电池自加热装置、方法及车辆与流程

1.本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种电池自加热装置、方法及车辆。


背景技术：

2.纯电动汽车在低温环境下，锂离子动力电池温度过低，电池内部的活性物质的活性明显下降，其电池内阻也会随着温度降低而增大，所以在低温环境下，纯电动汽车的充电性有所下降。因此必须对纯电动汽车的动力电池进行加热，使其本体温度上升，保证纯电动汽车在寒冷条件下的动力。
3.现有主流四驱电动车辆动力电池的加热方法主要包括外部加热与内部加热。外部加热通过增加额外的加热设备对电池进行加热，此种加热方式成本高，加热效率低。内部加热原理主要利用电池循环充放电，依靠电池内阻自身发热，但目前能够实现的电池自加热技术中加热功率有限，如何提高纯电动汽车中电池的自加热能力是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种电池自加热装置、方法及车辆，以解决或部分解决以上技术问题。
5.为了实现上述目的，本公开提供一种电池自加热装置，所述装置包括相连接的第一能量处理装置、第二能量处理装置和控制器，其中，所述第一能量处理装置中包括第一逆变器和第一电机，所述第二能量处理装置中包括第二逆变器和第二电机；所述第一逆变器的第一汇流端与第一动力电池的正极连接，所述第一逆变器的第二汇流端与所述第一动力电池的负极、所述第二动力电池的负极以及所述第二逆变器的第二汇流端连接；所述第一电机的第一端与所述第一逆变器的中点连接，所述第二电机的第一端与所述第二逆变器的中点连接，所述第一电机的第二端共接形成第一中性点，并与所述第二电机的第二端共接形成的第二中性点通过中性线连接；所述控制器，被配置为在第一预设状态下，通过控制所述第一逆变器和所述第二逆变器的通断，以使所述第一动力电池与所述第二动力电池之间经过所述第一能量处理装置和所述第二能量处理装置进行充电/放电，以实现所述第一动力电池和所述第二动力电池的加热。
6.可选地，所述装置还包括：第一开关，所述第一开关连接在所述第一中性点与所述第二中性点之间，当所述第一开关闭合时，所述第一中性点与所述第二中性点导通；所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，控制所述第一开关闭合。
7.可选地，所述装置还包括：第二开关，所述第二开关与所述第一动力电池的正极、所述第二动力电池的正极、所述第一逆变器的第一汇流端以及所述第二逆变器的第一汇流端相连，当所述第二开关闭合时，所述第一动力电池的正极、所述第二动力电池的正极、所述第一逆变器的第一汇流端以及所述第二逆变器的第一汇流端导通；所述控制器，被配置为在第二预设状态下，控制所述第一开关断开，控制所述第二开关闭合，以使外部电源为所述第一动力电池和所述第二动力电池进行充电。
8.可选地，所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，通过控制所述第一逆变器的上桥臂和所述第二逆变器的下桥臂同时导通，或控制所述第一逆变器的下桥臂和所述第二逆变器的上桥臂同时导通，以使所述第一动力电池与所述第二动力电池经过所述第一能量处理装置和所述第二能量处理装置进行充电/放电，以实现所述第一动力电池和所述第二动力电池的加热。
9.可选地，所述装置还包括第三能量处理装置和第三开关，其中，所述第三能量处理装置包括第三逆变器和第三电机，所述第三逆变器的第一汇流端与所述第二动力电池的正极、所述第二逆变器的第一汇流端以及所述第二开关连接，所述第三逆变器的第二汇流端与所述第一动力电池的负极、所述第二动力电池的负极、所述第一逆变器的第二汇流端以及所述第二逆变器的第二汇流端连接，所述第三电机的第一端与所述第三逆变器的中点连接，所述第三电机的第二端共接形成第三中性点，所述第三中性点通过第三开关与所述第一开关和所述第二中性点连接；所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，控制所述第一开关和所述第三开关闭合，所述第二开关断开，并通过控制所述第一逆变器、所述第二逆变器和所述第三逆变器的通断，以使所述第一动力电池与所述第二动力电池经过所述第一能量处理装置、所述第二能量处理装置和所述第三能量处理装置进行充电/放电，以实现所述第一动力电池和所述第二动力电池的加热。
10.可选地，所述装置还包括第四能量处理装置和第四开关，其中，所述第四能量处理装置包括第四逆变器和第四电机，所述第四逆变器的第一汇流端与所述第一动力电池的正极、所述第一逆变器的第一汇流端以及所述第二开关连接，所述第四逆变器的第二汇流端与所述第一动力电池的负极、所述第二动力电池的负极、所述第一逆变器的第二汇流端以及所述第二逆变器的第二汇流端连接，所述第四电机的第一端与所述第四逆变器的中点连接，所述第四电机的第二端共接形成第四中性点，所述第四中性点通过第四开关与所述第一开关和所述第一中性点连接；所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，控制所述第一开关和所述第四开关闭合，所述第二开关断开，并通过控制所述第一逆变器、所述第二逆变器和所述第四逆变器的通断，以使所述第一动力电池与所述第二动力电池经过所述第一能量处理装置、所述第二能量处理装置和所述第四能量处理装置进行充电/放电，以实现所述第一动力电池和所述第二动力电池的加热。
11.可选地，所述装置还包括第五能量处理装置和第六能量处理装置，其中，
12.所述第五能量处理装置中包括第五逆变器和第五电机，所述第六能量处理装置中包括第六逆变器和第六电机；
13.所述第五逆变器的第一汇流端与所述第一动力电池的负极、所述第二动力电池的负极、第三动力电池的正极、第四动力电池的正极、所述第一逆变器的第二汇流端以及所述第二逆变器的第二汇流端连接；所述第五逆变器的第二汇流端与所述第三动力电池的负极、所述第四动力电池的负极以及所述第六逆变器的第二汇流端连接；所述第五电机的第一端与所述第五逆变器的中点连接，所述第六电机的第一端与所述第六逆变器的中点连接，所述第五电机的第二端共接形成第五中性点，并与所述第六电机的第二端共接形成的第六中性点连接；所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，控制所述第一开关闭合，控制所述第二开关断开，并通过控制所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第五逆变器和所述第六逆变器的通断，以使所述第一动力电池、所述第二动力电池、所述第三动力电池和
所述第四动力电池经过所述第一能量处理装置、所述第二能量处理装置、所述第五能量处理装置和第六能量处理装置进行充电/放电，以实现所述第一动力电池、所述第二动力电池、所述第三动力电池和所述第四动力电池的加热。
