一种电池组加热装置与控制方法
阅读：892发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种电池组加热装置与控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 提供了一种 电池 组 加热装置与控制方法。本发明实施例所提供的电池组加热装置，便携设置于运载工具外部，包括： 电能 转换组件，包括储能器件、第一 开关 组与第二开关组；加热 接口 组件，包括多个加热接口，所述多个加热接口通过所述第一开关组与所述储能器件连接形成第一加热回路，以及，所述多个加热接口通过所述第二开关组与所述储能器件连接形成第二加热回路，每个所述加热接口用于与一个运载工具的电池组连接；加热控 制模 块 ，用于控制所述电能转换组件与所述电池组之间的电能转移方向。因此，本发明实施例提供的技术方案能够解决 现有技术 中单一运载工具间接加热方式仅能为一个运载工具进行加热且加热效率较低的问题。，下面是一种电池组加热装置与控制方法专利的具体信息内容。
1.一种电池组加热装置，其特征在于，便携设置于运载工具外部，包括：
电能转换组件，包括储能器件、第一开关组与第二开关组；
加热接口组件，包括多个加热接口，所述多个加热接口通过所述第一开关组与所述储能器件连接形成第一加热回路，以及，所述多个加热接口通过所述第二开关组与所述储能器件连接形成第二加热回路，每个所述加热接口用于与一个运载工具的电池组连接；
加热控制模块，用于控制所述电能转换组件与所述电池组之间的电能转移方向；
所述加热接口组件，还包括：
多个主回路开关器件，各主回路开关器件与各加热接口串联连接，且任意相邻两个主回路开关器件之间连接有一个加热接口，任意相邻两个加热接口之间连接有一个主回路开关器件；所述加热接口组件的正极连接端为主回路开关器件远离加热接口的一端，所述加热接口组件的负极连接端为加热接口远离主回路开关器件的一端；
每个所述主回路开关器件用于在出现异常情况时断开所述电池组加热装置与所述电池组之间的电能转移。
2.根据权利要求1所述的电池组加热装置，其特征在于，
所述第一开关组，包括连接于所述储能器件两端的第一开关器件与第二开关器件，所述第一开关组、所述储能器件与所述加热接口组件之间电性连接并构成所述第一加热回路；
所述第二开关组，包括连接于所述储能器件两端的第三开关器件与第四开关器件，所述第二开关组、所述储能器件与所述加热接口组件之间电性连接并构成所述第二加热回路。
3.根据权利要求2所述的电池组加热装置，其特征在于，
所述第一开关器件，所述第一开关器件的第一端与所述储能器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端电性连接至所述加热接口组件的正极；
所述第二开关器件，所述第二开关器件的第一端与所述储能器件的第二端连接，所述第二开关器件的第二端电性连接至所述加热接口组件的负极；
所述第三开关器件，所述第三开关器件的第一端与所述储能器件的第三端连接，所述第三开关器件的第二端电性连接至所述加热接口组件的正极；
所述第四开关器件，所述第四开关器件的第一端与所述储能器件的第四端连接，所述第四开关器件的第二端电性连接至所述加热接口组件的负极。
4.根据权利要求1所述的电池组加热装置，其特征在于，所述电池组加热装置，还包括：
电流检测器，所述电流检测器的第一端与所述第一开关组的负极连接端、所述第二开关组的负极连接端均连接，所述电流检测器的第二端连接至所述加热接口组件的负极，用于检测加热回路的电流值；
所述加热控制模块，还用于获取所述电流检测器检测得到的电流值，以便于根据所述电流值确定是否发生异常情况。
5.根据权利要求1所述的电池组加热装置，其特征在于，电池组加热装置还包括保护电路；
所述保护电路由开关保护组件和保护电容组件构成；
所述开关保护组件，每个所述开关保护组件均并联连接于一个第一开关组或第二开关组的开关器件的两端，用于在所述开关器件的关断过程中降低损耗或避免发生损坏；
所述保护电容组件，包括一个或多个电容，所述保护电容组件并联于所述第一加热回路的两端以及所述第二加热回路的两端，用于避免在所述第一开关组或所述第二开关组闭合时产生电压尖峰。
6.根据权利要求1所述的电池组加热装置，其特征在于，所述加热接口为充电枪头。
7.一种电池组加热控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的电池组加热装置，执行于所述加热控制模块，所述方法包括：
检测所述加热接口组件中各加热接口与电池组之间的连接状态；
获取处于完全连接状态的电池组的安全检测信息；
响应于电池组的安全检测信息均正常，控制所述第一开关组的开闭状态与所述第二开关组的开闭状态，使得在电池组加热过程中执行至少一个加热子循环，直至达到预设的加热条件；
其中，每个所述加热子循环的控制方法包括：
控制所述第一开关组闭合且所述第二开关组断开，使得所述储能器件通过所述加热接口组件与所述电池组进行第一电能转移；
响应于达到预设的电能转移条件，控制所述第一开关组断开且所述第二开关组闭合，使得所述储能器件通过所述加热接口组件与所述电池组进行第二电能转移；
其中，所述电能转移的方式为充电或者放电，所述第一电能转移的方向与所述第二电能转移的方向相反。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于达到所述电能转移条件，执行下一个所述加热子循环中控制所述第一开关组闭合且所述第二开关组断开的步骤。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述电能转移条件为：
达到预设的储能器件的储能比例阈值或者释放能量阈值；或者，
达到预设的电能转移时长，所述电能转移时长包括：储能器件的放电时长与储能器件的充电时长。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述安全检测信息包括：绝缘阻抗检测信息、电池组的最低荷电状态检测信息、电池组的温度与电池组的电压中的至少一个。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述电池组的状态信息；
