电动汽车动力电池的加热控制方法、控制设备及电动汽车与流程
1.本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力电池的加热控制方法、控制设备及电动汽车。
背景技术：
2.随着电动汽车的大力推广，电动汽车在低温下的性能衰减问题逐渐受到人们的重视。当温度低于零摄氏度时，动力电池的充放电性能会急剧下降，这将导致电动汽车的低温环境下出现动力不足，续驶里程缩短等问题，严重制约了电动汽车在低温环境下的正常使用。为了有效解决这一问题，相关技术中利用电动汽车电机控制器作为换能器件，在动力电池直流侧产生正负交替的充放电电流，利用电流与电池内阻进行热反应来实现动力电池的加热，该加热控制方法可分为单模组动力电池加热控制方法和多模组动力电池加热控制方法，其中单模组动力电池加热控制方法具有不需要改变整车高压系统架构、不增加硬件成本、适合广泛推广等优点，成为该方法的主流解决方案。
3.然而，上述电池加热控制方法存在以下的问题：单模组动力电池加热控制方法控制过程中由于电机控制器母线电容的存在以及高频充放电的工作状态切换，电机三相绕组中的电流会发生严重的畸变，产生大量的谐波电流，谐波电流会增大磁钢损耗，进而造成磁钢温度快速升高，最终阻碍了加热功能的长时间开启；另外谐波电流会使永磁同步电机定子绕组产生高频振动，进而引起加热过程中的噪音问题。
技术实现要素：
4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种电动汽车动力电池的加热控制方法、控制设备及电动汽车，以解决动力电池速加热控制过程中谐波所导致的驱动系统温升过快及噪音问题，且易于工程实现，不涉及硬件变更、不额外增加整车制造成本。
5.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电动汽车动力电池的加热控制方法，所述方法包括：利用所述电动汽车的电机控制器和驱动电机对所述电动汽车的动力电池进行加热时，获取所述驱动电机的工作电流；对所述工作电流进行快速傅里叶变换，得到m个多次谐波电流，其中，m为大于1的整数；根据所述m个多次谐波电流，得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压；根据所述d轴谐波抑制电压和所述q轴谐波抑制电压对所述驱动电机进行控制，以实现对所述动力电池的快速加热。
6.本发明实施例的电动汽车动力电池的加热控制方法，实时估算驱动电机输出扭矩，并根据扭矩的波动情况对谐波抑制控制的介入程度实施自适应调节，从而避免由于谐波控制激发系统的振荡，以及由此引起的驱动系统非预期动力输出，解决了动力电池速加热控制过程中谐波所导致的驱动系统温升过快及噪音问题，且易于工程实现，不涉及硬件变更、不额外增加整车制造成本。
7.另外，本发明上述实施例的电动汽车动力电池的加热控制方法还可以具有如下附
加的技术特征：
8.根据本发明的一个实施例，所述m个多次谐波电流包括5次谐波电流和7次谐波电流，所述根据所述m个多次谐波电流，得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压，包括：分别对所述5次谐波电流和7次谐波电流依次进行坐标变换和直流分量提取，得到以-5ω速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次d轴电流直流分量和5次q轴电流直流分量，以及以7ω速度旋转的dq轴旋转坐标系下的7次d轴电流直流分量和7次q轴电流直流分量；分别对所述5次d轴电流直流分量、5次q轴电流直流分量、7次d轴电流直流分量和7次q轴电流直流分量依次进行pi控制和坐标变换，得到基波dq轴旋转坐标系下的5次d轴电压、5次q轴电压、7次d轴电压和7次q轴电压；将所述5次d轴电压和所述7次d轴电压进行叠加得到d轴谐波抑制初始电压，并将所述5次q轴电压值和所述7次q轴电压值进行叠加得到q轴谐波抑制初始电压；分别对所述d轴谐波抑制初始电压和所述q轴谐波抑制初始电压进行谐波补偿调节，得到所述d轴谐波抑制电压和所述q轴谐波抑制电压。
9.根据本发明的一个实施例，电动汽车动力电池的加热控制方法采用二阶低通滤波器进行所述直流分量提取。
