一种能量转换装置的控制方法、能量装换装置及车辆

摘要

本申请技术方案提供一种能量转换装置的控制方法，包括：接收电池加热指令，电池加热指令包括目标温度；获取电池的当前温度，并根据当前温度和目标温度得到温差值；根据温差值在多个预设加热处理策略中确定目标加热处理策略；基于目标加热处理策略对电池进行加热。实时根据电池的当前温度和电池加热的目标温度计算得到电池当前所需加热的温差值，根据温差值选择对应的目标加热处理策略从而对电池进行加热。可以精确的得到电池加热过程各个阶段中电池加热至与目标温度的温差值，以根据不同温差值对应选择不同的目标加热处理策略，能够保证以最优的加热策略实现电池加热，在提供足够的加热功率的同时减少资源浪费。

说明书

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种能量转换装置的控制方法、能量装换装置及车辆。

背景技术

随着新能源的广泛使用，动力电池可作为动力源应用在各个领域中。动力电池作为动力源使用的环境不同，电池的性能也会受到影响。

我国地域辽阔，不同地域之间的温差较大，特别是在冬季，低纬度地区和高纬度地区之间的温度相差非常大。低温时节的用户使用电动车时会显著受到低温下电池性能的影响。为了改善电池在低温下的性能，一般都会考虑在低温环境下使用电池时，对电池进行加热，将电池温度提升至合适的温度后再使用。在不同的温度环境下，电池加热的需求各有不同。

发明内容

本申请的目的在于提供一种能量转换装置的控制方法、能量装换装置及车辆，可以根据不同的加热需求，控制电池进行加热。

本申请是这样实现的，本申请第一方面提供一种能量转换装置的控制方法，所述方法包括：

接收电池加热指令，所述电池加热指令包括目标温度；

获取电池的当前温度，并根据所述当前温度和所述目标温度得到温差值；

根据所述温差值在多个预设加热处理策略中确定目标加热处理策略；

基于所述目标加热处理策略对电池进行加热。

本申请的控制方法，通过根据电池加热的目标温度和当前温度得到电池所需要加热的温差值，根据温差值选择对应的目标加热处理策略对电池进行加热，可以根据电池实际的加热需求对电池进行精准加热，减少损耗。

可选地，所述方法中的所述能量转换装置包括：桥臂变换器，所述桥臂变换器包括N相桥臂，所述N相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述第一汇流端与电池的正极连接，所述N相桥臂的第二端共接形成第二汇流端，所述第二汇流端与所述电池的负极连接；

电机绕组，所述电机绕组包括N相绕组，所述N相绕组的第一端分别一一对应连接至所述N相桥臂的中点，所述N相绕组的第二端共接；

储能元件，所述储能元件的第一端连接至所述N相绕组的第二端，所述储能元件的第二端连接至所述第二汇流端；

所述基于所述目标加热处理策略对电池进行加热的具体步骤包括：

基于所述目标加热处理策略控制所述桥臂变换器，使所述电池与所述储能元件进行充电和放电，以对所述电池进行加热。

可选地，所述方法中的所述能量转换装置包括：桥臂变换器，所述桥臂变换器包括N相桥臂，所述N相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述N相桥臂的第二端共接形成第二汇流端；

储能元件，所述储能元件的第一端与所述第一汇流端连接，所述储能元件的第二端与所述第二汇流端连接；

电机绕组，所述电机绕组包括N相绕组，所述N相绕组的第一端分别一一对应连接至所述N相桥臂的中点，所述N相绕组的第二端共接且与电池的正极连接，所述电池的负极连接至所述第二汇流端；