响应于所述状态信息中的任意一个或多个状态信息出现异常，断开所述电池组与所述储能器件之间的电能转移，以停止当前执行的加热动作。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述状态信息包括：电压、电池组温度、绝缘阻抗信息、荷电状态与电流中的至少一个。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，断开所述电池组与所述储能器件之间的电能转移，包括：
断开所述第一开关组，并断开所述第二开关组。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述电池组加热装置还包括：多个主回路开关器件，各主回路开关器件与各加热接口串联连接，且任意相邻两个主回路开关器件之间连接有一个加热接口，任意相邻两个加热接口之间连接有一个主回路开关器件；所述加热接口组件的正极连接端为主回路开关器件远离加热接口的一端，所述加热接口组件的负极连接端为加热接口远离主回路开关器件的一端时；
断开所述电池组与所述储能器件之间的电能转移，包括：
断开所述主回路开关器件，以及，断开所述第一开关组与所述第二开关组。
15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设的加热条件为：多个电池组中至少一个电池组的温度达到预设的加热温度阈值。
一种电池组加热装置与控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池组加热装置与控制方法。【背景技术】
[0002] 智能化和电动化是智能交通领域发展的重要方向之一，尤其是在电动化领域，随着材料和技术的进步，电池组的能量密度越来越高，交通工具也在使用各个类型的电池组作为能量来源，相较于传统交通工具主要使用化石燃料作为能量来源，现代交通工具中越来越多的使用以锂电池为代表的电池组作为能量来源。研究数据表明，在零下三十度的环境中，电池组的充放电性能基本为零，因此研究电池组对于提升运载工具对环境的适应度非常重要。基于当前低温环境对电池组性能有很大影响的现象，如何为电池组进行加热就成为本领域关注的重点。
[0003] 目前，为电池组进行加热的装置一般为内置装置，根据不同的运载工具型号和电池组，在电池组的内部或外部放置加热膜或液体装置等加热装置，并通过对这些加热装置进行加热的方式，实现对电池组的间接加热。其中，为电池组进行加热装置的能量源一般是取自内置铅酸电池或者交流市电。
[0004] 但是，现有的对电池组进行加热的装置为内置间接加热装置，那么，这种加热装置仅能用于对一个运载工具进行加热，并且，间接加热装置的功率较小，加热时间较长，加热效率较低。【发明内容】
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种电池组加热装置，便携设置于运载工具外部，包括：
[0008] 加热接口组件，包括多个加热接口，所述多个加热接口通过所述第一开关组与所述储能器件连接形成第一加热回路，以及，所述多个加热接口通过所述第二开关组与所述储能器件连接形成第二加热回路，每个所述加热接口用于与一个运载工具的电池组连接；
[0010] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述加热接口组件，还包括：
[0011] 多个主回路开关器件，各主回路开关器件与各加热接口串联连接，且任意相邻两个主回路开关器件之间连接有一个加热接口，任意相邻两个加热接口之间连接有一个主回路开关器件；所述加热接口组件的正极连接端为主回路开关器件远离加热接口的一端，所述加热接口组件的负极连接端为加热接口远离主回路开关器件的一端；
[0012] 每个所述主回路开关器件用于在出现异常情况时断开所述电池组加热装置与所述电池组之间的电能转移。
[0013] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，[0014] 所述第一开关组，包括连接于所述储能器件两端的第一开关器件与第二开关器件，所述第一开关组、所述储能器件与所述加热接口组件之间电性连接并构成所述第一加热回路；
[0015] 所述第二开关组，包括连接于所述储能器件两端的第三开关器件与第四开关器件，所述第二开关组、所述储能器件与所述加热接口组件之间电性连接并构成所述第二加热回路。
[0016] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，[0017] 所述第一开关器件，所述第一开关器件的第一端与所述储能器件的第一端连接，所述第一开关器件的第二端电性连接至所述加热接口组件的正极；
[0018] 所述第二开关器件，所述第二开关器件的第一端与所述储能器件的第二端连接，所述第二开关器件的第二端电性连接至所述加热接口组件的负极；
[0019] 所述第三开关器件，所述第三开关器件的第一端与所述储能器件的第三端连接，所述第三开关器件的第二端电性连接至所述加热接口组件的正极；
[0020] 所述第四开关器件，所述第四开关器件的第一端与所述储能器件的第四端连接，所述第四开关器件的第二端电性连接至所述加热接口组件的负极。
[0021] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电池组加热装置，还包括：
[0022] 电流检测器，所述电流检测器的第一端与所述第一开关组的负极连接端、所述第二开关组的负极连接端均连接，所述电流检测器的第二端连接至所述加热接口组件的负极，用于检测加热回路的电流值；
[0023] 所述加热控制模块，还用于获取所述电流检测器检测得到的电流值，以便于根据所述电流值确定是否发生异常情况。
[0024] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，电池组加热装置还包括保护电路；
[0025] 所述保护电路由开关保护组件和保护电容组件构成；
[0026] 所述开关保护组件，每个所述开关保护组件均并联连接于一个第一开关组或第二开关组的开关器件的两端，用于在所述开关器件的关断过程中降低损耗或避免发生损坏；
