来源 :天天IP2022-04-25
宁德时代的动力电池专利，通过估算转子处于自加热工况下的转子温度，并与转子的退磁温度进行比较，确定是否停止动力电池自加热，进而实现动力电池自加热控制。
集微网消息，近日举办的电动汽车百人会高层论坛上，宁德时代首席科学家吴凯发布了演讲，表示2021年全球新能源汽车发展速度超出预期，TWh时代或许真的会在2025年前来临。
电动汽车对车载动力电池组的加热方式可分为间接加热和内部加热两种方法。间接加热方法加热效率较低，内部加热的自加热技术拥有成本低和加热速率快的特点。在利用永磁电机对动力电池进行加热过程中，需要获得转子温度进行自加热控制。然而现有技术中，对转子温度的估算是在电机在常规运转工况下进行的。对于处于静止或堵转的工况下的电机，由于电机的运动状态发生了改变，现有转子温度的估算方法已经不再适用，无法准确估算电池自加热的时长。
为此，宁德时代于2020年7月10日申请了一项名为“动力电池自加热控制方法以及装置”的发明专利（申请号: 202010664362.6），申请人为宁德时代新能源科技股份有限公司。
图1 动力系统结构示意图
图1为动力系统结构示意图，电动汽车的动力系统包括动力电池10、逆变器20、电机30和电机控制器(MCU)40。动力电池的正负极与逆变器的直流侧连接，逆变器的交流侧与电机的定子绕组连接。动力电池通过逆变器向电机供电。MCU 有多个输入端，接收电机运行状态数据、以及电机控制指令。MCU根据电机控制指令、电机运行状态数据以及动力电池的运行状态数据，生成脉宽调制(PWM)信号，控制逆变器向电机提供电压和电流大小，控制电机转速，以实现汽车行驶速度控制。
图2 动力电池自加热控制方法流程示意图
图1为本发明提出的动力电池自加热控制方法流程示意图，该方法的执行主体为MCU，主要包括如下步骤：
首先根据系统参数和永磁电机转子的第一温度获取转子的第二温度（S201）。其中，系统参数包括转子的材料比热容、转子的质量以及采样时间间隔内转子升温所用功率。第一温度为转子在第一采样时间的温度，第二温度为转子在第二采样时间的温度。第二采样时间为当前采样时间，第一采样时间为第二采样时间的前一采样时间。
然后根据第一温度和第二温度，估算转子的第三温度（S202）。其中，第三温度为转子第三采样时间的温度，第三采样时间为第二采样时间的后一采样时间。
判断第三温度是否达到转子的退磁温度（S203），若是，则停止动力电池自加热（S204），其中，MCU生成停止加热的电机控制指令，通过控制逆变器停止对动力电池进行加热。否则，继续动力电池自加热（S205）。其中，MCU生成继续加热的电机控制指令，通过控制逆变器使永磁电机继续对动力电池进行加热。
简而言之，宁德时代的动力电池专利，通过估算转子处于自加热工况下的转子温度，并与转子的退磁温度进行比较，确定是否停止动力电池自加热，进而实现动力电池自加热控制。
宁德时代是全球领先的新能源创新科技公司，致力于为全球新能源应用提供一流解决方案和服务。宁德时代一直提供高比能体系的安全设计，未来新能源汽车的安全性将得到大幅提高，最大程度保护生命财产安全。