10.根据本发明的一个实施例，对所述5次d轴电流直流分量、5次q轴电流直流分量进行pi控制，包括：计算所述5次d轴电流直流分量与5次d轴谐波直流分量目标值之间的第一差值，并计算所述5次q轴电流直流分量与5次q轴谐波直流分量目标值之间的第二差值，其中，所述5次d轴谐波直流分量目标值、所述5次q轴谐波直流分量目标值均为0；对所述第一差值进行pi调节得到以-5ω速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次d轴电压，并对所述第二差值进行pi调节得到以-5ω速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次q轴电压。
11.根据本发明的一个实施例，通过下式得到所述d轴谐波抑制电压和所述q轴谐波抑制电压：
[0012][0013]
其中，u
ds
、u
qs
分别表示所述d轴谐波抑制电压、所述q轴谐波抑制电压，u
dint
、u
qint
分别表示所述d轴谐波抑制初始电压、所述q轴谐波抑制初始电压，ks表示扭矩波动补偿系数，ks∈[0,1]。
[0014]
根据本发明的一个实施例，通过下式得到所述扭矩波动补偿系数：
[0015][0016]
其中，ks表示所述扭矩波动补偿系数，k
s-max
表示扭矩波动补偿系数初始值的上限，k
s-lmt
表示经过限制后的扭矩波动补偿系数，表示扭矩波动补偿系数的初始值，n表示控制周期的个数，表示经过处理后的电机输出扭矩，te表示所述驱动电机的输出扭矩，δt表示预设阈值。
[0017]
根据本发明的一个实施例，根据所述d轴谐波抑制电压和所述q轴谐波抑制电压对
所述驱动电机进行控制，包括：获取d轴谐波抑制电压目标值和q轴谐波抑制电压目标值，其中，u
db
＝k
tmp
·kbatt
·
sin(σ
·
t)，表示所述d轴谐波抑制电压目标值，u
qb
＝0，表示所述q轴谐波抑制电压目标值，k
tmp
表示温度调节系数，k
batt
表示d轴电压命令基础幅值，σ表示正弦波信号的频率；将所述d轴谐波抑制电压与所述d轴谐波抑制电压目标值进行叠加，得到d轴电压指令，并将所述q轴谐波抑制电压与所述q轴谐波抑制电压目标值进行叠加，得到q轴电压指令；根据所述d轴电压指令和所述q轴电压指令对所述驱动电机进行控制。
[0018]
根据本发明的一个实施例，所述温度调节系数通过下式得到：
[0019][0020]
其中，t
emp
表示所述驱动电机的驱动系统温度，t
end
》t
start
》0，t
start
表示系统降额温度阈值，t
end
表示终止速加热温度阈值。
[0021]
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种控制设备，所述控制设备包括：存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述电动汽车动力电池的加热控制方法。
[0022]
本发明实施例的控制设备，通过上述的电动汽车动力电池的加热控制方法，可解决动力电池速加热控制过程中谐波所导致的驱动系统温升过快及噪音问题，且易于工程实现，不涉及硬件变更、不额外增加整车制造成本。
[0023]
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电动汽车，所述汽车包括上述的控制设备。
[0024]
本发明实施例的电动汽车，通过上述的控制设备，可解决动力电池速加热控制过程中谐波所导致的驱动系统温升过快及噪音问题，且易于工程实现，不涉及硬件变更、不额外增加整车制造成本。
附图说明
[0025]
图1是本发明实例的驱动电机控制系统的结构示意图；
[0026]
图2是本发明一个实施例的电动汽车动力电池的加热控制方法的流程图；
[0027]
图3是本发明一个实施例的步骤s13的流程图；
[0028]
图4是本发明一个实施例的步骤s22中pi控制的流程图；
[0029]
图5是本发明一个实施例步骤s14的流程图；
[0030]
图6是本发明一个实施例的电动汽车动力电池的加热控制原理图；
[0031]
图7是本发明实施例的控制设备的结构框图；
[0032]