[0028] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述加热接口为充电枪头。
[0029] 上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
[0030] 本发明实施例提供的电池组加热装置包括电能转换组件、多个加热接口与加热控制模块；一方面，电能转换组件中设置有储能器件，这就能够通过加热接口与电动运载工具中的电池组建立电能转移，加热控制模块通过控制电能转换组件与电池组之间的电能转移方向，就能够实现针对运载工具中电池组不断的释放能量和存储能量，从而，通过这种充放电的形式实现对电池组的直接加热，在该过程中，储能器件无需设置其他能量源或加热源，其能量直接来源于电动运载工具中的电池组，节省成本的同时，也避免了低功率能量源对加热效率的限制问题，提高了加热效率；另一方面，该电池组加热装置中包括多个加热接口，每个加热接口都可以连接一辆电动运载工具的电池组，并且，基于多个加热接口与电能转换组件的串联关系，电能转换组件可同时实现针对多个电池组的加热。基于此，与现有技术中单一运载工具的间接加热方式相比，本发明实施例所提供的技术方案能够解决现有技术中单一运载工具间接加热方式仅能为一个运载工具进行加热且加热效率较低的问题。
[0031] 第二方面，本发明实施例提供了一种电池组加热控制方法，应用于如第一方面所述的电池组加热控制方法，执行于所述加热控制模块，所述方法包括：
[0032] 检测所述加热接口组件中各加热接口与电池组之间的连接状态；
[0033] 获取处于完全连接状态的电池组的安全检测信息；
[0034] 响应于电池组的安全检测信息均正常，控制所述第一开关组的开闭状态与所述第二开关组的开闭状态，使得在电池组加热过程中执行至少一个加热子循环，直至达到预设的加热条件；
[0035] 其中，每个所述加热子循环的控制方法包括：
[0036] 控制所述第一开关组闭合且所述第二开关组断开，使得所述储能器件通过所述加热接口组件与所述电池组进行第一电能转移；
[0037] 响应于达到预设的电能转移条件，控制所述第一开关组断开且所述第二开关组闭合，使得所述储能器件通过所述加热接口组件与所述电池组进行第二电能转移；
[0038] 其中，所述电能转移的方式为充电或者放电，所述第一电能转移的方向与所述第二电能转移的方向相反。
[0039] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
[0040] 响应于达到所述电能转移条件，执行下一个所述加热子循环中控制所述第一开关组闭合且所述第二开关组断开的步骤。
[0041] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电能转移条件为：
[0042] 达到预设的储能器件的储能比例阈值或者释放能量阈值；或者，
[0043] 达到预设的电能转移时长，所述电能转移时长包括：储能器件的放电时长与储能器件的充电时长。
[0045] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
[0046] 获取所述电池组的状态信息；
[0047] 响应于所述状态信息中的任意一个或多个状态信息出现异常，断开所述电池组与所述储能器件之间的电能转移，以停止当前执行的加热动作。
[0048] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述状态信息包括：电压、电池组温度、绝缘阻抗信息、荷电状态与电流中的至少一个。
[0049] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，断开所述电池组与所述储能器件之间的电能转移，包括：
[0050] 断开所述第一开关组，并断开所述第二开关组。
[0051] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当所述电池组加热装置还包括：多个主回路开关器件，各主回路开关器件与各加热接口串联连接，且任意相邻两个主回路开关器件之间连接有一个加热接口，任意相邻两个加热接口之间连接有一个主回路开关器件；所述加热接口组件的正极连接端为主回路开关器件远离加热接口的一端，所述加热接口组件的负极连接端为加热接口远离主回路开关器件的一端时；
[0052] 断开所述电池组与所述储能器件之间的电能转移，包括：
[0053] 断开所述主回路开关器件，以及，断开所述第一开关组与所述第二开关组。
[0054] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设的加热条件为：多个电池组中至少一个电池组的温度达到预设的加热温度阈值。
[0055] 上述技术方案中的一个技术方案具有如下有益效果：
[0056] 本发明实施例所提供的电池组加热控制方法，可以通过控制电能转换组件中第一开关器件与第二开关器件的开闭状态，实现对电能转换组件与电池组之间的电能转移方向的控制，并且，当第一开关器件与第二开关器件闭合时，储能器件接收电池组的供电；当第一开关器件与第二开关器件均断开时，储能器件放电至电池组，如此，通过执行多个这样的加热子循环，电池组中每个电池组都能够不断的存储能量和释放能量，从而，通过这种充放电的形式实现对电池组的直接加热，在该过程中，储能器件无需设置其他能量源或加热源，其能量直接来源于电动运载工具中的电池组，节省成本的同时，也避免了低功率能量源对加热效率的限制问题，提高了加热效率；并且，基于多个加热接口与电能转换组件的串联关系，电能转换组件可同时实现针对多个电池组的加热。基于此，与现有技术中单一运载工具的间接加热方式相比，本发明实施例所提供的技术方案能够解决现有技术中单一运载工具间接加热方式仅能为一个运载工具进行加热且加热效率较低的问题。【附图说明】
[0057] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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它的附图。