所述基于所述目标加热处理策略对电池进行加热的具体步骤包括：

基于所述目标加热处理策略控制所述桥臂变换器，使所述电池与所述储能元件进行充电和放电，以对所述电池进行加热。

可选地，所述多个预设加热处理策略包括：第一预设处理策略、第二预设处理策略和第三预设处理策略；

其中，所述第一预设处理策略包括：控制所述N相桥臂中的M1相桥臂工作，使所述电池与所述储能元件进行充电和放电，

所述第二预设处理策略包括：控制所述N相桥臂中的M2相桥臂工作，使所述电池与所述储能元件进行充电和放电，

所述第三预设处理策略包括：控制所述N相桥臂中的M3相桥臂工作，使所述电池与所述储能元件进行充电和放电；其中，M1＝1，M1＜M2＜M3，M3＝N。

可选地，所述根据所述温差值在多个预设加热处理策略中确定目标加热处理策略的具体步骤包括：

若所述温差值大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值，则对应第一预设处理策略；

若所述温差值大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值，则对应第二预设处理策略；

若所述温差值大于等于第三温度阈值，则对应第三预设处理策略。

可选地，所述电池加热指令还包括目标加热时间，所述根据所述温差值在多个预设加热处理策略中确定目标加热处理策略的具体步骤包括：

根据所述温差值和目标加热时间计算所述电池的目标加热功率；

若所述目标加热功率大于等于第一功率阈值，小于第二功率阈值，则对应第一预设处理策略；

若所述目标加热功率大于等于第二功率阈值，小于第三功率阈值，则对应第二预设处理策略；

若所述目标加热功率大于等于第三功率阈值，则对应第三预设处理策略，其中，第一温度阈值≥0。

可选地，所述控制所述N相桥臂中的M1相桥臂工作的具体步骤包括：

所述N相桥臂中的任意M1相桥臂形成一个桥臂工作组，控制所述

可选地，所述控制所述N相桥臂中的M2相桥臂工作的具体步骤包括：

所述N相桥臂中的任意M2相桥臂形成一个桥臂工作组，控制所述

可选地，当所述电池加热至所述目标温度，控制所述桥臂变换器停止工作。

可选地，在所述桥臂变换器的多相桥臂被控制时，所述多相桥臂的上桥臂同时导通，或，所述多相桥臂的下桥臂同时导通。

可选地，当所示温差值从处于大于等于第三温度阈值的范围变为处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围时，所述目标加热处理策略从所述第三预设处理策略切换为所述第二预设处理策略；

当所述温差值从处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围变为处于大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值的范围时，所述目标加热处理策略从所述第二预设处理策略切换为所述第一预设处理策略；

当所述温差值从处于大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值的范围变为处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围时，所述目标加热处理策略从所述第一预设处理策略切换为所述第二预设处理策略；

当所述温差值从处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围变为处于大于等于第三温度阈值的范围时，所述目标加热处理策略从所述第二预设处理策略切换为所述第三预设处理策略。

本申请第二方面提供一种基于第一方面所述的能量转换装置，所述装置还包括：控制器，所述控制器用于执行如第一方面所述的控制方法。

本申请第三方面提供一种车辆，包括第二方面所述的能量转换装置。

本申请技术方案提供一种能量转换装置的控制方法、能量转换装置及车辆，根据电池加热的目标温度和当前温度得到电池所需要加热的温差值，根据温差值选择对应的目标加热处理策略对电池进行加热。通过根据温差值，选择不同的目标加热处理策略，控制能量转换装置的桥臂变换器中不同数量的桥臂工作，使所述电池与所述储能元件进行充电和放电以对电池进行加热，采用多种方式对桥臂变换器中的桥臂交替进行控制，既根据电池加热需求准确的对电池加热，保证电池加热的效果和效率，又降低了桥臂变换器的损耗，提高安全性能，保障桥臂变换器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中提供的一种能量转换装置的控制方法的流程图；

图2是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的电路图；

图2a，2b，2c，2d分别是本申请实施例一提供的一种能量转换装置在电池加热过程中的电流流向图；

图3是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；

图3a，3b，3c，3d分别是本申请实施例一提供的另一种能量转换装置在电池加热过程中的电流流向图；

图4是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的控制方法的流程图；

图5是本申请实施例提供的一种能量转换装置的示意图；

图6是本申请实施例提供的另一种能量转换装置的示意图；

图7是本申请实施例提供的一种车辆的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

为了说明本申请的技术方案，下面结合图1-图7通过具体实施例来进行说明。

本申请实施例一提供一种能量转换装置的控制方法，如图1所示，该控制方法包括：

S1：接收电池加热指令，电池加热指令包括目标温度。

具体地，电池加热指令是用于指示能量转换装置进入电池加热工况的指令，可以是由电动汽车根据电池低温阈值自动触发的，也可以是根据用户操作指示触发的。电池加热指令包括了该次对电池加热的目标温度，即电池需要加热达到的温度。目标温度可以是车辆端设置的默认温度，即在电池加热工况下默认电池加热需要达到的温度，也可以是由用户通过操作终端根据实际需求设定的一个温度值。

S2：获取电池的当前温度，并根据当前温度和目标温度得到温差值。

具体地，获取电池的当前温度，根据电池的当前温度和目标温度计算该次电池加热过程中的温差值。其中，电池的目标温度大于当前温度，温差值为目标温度减电池的当前温度的值，例如，电池的当前温度为T，目标温度为T

