动力电池是电动汽车的关键部件之一，在众多类型电池中，锂离子电池因能量密度高、使用寿命长、自放电率低等优点成为动力电池的首选。然而，锂离子电池综合性能受环境温度影响显著，尤其在低温环境下，其可用容量与输出功率会大幅下降，从而直接影响电动汽车续航里程与可靠运行。同时，低温环境下，电池按常规策略充电易出现析锂现象，锂枝生长刺穿隔膜还会造成电池内部短路，使电池永久损伤，并产生热失控风险。因此，在低温环境下对锂离子电池进行加热，改善低温充电和使用性能十分必要。

内部加热法尤其是交流加热法一致性好、加热速率快、实用性强，具有广阔的应用前景，但如何在不增加硬件、不改变拓扑的情况下，利用现有整车环境实现电池侧交流激励仍然是具有挑战性的任务。

针对锂离子动力电池低温环境下性能大幅衰减的问题，浙江大学城市学院等单位的及非凡、陈子豪、李艳君，从电动汽车整体架构出发，提出一种多周期偏置方波注入法，向电机d轴混叠注入直流电流与高频电压，使得电池母线端激励正负交变电流，该电流流过电池内阻产生焦耳热，实现电池自发热。

图1 电池包电驱联合实验平台

图2 基于整车环境仓的电池包温升测试平台

研究者指出，该控制方法仅采用原有电驱系统硬件结构，无需改动硬件。软件实现上，也可很好融合到电驱原有矢量控制算法中，运行过程中可全程电流闭环，系统可靠性得到增强。同时，保证怠速工况下电驱不输出转矩。另外，在矢量控制基础上增加注入信号，实现方式简单，适配所有包含电驱系统的电动汽车。

图3 低温环境下，整车电池包温升速率实验结果

他们通过实验分析不同注入方式下母线激励电流变化情况，寻找最佳注入工作点。经测试发现，母线激励电流大小与注入直流和高频电压幅值正相关，而注入频率存在最佳工作点。最后，利用整车环境仓测得，采用所提控制算法能获得至少1.36℃/min的温升速率，传统加热膜类外部加热法仅有0.5℃/min，进一步验证所提方法的实用性与可行性。

本工作成果发表在2024年第20期《电工技术学报》，论文标题为“基于电驱系统高频注入的电动汽车电池包快速加热控制算法”。本课题得到浙江省重点研发计划项目的支持。