具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意，本申请中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系，而术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请实施例提供了一种电池加热系统，如图1所示，具体包括：

车载发电装置10、控制器20、储能装置30和锂电池组40。

其中，储能装置30分别与锂电池组40和车载发电装置10相连；控制器20分别与储能装置30和锂电池组40相连。

需要说明的是，车载发电装置10可以是但不限于太阳能电池板、风能发电装置等用于产生电能的装置，方式十分多样化，此处不做限定。且车载发电装置10的电压应与储能装置30的电压相匹配，即车载发电装置10的电压等于储能装置30的电压，以此实现车载发电装置10向储能装置30中的电容进行充电。若单个电容的电压与车载发电装置10的电压无法匹配，那么可以采用但不限于将多个电容进行串联，组成电容模块，使得电容模块的电压与车载发电装置10的电压匹配。车载发电装置10的安装位置可以是但不限于安装于车顶的上方，此处同样不做限定。

还需要说明的是，储能装置30可以选择超级电容或者其他储能效果及低温性能较好的储能元件，功率型超级电容的工作温度区间在-40℃～60℃，可满足锂电池组40低温加热的应用需求。

具体的，车载发电装置10，用于产生电能。控制器20，用于在未接收到加热指令时，控制车载发电装置10将产生的电能存储至储能装置30中；并在接收到加热指令后，根据加热指令控制储能装置30与锂电池组40进行能量交换。在实际的应用过程中，控制器20在未接收到加热指令时，可以通过控制车载发电装置10与储能装置30之间的电路连接，控制储能装置30与锂电池组40断开，从而实现控制车载发电装置10将产生的电能存储至储能装置30中；控制器20在接收到加热指令时，可以通过控制车载发电装置10与储能装置30之间的电路断开，控制储能装置30与锂电池组40连接，从而实现根据加热指令控制储能装置30与锂电池组40进行能量交换。控制储能装置30与锂电池组40之间的电路通断，以及车载发电装置10与储能装置30之间的电路通断，可以通过但不限于继电器的方式来实现，此处不做限定。在储能装置30与锂电池组40进行能量交换过程中，还可以根据需求设置不同的能量交换频率以及每一次能量交换的深度，此处同样不做限定，并且，低温下对电池进行持续的充电或放电可能会引起电池极化，造成正负极材料析出，导致电池寿命不可逆的降低。因此，本申请的互相充放电可设置较高的能量交换频率。

其中，若储能装置30的耐受电压低于预设值，那么电池加热系统，如图2所示，电池加热系统还应包括：DC/DC变换装置50，DC/DC变换装置50连接于储能装置30与锂电池组40之间，且与控制器20相连，用于转换储能装置30与锂电池组40之间的电压。

需要说明的是，储能装置30可以为单个超级电容单独构成，而单个超级电容的电压通常会低于锂电池组的母线电压，那么在单个超级电容的电压低于锂电池组的母线电压时，就需要两个DC/DC变换器以实现超级电容与锂电池组之间的能量转换，可以理解是，在本申请的实际应用过程中，若单个超级电容的电压不低于锂电池组的母线电压时，也可以不需要两个DC/DC变换器以实现超级电容与锂电池组之间的能量转换。

如图3所示，为当储能装置30由单个超级电容单独构成，且包含两个DC/DC变换器以实现超级电容与锂电池组之间的能量转换的电池加热系统，其包括：

车载发电装置10、控制器20、单个超级电容31、锂电池组40、第一DC/DC变换器51和第二DC/DC变换器52。

具体的，第一DC/DC变换器51，用于将单个超级电容31的低压转换为高于锂电池组40的母线电压，从而实现单个超级电容31向锂电池组40充电；第二DC/DC变换器52，用于将锂电池组40的高压转换为高于单个超级电容31的当前电压，从而实现锂电池组40向单个超级电容31充电，反复循环，形成能量流动，从而在锂电池组40内部产生电流，进而可以利用锂电池组40的内阻加热自身。

需要说明的是，储能装置30还可以为N级电荷泵构成，其中，N级电荷泵由N个电容以及N+N-1个开关构成。N级电荷泵可以通过改变N级电荷泵中的N个电容的串联结构、并联结构，从而实现储能装置的电压的切换。可以理解的是，N级电荷泵所使用的电容可以是超级电容，也可以是其他储能效果以及低温性能较好的电容，此处不做限定。