S3：根据温差值在多个预设加热处理策略中确定目标加热处理策略。

其中，该控制方法包括多个预设加热处理策略，其中不同的温差值对应不同的加热处理策略，根据温差值在多个预设加热处理策略中确定与当前温差值对应的目标加热处理策略。具体地，根据温差值选择对应的目标加热处理策略，可以根据电池的当前温度和目标温度计算得到电池当前的温差值，能更准确的反映电池当前的温度状态以及电池当前所需加热至目标温度的温差值，从而在电池加热的过程中实时调整电池对应的目标加热策略。

S4：基于目标加热处理策略对电池进行加热。

具体地，根据S3中确定的目标加热处理策略对电池进行加热。

本申请提供的一种能量转换装置的控制方法，根据电池的当前温度和电池加热的目标温度计算得到电池当前所需加热的温差值，根据温差值选取对应的目标加热处理策略从而对电池进行加热。实时根据电池当前的温度计算与目标温度的温差值，可以精确的得到电池加热过程各个阶段中电池加热至与目标温度的温差值，可以根据不同温差值对应选择不同的目标加热处理策略，能够保证以最优的加热策略实现电池加热，在提供足够的加热功率的同时减少资源浪费。

在一种具体实施方式中，如图2所示，能量转换装置100包括：桥臂变换器20、电机绕组30和储能元件40，作为桥臂变换器20、电机绕组30和储能元件40之间连接关系的第一种实施方式，如图2所示，本实施例的一种能量转换装置的控制方法中的能量转换装置100包括：

桥臂变换器20，桥臂变换器20包括N相桥臂，N相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，第一汇流端与电池10的正极连接，N相桥臂的第二端共接形成第二汇流端，第二汇流端与电池10的负极连接；

电机绕组30，电机绕组30包括N相绕组，N相绕组的第一端分别一一对应连接至N相桥臂的中点，N相绕组的第二端共接；

储能元件40，储能元件40的第一端连接至N相绕组的第二端，储能元件40的第二端连接至第二汇流端，该桥臂变换器20、该电机绕组30、该储能元件40与电池10连接形成电池加热电路。

具体地，如图2所示，桥臂变换器20的每一路桥臂分别包括上桥臂和下桥臂，上桥臂和下桥臂串联连接，每路桥臂的中点形成在上桥臂和下桥臂之间，例如，第一相桥臂的中点为A点，第二相桥臂的中点为B点，第三相桥臂的中点为C点。每一上桥臂和每一下桥臂均包括一个功率开关单元，功率开关单元可以是晶体管、IGBT、MOS管等器件类型或其组合。

进一步地，当N＝3时，桥臂变换器20为三相逆变器，三相逆变器包括三路桥臂，电机绕组30包括三相绕组，三相绕组中每相绕组的第一端与三路桥臂中每路桥臂的中点一一对应连接，三相绕组中的每相绕组的第二端共接形成中性点。电机是三相四线制，可以是永磁同步电机或异步电机。在该实施方式中，电池加热电路的桥臂变换器20和电机绕组30可以复用车辆电机驱动电路中的三相逆变器和电机，储能元件40为在电机驱动电路的基础上新增加的储能电容C1，其中，电机驱动电路中的母线电容图中未示出。通过复用复用车辆电机驱动电路中的三相逆变器和电机，使得元器件复用，以实现多种功能，增加了桥臂变换器20和电机绕组30的利用率，节省成本

在本实施方式中，能量转换装置实现电池加热的原理为，当电池加热电路工作时，一个电池加热周期包括四个阶段：

第一阶段：如图2a所示，电池10、桥臂变换器20、电机绕组30和储能元件40形成放电储能回路，在这一过程中，电池10放电，电机绕组30储能，储能元件40充电；

第二阶段：如图2b所示，电机绕组30、储能元件40和桥臂变换器20形成释能回路，在这一阶段中，电机绕组30释能，储能元件40充电；

第三阶段：如图2c所示，储能元件40、电机绕组30、桥臂变换器20形成储能回路，在这一阶段中，储能元件40放电，电机绕组30储能；

第四阶段：如图2d所示，储能元件40，电机绕组30、桥臂变换器20和电池10形成充电释能回路，在这一阶段中，储能元件40放电，电机绕组30释能，电池10充电。通过控制桥臂变换器20使电池10对储能元件40的放电过程，以及储能元件40对电池10的充电过程交替进行，使电池10的内阻发热，从而使的电池10的温度升高。

