本体1的内阻即可产生热能。
62.如图3所示，在一些示例中，每个电机3均包括：电机3本体；冷却组件，连接于电机3本体，用于为电机3本体散热；第二电感10和控制组件11，第二电感10连接于电机3的三相电路，控制组件11设置在第二电感10与三相电路的通路上，在控制组件11导通的情况下，电池本体1向第二电感10输出电流，在控制组件11断开的情况下，第二电感10向电池本体1输出电流。
63.每个电机3均包括了电机3本体和冷却组件，通过冷却组件的设置能够为电机3本体进行散热，尽可能的降低电机3本体的温度，使得电机3处于最佳的工作状态，可以理解的是当电机3未向电池本体1输出脉冲电流时，冷却组件同样可以处于工作状态，以尽快降低电机3的温度，使得电机3再次向电池处于工作状态时，能够为电机3本体输出高强度的脉冲电流。
64.在一些示例中，冷却组件可以通过冷却介质流经电机3本体以为电机3本体进行散
热，而冷却组件用于容纳冷却介质的管道的一端可以设置在电池本体1处，以将电机3产生的热能输送至电池本体1，以为电池本体1进行加热，能够进一步提高电池本体1的加热效率。
65.在一些示例中，冷却组件同样可以为翅片，而翅片可以朝向于电池本体1设置，以将电机3产生的热能输送至电池本体1，以为电池本体1进行加热，能够进一步提高电池本体1的加热效率。
66.如图3所示，每个电机3均包括了第二电感10和控制组件11，在控制组件11闭合的情况下，电池本体1能够通过电机3的三相电路连接于第二电感10，电流通过电池本体1流向第二电感10，第二电感10处于储能状态，而当控制组件11断开时，第二电感10存储的能量会通过三相电路向电池本体1释放，电流会流向电池本体1。基于此在电池本体1所处的温度较低时，只需要交替性地开启和关闭控制组件11，电机3即可向电池本体1输送脉冲电流，而脉冲电流流经电池本体1，基于电池本体1自身的内阻电池本体1即可产生热能，该热能即可促进电池本体1的加热。
67.如图3所示，可以理解的是，电机3的三相电路分别为u相，v相和w相，第二电感10可以为三个，在u相和v相的通路上设置有两个第二电感10，在u相和w相上设置两个第二电感10，在v相和w相的通路上设置有两个第二电感10。
68.如图3所示，在一些示例中，控制组件11可以包括第三二极管112和第三igbt111，在第三igbt111闭合的情况下，电池本体1向第二电感10输送电流，在第三igbt111断开的情况下，第二电感10通过第三二极管112向电池本体1输送电流。
69.如图4所示，根据本技术实施例的第二方面提出了一种电池系统的控制方法，用于控制上述任一技术方案的电池系统，控制方法包括：
70.步骤101：响应于电池本体加热指令。可以理解的是，电池本体加热指令可以是用户基于实际需求主动发出的，也可以是通过温度传感器检测环境温度，在基于预设温度与环境温度的差值大于第一阈值时主动生成的，当电池系统的控制装置接收到电池本体加热指令时，即可响应于电池本体加热指令。
71.步骤102：控制多个电机中的至少部分电机交替向电池本体输出脉冲电流。过至少部分电机交替向电池本体输出脉冲电流，脉冲电流流经电池本体，基于电池本体的内阻，电池本体即可发热，能够使电池本体处于较高的温度，能够提高电池本体的动力性能和充电性能。
72.本技术实施例提供的电池系统的控制方法，在电池本体所处的环境温度较低时，可以通过电机向电池本体输出脉冲电流，脉冲电流流经电池本体，基于电池本体的内阻，电池本体即可发热，能够使电池本体处于较高的温度，能够提高电池本体的动力性能和充电性能。
73.本技术实施例提供的电池系统的控制方法考虑到，随着电机输出脉冲电流时间的增长，电机的温度会升高，会导致电机的内阻增加，进而导致输出的脉冲电流的峰值降低，这种情况下会导致电池本体的加热效率降低，本技术通过多个电机和控制器的设置，控制器控制多个电机交替工作，多个电机交替为电池本体输出脉冲电流，使得处于工作状态的电机的温度较低，保障电机向电池本体输出的脉冲电流的强度，进而能够提高电池本体的加热效果。