[0058] 图1是本发明实施例所提供的电池组加热装置的结构示意图；
[0059] 图2是本发明实施例所提供的电池组加热装置与电动汽车之间的连接关系示意图；
[0060] 图3是本发明实施例所提供的电池组加热装置中第一加热回路的结构示意图；
[0061] 图4是本发明实施例所提供的电池组加热装置中第二加热回路的结构示意图；
[0062] 图5是本发明实施例所提供的电池组加热控制方法的流程示意图；
[0063] 图6是本发明实施例所提供的电池组加热控制方法中的一个加热子循环的控制方法。【具体实施方式】
[0064] 为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
[0065] 应当明确，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0066] 在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0067] 应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0068] 应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述开关器件等，但这些开关器件不应限于这些术语。这些术语仅用来将开关器件彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一开关器件也可以被称为第二开关器件，类似地，第二开关器件也可以被称为第一开关器件。
[0069] 取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
[0070] 针对现有技术中所存在的单一运载工具间接加热方式仅能为一个运载工具进行加热且加热效率较低的问题，本发明实施例提供了如下解决思路：提供一种包括多个加热接口的、能量源来自于电池组本身的直接加热装置与控制方法，通过便携式设置方式将其设置于运载工具的外部空间；在加热过程中，将串联而成的各运载工具的电池组的能量循环进行存储和释放，在能量存储和释放的过程中，各运载工具的电池组会持续不断地进行加热，从而达到同时加热多个运载工具的电池组的目的。
[0071] 在该思路的引导下，本方案实施例提供了以下可行的实施方案。
[0072] 实施例一
[0073] 本发明实施例给出一种电池组加热装置，该装置为便携式装置，可设置于运载工具外部。其中，运载工具外部指除运载工具外壳以内的区域。其中，运载工具可以包括但不限于：电动车辆、电动飞行设备、电动水运设备等，本发明实施例对此无特别限定。为了便于理解，以电动车辆为例，便携式加热装置可以设置于车下、车顶、车前、车后等，本发明实施例对此无限定。考虑到实用性和美观性等，可以将其便携设置于车下。
[0074] 本发明实施例所提供的电池组加热装置可以用于多车加热，具体的，请参考图1，该电池组加热装置100，包括：
[0075] 电能转换组件110，包括储能器件111、第一开关组112(图1未示出标号，表示为1121与1122)与第二开关组113(图1未示出标号，表示为1131与1132)；
[0076] 加热接口组件120，包括多个加热接口(为了便于理解，图1中示出了3个加热接口，第一加热接口1211、第二加热接口1221与第三加热接口1231)，多个加热接口120通过第一开关组112与储能器件111连接形成第一加热回路，以及，多个加热接口120通过第二开关组113与储能器件111连接形成第二加热回路，每个加热接口用于与一个运载工具(图1中表示为200、300与400)的电池组(图1中表示为21、31与41)连接；
[0077] 加热控制模块130，用于控制电能转换组件110与电池组之间的电能转移方向。
[0078] 其中，储能器件111为可用于接收电能以及可用于输出电能的装置，电能转换组件110的电能转移方向可以包括：存储能量(充电)或释放能量(放电)。本发明实施例对于储能器件的表现形式无限定。例如，储能器件的表现形式可以包括但不限于单个或者多个感性器件的串并联组合、便携式移动电源设备等。
[0079] 本发明实施例中，加热接口的表现形式可以为充电枪头。充电枪头可以与电动运载工具中的充电插口连接，并通过充电插口连接至电池组。将充电枪头作为加热接口，也避免了额外设置接口的问题，并且，由于可以兼容大部分电动运载工具，大大提高了该电池组加热装置的兼容性，扩展了其应用场景。
[0080] 为了具体说明本方案，一方面，请参考图1，本发明实施例给出了加热接口组件120的具体结构。
[0081] 如图1所示，加热接口组件中的每个加热接口均可以与一辆车中的电池组进行连接，并且，多个加热接口之间为串联式电性连接关系，当多个加热接口中至少两个加热接口与电池组连接后，这些连接的电池组成串联连接的电池组。
[0082] 此时，可以结合图1与图2(图2中未示出电动运载工具与电池组的连接关系)所示结构，电池组加热装置100中包括3个加热接口，分别为：第一加热接口1211、第二加热接口1221与第三加热接口1231，其中，第一加热接口1211与第一运载工具200的电池组21连接，第二加热接口1221与第二运载工具300的电池组31连接，第三加热接口1231与第三运载工具400的电池组41连接。
[0083] 需要说明的是，本发明所涉及的电性连接是指：各电器件之间以直接连接或间接连接的方式电连接。后续涉及此概念，不再赘述。
[0084] 以及，针对不需要与电池组连接的加热接口，将该加热接口短接即可。例如，一个电池组加热装置包括5个加热接口，那么，可以同时为5辆电动汽车的电池组进行同时加热。当有5辆车的电池组分别与加热接口组件中的一个加热接口连接时，这5辆车的电池组呈串联连接状态；或者，该电池组加热装置也可以连接少于5的电池组，例如，5个加热接口中有3个加热接口与电池组连接，2个接口短接，那么，这3辆车的电池组呈如图1所示的串联式电性连接状态。
[0085] 也就是说，该电池加热系统可以为至少一个运载工具的电池组进行加热，具有较高的兼容性。