图8是本发明实施例的电动汽车的结构框图。
具体实施方式
[0033]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0034]
下面参考附图描述本发明实施例的电池加热谐波抑制控制方法、系统控制系统以
及电动汽车。
[0035]
图1是本发明一个实例的驱动电机控制系统的结构示意图。
[0036]
在本发明的实施例中，电池的速加热功能主要通过电机控制器、驱动电机和动力电池实现。参见图1，动力电池内部的b表示电池模组，动力电池仅含有一个模组时，记该动力电池为单模组动力电池；s1表示正极继电器，s2表示负极继电器。在电机控制器内部，c表示母线电容，t1、t2、t3、t4、t5、t6分别表示电机控制器igbt功率模块u、v、w三相上、下桥臂。其中，驱动电机可以是永磁同步电机。
[0037]
电机控制器通过控制图1中u、v、w三相桥臂的导通与关断，实现在高压动力电池正负极两侧产生正负交替的交流电流，该交流电流使动力电池处于反复的“充电”、“放电”循环状态，由于动力电池内阻的存在，该交流电流会在电池内部产生热量，从而实现电池自加热。以上为单模组动力电池的速加热基本原理，在实际速加热控制中基于永磁同步电机矢量控制理论，通过直接给定dq轴电流或dq轴电压的方式产生动力电池所需的高频充放电电流，最终实现速加热功能。基于此，本发明将谐波抑制控制与动力电池速加热控制相融合，来解决当前动力电池速加热控制中遇到的问题。
[0038]
图2是本发明一个实施例的电动汽车动力电池的加热控制方法的流程图。如图2所示，该方法包括：
[0039]
s11，利用电动汽车的电机控制器和驱动电机对电动汽车的动力电池进行加热时，获取驱动电机的工作电流。
[0040]
其中，驱动电机的工作电流可为驱动电机的三相电流，分别记为ia、ib、ic。
[0041]
s12，对工作电流进行快速傅里叶变换，得到m个多次谐波电流，其中，m为大于1的整数。
[0042]
具体地，根据实验数据分析，速加热控制过程中的5次、7次谐波较为明显。在一些实施例中，m的取值可为5和7，以对速加热过程中的5次、7次谐波进行抑制。
[0043]
s13，根据m个多次谐波电流，得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压。
[0044]
s14，根据d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压对所述驱动电机进行控制，以实现对所述动力电池的快速加热。
[0045]
具体地，该方法首先根据永磁同步电机转子磁场定向矢量控制原理，给定dq轴的电压指令，利用空间矢量脉宽调制(svpwm，space vector pulse width modulation)控制使电机控制器在连接动力电池高压母线度端产生交流电流，通过使动力电池反复处于“充电”、“放电”的循环状态利用动力电池内阻产生热量来对电池进行加热。在此基础上实时采集永磁同步电机的三相电流，以抑制永磁同步电机电流中特定阶次谐波分量为目的构造谐波电流环，通过注入谐波电压来抵消电机运行时电机电流中的特定阶次谐波，从而达到单模组动力电池速加热控制过程中抑制电机噪音、解决磁钢温升过快问题的目的。
[0046]
在一些实施例中，如图3所示，m个多次谐波电流包括5次谐波电流和7次谐波电流，根据m个多次谐波电流，得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压，包括：
[0047]
s21，分别对5次谐波电流和7次谐波电流依次进行坐标变换和直流分量提取，得到以-5ω速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次d轴电流直流分量和5次q轴电流直流分量，以及以7ω速度旋转的dq轴旋转坐标系下的7次d轴电流直流分量和7次q轴电流直流分量。
[0048]
具体地，坐标变换和直流分量提取功能可通过图4所示的5次7次谐波提取模块实
现。坐标变换是指通过永磁同步电机坐标变换理论将电机三相电流ia、ib、ic从abc三相静止坐标系变换到dq轴旋转坐标系，公式如下：
[0049][0050][0051]
其中，i
5dth