如图4所示，为两级电荷泵的一种示意图。其由2个电容以及2+2-1＝3个开关组成。其中，S1、S3为并联开关，S2为串联开关。当S1闭合、S3闭合以及S2断开时，两个电容并联；当S1断开、S3断开以及S2闭合时，两电容串联。同理，对于N级电荷泵而言，当并联开关闭合，串联开关断开时，电荷泵处于N个电容并联的状态；当串联开关闭合，并联开关断开时，电荷泵处于N个电容串联的状态。

需要说明的是，若锂电池组40的母线电压为U_BAT，车载发电装置10的电压为U_PV，N级电荷泵所采用的电容的耐受电压为U_CAP，其中U_PV＝U_CAP，那么电荷泵的级数N可以由下式决定：

N>U_BAT/U_CAP＝U_BAT/U_PV

还需要说明的是，电容应选择等效串联电阻(Equivalent Series Resistance，ESR)较低的型号，且串联后的ESR应小于锂电池组40的内阻，从而避免在加热锂电池组40的过程中，电容自身过热，进而带来安全隐患。

可以看出，在选定正确的电荷泵的级数N以及电容的耐受电压后，可以实现：当N级电荷泵中的N个电容处于并联状态时，N个电容的两端电压与车载发电装置10的电压相匹配，从而车载发电装置10可以为N级电荷泵中的N个电容充电，进而实现储能的目的。并在控制器20接收到加热指令后，将N级电荷泵切换为串联模式，使得N级电荷泵的两端电压提升至大于锂电池组40的状态，从而为锂电池组40充电，不需要升压DC/DC变换器，然后再将N级电荷泵切换为并联模式，从而使N级电荷泵的电压低于锂电池组40的电压，从而实现锂电池组40对N级电荷泵充电，反复循环，形成能量流动，从而在锂电池组40内部产生电流，进而可以利用锂电池组40的内阻加热自身。

若将N级电荷泵切换为并联模式后，N级电荷泵的电压不低于锂电池组40的电压时，如图5所示，电池加热系统的一种实施方式，还应包括：第三DC/DC变换器53，第三DC/DC变换器53用于将锂电池组的高压转换为高于N级电荷泵32的当前电压。

可选的，在本申请的另一实施例中，控制器20用于在接收到加热指令后，根据加热指令控制储能装置30与锂电池组40进行能量交换，如图6所示，具体包括以下步骤：

S601、接收加热指令。

其中，加热指令包括目标温度。即需要将锂电池组40加热至的温度。

S602、获取锂电池组40的当前数据信息。

其中，锂电池组40的当前数据信息至少包括：锂电池组40的当前温度。

需要说明的是，可以是但不限于通过锂电池组40内置的温度传感器读取锂电池组40的当前温度，通过电压传感器读取锂电池组40的两端电压，通过锂电池组40的两端电压以及锂电池组40的荷电状态(State ofcharge，SOC)-开路电压(Open circuit voltage，OCV)曲线，确定锂电池组40的当前剩余电量，此处不做限定。其中，荷电状态用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。

S603、根据锂电池组40的当前温度、目标温度、锂电池组40的质量以及比热容，计算得到本次加热所需能量。

需要说明的是，根据锂电池组40的当前温度、目标温度、锂电池组40的质量以及比热容，计算得到本次加热所需能量的方式十分成熟，此处不做赘述。

S604、根据本次加热所需能量控制储能装置30与锂电池组40进行能量交换。

根据本次加热所需能量控制储能装置30与锂电池组40进行能量交换，直至锂电池组40达到目标温度。

可选的，在本申请的另一实施例中，锂电池组40的当前数据信息还包括锂电池组40的两端电压以及锂电池组40的当前剩余电量，控制器20用于在接收到加热指令后，根据加热指令控制储能装置30与锂电池组40进行能量交换，如图7所示，具体包括以下步骤：

S701、接收加热指令。

S702、获取锂电池组40的当前数据信息以及储能装置30的当前剩余电量。

其中，锂电池组40的当前数据信息至少包括：锂电池组40的当前温度、锂电池组40的两端电压以及锂电池组40的当前剩余电量。

S703、根据锂电池组40的当前温度、目标温度、锂电池组40的质量以及比热容，计算得到本次加热所需能量。

需要说明的是，步骤S701～S703的具体实施方式，可以分别参见上述步骤S601～S603的实施例内容，此处不再赘述。

S704、根据储能装置30的当前剩余电量、本次加热所需能量以及锂电池组40的当前剩余电量，确定当前可选择的至少一个加热模式。

S705、向用户展示每一个加热模式。

例如：锂电池组40的当前剩余电量较低，那么可以向用户省电加热模式为最优的加热模式，但同时也要向用户展示其他加热模式，并将每一个加热模式，进行加热后的剩余电量以及所需要的时间列出，以供用户做出加热模式的最终选择。