74.本技术实施例提供的电池系统的控制方法，通过电机直接向电池本体输出脉冲电流以为电池本体进行加热，而电机内阻有限，因此在为电池本体进行加热的过程中能量损耗率较低，绝大多数的能量会用于为电池本体进行加热，能够提高电池本体的加热效率。
75.在一些示例中，控制多个电机中的至少部分电机交替向电池本体输出脉冲电流的步骤包括：设定第一时间间隔；控制多个电机中的第一电机向电池本体输出脉冲电流；在第一电机的工作时长大于第一时间间隔的情况下，断开第一电机与电池本体的连接，控制多个电机中的第二电机向电池本体输出脉冲电流；其中，第一电机与第二电机不是同一台电机。
76.在第一电机工作时长到达第一时间间隔后，控制第二电机处于工作状态，如此设置能够使电机的单次作业时长为第一时间间隔，能够对电机的单次作业时长进行控制，有利于降低电机的温度，进而降低能耗，提高电池本体的加热效率。
77.可以理解的使，当第二电机的工作时长到达第一时间间隔时，应当控制第二电机停止工作，启用其他电机来为电池本体输出脉冲电流，以避免第二电机的温度过高。
78.在一些示例中，控制方法还包括：在接收到电池本体加热指令的情况下，获取电池本体的安全边界电流值；获取电机输出的脉冲电流的峰值；基于安全边界电流值与脉冲电流的峰值的比值确定第一时间间隔的取值。
79.通过获取电池本体的安全边界电流值来确定第一时间间隔的取值，安全边界电流值越大则第一时间间隔的取值应当越小，安全边界电流值越小则第一时间间隔的取值应当越大，即安全边界电流值与第一时间间隔的取值呈负相关，如此设置能够避免电机输出的脉冲电流的峰值超过安全边界电流值吗，能够在保障电池系统安全运行的前提下，最大限度的提高电池本体的加热效率。
80.在一些示例中，第一时间间隔的取值为30s至90s。
81.第一时间间隔的取值为30s至90s，能够避免电机温度过高，能够提高电池本体的加热效率。
82.在一些示例中，第一时间间隔的取值可以为1min。
83.在一些示例中，在电池系统包括加热组件，加热组件包括：第一电感；第一二极管，第一二极管的一端连接于电池本体的正极，另一端连接于第一电感的第一端；第一igbt，与第一二极管并联设置，一端连接于电池本体的正极，另一端连接于第一电感的第二端；第二二极管，第二二极管的一端连接于电池本体的负极，另一端连接于第一电感的第二端；第二igbt，与第二二极管并联设置，一端连接于电池本体的负极，另一端连接于第一电感的第一端的情况下，控制方法还包括：采集电池本体的当前温度；当当前温度低于第一阈值时，控制第一igbt和第二igbt以第一频率交替开启与闭合，以使脉冲电流通过电池本体。
84.如若检测到的电池本体的当前温度低于了第一阈值，则说明电池本体所处的环境温度很低，这种情况下可以通过多个电机和加热组件共同为电池本体进行加热，能够大大提高电池本体的加热效率。
85.在一些示例中，第一频率可以为7000hz至9000hz。
86.根据本技术实施例的第三方面提出了一种车辆，包括：如上述任一技术方案的电池系统。
87.本技术实施例提供的车辆，因包括了上述任一技术方案的电池系统，因此该车辆
具备上述电池系统的全部有益效果，在此不做赘述。
88.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
89.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
90.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
91.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。