、i
5qth
表示-5ω旋转dq轴系中的5次谐波；i
7dth
、i
7qth
表示为7ω旋转dq轴系中的7次谐波。假设电机定子三相电流中只含有5次、7次谐波，则公式(1)、(2)可表示为：
[0052][0053][0054]
其中，i
5d
、i
5q
表示-5ω旋转dq轴系中的5次谐波分量；i
7d
、i
7q
表示7ω旋转dq轴系中的7次谐波分量；i
m1
、i
m5
、i
m7
分别表示基波、5次谐波、7次谐波的幅值；θ1、θ2、θ3分别表示基波、5次谐波、7次谐波的初始相位。
[0055]
s22，分别对5次d轴电流直流分量、5次q轴电流直流分量、7次d轴电流直流分量和7次q轴电流直流分量依次进行pi控制和坐标变换，得到基波dq轴旋转坐标系下的5次d轴电压、5次q轴电压、7次d轴电压和7次q轴电压。
[0056]
由于定子电流和高次谐波均为交流信号，而pi控制器无法直接无静差地跟踪交流信号，所以为了抑制高次谐波分量，需要将相应的谐波分量转化为直流信号，为此将经过坐标变换得到的包含5次、7次谐波的电流信号通过低通滤波器，即可将5次、7次谐波对应的直流分量提取出来，该直流分量对应式(3)、(4)中的5次谐波分量i
5d
、i
5q
与7次谐波分量i
7d
、i
7q
。
[0057]
谐波电流通过低通滤波器便可将5次、7次谐波对应的直流分量i
5d
、i
5q
与i
7d
、i
7q
提取出来。为达到良好的低通滤波效果，可采用二阶低通滤波器对电流信号实施滤波处理，具体实现方式如下：
[0058]fl
(n)＝k1·
[if(n)-if(n-2)]+k2·
[f
l
(n-1)-f
l
(n-3)]-k3·
[f
l
(n-2)-fln-4 (5)
[0059]
其中，f
l
(n)表示本控制周期经二阶低通滤波后的电流信号；if(n)表示本控制周期的电流信号；n表示控制周期；k1、k2、k3为滤波器参数，其取值均大于0；f
l
表示低通滤波中间函数，其表达式为：
[0060]fl
(n)＝k1·
if(n)+k2·fl
(n-1)-k3·fl
(n-2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0061]
具体地，参见图4，通过谐波提取得到5次谐波dq轴电流直流分量i
5d
、i
5q
，给定5次谐波直流分量的目标值为i
d5c
＝0、i
q5c
＝0，接下来利用pi控制器进行调节，以此来抑制谐波。
[0062]
在一些实施例中，如图,5所示，对5次d轴电流直流分量、5次q轴电流直流分量进行pi控制，包括：
[0063]
s31，计算5次d轴电流直流分量与5次d轴谐波直流分量目标值之间的第一差值，并
计算5次q轴电流直流分量与5次q轴谐波直流分量目标值之间的第二差值，其中，5次d轴谐波直流分量目标值、5次q轴谐波直流分量目标值均为0；
[0064]
s32，对第一差值进行pi调节得到以-5ω速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次d轴电压，并对第二差值进行pi调节得到以-5ω速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次q轴电压。
[0065]
具体而言，pi控制器的实现形式如下所示：
[0066][0067]
其中，u
d5th
、u
q5th
表示5次谐波的dq轴电压控制量；δed、δeq表示dq轴电流偏差，δed＝i
d5c-i
5d
，δeq＝i
q5c-i
5q
；k
pd
、k
pq
分别表示d轴电流与q轴电流pi调节的比例系数，k
pd
》0、k
pq
》0；k
id
、k
iq
分别表示d轴电流与q轴电流pi调节的积分系数，k
id
》0、k
iq
》0。7次谐波的dq轴电压控制量计算方式与5次的相同，因此不再重复说明。
[0068]
上述通过pi控制得到了5次、7次谐波的dq轴电压控制量u
d5th
、u
q5th
与u
d7th
、u
q7th
，由于最终谐波电流控制是在基波dq旋转坐标系中实现的，所以需要将谐波旋转坐标系中pi控制器产生的控制量转换到基波旋转坐标系下，然后作为前馈控制量加入到电流环中。
[0069]