[0086] 此外，在一个具体的实现场景中，还可以在各加热接口的正极侧设置主回路开关器件，以便于发生异常情况时，能够及时断开该主回路开关，从而，切断该电池组加热装置与电池组之间的电能转移，从而断开对电池组的加热过程。
[0087] 此时，在加热接口组件中还设置有：
[0088] 多个主回路开关器件，各主回路开关器件与各加热接口串联连接，且任意相邻两个主回路开关器件之间连接有一个加热接口，任意相邻两个加热接口之间连接有一个主回路开关器件；加热接口组件的正极连接端为主回路开关器件远离加热接口的一端，加热接口组件的负极连接端为加热接口远离主回路开关器件的一端；
[0089] 每个主回路开关器件用于在出现异常情况时断开电池组加热装置与电池组之间的电能转移。
[0090] 可以参考图1所示加热接口组件120中由正极至负极的方向，依次串联连接有：第一主回路开关器件1212、第一加热接口1211、第二主回路开关器件1222、第二加热接口1221、第三主回路开关器件1232与第三加热接口1231，并且，第一加热接口1211与第二加热接口1221之间连接有第二主回路开关器件1222，第一主回路开关器件1212与第二主回路开关器件1222之间连接有第一加热接口1211，并且，第一主回路开关器件1212远离第一加热接口1211的一端为整个加热接口组件120的正极连接端，第三加热接口1231远离第三主回路开关器件1232的一端为整个加热接口组件120的负极连接端。
[0091] 另一方面，本发明实施例还给出了电能转换组件110的具体结构。
[0092] 如图1与图3所示，电能转换组件110中，第一开关组，包括：
[0093] 连接于储能器件111两端的第一开关器件1121与第二开关器件1122，第一开关组(第一开关器件1121与第二开关器件1122)、储能器件111与加热接口组件120之间电性连接并构成第一加热回路。
[0094] 具体的，如图1与图3所示，在第一开关组中，第一开关器件1121的第一端与储能器件111的第一端连接，第一开关器件1121的第二端电性连接至加热接口组件120的正极；以及，第二开关器件1122的第一端与储能器件111的第二端连接，第二开关器件的第二端电性连接至加热接口组件120的负极。如此，第一开关器件1121、储能器件111、第二开关器件1122与加热接口组件120之间电性连接并构成完整的第一加热回路。
[0095] 如图1与图4所示，电能转换组件110中，第二开关组，包括：
[0096] 连接于储能器件111两端的第三开关器件1131与第四开关器件1132，第二开关组(第三开关器件1131与第四开关器件1132)、储能器件111与加热接口组件120之间电性连接并构成第二加热回路。
[0097] 具体的，如图1与图4所示，在第二开关组中，第三开关器件1131的第一端与储能器件111的第三端连接，第三开关器件1131的第二端电性连接至加热接口组件120的正极；第四开关器件1132的第一端与储能器件111的第四端连接，第四开关器件1132的第二端电性连接至加热接口组件120的负极。如此，第三开关器件1131、储能器件111、第四开关器件1132与加热接口组件120之间电性连接并构成完整的第二加热回路。
[0098] 基于此，在实际实现加热的过程中，可以控制所述第一开关组的开闭状态与所述第二开关组的开闭状态，使得在电池组加热过程中执行至少一个加热子循环，直至达到预设的加热条件。
[0099] 其中，第一开关组的开闭状态与第二开关组的开闭状态相反。也就是，当第一开关组闭合时，第二开关组断开；当第一开关组断开时，第二开关组闭合。
[0100] 因此，在每个加热子循环中，可以控制第一开关组闭合且第二开关组断开，使得储能器件通过加热接口组件与电池组进行第一电能转移；响应于达到预设的电能转移条件，控制第一开关组断开且第二开关组闭合，使得储能器件通过加热接口组件与电池组进行第二电能转移，其中，电能转移的方式为充电或者放电，第一电能转移的方向与第二电能转移的方向相反。
[0101] 以及，当在第二电能转移过程中达到该电能转移条件，则进入下一个加热子循环的控制，即执行控制第一开关组闭合且第二开关组断开的步骤。
[0102] 如此，循环往复，实现对多个运载工具的电池组的同时且直接加热。
[0103] 在初始使用该方法之前，第一开关组与第二开关组均断开。
[0104] 此时，由于储能器件中未存储能量或存储能量较低，可以先通过连接的电池组(为了描述方便，以下简称为pack组)为储能器件111进行供电。
[0105] 具体的，加热控制模块130可以控制第一开关组112闭合，此时第二开关组113仍断开。此时，pack组、第一开关器件1121、第二开关器件1122与储能器件111构成加热回路，在此期间，pack组通过该加热回路为储能器件111供电。也就是，在该加热回路中，电流在pack组的外部由正极流到负极，也就是，在pack组的内部由负极流到正极，由于pack组中未设置其他的加热装置，如PTC板等，由pack组为储能器件111充电所产生的热量将会均匀散布到pack组中。如此，可以实现对pack组中每个pack的充放电式同时直接加热。
[0106] 此外，由图1、图3与图4所示电路结构可知，该加热回路中除电池内阻Rx外不存在其他耗能器件，根据焦耳定律Q＝I2RxT可知，发热量Q与加热回路中有效电流值I，加热电阻Rx和加热时间T成正比关系。那么，当加热电阻Rx与发热量Q固定时，该加热回路中的有效电流值I可以由加热时间T决定。
[0107] 之后，当达到储能器件111达到预设的电能转移条件时，储能器件111可以释放能量为pack组充电。
[0108] 此时，加热控制模块130可以控制第一开关组112断开，且控制第二开关组113断开。此时，储能器件111的B端相当于电源的正极，储能器件111、第三开关器件1131、第四开关器件1132与pack组组成加热回路，在此期间，储能器件111释放能量至pack组，为pack组进行充电。在该加热回路中，电流自储能器件111的B端经第四开关器件1132、pack组、第三开关器件1131，最终回到储能器件111的A端，在该过程中产生的热量将会均匀散布到pack组中。如此，仍可以实现对pack组中每个pack的充放电式直接加热。
