- 70+电动汽车动力系统功能/性能解读正在进行，欢迎学习交流
2.2.1外部加热 2.2.2 内部加热
长安汽车的解决方案
5.1 停车工况分析
5.2 行驶工况分析
注：本篇节选，完整内容在知识星球发布
为什么要"主动加热"，最优解决方案是什么？
停车场景：在寒冷环境下，电池系统的充放电能力不足，以及因此衍生出的安全问题 行驶场景：在寒冷环境下保持电池温度，避免因电池温度下降导致行驶里程减少
加热效率（或时间） 加热系统对系统寿命的影响，例如电池的循环寿命 一定电池容量下的电量消耗（或等效于续航里程） 成本
常见的技术路线有哪些？
2.1 主动加热技术路线
目前常见的主动加热技术路线大致可以分为两种：外部加热和内部加热。 通常主动电池加热技术用在电池液冷的高功率输出系统中，这涉及到热管理系统架构，针对不同车型会优化架构设计，下图所示是一种简单的冷却液回路加热方式。图中有两个主要回路： 第一回路：电子水泵1从冷却液箱通过三通阀1抽取冷却液，经过电机控制器、水冷电机/油冷电机，通过热交换器将将热量传递至水道中，再流经三通阀2回到冷却液箱 第二回路：电子水泵2从冷却液箱通过三通阀1抽取冷却液，然后分成两条支路，一路分流经PTC，进入热泵换热器（与热泵相连的还有空调回路，没有画出，这里不做讨论），然后传递至动力电池水冷板；另一路分流经车载充电机OBC和DCDC，最终两路交会，通过三通阀2进入冷却液箱。 ![]()
冷却液回路示意图 图片来源：SysPro系统工程智库
那么，上述技术路线的加热原理是什么呢？又有什么利弊？
2.2 实现路径和原理 2.2.1外部加热 -> 原理 通过外部温度较高的介质与动力电池内外表面换热进行加热，具体又可以根据热交换类型分为气体加热、液体加热、电阻式加热等。
->实现方法 PTC加热：通过电能转化热能加热电池冷却液，加热后的电池冷却液通过电池水冷板加热电池
热泵空调加热：热泵空调吸收PTC附近空气的热量，与电池冷却液回路热交换，加热电池冷却液，再通过电池水冷板板加热电池
驱动电机绕组加热：利用电机控制器及电机绕组在工作中产生的热能加热冷却液，加热后的电池冷却液通过电池水冷板加热电池
DCDC/OBC加热：利用DCDC，OBC工作中产生的热能加热冷却液，加热后的电池冷却液通过电池水冷板加热电池
外部加热主要是通过电池冷却液间接加热电池，加热效率相对较低，也可以在电池内部贴发热材料加热电池，但会压缩宝贵的电池空间，通常不考虑。 ![]()
图片来源：网络
2.2.2 内部加热 -> 原理 电池两端通入电流，通常为交流或者脉冲电流，利用电池低温高内阻特性进行加热
->实现方法 电池通入交流电流，可直接基于电驱系统控制电流输入频率及幅值 电池通入脉冲电流，可直接基于电驱系统控制电流输入频率及幅值
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图片来源：CNDS
可以看出，利用电驱系统，包括电机和电机控制器，既可以通过加热水道间接加热电池，又可以直接控制电池电流直接加热，是最有效的主动加热方式。
那么，车厂主流的技术解决方案和关键技术有哪些？在此基础上，电驱系统的加热方案实现原理是什么，应用又要注意的关键因素？上述两个问题我们分别在03/04和05/06中解释。
03
驱动电机绕组加热方案解析
(知识星球中发布） 3.1 比亚迪的解决方案 以下为比亚迪动力电池加热方法的流程示意图... 3.2 特斯拉的解决方案...
与比亚迪的方案类似，特斯拉在Model3中应用了通过定子端部绕组加热流体，并通过流体热交换加热电池的方式... 电机绕组加热相关专利（星球中搜索关键字) [PT-1] 电驱动系统功能-间接主动加热_比亚迪.pdf
[PT-2] 电驱动系统功能-间接主动加热_特斯拉.pdf
[PT-3] 电驱动系统功能-间接主动加热_特斯拉.pdf
[PT-4] 电驱动系统功能-间接主动加热_吉利.pdf
[PT-5] 电驱动系统功能-间接主动加热_长城.pdf
04 脉冲加热方案解析 (知识星球中发布） 长安汽车的解决方案
长安汽车提出了一套具备双电机的脉冲加热系统，相比单电机，扩大了脉冲电流可调范围，实现了对加热功率的扩容，提高了加热效率，同时也降低了对单个电机的依赖，电机系统的使用寿命、提高了可靠性。下图为电控脉冲加热的电路示意图...
