1、前言
本文根据自主研发的纯电动汽车动力电池的实际情况，综合考虑整车装载空间的限制及电池加热系统的性能，开发设计了一套PTC加热系统，以避免零度以下充电对动力电池系统造成伤害，并在交流充电过程中对此加热系统的控制逻辑及加热效果进行了实车验证。
2、方案设计及控制逻辑
本文中动力电池PTC加热系统设计方案如图1，加热系统共有21个12VPTC加热片，每个PTC的功率为75W，总功率为1575W 加热系统由DC/DC提供12V电源，通过BMU控制加热继电器的闭合来控制加热系统的通断。
加热系统具体的控制策略如图1所示，加热系统的工作状态由BMU控制，当充电机CAN报文发出后，BMU开始检测电池状态，如果检测到电池单体最低温度SOL且电池单体最小电压>3V，则由动力电池为加热系统提供电源进行加热；如果检测到电池单体最低温度且电池单体最小电压幻V，则由充电机为加热系统提供电源进行加热；加热过程中当检测到电池单体最低温度S5T，则切断加热系统，充电机开始充电；当检测到任一单体电压达到3.6V时，则结束充电。
3、试验验证及结果分析
将装配调试好的整车在-20=10的步人式环境舱中恒温放置24小时，通过BMS上位机界面实时读取电池单体电压。电池单体温度?电池包充放电电流(定义充电时电流为负，放电时电流为正)等信息。当电池单体最低温度达到-20t时，通过交流充电连接线将车载充电机接至交流电源，按下车辆端充电开关进入低温充电模式，记录电池单体由最低温度-20尤被加热至5<C的时间，并对低温条件下的充电控制逻辑进行验证：
电池单体最低温度≤0℃，电池单体最低电压>3V，由电池包为加热系统供电进行加热；
电池单体最低温度≤0℃，电池单体最低电压≤3V，由充电机为加热系统供电进行加热；
电池单体最低温度≥5℃，充电机启动充电；
电池单体电压达到3.6V，结束充电。
整车在-20℃的环境舱中恒温24小时后，电池单体温度最小值达到-20℃，此时单体电压最小值为3.297V。按下充电开关，BMU上位机界面显示的电流值为4A至5A，电池包处于放电状态，随后的时间里电池单体的温度逐渐上升，由此可以判定当BMU检测到电池单体最低温度时启动了电池加热系统，由于单体电压最小值大于3V，因而由电池包为加热系统提供电源?当单体最低温度被加热至51时，BMS上位机界面显示的电流值为-6A至-7A，由此可以判定当BMU检测到电池单体最低温度高于5T时闭合了充电接触器，充电机启动，动力电池进人充电阶段?由于测试过程中电池单体最低电压没有低于3V，故未出现由充电机为加热系统供电的控制切换，充电过程中当任一电池单体电压达到3.6V时，充电结束。
测试表明，本方案中的加热系统将电池单体最低温度从-20T加热至5T用了2.5小时，从BMU上位机界面显示的SOC(State Of Charge)可知此次加热共消耗了电池包12%的电量?测试过程中随着电池温度的升高，加热结束时电池单体最低电压反倒有所上升，从3.297V上升到了3.310V，此结果也验证了温度对电池性能的影响。
4、结束语
本文详细介绍了一种动力电池的PTC加热方案并在交流充电过程中对此加热系统的控制逻辑和加热效果进行了测试，试验表明1.5KW的PTC加热膜加热系统把动力电池包从-20℃加热到5℃的时间为2.5h，从而有效避免了0℃以下充电对电池系统的损害。由于受限于整个电池PACK的设计及各个电池包散热情况的不同，目前加热系统研发存在的最大问题是加热过程中电池单体温度的均一性较差，考虑到通过完善加热控制策略，添加温差报瞥程序以改温度均一性差的问题，但这个方法还存在争议，因而这个问题还有待寻找合适的解决办法?另外，加热过程中由于温度升高需要一个过程，因而BMU的控制有一定的延时性，这也是加热系统研发中存在的另一个问题。