14.可选地，所述装置还包括第五开关、第六开关、第七开关和第八开关，其中，所述第五开关，连接在所述第五中性点与所述第六中性点之间，当所述第四开关闭合时，所述第四中性点与所述第五中性点导通；所述第六开关的第一端连接在所述第五逆变器的第一汇流端和所述第八开关的第一端，所述第六开关的第二端连接在所述第六逆变器的第一汇流端、所述第二逆变器的第二汇流端、所述第一逆变器的第二汇流端、所述第二动力电池的负极、所述第四动力电池的正极以及所述第七开关的第一端，当所述第六开关闭合时，所述第六开关的第一端和和第二端导通；所述第七开关的第二端连接在所述第五逆变器的第二汇流端、所述第六逆变器的第二汇流端、所述第三动力电池的负极以及所述第四动力电池的负极；所述第七开关的第三端连接在所述第一动力电池的负极、第三动力电池的正极以及所述第八开关的第二端；所述第八开关的第三端连接在所述第一逆变器的第一汇流端、所述第二开关以及所述第一动力电池的正极；所述控制器，被配置为在所述第二预设状态下，控制所述第一开关和所述第五开关断开，控制所述第二开关和所述第六开关闭合，控制所述第七开关的第一端与所述第七开关的第二端连接，控制所述第八开关的第一端与所述第八开关的第三端连接，以使外部电源为所述第一动力电池、所述第二动力电池所述第三动力电池和所述第四动力电池进行充电。
15.可选地，所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，通过控制所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第三逆变器和所述第四逆变器的通断，以使所述第一动力电池与所述第二动力电池经过所述第一能量处理装置和所述第二能量处理装置进行充电/放电，以及，使所述第三动力电池与所述第四动力电池经过所述第五能量处理装置和所述第六能量处理装置进行充电/放电，以实现所述第一动力电池、所述第二动力电池、所述第三动力电池和所述第四动力电池的加热，其中，在所述第一动力电池向所述第二动力电池充电时，所述第四动力电池向所述第三动力电池充电，在所述第二动力电池向所述第一动力电池充电时，所述第三动力电池向所述第四动力电池充电。
16.可选地，所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机以及所述第四电机分别为车辆中的驱动电机，其中，所述控制器，被配置为在第三预设状态下，控制所述第一开关、所述第二开关、所述第五开关以及所述第六开关断开，控制所述第七开关的第一端与所述第七开关的第三端连接，控制所述第八开关的第一端与所述第二端连接，以使所述第一动力电池、所述第二动力电池、所述第三动力电池以及所述第四动力电池分别通过所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机以及所述第四电机对车辆进行驱动。
17.可选地，所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第五逆变器和所述第六逆变器分别包括三组桥臂；所述第一电机、所述第二电机、所述第五电机和所述第六电机分别为三相电机，分别包括三个电机绕组，并且，在所述第一预设状态下，所述第一电机、所述第二电机、所述第五电机和所述第六电机中，各电机中的三个电机绕组中的电流时刻同向。
18.可选地，所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，将所述第一动力电池和所述第二动力电池的产热通过热泵导出至车辆乘员舱以提供热源。
19.本公开还提供一种电池自加热方法，所述方法包括：在第一预设状态下，通过控制
所述第一逆变器和所述第二逆变器的通断，以使所述第一动力电池与所述第二动力电池之间经过所述第一能量处理装置和所述第二能量处理装置进行充电/放电，以实现所述第一动力电池和所述第二动力电池的加热；其中，所述第一能量处理装置中包括第一逆变器和第一电机，所述第二能量处理装置中包括第二逆变器和第二电机；所述第一逆变器的第一汇流端与第一动力电池的正极连接，所述第一逆变器的第二汇流端与所述第一动力电池的负极、所述第二动力电池的负极以及所述第二逆变器的第二汇流端连接；所述第一电机的第一端与所述第一逆变器的中点连接，所述第二电机的第一端与所述第二逆变器的中点连接，所述第一电机的第二端共接形成第一中性点，并与所述第二电机的第二端共接形成的第二中性点通过中性线连接。
20.本公开还提供一种电动交通工具，所述电动交通工具包括以上所述的电池自加热装置。
21.通过上述技术方案，提供了一种利用双电机和双电控进行低频震荡加热的电池自加热装置，能够充分利用部分电动交通工具例如四驱电动车辆中具有双电机以及双电控的特性，通过将双电机通过中性线进行连通的方式，大大提高了动力电池自加热的效率、功率，并且保证了较低的成本。
22.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
23.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
24.图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。
25.图2是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。
26.图3是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。
27.图4是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。
28.图5是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。
29.图6是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。
30.图7是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置中第七开关和第八开关的端点示意图。
31.图8是根据本公开一示例性实施例示出的一种电池自加热方法的流程图。
32.图9是根据本公开一示例性实施例示出的一种电动交通工具的结构框图。
33.附图标记说明
34.1第一动力电池
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2第二动力电池
35.3第三动力电池
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4第四动力电池
36.10第一能量处理装置
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20第二能量处理装置
37.30第三能量处理装置
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40第四能量处理装置