具体地，桥臂变换器20的上桥臂导通，下桥臂断开时，电流由电池10流出，通过桥臂变换器20的上桥臂流至电机绕组30，再流至储能电容C1，从储能电容C1的第二端流回至电池10，该过程电池10放电，电机绕组30储能，储能电容C1充电；当桥臂变换器20的上桥臂断开，下桥臂导通时，由于电机绕组30上的电流不能突变，电机绕组30上的电流仍然流向储能电容C1，再经桥臂变换器20的下桥臂流回至电机绕组30，该过程电机绕组30释能，储能电容C1继续充电，在这一过程中，电机绕组30上的电流逐渐减小，电机绕组30上的电流减小为0时，储能电容C1上的电压达到最大值，此时，储能电容C1放电，电流由储能电容C1流出，流向电机绕组30，再经桥臂变换器20的下桥臂流回至储能电容C1，在这一过程中，储能电容C1放电，电机绕组30储能；当桥臂变换器20的上桥臂导通，下桥臂断开时，由于电机绕组30上的电流不能突变，储能电容C1放电，电流流向电机绕组30，通过桥臂变换器20的上桥臂流向电池10的正极，再从电池10的负极流出至储能电容C1，在这一过程中，储能电容C1放电，电机绕组30释能，电池10充电。

基于上述的能量转换装置100，步骤S4中基于目标加热处理策略对电池进行加热的具体步骤包括：

基于目标加热处理策略控制桥臂变换器，使电池与储能元件进行充电和放电，以对电池进行加热。

具体地，如图2所示，根据目标加热处理策略控制桥臂变换器20，通过控制桥臂变换器20的上桥臂和下桥臂交替导通和关断，实现电池10对储能元件40的放电过程与储能元件40对电池10的充电过程交替进行，由于电池10内阻的存在，会使电池10自身产生大量的热，致使电池10升温，进而实现电池10的加热。

在上述技术方案中，储能元件40可以进行能量的储存和释放，通过控制桥臂变换器20，可以控制储能元件40与电池10之间的充电和放电。由于电池10内阻的存在，储能元件40与电池10间的这种充电和放电过程，会使电池10自身产生大量的热，致使电池10升温，加热效率好，能量利用率高。并且基于电池10的当前温度和电池10加热的目标温度计算得到电池10加热的温差值，根据温差值选择对应的目标加热处理策略控制电池10加热，可以根据实际的加热需求，选择相应的策略配置，进而精准的实现不同的加热效率，灵活性、实用性都进一步得以增强，并且在电池10加热的过程中，还可以实时调整当前的目标加热处理策略，匹配电池10当前温度与目标温度的温差值的变化。

在一种具体实施方式中，如图3所示，作为桥臂变换器20、电机绕组30和储能元件40之间连接关系的第二种实施方式，如图3所示，本实施例的一种能量转换装置的控制方法中的能量转换装置100包括：

桥臂变换器20，桥臂变换器20包括N相桥臂，N相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，N相桥臂的第二端共接形成第二汇流端；

储能元件40，储能元件40的第一端与第一汇流端连接，储能元件40的第二端与第二汇流端连接；

电机绕组30，电机绕组30包括N相绕组，N相绕组的第一端分别一一对应连接至N相桥臂的中点，N相绕组的第二端共接且与电池10的正极连接，电池10的负极连接至第二汇流端。该桥臂变换器20、该电机绕组30、该储能元件40与电池10连接形成电池加热电路。在该实施方式中，电池加热电路中的桥臂变换器20，电机绕组30的可以复用车辆电机驱动电路中的三相逆变器和电机，储能元件40复用电机驱动电路的母线电容C2，复用相同的模块使用不同的功能，使得元器件复用，以实现多种功能，增加了桥臂变换器20和电机绕组30的利用率，节省成本。

其中，本实施方式与上述实施方式的不同点在于各模块之间的连接方式不同，各模块的具体结构相同，可以参见上述实施方式，在此不再赘述。

在本实施方式中，能量转换装置100实现电池加热的原理为，当电池加热电路工作时，一个电池加热周期包括四个阶段：

第一阶段：如图3a所示，电池10、电机绕组30、桥臂变换器20形成放电回路，在这一过程中，电池10放电，电机绕组30储能；

第二阶段：如图3b所示，电池10、电机绕组30、桥臂变换器20和储能元件40形成放电释能回路，在这一阶段中，电池10放电，电机绕组30释能，储能元件40充电；

第三阶段：如图3c所示，储能元件40、桥臂变换器20、电机绕组30和电池10形成充电储能回路，在这一阶段中，储能元件40放电，电机绕组30储能，电池10充电；

第四阶段：如图3d所示，电机绕组30、电池10、桥臂变换器20形成充电回路，在这一阶段中，电机绕组30释能，电池10充电。通过控制桥臂变换器20使电池10对储能元件40的放电过程，以及储能元件40对电池10的充电过程交替进行，使电池10的内阻发热，从而使的电池10的温度升高。