[0109] 此外，与储能器件111存储能量的方式类似，储能器件111以释放能量的方式对pack组进行加热的回路中，有效电流值I可以由加热时间T决定，不再赘述。
[0110] 利用本发明实施例所提供的电池组加热装置进行电池组加热的实际过程中，依次循环执行上述两个步骤即可，直至电池组的温度满足需求。
[0111] 在实际实现场景中，加热控制模块还可以用于采集上述各开关器件的热量情况，以便于在任意开关器件的热量情况发生异常时采取保护措施。其中，采集各开关器件的热量情况的方式可以包括但不限于：在各开关器件表面设置热敏电阻。
[0112] 在具体的实现过程中，考虑到通过充放电形式对多个运载工具的电池组同时进行直接加热的方案可能会存在的电流异常问题，在该电池组加热装置中还可以设置电流检测器。
[0113] 此时，如图1所示，该电池组加热装置100，还包括：
[0114] 电流检测器140，电流检测器140的第一端与第一开关组的负极连接端、第二开关组的负极连接端均连接，电流检测器140的第二端连接至加热接口组件120的负极，该电流检测器140用于检测加热回路的电流值；
[0115] 加热控制模块130，还用于获取电流检测器140检测得到的电流值，以便于根据电流值确定是否发生异常情况。
[0116] 也就是，如图1、图3与图4所示，电流检测器140还可以与加热控制模块130通信连接，以便于将采集到的电流值发送给加热控制模块130，以便于加热控制模块130能够基于接收到的电流值启动过流保护功能，提高该电池组加热装置100的安全性能。
[0117] 当加热控制模块检测到有异常情况发生时，可以采取的保护措施包括：断开该电池组加热装置与电池之间的连接。具体的，可以有以下两种方式：
[0118] 第一种，直接控制第一开关组与第二开关组均断开。
[0119] 第二种，当加热接口组件中设置有多个主回路开关器件时，可以先断开主回路开关器件，之后，断开第一开关组与第二开关组。
[0120] 在一个可行的实现过程中，为了更加及时的切断加热过程，可以先断开任一主回路开关器件，之后，再将所有的开关器件，包括其余主回路开关器件、第一开关组与第二开关组的开关器件，全部断开。
[0121] 此外，考虑到各开关器件在关断过程中可能会发生关断损耗或由于超出最高电压而导致过压损坏的情况，因此，该电池组加热装置中还可以包括但不限于保护电路。具体的，保护电路可以由开关保护组件和保护电容组件构成。
[0122] 其中，如图1、图3与图4所示，该保护电路中的开关保护组件的连接关系及作用如下：
[0123] 开关保护组件151(图1、图3与图4中未示出标号，表示为1511、1512、1513与1514)，每个开关保护组件均并联连接于一个第一开关组或第二开关组的开关器件(1121与1122以及1131与1132)的两端，用于在开关器件(1121、1122、1131与1132)的关断过程中降低损耗或避免发生损坏；
[0124] 如图1所示电能转换组件110示出了4个开关保护组件，分别为：并联连接于第一开关器件1121两侧的第一开关保护组件1511、并联连接于第二开关器件1122两侧的第二开关保护组件1512、并联连接于第三开关器件1131两侧的第三开关保护组件1513与并联连接于第四开关器件1132两侧的第四开关保护组件1514。
[0126] 例如，当二极管和电容串联，且电阻并联在二极管上的这种RCD吸收电路，能够减缓功率管关断时电压的上升速度，减小关断损耗。
[0127] 又例如，当二极管和电容串联，且电阻并联在电容上的这种RCD吸收电路，能够限制功率管关断时的最高电压，防止功率管因关断过压而损坏。
[0128] 以及，如图1、图3与图4所示，该保护电路中的保护电容组件的连接关系及作用如下：
[0129] 保护电容组件152，包括一个或多个保护电容，保护电容组件152并联于第一加热回路的两端以及第二加热回路的两端，用于避免在第一开关组或第二开关组闭合时产生电压尖峰。
[0130] 本发明实施例中，保护电容组件152可以包括一个或多个保护电容，为了便于理解，图1中示出了仅包含一个保护电容的保护电容组件152的连接关系；以及，当保护电容组件152包含多个保护电容时，多个保护电容之间可以以串联和并联中的至少一种连接方式进行连接。
[0131] 其中，当电池组加热装置中设置有电流检测器时，可以参考图1、图3与图4，此时，保护电容组件152的第一端与第一开关组件的正极连接端、第二开关组件的正极连接端均连接；以及，保护电容组件152的第二端与电流检测器140的第二端连接，且电流检测器140的第一端与第一开关组112的负极连接端、第二开关组113的负极连接端均连接。
[0132] 可以理解，当电池组加热装置100中未设置电流检测器时，保护电容组件152的第一端与第一开关组件112的正极连接端、第二开关组件113的正极连接端均连接；保护电容组件152的第二端与第一开关组112的负极连接端、第二开关组113的负极连接端均连接。
[0134] 另一方面，考虑到电动运载工具中一般设置有电池管理系统(Battery Management System，BMS)，BMS可以用以采集电池组的温度、电压以及绝缘阻抗等涉及安全性能的参数。这些参数也可以辅助加热控制模块130实现对该电池组加热装置100的安全性判断和保护。
[0135] 因此，在实际实现过程中，如图1所示，加热控制模块130还与各运载工具(图1中表示为200、300与400)的电池管理系统(22、32与42)通信连接。其通信方式可以包括但不限于控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线通信。
[0136] 本发明实施例未详述的加热控制模块中所执行的控制方法部分，可以参考实施例二所提供的电池组加热控制方法。