38.50第五能量处理装置
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60第六能量处理装置
39.11第一逆变器
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21第二逆变器
40.31第三逆变器
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41第四逆变器
41.51第五逆变器
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61第六逆变器
42.12第一电机
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22第二电机
43.32第三电机
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42第四电机
44.52第五电机
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62第六电机
45.13第一中性点
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23第二中性点
46.33第三中性点
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43第四中性点
47.53第五中性点
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63第六中性点
48.k1第一开关
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k2第二开关
49.k3第三开关
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k4第四开关
50.k5第五开关
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k6第六开关
51.k7第七开关
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k8第八开关
52.100电池自加热装置
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900车辆
具体实施方式
53.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
54.需要说明的是，本公开中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
55.图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。如图1所示，所述装置包括相连接的第一能量处理装置10、第二能量处理装置20和控制器(未示出)，其中，所述第一能量处理装置10中包括第一逆变器11和第一电机12，所述第二能量处理装置20中包括第二逆变器21和第二电机22；所述第一逆变器11的第一汇流端与第一动力电池1的正极连接，所述第一逆变器11的第二汇流端与所述第一动力电池1的负极、所述第二动力电池2的负极以及所述第二逆变器21的第二汇流端连接；所述第一电机12的第一端与所述第一逆变器11的中点连接，所述第二电机22的第一端与所述第二逆变器21的中点连接，所述第一电机12的第二端共接形成第一中性点13，并与所述第二电机22的第二端共接形成的第二中性点23通过中性线连接；所述控制器，被配置为在第一预设状态下，通过控制所述第一逆变器11和所述第二逆变器21的通断，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电池2之间经过所述第一能量处理装置10和所述第二能量处理装置20进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热。
56.如图1中所示的第一动力电池1和第二动力电池2可以都是同一电动交通工具中的动力电池。该第一能量处理装置10和第二能量处理装置20也可以都是同一电动交通工具中的构件，电动交通工具可以包括电动或混合动力的车辆、轮船、飞机等，下文主要以车辆为例进行描述。例如，当前的四驱电动车辆中多采用双电机以及双电控系统，则该第一逆变器11可以是车辆中第一个电机控制器中的逆变器，该第一电机12则可以是车辆中受该第一个电机控制器所控制的第一个电机，该第二逆变器21可以是车辆中第二个电机控制器中的逆变器，该第二电机22可以是车辆中受该第二个电机控制器所控制的第二个电机。
57.该第一预设状态即可以为该第一动力电池1和第二动力电池2需要进行加热的状态，例如，第一动力电池1和第二动力电池2的电量低于预设电量阈值，或者第一动力电池1
和第二动力电池2的温度低于预设温度阈值等状态。
58.通过控制器在该第一预设状态下控制所述第一逆变器11和所述第二逆变器21的通断，使得所述第一动力电池1与所述第二动力电池2之间经过所述第一能量处理装置10和所述第二能量处理装置20产生震荡电流，从而在彼此之间进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热。这样，相比于仅利用车辆中的单电机和单电控进行电池自加热的方案，将车辆中的两个电机以及两个电控均纳入电池震荡加热过程中，增加的电机以及电控在自加热过程中进一步产热，产生的热量是原本单电机和单电控进行自加热所产生热量的至少2倍，能够大大提高电池自加热效率。并且，由于产热的大大增加，在电池所需加热热量出现富余的情况下，还能够通过热泵将富余的热量导出，为车辆乘员舱来提供热源，减少了车辆乘员舱加热时所需消耗的能源；同时，由于该第一能量处理装置10和所述第二能量处理装置20都可以是车辆中原有的构件，从而能够充分利用车辆中已存在的构件对车辆动力电池进行加热，节约了成本。
59.其中，该第一逆变器11和第二逆变器21中的桥臂可以是如图1中所示的三相，也可以是其他数量，图1中仅仅只是一种示意。该第一电机12和第二电机22中所包括的电机绕组的个数分别与该第一逆变器11和第二逆变器21中桥臂的数量相对应。
60.以图1中所示的该第一逆变器11和第二逆变器21中的桥臂为三相桥臂，该第一电机12和第二电机22中包括三个电机绕组(分别为l1、l2、l3、l4、l5、l6)为例，该控制器在该第一预设状态下，可以通过控制所述第一逆变器11的上桥臂和所述第二逆变器21的下桥臂同时导通，或控制所述第一逆变器11的下桥臂和所述第二逆变器21的上桥臂同时导通，以实现所述第一动力电池1与所述第二动力电池2的自加热。在该加热期间，该第一能量处理装置10和该第二能量处理装置20中的电流状态可以是包括以下四种。