接下来对5次、7次谐波的dq轴电压控制量进行坐标变换，将其变换到基波dq轴旋转坐标系下，具体方法如下：
[0070][0071][0072]
通过上式得到基波dq轴旋转坐标系下的5次、7次谐波电压控制量u
d5
、u
q5
与u
d7
、u
q7
。
[0073]
s23，将5次d轴电压和7次d轴电压进行叠加得到d轴谐波抑制初始电压，并将5次q轴电压值和7次q轴电压值进行叠加得到q轴谐波抑制初始电压。
[0074]
具体地，参见图4，将5次、7次谐波电压控制量相加得到基波轴旋转坐标系下的dq轴谐波抑制电压指令初始值u
dint
、u
qint
，即
[0075][0076]
s24，分别对d轴谐波抑制初始电压和q轴谐波抑制初始电压进行谐波补偿调节，得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压。
[0077]
在一些实施例中，为防止速加热控制过程中驱动系统的非预期动力输出，必须要对前面得到的dq轴谐波抑制电压指令u
dint
、u
qint
进行调节，调节功能可由图4所示的谐波补偿调节模块实现。调节方式为通过下式得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压：
[0078][0079]
其中，u
ds
、u
qs
分别表示d轴谐波抑制电压、q轴谐波抑制电压，该电压将用于实现速加热控制过程中的谐波抑制；u
dint
、u
qint
分别表示d轴谐波抑制初始电压、q轴谐波抑制初始电压，ks表示扭矩波动补偿系数，ks∈[0,1]，该系数与动力电池速加热控制过程中驱动电机
输出扭矩的波动情况相关，其中扭矩波动程度越激烈则ks值越小，本实施例利用ks实现对谐波抑制控制的介入程度进行自适应调节，从而避免由于谐波控制激发系统的振荡，以及由此引起的驱动系统非预期动力输出，保证速加热过程的整车及环境安全。
[0080]
在一些实施例中，通过下式得到扭矩波动补偿系数：
[0081][0082]
其中，ks表示扭矩波动补偿系数，k
s-max
表示扭矩波动补偿系数初始值的上限，k
s-lmt
表示经过限制后的扭矩波动补偿系数，表示扭矩波动补偿系数的初始值，n表示控制周期的个数，表示经过处理后的电机输出扭矩，te表示所述驱动电机的输出扭矩，δt表示预设阈值。
[0083]
具体地，首先对驱动电机的输出扭矩进行实时估算，获得速加热过程中驱动电机的输出扭矩状况。
[0084][0085]
上式(13)为永磁同步电机扭矩公式，te表示电机输出扭矩，p0表示电机极对数，id与id分别表示电机实际的dq轴电流；ld与lq表示电机dq轴等效电感；ψr表示永磁体磁链。本发明通过电流法实时获得电机输出扭矩状况，接下来对扭矩te进行处理：
[0086][0087]
其中，t
ec
表示经过处理后的电机输出扭矩；δt表示动力电池速加热控制电机输出扭矩的正常范围阀值，δt》0。根据上式将速加热过程中驱动电机正常范围的输出扭矩予以过滤。
[0088][0089]
其中，k
s-int
表示扭矩波动补偿系数的初始值，该值用于表征速加热过程中驱动电机输出扭矩的波动程度；n表示n个控制周期。得到k
s-max
后对其进行限制处理，将其限制在[0,k
s-max
]范围内，得到k
s-max
。k
s-max
表示扭矩波动补偿系数初始值的上限，k
s-max
表示经过限制后的扭矩波动补偿系数，当k
s-int
》k
s-max
时，k
s-lmt
＝k
s-max
。
[0090]
接下来对扭矩波动补偿系数进行归一化处理，得到最终的扭矩波动补偿系数：可以看出，当k
s-lmt
等于0时，扭矩波动补偿系数为1，这种情况表明谐波抑制控制驱动电机不会输出非预期扭矩，此时根据谐波抑制控制全部介入。当k
s-lmt
大于0时，随着k
s-lmt
的增大，ks呈快速非线性减小，当k
s-lmt
达到k
s-max
时，ks减小至0，
此时考虑到驱动电机扭矩的非预期输出，本发明通过退出谐波抑制控制来避免由于谐波抑制控制所带来的安全隐患(这种情况下不影响动力电池速加热功能的继续实施)。本实施例通过以上方法来实现谐波抑制控制介入程度的自适应调节，以此来避免驱动系统的非预期输出扭矩。