脉冲加热相关专利（星球中搜索关键字) [PT-6] 电驱动系统功能-直接主动加热_长安.pdf [PT-7] 电驱动系统功能-直接主动加热_长安.pdf [PT-8] 电驱动系统功能-直接主动加热_比亚迪.pdf
05
脉冲主动加热下，电流/转矩动态变化解析
(知识星球中发布）
5.1 停车工况分析
下图为停车工况，脉冲主动加热过程中电机电流、电机转矩、电池电流的动态变化示意图。正如在第4章提提到的，为了确保在加热过程中，电池的温度的快速上升、电池不受损害，最大电流被施加到电机上，选择d轴电流... 5.2 行驶工况分析
下图为行驶工况，直接主动加热过程中电机电流、电机转矩、电池电流的动态变化示意图。当电动汽车在行驶过程中，电池加热的目的是在寒冷环境下保持电池温度，避免因电池温度下降导致行驶里程减少。不同的环境导致电池散热效果不同，因此需要可调节的加热功率。然而...
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图片来源：CPESE 2020
06 功能应用中需要注意的关键要素 (知识星球中发布）
绕组主动加热、脉冲主动加热，在实际应用中如何选择呢？如何融合两者，通过电驱动系统加热电池呢？下图为建议的电驱动系统加热电池的整体方案...
以上是关于<驱动系统对电池主动加热功能>的总结(节选)，完整版解读在知识星球 [SysPro|动力系统功能解读] 专栏发布，欢迎阅读学习。 以上内容为1.0版本，主要目的是对技术路线做个梳理，并确认当前主流的加热方式，后续会在2.0中从理论、控制策略、试验角度对这一功能进一步说明。感谢你的阅读，希望有帮助！相关技术报告、专利和拓展阅读已上传知星球，欢迎学习、交流。
图片来源：SysPro系统工程智库
通过外部温度较高的介质与动力电池内外表面换热进行加热，具体又可以根据热交换类型分为气体加热、液体加热、电阻式加热等。
PTC加热：通过电能转化热能加热电池冷却液，加热后的电池冷却液通过电池水冷板加热电池
热泵空调加热：热泵空调吸收PTC附近空气的热量，与电池冷却液回路热交换，加热电池冷却液，再通过电池水冷板板加热电池
驱动电机绕组加热：利用电机控制器及电机绕组在工作中产生的热能加热冷却液，加热后的电池冷却液通过电池水冷板加热电池
DCDC/OBC加热：利用DCDC，OBC工作中产生的热能加热冷却液，加热后的电池冷却液通过电池水冷板加热电池
图片来源：网络
电池两端通入电流，通常为交流或者脉冲电流，利用电池低温高内阻特性进行加热
电池通入交流电流，可直接基于电驱系统控制电流输入频率及幅值 电池通入脉冲电流，可直接基于电驱系统控制电流输入频率及幅值
图片来源：CNDS
可以看出，利用电驱系统，包括电机和电机控制器，既可以通过加热水道间接加热电池，又可以直接控制电池电流直接加热，是最有效的主动加热方式。
那么，车厂主流的技术解决方案和关键技术有哪些？在此基础上，电驱系统的加热方案实现原理是什么，应用又要注意的关键因素？上述两个问题我们分别在03/04和05/06中解释。
03
驱动电机绕组加热方案解析
3.2 特斯拉的解决方案...
[PT-1] 电驱动系统功能-间接主动加热_比亚迪.pdf
[PT-2] 电驱动系统功能-间接主动加热_特斯拉.pdf
[PT-3] 电驱动系统功能-间接主动加热_特斯拉.pdf
[PT-4] 电驱动系统功能-间接主动加热_吉利.pdf
[PT-5] 电驱动系统功能-间接主动加热_长城.pdf
长安汽车的解决方案
长安汽车提出了一套具备双电机的脉冲加热系统，相比单电机，扩大了脉冲电流可调范围，实现了对加热功率的扩容，提高了加热效率，同时也降低了对单个电机的依赖，电机系统的使用寿命、提高了可靠性。下图为电控脉冲加热的电路示意图...
[PT-6] 电驱动系统功能-直接主动加热_长安.pdf [PT-7] 电驱动系统功能-直接主动加热_长安.pdf [PT-8] 电驱动系统功能-直接主动加热_比亚迪.pdf
05
脉冲主动加热下，电流/转矩动态变化解析
(知识星球中发布）
5.1 停车工况分析
5.2 行驶工况分析
下图为行驶工况，直接主动加热过程中电机电流、电机转矩、电池电流的动态变化示意图。当电动汽车在行驶过程中，电池加热的目的是在寒冷环境下保持电池温度，避免因电池温度下降导致行驶里程减少。不同的环境导致电池散热效果不同，因此需要可调节的加热功率。然而...
图片来源：CPESE 2020
(知识星球中发布）
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