61.状态一：控制该第一逆变器11中的三个上桥臂(d1、d2、d3)以及第二逆变器21中的三个下桥臂(e4、e5、e6)导通，控制该第一逆变器11中的三个下桥臂(d4、d5、d6)以及第二逆变器21中的三个上桥臂(e1、e2、e3)断开，第一动力电池1对外放电，第一电机12和第二电机22储能。电流由第一动力电池1的正极流出，经过第一逆变器11中的三个上桥臂(d1、d2、d3)流向第一电机12，进而通过第一电机12和第二电机22之间的中性线从第二电机22中流出，经过第二逆变器21中的三个下桥臂(e4、e5、e6)流回第一动力电池1的负极，在此状态中，第一动力电池1放电，第一电机12和第二电机22充电，第一动力电池1中电压下降。
62.状态二：控制该第一逆变器11中的三个下桥臂(d4、d5、d6)以及第二逆变器21中的三个上桥臂(e1、e2、e3)导通，控制该第一逆变器11中的三个上桥臂(d1、d2、d3)以及第二逆变器21中的三个下桥臂(e4、e5、e6)断开，由于电机绕组20上的电流不能突变，第一电机12和第二电机22续流，续流电流通过反并联在第二逆变器21中三个上桥臂(e1、e2、e3)中的二极管，流进第二动力电池2的正极，向第二动力电池2充电，充电电流继而从第二动力电池2的负极流出，经过反并联在第一逆变器11的三个下桥臂(d4、d5、d6)中的二极管，回到第一电机12和第二电机22中。在此状态中，第一电机12和第二电机22放电，第二动力电池2充电，第一电机12和第二电机22把前一状态中储存的电能释放掉，电能被转移到第二动力电池2中，第一电机12和第二电机22中的电压下降，第二动力电池2电压上升。
63.状态三：第一逆变器11和第二逆变器21中的通断状态不变。此时，第二动力电池2上的电压达到最高，电流由第二动力电池2的正极流出，流经第二逆变器21中的三个上桥臂
(e1、e2、e3)、第二电机22、第一电机12、第一逆变器11中的三个下桥臂(d4、d5、d6)，最终流回第二动力电池2的负极。在此状态中，第二动力电池2放电，电压下降，其释放的电能储存在该第一电机12和第二电机22中，第一电机12和第二电机22充电，电压上升。
64.状态四：控制该第一逆变器11中的三个上桥臂(d1、d2、d3)以及第二逆变器21中的三个下桥臂(e4、e5、e6)导通，控制该第一逆变器11中的三个下桥臂(d4、d5、d6)以及第二逆变器21中的三个上桥臂(e1、e2、e3)断开，第一电机12和第二电机22续流，续流电流通过反并联在第一逆变器11中的三个上桥臂(d1、d2、d3)中的二极管，流进第一动力电池1的正极，给第一动力电池1充电，充电电流从第一动力电池1的负极流出，经过反并联在第二逆变器21中的三个下桥臂(e4、e5、e6)中的二极管，回到第一电机12和第二电机22。在此状态中，第一电机12和第二电机22放电，电压下降，第一动力电池1充电，电压上升。
65.在上述电池自加热过程中，第一动力电池1和第二动力电池2都经历了充电和放电的过程，从而都能够通过该第一动力电池1和第二动力电池2实现自发热的效果。
66.另外，常见的包括电机的电路中，在任意时刻，流经电机的电流必定存在不同的方向，才能保证进入电机中性点(n点)的电流总和等于流出电机中性点的电流总和，例如，可以是一相进，一相出，或者一相进，两相出，或者一相出，两相进等等，因此，常规的电机中通过的最大电流只能为其中一相电机绕组的限流。而在如图1所示的电池自加热装置的示意图中，由于该第一电机12和第二电机22都能够通过其二者之间连接的中性线将电流引出，使得该第一电机12和第二电机22中三相电机绕组中的电流都可以同向，由此大大增加了该第一电机12和第二电机22中的能够通过的电流大小，得以完全发挥电机的最大过流能力。由于电流越大，该第一动力电池1和第二动力电池2中产热更多，因此通过本实施例所实现的电池自加热效率能够得到进一步提高。
67.并且，在如图1中所示的该第一逆变器11和第二逆变器21中的桥臂为三相桥臂，且该第一电机12和第二电机22中包括三个电机绕组的情况下，若该第一电机12和第二电机22中包括三个电机绕组中的电流同向，则三个电机绕组中的电流大小相等，电机中合成的电磁力实时为零，进而实现零扭矩输出，在无需进行任何额外的扭矩控制的情况下，就能够保证电池自加热过程中电机的静止。
68.通过以上技术方案，提供了一种利用双电机和双电控进行低频震荡加热的电池自加热装置，能够充分利用部分电动交通工具例如四驱电动车辆中具有双电机以及双电控的特性，通过将双电机通过中性线进行连通的方式，大大提高了动力电池自加热的效率、功率，并且保证了较低的成本。
69.图2是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。如图2所示，所述装置还包括：第一开关k1，所述第一开关k1连接在所述第一中性点13与所述第二中性点23之间，当所述第一开关k1闭合时，所述第一中性点13与所述第二中性点23导通；所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，控制所述第一开关k1闭合。也即，在该第一预设状态下，该第一电机12和第二电机22之间连通，能够使得所述第一动力电池1与所述第二动力电池2之间经过所述第一能量处理装置10和所述第二能量处理装置20进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热。
70.在一种可能的实施方式中，如图2所示，所述装置还包括第二开关k2，所述第二开关k2与所述第一动力电池1的正极、所述第二动力电池2的正极、所述第一逆变器11的第一
汇流端以及所述第二逆变器21的第一汇流端相连，当所述第二开关k2闭合时，所述第一动力电池1的正极、所述第二动力电池2的正极、所述第一逆变器11的第一汇流端以及所述第二逆变器21的第一汇流端导通；所述控制器，被配置为在第二预设状态下，控制所述第一开关k1断开，控制所述第二开关k2闭合，以使外部电源为所述第一动力电池1和所述第二动力电池2进行充电。该第二预设状态可以为该第一动力电池1和第二动力电池2需要进行充电的状态，例如，车辆与外部充电桩已建立连接，或者第一动力电池1和第二动力电池2的电量低于该预设电量阈值的状态。在此情况下，该第一动力电池1和第二动力电池2会分别作为独立的电池包进行充电。
71.在一种可能的实施方式中，该第一电机12和该第二电机22可以为车辆中的驱动电机，则该控制器，被配置为在第三预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第二开关k2断开，以使所述第一动力电池1和所述第二动力电池2分别通过所述第一电机12和所述第二电机22对车辆进行驱动。该第三预设状态也即车辆需要正常行驶的状态，在此状态下，通过控制所述第一开关k1和所述第二开关k2断开，即可使得该第一电机12和第二电机22各自完成相应的驱动行驶功能。