[0137] 本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0138] 本发明实施例提供的电池组加热装置包括电能转换组件、多个加热接口与加热控制模块；一方面，电能转换组件中设置有储能器件，这就能够通过加热接口与电动运载工具中的电池组建立电能交互，加热控制模块通过控制电能转换组件的电能转移方向，就能够实现针对运载工具中电池组不断的释放能量和存储能量，从而，通过这种充放电的形式实现对电池组的直接加热，在该过程中，储能器件无需设置其他能量源或加热源，其能量直接来源于电动运载工具中的电池组，节省成本的同时，也避免了低功率能量源对加热效率的限制问题，提高了加热效率；另一方面，该电池组加热装置中包括多个加热接口，每个加热接口都可以连接一辆电动运载工具的电池组，并且，基于多个加热接口与电能转换组件的串联关系，电能转换组件可同时实现针对多个电池组的加热。基于此，与现有技术中单一运载工具的间接加热方式相比，本发明实施例所提供的技术方案能够解决现有技术中单一运载工具间接加热方式仅能为一个运载工具进行加热且加热效率较低的问题。
[0139] 实施例二
[0140] 基于上述实施例一所提供的电池组加热装置，本发明实施例提供了一种电池组加热控制方法及计算机可读存储介质。
[0141] 该电池组加热控制方法可以应用于如实施例一所述的电池组加热装置中，并执行于加热控制模块中。
[0142] 具体的，请参考图5，本发明实施例所提供的电池组加热控制方法包括以下步骤：
[0143] S502，检测加热接口组件中各加热接口与电池组之间的连接状态。
[0144] S504，获取处于完全连接状态的电池组的安全检测信息。
[0145] S506，响应于电池组的安全检测信息均正常，控制第一开关组的开闭状态与第二开关组的开闭状态，使得在电池组加热过程中执行至少一个加热子循环，直至达到预设的加热条件。
[0146] 其中，每个加热子循环的控制方法可以参考图6，包括以下步骤：
[0147] S506A，控制第一开关组闭合且第二开关组断开，使得储能器件通过加热接口组件与电池组进行第一电能转移。
[0148] 其中，本发明实施例所涉及的控制开关组闭合是指控制开关组中所包含的所有开关器件均闭合，控制开关组断开是指控制该开关组中所包含的所有开关器件断开。
[0149] S506B，响应于达到预设的电能转移条件，控制第一开关组断开且第二开关组闭合，使得储能器件通过加热接口组件与电池组进行第二电能转移，其中，电能转移的方式为充电或者放电，第一电能转移的方向与第二电能转移的方向相反。也就是，当第一电能转移的电能转移方向为储能器件储能且电池组释放能量(电池组为储能器件充电)时，第二电能转移的电能转移方向为储能器件释放能量且电池组储能(储能器件为电池组充电)；反之，当第一电能转移的电能转移方向为储能器件释放能量且电池组储能时，第二电能转移的电能转移方向为储能器件储能且电池组释放能量。
[0150] 如此，在一个加热子循环中，储能器件不断的储能并释放能量，与之相对的，通过加热接口组件连接的电池组也在不断的释放能量并储能，在这种电能转移过程中，电池组不断的产生热量，直至达到预设的加热条件，停止上述子循环加热过程。
[0151] 具体的，在第一个加热子循环执行S506A步骤之前，第一开关组与第二开关组均处于断开状态。
[0152] 当执行完任一加热子循环的S506B步骤，还需要判断何时进入下一个加热子循环，此时，该方法还包括以下步骤：
[0153] 响应于达到电能转移条件，执行下一个加热子循环中S506A控制第一开关组闭合且第二开关组断开的步骤。
[0154] 其中，本发明实施例所涉及的电能转移条件可以根据需要预设，为了便于理解，本发明实施例给出以下两种预设电能转移条件的方式：
[0155] 第一种，预设电能转移条件为：达到预设的储能器件的储能比例阈值或者释放能量阈值。
[0156] 在执行该步骤时，要实时监测储能器件接收到的电能在其储能量中所占的储能比例，从而，响应于储能比例达到预设的储能比例阈值，确定达到储能器件的储能要求。其中，储能比例阈值可以设定为接近充满电的状态。
[0157] 第二种，预设电能转移条件为：达到预设的电能转移时长，电能转移时长包括：储能器件的放电时长与储能器件的充电时长。
[0158] 在执行该步骤时，当储能器件开始储能时启动计时功能，当计时时长达到预设的储能器件的充电时长时，执行S506A与S506B之间的切换步骤，使得储能器件释放能量，并在储能器件开始释放能量时再次启动计时功能，当此次计时时长达到预设的储能器件的放电时长时，再次执行S506A与S506B之间的切换步骤，使得储能器件储能。循环上述步骤，实现各加热子循环之间的切换，以及，每个加热子循环中两个切换步骤之间的切换。充电时长和放电时长可以相同可以不同，本发明实施例对此无特别限定。以及，充电时长也可以是固定的，也可以是逐步增高或逐步降低的，本发明实施例对此也无特别限定。
[0159] 本发明实施例中，考虑到该加热过程的安全性，因此，在执行S506中至少一个加热子循环的控制方法之前，还需要执行以下步骤：
[0160] 检测各加热接口是否处于完全连接状态；
[0161] 响应于检测到与电池组连接的加热接口处于完全连接状态，获取电池组的安全检测信息；
[0162] 响应于各电池组的安全检测信息均正常，执行控制第一开关组的开闭状态与第二开关组的开闭状态，使得在电池组加热过程中执行至少一个加热子循环的步骤。
[0163] 其中，加热接口可以表现为充电枪头，并与电动运载工具中设置的充电插口对接，从而，连接至电池组。并且，充电枪头与充电插口之间的连接关系可以包括：完全连接、未完全连接与未连接这三种状态。
[0164] 针对需要连接电池组的加热接口，只有当二者之间处于完全连接状态时进行充放电过程才能保证其安全性。而针对无需与电池组连接的加热接口，需要对其做短接处理，以便于建立其他已连接的电池组的串联连接关系。
[0165] 获取各电池组的安全检测信息，以便于基于该安全检测信息确定电池组处于正常状态，进一步提升加热过程的安全性。
[0166] 其中，本发明实施例所涉及的安全检测信息可以包括但不限于：绝缘阻抗检测信息。
[0167] 除此之外，还可以包括其他安全检测信息，如：电池组的最低荷电状态检测信息、各电池组的温度与各电池组的电压中的至少一个。需要说明的是，针对低温环境下的电池组的温度，可能会存在温度较低的情况，此步骤所涉及的温度检测可以设定为较低的安全温度范围，以便于基于低温环境中的电池组温度，确定可以进行该加热控制方法。与之类似，电池组的电压也可以基于低温环境进行安全电压范围的预设，不再赘述。