S706、根据用户选择的加热模式，控制储能装置30与锂电池组40进行能量交换。

其中，加热模式包括：省电加热模式、快速加热模式和电池保护加热模式，在本申请的另一实施例中，步骤S706的一种实施方式，具体包括：

在用户选择的加热模式为省电加热模式下，控制储能装置30对锂电池组40的充电电量，大于锂电池组40对储能装置30的充电电量。

具体的，省电加热模式启动后，在储能装置30向锂电池组40加热的过程中，由控制器20记录储能装置30充入锂电池40的电量，随后在锂电池组40向储能装置30充电的过程中，一旦放出的电量高于先前记录的电量，则停止电池放电，开始下一个循环周期，由储能装置30向锂电池40充电。不断重复这一过程直到锂电池组40达到目标温度。在省电加热模式下，锂电池组40加热的能量完全来自于储能装置30收集的能量，不会消耗锂电池组40本身的热量，并且，还可对锂电池组40的电量有一定的补充。

在用户选择的加热模式为快速加热模式下，控制锂电池组40的充放电的电流达到目标电流。

其中，目标电流为根据目前锂电池组剩余电量、目标续航里程、储能装置的当前剩余电量以及所述用户的期望加热时间进行确定。

需要说明是，目标续航里程可以是用户本次需要行驶的里程；也可以是根据用户本次需要行驶的里程计算得到，如用户本次需要行驶的里程为20公里，那么目标续航里程可以是30公里、25公里等；也可以是一个预设的里程如50公里，此处不做限定。

在快速加热模式下，无需对锂电池组40向储能装置30的放电电量进行控制，可结合当前锂电池组40的剩余电量，在保证对锂电池组40加热后仍有一定续航里程的前提下，控制对锂电池组40加热过程中循环充放电电流达到目标电流，从而实现对锂电池组40的快速加热。

具体的，目标电流的确认方式可以是但不限于通过读取锂电池组40现有电量(假设为Q1)，为保证加热后电动车锂电池组40的续驶里程，应保证加热后锂电池组40的电量(假设为Q2)大于一定的阈值，例如：该阈值可设定为满电电量的50％。需要注意的是，Q1应为电池包绝对电量，而不是低温下电量亏损状态下测量得到的偏低电量，因此Q1>Q2。储能装置30内部现有能量假设为Q3，则快速加热模式下可用总电量为Q＝Q1-Q2+Q3。依据Q以及用户的期望加热时间可以计算得到可用的最大加热电流，并采用该电流进行加热。

在用户选择的加热模式为电池保护加热模式下，实时监测锂电池组40的负极电位，若锂电池组40在充电过程中负极电位发生偏移，则产生放电脉冲加以抵消；若锂电池组40在放电过程中负极电位发生偏移，则产生充电脉冲就以抵消。

具体的，在电池保护加热模式下，对锂电池组40加热过程中由控制器20对负极电位进行监测，负极电位大于零时表明由充电引起的电池极化程度较深，此时施加一个放电的脉冲即可大幅弱化锂电池的极化反应。通过合理设置充放电时间，理论上可以抵消大部分极化反应对于电池的不良影响，从而达到保护电池、延长电池使用寿命的目的。

可以理解的是，在锂电池组40达到目标温度后，本申请的另一实施例中，控制器20，还用于控制车载发电装置10将产生的电能存储至所述储能装置30中。为下一次对锂电池组40进行加热做准备。

可选的，在本申请的另一实施例中，电池加热系统还可以利用储能装置30中的电能对锂电池组40进行保温。

可选的，在本申请的另一实施例中，电池加热系统还可以利用储能装置30收集的电能为锂电池组40进行充电。

由以上方案可知，本申请提供的一种电池加热系统中，控制器20在未接收到加热指令时，控制车载发电装置10将产生的电能存储至储能装置30中；从而在接收到加热指令后，可以根据接收到加热指令控制储能装置30与锂电池组40进行能量交换，在所述锂电池组内部产生电流，实现锂电池组的自加热，进而保证续航里程的目的。

在本申请公开的上述实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本公开各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，直播设备，或者网络设备等)执行本公开各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。