72.另外，在利用双电机和双电控来实现震荡加热回路以对车辆中的电池进行加热的基础上，还能够在回路中增加更多的电机和电机控制器来进一步加强电池自加热的效果。例如，下述图3和图4中分别示出了两种在车辆中存在两个动力电池，且存在有三电机和三电机控制器的情况下，所能够构成的电池自加热回路的结构示意图。
73.图3是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。如图3所示，所述装置还包括第三能量处理装置30和第三开关k3，其中，所述第三能量处理装置30包括第三逆变器31和第三电机32，所述第三逆变器31的第一汇流端与所述第二动力电池2的正极、所述第二逆变器21的第一汇流端以及所述第二开关k2连接，所述第三逆变器31的第二汇流端与所述第一动力电池1的负极、所述第二动力电池2的负极、所述第一逆变器11的第二汇流端以及所述第二逆变器21的第二汇流端连接，所述第三电机32的第一端与所述第三逆变器31的中点连接，所述第三电机32的第二端共接形成第三中性点33，所述第三中性点33通过第三开关k3与所述第一开关k1和所述第二中性点23连接；所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第三开关k3闭合，所述第二开关k2断开，并通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21和所述第三逆变器31的通断，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电池2经过所述第一能量处理装置10、所述第二能量处理装置20和所述第三能量处理装置30进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热。
74.在本实施例中，该第三能量处理装置30与该第二量处理装置一起与该第二动力电池2连接。在该第一预设状态下，控制器能够控制所述第一开关k1和所述第三开关k3闭合，控制所述第二开关k2断开，以构成包括该第一能量处理装置10、第二能量处理装置20和第三能量处理装置30在内的电池自加热装置，其自加热电流的走向和原理与前述在图1所示的实施例中描述的相同，其中，该第三能量处理装置30中的上桥臂和下桥臂的开断与该第二能量处理装置20中上桥臂和下桥臂的开断保持一致，该第三能量处理装置30和该第二能量处理装置20作为一个整体，共同构成与该第一能量处理装置10之间的电流回路，以实现前述四个状态中第一动力电池1和第二动力电池2的充电/放电；在第二预设状态下，则可以
断开第一开关k1和第三开关k3，闭合第二开关k2，使得外部充电设备例如充电桩能够同时为该第一动力电池1和第二动力电池2分别进行充电；在第三预设状态下，能够断开第一开关k1、第二开关k2和第三开关k3，使得该第一能量处理装置10、第二能量处理装置20和第三能量处理装置30中的三个电机能够分别为车辆提供驱动。
75.图4是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。如图4所示，所述装置还包括第四能量处理装置40和第四开关k4，其中，所述第四能量处理装置40包括第四逆变器41和第四电机42，所述第四逆变器41的第一汇流端与所述第一动力电池1的正极、所述第一逆变器11的第一汇流端以及所述第二开关k2连接，所述第四逆变器41的第二汇流端与所述第一动力电池1的负极、所述第二动力电池2的负极、所述第一逆变器11的第二汇流端以及所述第二逆变器21的第二汇流端连接，所述第四电机42的第一端与所述第四逆变器41的中点连接，所述第四电机42的第二端共接形成第四中性点43，所述第四中性点43通过第四开关k4与所述第一开关k1和所述第一中性点13连接；所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第四开关k4闭合，所述第二开关k2断开，并通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21和所述第四逆变器41的通断，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电池2经过所述第一能量处理装置10、所述第二能量处理装置20和所述第四能量处理装置40进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热。
76.在本实施例中，该第四能量处理装置40与该第一能量处理装置10一起与该第一动力电池1连接。在该第一预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第四开关k4闭合，所述第二开关k2断开，以构成包括该第一能量处理装置10、第二能量处理装置20和第四能量处理装置40在内的电池自加热装置，其自加热电流的走向和原理与前述在图1所示的实施例中描述的相同，其中，该第四能量处理装置40中的上桥臂和下桥臂的开断与该第一能量处理装置10中上桥臂和下桥臂的开断保持一致，该第四能量处理装置40和该第一能量处理装置10作为一个整体，共同构成与该第二能量处理装置20之间的电流回路，以实现前述四个状态中第一动力电池1和第二动力电池2的充电/放电；在第二预设状态下，则可以断开第一开关k1和第四开关k4，闭合第二开关k2，使得外部充电设备例如充电桩能够同时为该第一动力电池1和第二动力电池2分别进行充电；在第三预设状态下，能够断开第一开关k1、第二开关k2和第四开关k4，使得该第一能量处理装置10、第二能量处理装置20和第四能量处理装置40中的三个电机能够分别为车辆提供驱动。
77.在一种可能的实施方式中，图3和图4中所示的第三逆变器31和第四逆变器41可以分别包括三组桥臂，该第三电机32和第四电机42也可以分别为三相电机，分别包括三个电机绕组，并且在该第一预设状态下，所述第三电机32和第四电机42中各自的三个电机绕组中的电流也时刻同向。从而，在如图3和如图4中所示的电池自加热装置在该第一预设状态下进行该第一动力电池1和第二动力电池2的自加热时，也能够完全发挥该第三电机32和第四电机42的最大过流能力，实现更多产热，进一步提高电池自加热效率。并且，在第三电机32和第四电机42中各自包括三个电机绕组的情况下，电流同向，则电机中三个电机绕组中的电流大小相等，电机中合成的电磁力实时为零，进而也能够实现零扭矩输出，在无需进行任何额外的扭矩控制的情况下，就能够保证电池自加热过程中电机的静止。
78.另外，在利用双电机和双电控来实现震荡加热回路以对车辆中的电池进行加热的
基础上，还能够利用更多的动力电池、电机和电机控制器来进一步加强电池自加热的效果。例如，下述图5和图6中示出了两种在车辆中存在四个动力电池，且存在有四电机和四电机控制器的情况下，所能够构成的电池自加热回路的结构示意图。