[0091]
在一些实施例中，如图6所示，根据d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压对所述驱动电机进行控制，包括：
[0092]
s41，获取d轴谐波抑制电压目标值和q轴谐波抑制电压目标值，其中，u
db
＝k
tmp
·kbatt
·
sin(σ
·
t)，表示d轴谐波抑制电压目标值，u
qb
＝0，表示q轴谐波抑制电压目标值，k
tmp
表示温度调节系数，k
batt
表示d轴电压命令基础幅值，σ表示正弦波信号的频率。
[0093]
s42，将d轴谐波抑制电压与d轴谐波抑制电压目标值进行叠加，得到d轴电压指令，并将q轴谐波抑制电压与q轴谐波抑制电压目标值进行叠加，得到q轴电压指令。
[0094]
具体地，参见图4，最终的动力电池速加热谐波抑制控制的dq轴电压命令为u
dc
、u
qc
，其表达式如下：
[0095][0096]
其中，u
db
与u
qb
为动力电池速加热dq轴电压命令，可通过给定d轴电压为正弦波，q轴电压为0的方式产生动力电池所需的交流充放电电流。
[0097]
考虑到动力电池速加热控制过程中，为达到快速加热电池的效果，会在电机定子绕组以及igbt功率模块内部产生数百安培的高频持续电流，这种持续的大电流会使驱动系统温度升高，为防止驱动系统由于过温而造成不可逆的损坏，本发明根据驱动系统温度对中d轴电压指令的幅值进行自适应调节。
[0098]
在一些实施例中，温度调节系数通过下式得到：
[0099][0100]
其中，t
emp
表示驱动电机的驱动系统温度，t
end
》t
start
》0，t
start
表示系统降额温度阈值，t
end
表示终止速加热温度阈值。可以看出，随着速加热控制过程中驱动系统温度的升高，当温度达到t
start
时，k
tmp
将从1迅速降低，当温度达到t
end
后k
tmp
降为0，此时通过退出速加热控制来防止驱动系统温度的进一步升高。
[0101]
具体地，定义驱动系统温度为t
emp
，对该温度进行预处理，将其限制在[t
start
,t
end
]范围内，t
end
》t
start
》0。其中t
start
表示系统降额温度阈值，当驱动系统温度达到该温度阈值时开始系统降额，对速加热控制过程中驱动系统的温升速率进行限制，t
end
表示终止速加热温度阀值，随着速加热控制过程中驱动系统温度的升高，当温度达到t
start
时，k
tmp
将从1迅速降低，当温度达到t
end
后k
tmp
降为0，此时通过退出速加热控制来防止驱动系统温度的进一步升高，以避免继续温升对驱动系统造成不可逆的损害。
[0102]
s43，根据d轴电压指令和q轴电压指令对驱动电机进行控制。
[0103]
具体地，参见图4，在得到d轴电压指令和q轴电压指令后，可进行坐标变换，得到
ɑ
β坐标系下的电压，进而基于该电压进行svpwm控制，实现对驱动电机的控制。
[0104]
综上所述，本发明在动力电池速加热谐波抑制控制过程中实时估算驱动电机输出扭矩，并根据扭矩的波动情况对谐波抑制控制的介入程度实施自适应调节，从而避免由于谐波控制激发系统的振荡，以及由此引起的驱动系统非预期动力输出，保证速加热过程的整车及环境安全。另外，为进一步控制速加热控制过程中驱动系统温升问题，本发明根据温度值对动力电池速加热强度进行自适应调节，在驱动系统温度过高时，通过降低速加热电流来避免由于温升问题对驱动系统造成不可逆的损坏，为驱动系统安全提供了保障。并且，本发明的控制方法具有易于工程实现，不涉及硬件变更、不额外增加整车制造成本，在保证整车及环境安全的基础上很大程度上解决了速加热控制过程中谐波所导致的驱动系统温升过快及噪音问题，因此具有良好的推广价值。
[0105]
图7是本发明实施例的控制设备的结构框图。
[0106]
如图7所示，控制设备500包含存储器501和处理器502。
[0107]