具体地，桥臂变换器20的下桥臂导通，上桥臂断开时，电流由电池10流出，流向电机绕组30，通过桥臂变换器20的下桥臂，流回至电池10，该过程电池10放电，电机绕组30储能；当桥臂变换器20的下桥臂断开，上桥臂导通时，电流由电池10的正极流出，电机绕组30上的电流仍然流向桥臂变换器20，经过桥臂变换器的上桥臂流向母线电容C2，再从母线电容C2流回至电池10负极，该过程电池10放电，电机绕组30释能，母线电容C2充电，在这一过程中，母线电容C2两端上的电压逐渐增大，母线电容C2上的电压达到最大值时，此时，母线电容C2放电，电流由母线电容C2流出，经桥臂变换器20的上桥臂流向电机绕组30，由电机绕组30流向电池10，再从电池10流回至母线电容C2，在这一过程中，母线电容C2放电，电机绕组30储能，电池10充电；当桥臂变换器20的下桥臂导通，上桥臂断开时，由于电机绕组30上的电流不能突变，电流继续由电机绕组30流向电池10，从电池10流出后通过桥臂变换器20的下桥臂流回至电机绕组30，在这一过程中，电机绕组30释能，电池10充电。

基于上述的能量转换装置100，步骤S4中基于目标加热处理策略对电池10进行加热的具体步骤包括：

基于目标加热处理策略控制桥臂变换器20，使电池10与储能元件40进行充电和放电，以对电池10进行加热。

具体地，根据目标加热处理策略控制桥臂变换器20，控制桥臂变换器20的上桥臂和下桥臂交替导通和关断，实现电池10对储能元件40的放电过程与储能元件40对电池10的充电过程交替进行，由于电池10内阻的存在，会使电池10自身产生大量的热，致使电池10升温，进而实现电池10的加热。

在上述技术方案中，储能元件40可以进行能量的储存和释放，通过控制桥臂变换器20，可以控制储能元件40与电池10之间的充电和放电。由于电池10内阻的存在，储能元件40与电池10间的这种充电和放电过程，会使电池10自身产生大量的热，致使电池10升温，加热效率好，能量利用率高。并且基于电池10的当前温度和电池10加热的目标温度计算得到电池10加热的温差值，根据温差值选择对应的目标加热处理策略控制电池10加热，可以根据实际的加热需求，选择相应的策略配置，进而精准的实现不同的加热效率，灵活性、实用性都进一步得以增强，并且在电池10加热的过程中，还可以实时调整当前的目标加热处理策略，匹配电池10当前温度与目标温度的温差值的变化。

在本申请的实施例中，根据温差值在多个预设加热处理策略中确定目标加热处理策略的步骤中的多个预设加热处理策略包括：第一预设处理策略、第二预设处理策略和第三预设处理策略；

其中，第一预设处理策略包括：控制N相桥臂中的M1相桥臂工作，使电池与储能元件进行充电和放电。

第二预设处理策略包括：控制N相桥臂中的M2相桥臂工作，使电池与储能元件进行充电和放电。

第三预设处理策略包括：控制N相桥臂中的M3相桥臂工作，使电池与储能元件进行充电和放电；其中，M1＝1，M1＜M2＜M3，M3＝N。

在上述技术方案中，预设加热处理策略包括三种处理策略，对应为控制不同数量的桥臂工作，使电池与储能元件进行充电和放电，采用多种方式对桥臂变换器中的桥臂进行控制，降低了桥臂变换器的损耗。本实施例的多种预设加热处理策略，可以不限于三种或者是几种。

此外，由于桥臂变换器包括多相桥臂，电机绕组包括多相绕组，因此，提供多种控制策略供选择，即，既提供了使其中一相桥臂参与储能元件与电池之间的能量交换的可能性，也提供了使多相桥臂参与储能元件与电池之间的能量交换的可能性。如此，可以根据实际的加热需求，进行相应的策略配置，进而实现不同的加热效率，灵活性、实用性都进一步得以增强。

在本申请的实施例中，步骤S3：根据温差值在多个预设加热处理策略中确定目标加热处理策略中的具体步骤包括：

若温差值大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值，则对应第一预设处理策略；

若温差值大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值，则对应第二预设处理策略；

若温差值大于等于第三温度阈值，则对应第三预设处理策略；其中，第一温度阈值≥0。

具体地，判断温差值所处的温差范围，若温差值大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值，则采用第一预设处理策略，控制N相桥臂中的一相桥臂工作，使电池与储能元件进行充电和放电；若温差值大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值，则采用第二预设处理策略，控制N相桥臂中的至少两相且不大于N相桥臂工作，使电池与储能元件进行充电和放电；若温差值大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值，则采用第三预设处理策略，控制N相桥臂中的所有相桥臂均同时工作，使电池与储能元件进行充电和放电。其中，因为温差值为大于等于0的正数，故第一温度阈值大于等于0。第一温度阈值可以为0，即若所述温差值大于等于0，小于第二温度阈值，则对应第一预设处理策略；第一温度阈值也可以大于0，当第一温度阈值大于0时，则电池的当前温度和电池加热的目标温度必须要存在一定的差值才能进入第一预设处理策略。例如，第一温度阈值为5℃时，则电池加热的目标温度至少要比电池的当前温度大5℃时，才能进入第一预设处理策略。若电池加热的目标温度与电池的当前温度差值小于5℃，则默认为达不到加热条件，不进入第一预设处理策略。