79.图5是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。如图5所示，所述装置还包括第五能量处理装置50和第六能量处理装置60，其中，所述第五能量处理装置50中包括第五逆变器51和第五电机52，所述第六能量处理装置60中包括第六逆变器61和第六电机62；所述第五逆变器51的第一汇流端与所述第一动力电池1的负极、所述第二动力电池2的负极、第三动力电池3的正极、第四动力电池4的正极、所述第一逆变器11的第二汇流端以及所述第二逆变器21的第二汇流端连接；所述第五逆变器51的第二汇流端与所述第三动力电池3的负极、所述第四动力电池4的负极以及所述第六逆变器61的第二汇流端连接；所述第五电机52的第一端与所述第五逆变器51的中点连接，所述第六电机62的第一端与所述第六逆变器61的中点连接，所述第五电机52的第二端共接形成第五中性点53，并与所述第六电机62的第二端共接形成的第六中性点63连接；所述控制器，被配置为在所述第一预设状态下，控制所述第一开关k1闭合，控制所述第二开关k2断开，并通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21、所述第五逆变器51和所述第六逆变器61的通断，以使所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、所述第三动力电池3和所述第四动力电池4经过所述第一能量处理装置10、所述第二能量处理装置20、所述第五能量处理装置50和第六能量处理装置60进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、第三动力电池3和第四动力电池4的加热。
80.在该第一预设状态下，在本实施例中实现电池自加热的一种实现方式为，通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21、所述第三逆变器31和所述第四逆变器41的通断，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电池2经过所述第一能量处理装置10和所述第二能量处理装置20进行充电/放电，以及，使所述第三动力电池3与所述第四动力电池4经过所述第五能量处理装置50和所述第六能量处理装置60进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、所述第三动力电池3和所述第四动力电池4的加热。也即，将第一动力电池1和第二动力电池2作为一组充电/放电组，并将第三动力电池3和第四动力电池4作为一组充电/放电组，分别构成一个能够对组内的动力电池进行自加热的自加热装置，各组内自加热电流的走向和原理与前述在图1所示的实施例中描述的相同，在此不再赘述。
81.另外，在此情况下，由于电池包中空间较小，若电池包中存在多个动力电池，而多个动力电池之间的电压不能保证平衡，就会产生一定的电势差，一旦产生电势差就会产生电流，由于电池包内电阻较小，由电势差产生的电流会较大冲击电池包，从而容易烧坏电池包，因此，在进行多组动力电池之间的充电/放电时，可以将属于一侧的动力电池看做一个整体，时刻保证每一侧的动力电池的整体电压保持稳定，以避免产生电势差。例如，在如图5所示的示意图中，可以将第一动力电池1和第三动力电池3看做一个整体，将第二动力电池2和第四动力电池4看做一个整体，在分别控制各动力电池的充电/放电时，保证在所述第一动力电池1向所述第二动力电池2充电时，所述第四动力电池4向所述第三动力电池3充电，在所述第二动力电池2向所述第一动力电池1充电时，所述第三动力电池3向所述第四动力电池4充电，从而，便能够保证第一动力电池1和第三动力电池3的总电压，以及第二动力电池2和第四动力电池4的总电压都能够保持稳定不变，降低了由于电势差产生的电池包的安
全风险。
82.在图5所示出的电池自加热装置的结构示意图的基础上，为了能够进一步实现电池包充电、电机驱动的功能，提供了如图6中所示的一种电池自加热装置的结构示意图。
83.图6是根据本公开又一示例性实施例示出的一种电池自加热装置的结构示意图。如图6所示，所述装置还包括第五开关k5、第六开关k6、第七开关k7和第八开关k8，其中，所述第五开关k5，连接在所述第五中性点53与所述第六中性点63之间，当所述第四开关k4闭合时，所述第四中性点43与所述第五中性点53导通；所述第六开关k6的第一端连接在所述第五逆变器51的第一汇流端和所述第八开关k8的第一端，所述第六开关k6的第二端连接在所述第六逆变器61的第一汇流端、所述第二逆变器21的第二汇流端、所述第一逆变器11的第二汇流端、所述第二动力电池2的负极、所述第四动力电池4的正极以及所述第七开关k7的第一端，当所述第六开关k6闭合时，所述第六开关k6的第一端和和第二端导通；所述第七开关k7的第二端连接在所述第五逆变器51的第二汇流端、所述第六逆变器61的第二汇流端、所述第三动力电池3的负极以及所述第四动力电池4的负极；所述第七开关k7的第三端连接在所述第一动力电池1的负极、第三动力电池3的正极以及所述第八开关k8的第二端；所述第八开关k8的第三端连接在所述第一逆变器11的第一汇流端、所述第二开关k2以及所述第一动力电池1的正极。
84.其中，第七开关k7和第八开关k8的端点排序如图7中所示，按照顺时针顺序依次确定为第一端a、第二端b、第三端c。
85.根据图5中所示的结构示意图，图6中的控制器应当在该第一预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第五开关k5闭合，控制所述第二开关k2和所述第六开关k6断开，控制所述第七开关k7的第一端与所述第七开关k7的第三端连接，控制所述第八开关k8的第一端与所述第八开关k8的第二端连接，如此即可通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21、所述第五逆变器51和所述第六逆变器61的通断，来实现所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、所述第三动力电池3和所述第四动力电池4的加热。
86.另外，图6中的该控制器，还被配置为在所述第二预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第五开关k5断开，控制所述第二开关k2和所述第六开关k6闭合，控制所述第七开关k7的第一端与所述第七开关k7的第二端连接，控制所述第八开关k8的第一端与所述第八开关k8的第三端连接，以使外部电源为所述第一动力电池1、所述第二动力电池2所述第三动力电池3和所述第四动力电池4进行充电。