处理器502可以是cpu(central processing unit，中央处理器)，通用处理器，dsp(digital signal processor，数据信号处理器)，asic(application specific integrated circuit，专用集成电路)，fpga(field programmable gate array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框、模块和电路。处理器501也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。
[0108]
存储器501用于存储与本发明上述实施例的电动汽车动力电池的加热控制方法对应的计算机程序，该计算机程序由处理器502来控制执行。处理器502用于执行存储器501中存储的计算机程序，以实现前述方法实施例所示的内容。
[0109]
其中，控制设备500可以是但不限于是车载终端、电子控制单元等。图7示出的控制装置500仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0110]
图8是本发明实施例的电动汽车的结构框图。
[0111]
如图8所示，电动汽车600包含控制设备500。
[0112]
本发明实施例的电动汽车，通过上述的控制设备，解决了动力电池速加热控制过程中谐波所导致的驱动系统温升过快及噪音问题。且控制设备易于工程实现，不涉及硬件变更、不额外增加整车制造成本。
[0113]
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必
要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0114]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0115]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。
[0116]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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元件必须具有特定的方位、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。
[0117]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0118]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
[0119]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0120]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
技术特征：
1.一种电动汽车动力电池的加热控制方法，其特征在于，所述方法包括：利用所述电动汽车的电机控制器和驱动电机对所述电动汽车的动力电池进行加热时，获取所述驱动电机的工作电流；对所述工作电流进行快速傅里叶变换，得到m个多次谐波电流，其中，m为大于1的整数；根据所述m个多次谐波电流，得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压；根据所述d轴谐波抑制电压和所述q轴谐波抑制电压对所述驱动电机进行控制，以实现对所述动力电池的快速加热。2.如权利要求1所述的电动汽车动力电池的加热控制方法，其特征在于，所述m个多次谐波电流包括5次谐波电流和7次谐波电流，所述根据所述m个多次谐波电流，得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压，包括：分别对所述5次谐波电流和7次谐波电流依次进行坐标变换和直流分量提取，得到以-5w速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次d轴电流直流分量和5次q轴电流直流分量，以及以7w速度旋转的dq轴旋转坐标系下的7次d轴电流直流分量和7次q轴电流直流分量；分别对所述5次d轴电流直流分量、5次q轴电流直流分量、7次d轴电流直流分量和7次q轴电流直流分量依次进行pi控制和坐标变换，得到基波dq轴旋转坐标系下的5次d轴电压、5次q轴电压、7次d轴电压和7次q轴电压；将所述5次d轴电压和所述7次d轴电压进行叠加得到d轴谐波抑制初始电压，并将所述5次q轴电压值和所述7次q轴电压值进行叠加得到q轴谐波抑制初始电压；分别对所述d轴谐波抑制初始电压和所述q轴谐波抑制初始电压进行谐波补偿调节，得到所述d轴谐波抑制电压和所述q轴谐波抑制电压。