在上述技术方案中，每一相桥臂包含上桥臂和下桥臂，其中，上桥臂和下桥臂均包含一个功率开关单元，通过开关功率开关单元实现上桥臂和下桥臂的导通和关断。每一功率开关单元均有电压限值和电流限值，即流经该功率开关单元的电流和电压均不能超过其限值，并且，每一功率开关单元的使用寿命有限，在电压限值和电流限值内，开关次数直接影响其使用寿命。根据不同的温差值所处的范围采用多种方式对桥臂变换器中的桥臂进行控制，可以根据实际所需要的加热温度，合理控制桥臂变换器中工作的桥臂数量，降低了桥臂变换器的损耗以延长桥臂的使用寿命。

在本申请中，当电池所需加热的温度不高时，即温差值较小，温差值大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值时，采用第一预设处理策略，使用桥臂变换器中较小数量的桥臂即可以对达到较好的加热功率，例如在N＝3时，采用一相桥臂控制电池加热。

当电池所需加热的温度中等时，即温差值中等，大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值时，采用第二预设处理策略，使用桥臂变换器中一定数量的桥臂对电池进行加热，既可以避免桥臂上的电压电流超过限值，又合理控制桥臂变换器中工作的桥臂数量。例如在N＝3时，采用两相桥臂控制电池加热。

当电池所需加热的温度比较高时，即温差值较大，大于等于第三温度阈值时，采用第三预设处理策略，使用桥臂变换器中较多数量的桥臂对电池进行加热，即可以对达到较好的加热功率，例如在N＝3时，采用三相桥臂全部参与控制电池加热，以保证加热的功率，避免桥臂上的电压电流超过限值。

在一种优选地实施方式中，电池加热指令还包括目标加热时间，步骤S3，根据温差值在多个预设加热处理策略中确定目标加热处理策略的具体步骤包括：

根据温差值和目标加热时间计算电池的目标加热功率；

若目标加热功率大于等于第一功率阈值，小于第二功率阈值，则对应第一预设处理策略；

若目标加热功率大于等于第二功率阈值，小于第三功率阈值，则对应第二预设处理策略；

若目标加热功率大于等于第三功率阈值，则对应第三预设处理策略。

在本实施例中，电池加热指令还包括目标加热时间，目标加热时间用于指示电池从当前温度加热到目标温度所需要的时间，目标加热时间可以是车辆端默认设置的时间，也可以是用户自行设置的时间。根据温差值和目标加热时间，可以算出电池的目标加热功率，根据目标加热功率选择对应的目标处理策略，从加热的温差值和加热时间两个维度充分考虑电池的加热需求，能够更准确的反映电池的加热需求，从而更合理的选择相应的目标处理策略。

具体地，判断目标加热功率所处的范围，若目标加热功率大于等于第一功率阈值，小于第二功率阈值，则采用第一预设处理策略，控制N相桥臂中的一相桥臂工作，使电池与储能元件进行充电和放电。

若目标加热功率大于等于第二功率阈值，小于第三功率阈值，则采用第二预设处理策略，控制N相桥臂中的至少两相且不大于N相桥臂工作，使电池与储能元件进行充电和放电。

若目标加热功率大于等于第三功率阈值，则采用第三预设处理策略，控制N相桥臂中的所有相桥臂均同时工作，使电池与储能元件进行充电和放电。

在上述技术方案中，进一步考虑了目标加热时间，根据目标加热功率选择对应的处理策略，采用多种方式对桥臂变换器中的桥臂进行控制，可以根据实际所需要的加热功率，满足加热需求的同时，减少使用的桥臂数量降低了桥臂变换器的损耗延长桥臂的使用寿命，并且控制桥臂工作的数量，保证流经桥臂的功率开关单元的电流和电压均不会超过其限值。

在本申请中，当电池所需目标加热功率不高，大于等于第一功率阈值，小于第二功率阈值时，采用第一预设处理策略，使用桥臂变换器中较小数量的桥臂即可以对达到较好的加热功率，例如在N＝3时，采用一相桥臂控制电池加热。