87.另外，在图6中所示的所述第一电机12、所述第二电机22、所述第三电机32以及所述第四电机42分别为车辆中的驱动电机的情况下，图6中的该控制器，还被配置为在第三预设状态下，控制所述第一开关k1、所述第二开关k2、所述第五开关k5和所述第六开关k6都断开，并控制所述第七开关k7的第一端与所述第七开关k7的第三端连接，控制所述第八开关k8的第一端与所述第八开关k8的第二端连接，使得该所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、所述第三动力电池3以及所述第四动力电池4分别通过所述第一电机12、所述第二电机22、所述第三电机32以及所述第四电机42对车辆进行驱动。
88.在一种可能的实施方式中，图5和图6中所示的第五逆变器51和第六逆变器61也可以分别包括三组桥臂，该第五电机52和第六电机62也可以分别为三相电机，分别包括三个电机绕组，并且在该第一预设状态下，所述第五电机52和第六电机62中各自的三个电机绕
组中的电流也时刻同向。从而，如图5和如图6中所示的电池自加热装置在该第一预设状态下进行该第一动力电池1和第二动力电池2的自加热时，也能够完全发挥该第五电机52和第六电机62的最大过流能力，实现更多产热，进一步提高电池自加热效率。并且，在第五电机52和第六电机62中各自包括三个电机绕组的情况下，电流同向，则电机中三个电机绕组中的电流大小相等，电机中合成的电磁力实时为零，进而也能够实现零扭矩输出，在无需进行任何额外的扭矩控制的情况下，也能够保证电池自加热过程中电机的静止。
89.图8是根据本公开一示例性实施例示出的一种电池自加热方法的流程图。如图8所示，所述方法包括步骤801。
90.在步骤801中，在第一预设状态下，通过控制所述第一逆变器11和所述第二逆变器21的通断，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电池2之间经过所述第一能量处理装置10和所述第二能量处理装置20进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热。其中，所述第一能量处理装置10中包括第一逆变器11和第一电机12，所述第二能量处理装置20中包括第二逆变器21和第二电机22；所述第一逆变器11的第一汇流端与第一动力电池1的正极连接，所述第一逆变器11的第二汇流端与所述第一动力电池1的负极、所述第二动力电池2的负极以及所述第二逆变器21的第二汇流端连接；所述第一电机12的第一端与所述第一逆变器11的中点连接，所述第二电机22的第一端与所述第二逆变器21的中点连接，所述第一电机12的第二端共接形成第一中性点13，并与所述第二电机22的第二端共接形成的第二中性点23通过中性线连接。
91.通过以上技术方案，提供了一种利用双电机和双电控进行低频震荡加热的电池自加热装置，能够充分利用部分电动交通工具例如四驱电动车辆中具有双电机以及双电控的特性，通过将双电机通过中性线进行连通的方式，大大提高了动力电池自加热的效率、功率，并且保证了较低的成本。
92.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在所述第一预设状态下，控制第一开关k1闭合；所述第一开关k1连接在所述第一中性点13与所述第二中性点23之间，当所述第一开关k1闭合时，所述第一中性点13与所述第二中性点23导通。
93.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在第二预设状态下，控制所述第一开关k1断开，控制所述第二开关k2闭合，以使外部电源为所述第一动力电池1和所述第二动力电池2进行充电；所述第二开关k2与所述第一动力电池1的正极、所述第二动力电池2的正极、所述第一逆变器11的第一汇流端以及所述第二逆变器21的第一汇流端相连，当所述第二开关k2闭合时，所述第一动力电池1的正极、所述第二动力电池2的正极、所述第一逆变器11的第一汇流端以及所述第二逆变器21的第一汇流端导通。
94.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在所述第一预设状态下，通过控制所述第一逆变器11的上桥臂和所述第二逆变器21的下桥臂同时导通，或控制所述第一逆变器11的下桥臂和所述第二逆变器21的上桥臂同时导通，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电池2经过所述第一能量处理装置10和所述第二能量处理装置20进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热。
95.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在所述第一预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第三开关k3闭合，所述第二开关k2断开，并通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21和所述第三逆变器31的通断，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电
池2经过所述第一能量处理装置10、所述第二能量处理装置20和所述第三能量处理装置30进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热；所述第三能量处理装置30包括第三逆变器31和第三电机32，所述第三逆变器31的第一汇流端与所述第二动力电池2的正极、所述第二逆变器21的第一汇流端以及所述第二开关k2连接，所述第三逆变器31的第二汇流端与所述第一动力电池1的负极、所述第二动力电池2的负极、所述第一逆变器11的第二汇流端以及所述第二逆变器21的第二汇流端连接，所述第三电机32的第一端与所述第三逆变器31的中点连接，所述第三电机32的第二端共接形成第三中性点33，所述第三中性点33通过第三开关k3与所述第一开关k1和所述第二中性点23连接。
96.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在所述第一预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第四开关k4闭合，所述第二开关k2断开，并通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21和所述第四逆变器41的通断，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电池2经过所述第一能量处理装置10、所述第二能量处理装置20和所述第四能量处理装置40进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1和所述第二动力电池2的加热；所述第四能量处理装置40包括第四逆变器41和第四电机42，所述第四逆变器41的第一汇流端与所述第一动力电池1的正极、所述第一逆变器11的第一汇流端以及所述第二开关k2连接，所述第四逆变器41的第二汇流端与所述第一动力电池1的负极、所述第二动力电池2的负极、所述第一逆变器11的第二汇流端以及所述第二逆变器21的第二汇流端连接，所述第四电机42的第一端与所述第四逆变器41的中点连接，所述第四电机42的第二端共接形成第四中性点43，所述第四中性点43通过第四开关k4与所述第一开关k1和所述第一中性点13连接。