3.如权利要求2所述的电动汽车动力电池的加热控制方法，其特征在于，采用二阶低通滤波器进行所述直流分量提取。4.如权利要求2所述的电动汽车动力电池的加热控制方法，其特征在于，对所述5次d轴电流直流分量、5次q轴电流直流分量进行pi控制，包括：计算所述5次d轴电流直流分量与5次d轴谐波直流分量目标值之间的第一差值，并计算所述5次q轴电流直流分量与5次q轴谐波直流分量目标值之间的第二差值，其中，所述5次d轴谐波直流分量目标值、所述5次q轴谐波直流分量目标值均为0；对所述第一差值进行pi调节得到以-5w速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次d轴电压，并对所述第二差值进行pi调节得到以-5w速度旋转的dq轴旋转坐标系下的5次q轴电压。5.如权利要求2所述的电动汽车动力电池的加热控制方法，其特征在于，通过下式得到所述d轴谐波抑制电压和所述q轴谐波抑制电压：其中，u
ds
、u
qs
分别表示所述d轴谐波抑制电压、所述q轴谐波抑制电压，u
dint
、u
qint
分别表示所述d轴谐波抑制初始电压、所述q轴谐波抑制初始电压，k
s
表示扭矩波动补偿系数，k
s
∈[0,1]。6.如权利要求5所述的电动汽车动力电池的加热控制方法，其特征在于，通过下式得到所述扭矩波动补偿系数：
其中，k
s
表示所述扭矩波动补偿系数，k
s-max
表示扭矩波动补偿系数初始值的上限，k
s-lmt
表示经过限制后的扭矩波动补偿系数，表示扭矩波动补偿系数的初始值，n表示控制周期的个数，表示经过处理后的电机输出扭矩，t
e
表示所述驱动电机的输出扭矩，δt表示预设阈值。7.如权利要求1所述的电动汽车动力电池的加热控制方法，其特征在于，根据所述d轴谐波抑制电压和所述q轴谐波抑制电压对所述驱动电机进行控制，包括：获取d轴谐波抑制电压目标值和q轴谐波抑制电压目标值，其中，u
db
＝k
tmp
·
k
batt
·
sin(σ
·
t)，表示所述d轴谐波抑制电压目标值，u
qb
＝0，表示所述q轴谐波抑制电压目标值，k
tmp
表示温度调节系数，k
batt
表示d轴电压命令基础幅值，σ表示正弦波信号的频率将所述d轴谐波抑制电压与所述d轴谐波抑制电压目标值进行叠加，得到d轴电压指令，并将所述q轴谐波抑制电压与所述q轴谐波抑制电压目标值进行叠加，得到q轴电压指令；根据所述d轴电压指令和所述q轴电压指令对所述驱动电机进行控制。8.如权利要求7所述的电动汽车动力电池的加热控制方法，其特征在于，所述温度调节系数通过下式得到：其中，t
emp
表示所述驱动电机的驱动系统温度，t
end
>t
start
>0，t
start
表示系统降额温度阈值，t
end
表示终止速加热温度阈值。9.一种控制设备，其特征在于，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-8中任一项所述的电动汽车动力电池的加热控制方法。10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的控制设备。
技术总结
本发明公开了一种电动汽车动力电池的加热控制方法、控制设备及电动汽车，方法包括：利用电动汽车的电机控制器和驱动电机对电动汽车的动力电池进行加热时，获取驱动电机的工作电流；对工作电流进行快速傅里叶变换，得到M个多次谐波电流，其中，M为大于1的整数；根据M个多次谐波电流，得到d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压；根据d轴谐波抑制电压和q轴谐波抑制电压对驱动电机进行控制，以实现对动力电池的快速加热。该方法解决了动力电池速加热控制过程中谐波所导致的驱动系统温升过快及噪音问题，且易于工程实现，不涉及硬件变更、不额外增加整车制造成本。加整车制造成本。加整车制造成本。