[0168] 在一个可行的实现过程中，电池组的安全检测信息可以由各单体电池所在运载工具的电池管理系统进行采集，那么，当该控制方法执行时，加热控制模块可以通过与电池管理系统之间的通信，指示电池管理系统将自身采集的这些安全检测信息发送给加热控制模块，如此，加热控制模块可以获取到电池组中各电池组的安全检测信息，而无需额外设置采集硬件，可简化装置结构并降低成本。
[0169] 需要说明的是，在执行该控制方法中控的任意加热子循环之前，还需要断开各单体电池组的主回路继电器，包括主正继电器与主负继电器，以保证该电能转换组件与电池组之间形成加热回路。而断开主回路继电器的操作一般由电池组的BMS执行，那么，加热控制模块可以在执行S506A之前，或者，执行上述安全检测后确定执行S506A时，发送断开主回路继电器的指令给电池组对应的BMS，以便于BMS可以响应于该指令切断当前连接的单体电池组的主回路继电器。
[0170] 本发明实施例中，还进一步考虑到安全性问题，因此，在具体实现时，还有相应的安全保护措施。具体的，可以包括以下步骤：
[0171] 获取电池组的状态信息；
[0172] 响应于所述状态信息中的任意一个或多个状态信息出现异常，断开所述电池组与所述储能器件之间的能量交互，以停止当前执行的加热动作。
[0173] 其中，本发明实施例所涉及的状态信息可以包括但不限于：电压、电池组温度、绝缘阻抗信息、荷电状态与电流中的至少一个。
[0174] 还需要说明的是，在电池组加热过程中进行的安全保护措施所参考的状态信息，与，电池组加热过程前进行的安全保护措施所参考的状态信息，可以相同，也可以不同，根据需要设定即可。以及，在电池组加热过程之前与加热过程中判断状态信息出现异常的条件，也可以相同，也可以不同。
[0175] 基于此，在具体实现断开所述电池组与所述储能器件之间的能量交互时，可以基于电池组加热装置的结构不同，采取如下策略：
[0176] 第一种，断开所述第一开关组，并断开所述第二开关组。
[0177] 第二种，针对如图1所示的电池加热电路，电能转换组件中还设置有多个主回路开关器件，各主回路开关器件与各加热接口串联连接，且任意相邻两个主回路开关器件之间连接有一个加热接口，任意相邻两个加热接口之间连接有一个主回路开关器件；加热接口组件的正极连接端为主回路开关器件远离加热接口的一端，加热接口组件的负极连接端为加热接口远离主回路开关器件的一端；并且，电能转换组件中还设置有电流检测器，电流检测器的第一端与第一开关组的负极连接端、第二开关组的负极连接端均连接，电流检测器的第二端连接至加热接口组件的负极时；断开所述电池组与所述储能器件之间的能量交互的方法还包括：断开所述主回路开关器件，以及，断开所述第一开关组与所述第二开关组。
[0178] 加热控制模块在检测到异常情况，可以在立即断开主回路开关器件，以及，控制第一开关组与第二开关组均断开。这种保护策略能够在一定程度上避免直接断开第一开关组与第二开关组中的至少两个开关时存在的处理不及时的问题，能够在第一时间断开电池组与该电池组加热装置之间的电能转移，降低加热安全风险。
[0179] 本发明实施例中，通过控制第一开关组与第二开关组的开闭状态，重复执行至少一个加热子循环，在每个加热子循环中均包括电池组的能量释放过与能量存储过程，利用在能量释放和存储过程中产生的热量实现电池组的加热，直至达到预设的加热条件。
[0180] 具体的，加热条件可以预设为：多个电池组中至少一个电池组的温度达到预设的加热温度阈值。
[0181] 此时，可以为多个电池组分别设定加热温度阈值。各电池组的加热温度阈值可以相同，也可以不同。当二者不同时，可以预设加热条件为其中一个指定的电池组的温度达到其预设的加热温度阈值；或者，至少一个电池组的温度达到其预设的加热温度阈值。
[0182] 其中，在实际实现过程中，加热控制模块可以接收BMS发送的电池组的加热温度，以便于加热控制模块实现对该加热过程的监控、判断和保护。
[0183] 基于以上电池组加热控制方法，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机可执行指令，当计算机可执行指令被运行时用以执行如上所述任一种实现方式的电池组加热控制方法。
[0184] 本发明实施例未详述的系统结构部分，可以参考实施例一的相关说明。
[0185] 本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
[0186] 本发明实施例所提供的电池组加热控制方法，可以通过控制电能转换组件中第一开关器件与第二开关器件的开闭状态，实现对电能转换组件中电能转移方向的控制，并且，当第一开关器件与第二开关器件闭合时，储能器件接收电池组的供电；当第一开关器件与第二开关器件均断开时，储能器件放电至电池组，如此，通过执行多个这样的加热子循环，电池组中每个电池组都能够不断的存储能量和释放能量，从而，通过这种充放电的形式实现对电池组的直接加热，在该过程中，储能器件无需设置其他能量源或加热源，其能量直接来源于电动运载工具中的电池组，节省成本的同时，也避免了低功率能量源对加热效率的限制问题，提高了加热效率；并且，基于多个加热接口与电能转换组件的串联关系，电能转换组件可同时实现针对多个电池组的加热。基于此，与现有技术中单一运载工具的间接加热方式相比，本发明实施例所提供的技术方案能够解决现有技术中单一运载工具间接加热方式仅能为一个运载工具进行加热且加热效率较低的问题。
[0187] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0188] 在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0189] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0190] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
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