当电池所需目标加热功率中等，大于等于第二功率阈值，小于第三功率阈值时，采用第二预设处理策略，使用桥臂变换器中一定数量的桥臂对电池进行加热，既可以避免桥臂上的电压电流超过限值，又满足加热功率的需求，避免桥臂过多的损耗。例如在N＝3时，采用两相桥臂控制电池加热。

当电池所需目标加热功率比较高，大于等于第三功率阈值时，采用第三预设处理策略，使用桥臂变换器中较多数量的桥臂对电池进行加热，即可以对达到较好的加热功率，例如在N＝3时，采用三相桥臂全部参与控制电池加热，以保证加热的功率，避免桥臂上的电压电流超过限值。通过充分考虑电池10加热的温差值和时间，可以避免温差值不大但要求的加热时间快而加热功率高时，仅根据温差值选择较小数量的桥臂而造成加热功率过高使得桥臂的电压和电流过大，造成桥臂损耗的情况。

图2a，2b，2c，2d以及3a，3b，3c，3d分别示出本申请的两种连接方式下能量转换装置在电池加热过程中的电流流向图，图中示出的电流均是以三相桥臂全部参与工作为例，在本申请对应的多种预设加热处理策略中，采用不同数量的桥臂控制实现电池加热的电流示意图不再具体示出。

在本实施例中，控制N相桥臂中的M1相桥臂工作的具体步骤包括：

N相桥臂中的任意M1相桥臂形成一个桥臂工作组，控制

其中，M1＝1时，则每一相桥臂形成一个桥臂工作组，N相桥臂共有N个桥臂工作组，控制N相桥臂中一相桥臂交替循环工作，可以是控制N相桥臂中每一相桥臂依次交替循环工作，也可以是N相桥臂中每一相桥臂不按顺序轮流工作，直至使所有桥臂均工作一次，当所有桥臂均完成一次工作后，再控制每相桥臂重新开始工作，新的循环中单相桥臂工作的顺序可以与上一循环中单相桥臂工作的顺序相同，也可以不同。每相桥臂工作的时间可以为预设工作周期，也可以根据预设的满足条件进行切换。例如，可以是根据预定的时间设置，即每一相桥臂工作预定的时间后切换至下一相桥臂，并进行循环直至电池加热至目标温度，也可以是根据电池加热上升的温度设置，即每一相桥臂工作至电池加热上升预设的温度后切换至下一相桥臂；还可以是根据当前工作的桥臂的发热温度，即当前工作的桥臂发热至预定温度后切换至下一相桥臂，等等。

在上述技术方案中，通过控制N相桥臂中的一相桥臂交替循环工作，避免了桥臂变换器中的某一相桥臂一直工作导致过度损耗引发退磁现象，同时延长了桥臂变换器的使用寿命，增加了桥臂变换器和绕组的利用率。

在本实施例中，控制N相桥臂中的M2相桥臂工作的具体步骤包括：N相桥臂中的任意M2相桥臂形成一个桥臂工作组，控制

具体地，当电池所需的加热温差值中等时，或者电池所需的目标加热功率中等时，可以根据温差值或目标加热功率，在桥臂的电压限值和电流限值范围内，选择控制合适数量的桥臂，以对电池进行加热。例如，当两相桥臂的加热功率满足电池的目标加热功率，且不超出桥臂的最佳承受范围时，控制N相桥臂中任意两相桥臂形成一个桥臂工作组以对电池进行加热。

进一步地，N相桥臂中的任意M2相桥臂形成一个桥臂工作组，桥臂工作组满足电池所需的目标加热功率，则在N相桥臂中可以组合出

通过控制

在一种优选地实施方式中，实时获取电池的当前温度，根据电池当前的温度计算与目标温度的温差值，可以精确的得到电池加热过程各个阶段中电池加热至与目标温度的温差值，在温差值变化时，可以根据温差值的变化相应调整对应的目标加热处理策略。

具体地，当所示温差值从处于大于等于第三温度阈值的范围变为处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围时，目标加热处理策略从第三预设处理策略切换为第二预设处理策略；

当温差值从处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围变为处于大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值的范围时，目标加热处理策略从第二预设处理策略切换为第一预设处理策略。

同理地，当温差值从处于大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值的范围变为处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围时，目标加热处理策略从第一预设处理策略切换为第二预设处理策略；

当温差值从处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围变为处于大于等于第三温度阈值的范围时，目标加热处理策略从第二预设处理策略切换为第三预设处理策略。