97.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在所述第一预设状态下，控制所述第一开关k1闭合，控制所述第二开关k2断开，并通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21、所述第五逆变器51和所述第六逆变器61的通断，以使所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、所述第三动力电池3和所述第四动力电池4经过所述第一能量处理装置10、所述第二能量处理装置20、所述第五能量处理装置50和第六能量处理装置60进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、所述第三动力电池3和所述第四动力电池4的加热；所述第五能量处理装置50中包括第五逆变器51和第五电机52，所述第六能量处理装置60中包括第六逆变器61和第六电机62；所述第五逆变器51的第一汇流端与所述第一动力电池1的负极、所述第二动力电池2的负极、第三动力电池3的正极、第四动力电池4的正极、所述第一逆变器11的第二汇流端以及所述第二逆变器21的第二汇流端连接；所述第五逆变器51的第二汇流端与所述第三动力电池3的负极、所述第四动力电池4的负极以及所述第六逆变器61的第二汇流端连接；所述第五电机52的第一端与所述第五逆变器51的中点连接，所述第六电机62的第一端与所述第六逆变器61的中点连接，所述第五电机52的第二端共接形成第五中性点53，并与所述第六电机62的第二端共接形成的第六中性点63连接。
98.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在所述第二预设状态下，控制所述第一开关k1和所述第五开关k5断开，控制所述第二开关k2和所述第六开关k6闭合，控制所述第七开关k7的第一端与所述第七开关k7的第二端连接，控制所述第八开关k8的第一端与所述第八开关k8的第三端连接，以使外部电源为所述第一动力电池1、所述第二动力电池2所述第三动力电池3和所述第四动力电池4进行充电；所述第五开关k5，连接在所述第五中性点53与所述第六中性点63之间，当所述第四开关k4闭合时，所述第四中性点43与所述第五
中性点53导通；所述第六开关k6的第一端连接在所述第五逆变器51的第一汇流端和所述第八开关k8的第一端，所述第六开关k6的第二端连接在所述第六逆变器61的第一汇流端、所述第二逆变器21的第二汇流端、所述第一逆变器11的第二汇流端、所述第二动力电池2的负极、所述第四动力电池4的正极以及所述第七开关k7的第一端，当所述第六开关k6闭合时，所述第六开关k6的第一端和和第二端导通；所述第七开关k7的第二端连接在所述第五逆变器51的第二汇流端、所述第六逆变器61的第二汇流端、所述第三动力电池3的负极以及所述第四动力电池4的负极；所述第七开关k7的第三端连接在所述第一动力电池1的负极、第三动力电池3的正极以及所述第八开关k8的第二端；所述第八开关k8的第三端连接在所述第一逆变器11的第一汇流端、所述第二开关k2以及所述第一动力电池1的正极。
99.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在所述第一预设状态下，通过控制所述第一逆变器11、所述第二逆变器21、所述第三逆变器31和所述第四逆变器41的通断，以使所述第一动力电池1与所述第二动力电池2经过所述第一能量处理装置10和所述第二能量处理装置20进行充电/放电，以及，使所述第三动力电池3与所述第四动力电池4经过所述第五能量处理装置50和所述第六能量处理装置60进行充电/放电，以实现所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、所述第三动力电池3和所述第四动力电池4的加热，其中，在所述第一动力电池1向所述第二动力电池2充电时，所述第四动力电池4向所述第三动力电池3充电，在所述第二动力电池2向所述第一动力电池1充电时，所述第三动力电池3向所述第四动力电池4充电。
100.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：为在第三预设状态下，控制所述第一开关k1、所述第二开关k2、所述第五开关k5以及所述第六开关k6断开，控制所述第七开关k7的第一端与所述第七开关k7的第三端连接，控制所述第八开关k8的第一端与所述第二端连接，以使所述第一动力电池1、所述第二动力电池2、所述第三动力电池3以及所述第四动力电池4分别通过所述第一电机12、所述第二电机22、所述第三电机32以及所述第四电机42对车辆进行驱动；所述第一电机12、所述第二电机22、所述第三电机32以及所述第四电机42分别为车辆中的驱动电机。
101.在一种可能的实施方式中，所述第一逆变器11、所述第二逆变器21、所述第五逆变器51和所述第六逆变器61分别包括三组桥臂；所述第一电机12、所述第二电机22、所述第五电机52和所述第六电机62分别为三相电机，分别包括三个电机绕组，并且，在所述第一预设状态下，所述第一电机12、所述第二电机22、所述第五电机52和所述第六电机62中，各电机中的三个电机绕组中的电流时刻同向。
102.在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：在所述第一预设状态下，将所述第一动力电池和所述第二动力电池的产热通过热泵导出至车辆乘员舱以提供热源。
103.图9是根据一示例性实施例示出的一种电动交通工具900的结构框图，如图9所示，该电动交通工具900包括上述电池自加热装置100。其中，该电池自加热装置100中的控制器还可以用于执行上述电池自加热方法中的全部或部分步骤。本领域技术人员应该知悉，在具体实施时，车辆900还包括其它部件，图9只是示出了与本公开实施例相关的部分，其它必要的车辆部件未一一示出。
104.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简
单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
105.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
106.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。