具体地，在电池加热的过程中，随着加热的进行，电池的温度可能会逐渐升高。实时检测电池的当前温度，当电池的当前温度升高时，由于电池加热的目标温度不变，则电池的温差值会随着电池当前温度的升高而逐渐减小，当电池温度越来越高，电池的温差值逐渐低于当前目标加热处理策略所对应的温度阈值范围时，可以根据电池的温差值切换电池的目标加热处理策略。例如，若初始时刻的温差值大于等于第三温度阈值，采用的第三预设处理策略，当电池温度升高，温差值减小至大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围时，目标加热处理策略自动从所述第三预设处理策略调整切换为所述第二预设处理策略；电池的温度继续升高，温差值减小至大于等于第一温度阈值，小于第二温度阈值的范围时的范围时，目标加热处理策略自动从所述第二预设处理策略调整切换为所述第一预设处理策略。同理地，例如在一些可能的情况下，在电池加热的过程中，初始时，温差值相差不大，处于大于等于第一温度阈值小于第二温度阈值的范围，采用的第一预设处理策略，由于外界环境因素的影响，电池的散热速度大于电池的加热速度，电池的温度可能会逐渐降低，由于电池加热的目标温度不变，则电池的温差值会随着电池当前温度的降低而逐渐增大，电池的温差值逐渐超出当前目标加热处理策略所对应的温度阈值范围，变为处于大于等于第二温度阈值，小于第三温度阈值的范围时，目标加热处理策略自动从所述第一预设处理策略调整切换为所述第二预设处理策略；若电池温度继续降低，电池的温差值变为处于大于等于第三温度阈值的范围时，目标加热处理策略自动从所述第二预设处理策略调整切换为所述第三预设处理策略。

在上述技术方案中，可以根据电池的温差值切换电池的目标加热处理策略，能够保证以最优的加热策略实现电池加热，在提供足够的加热功率的同时减少资源浪费。

进一步地，通过向桥臂变换器中的桥臂发送PWM控制信号，使该桥臂变换器中的桥臂工作实现目标加热处理策略的切换。此外，通过控制桥臂变换器的PWM控制信号的占空比的大小调节流经电池加热电路中的电流值，控制占空比即相当于控制上桥臂和下桥臂的导通时间，通过控制上桥臂或者下桥臂的导通时间变长或者缩短后，会使充放电回路中电流的增加或者减小，进而可以调整电池产生的加热功率。

在本技术方案中，根据加热过程中不同的温差值切换选择不同的目标加热处理策略，能够保证以最优的加热策略实现电池加热，在提供足够的加热功率的同时减少资源浪费。

在本申请的实施例中，如图4所示，方法还包括：

S5:当电池加热至目标温度，控制桥臂变换器停止工作。

当电池加热至目标温度，控制桥臂变换器停止工作，完成电池加热过程。

在本申请的实施例中，方法还包括：在桥臂变换器的多相桥臂被控制时，多相桥臂的上桥臂同时导通，或，多相桥臂的下桥臂同时导通。

具体地，在桥臂变换器的多相桥臂被控制时，被控制的多相桥臂的上桥臂同时导通(此状态下，该多相桥臂的下桥臂同时关断)，或，被控制的多相桥臂的下桥臂同时导通(此状态下，该多相桥臂的上桥臂同时关断)。如此，可以使电机绕组中的多相绕组参与储能元件与电池之间的能量交换，使得电流通过能力增大，可以提高电池加热速率和效率。

为了避免因电机绕组因存在不同方向的电流而形成较大的电流矢量并产生磁场，使得电机转子输出脉动扭矩，对电机绕组寿命以及用车安全产生较大影响，因此，在本公开的优选实施方式中，在第二预设处理策略中桥臂变换器的多相桥臂被控制时，控制M2相桥臂的上桥臂同时导通，或者，该M2相桥臂的下桥臂同时导通。第三预设处理策略中，桥臂变换器的多相桥臂被控制时，控制M3相桥臂的上桥臂同时导通，或者，该M3相桥臂的下桥臂同时导通。由于同时工作的桥臂中电流的方向相同，可以在一定程度上避免因电机绕组因存在不同方向的电流而形成电流矢量并产生磁场，输出扭矩脉动的问题，从而提高用车安全，以及电机的使用寿命。

本发明实施例还提供一种能量转换装置，如图5和图6是根据本公开一示例性实施例示出的一种能量转换装置的两种示意图。该能量转换装置还包括：控制器50，该控制器50用于执行如上所述能量转换装置的控制方法。

其中，控制器50的具体控制方法可以参照上述控制方法的描述，在此不再赘述。

本申请实施例三提供一种车辆200，如图7所示是根据本公开一示例性实施例示出的一种车辆的示意图，该车辆200包括以上所述的能量转换装置。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。