1.本公开涉及新能源车辆领域，具体地，涉及一种电池控制电路、电池管理系统和车辆。


背景技术：

2.动力电池作为电动车辆或混动车辆的动力能源，对车辆的性能有直接影响。动力电池的电性能受温度的影响较大，示例地，当动力电池处于-10℃以下的低温环境时，由于电池正负极材料和电解液活性下降，其充放电性能将会大幅下降，会导致行车里程缩短，行车时输出功率受限等问题。因此，当动力电池处于低温状态时，需要对动力电池进行加热，使动力电池的本体温度上升，保证电动汽车在寒冷条件下正常使用。
3.在相关技术中，对动力电池进行加热可以采用外部加热或内部加热。外部加热可以通过增加额外的加热设备对电池进行加热，此种加热方式成本高，加热效率低；内部加热可以通过对动力电池进行循环充放电，在能量循环充放过程中，动力电池内阻产生热量，从而实现对动力电池加热，但在相关技术中，由于内部加热需要使用电容，但是电容在低频下阻抗较大，导致加热效率较低。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种电池控制电路、电池管理系统和车辆，以解决相关技术中存在的上述问题。
5.为了实现上述目的，本公开的第一方面提供了一种电池控制电路，包括动力电池、逆变桥装置、电机绕组和换向桥臂；其中：
6.所述逆变桥装置的第一汇流端与所述动力电池的正极连接，所述逆变桥装置的第二汇流端与所述动力电池的负极连接；
7.所述电机绕组的第一端连接至所述逆变桥装置的中点端，所述电机绕组的第二端与所述换向桥臂的输入端相连接；
8.所述换向桥臂的第一输出端与所述动力电池的正极连接，所述换向桥臂的第二输出端与所述动力电池的负极连接。
9.可选地，所述换向桥臂包括换向上桥臂和换向下桥臂，所述换向桥臂的输入端通过所述换向上桥臂和所述第一输出端连接，所述换向桥臂的输入端通过所述换向下桥臂和所述第二输出端连接。
10.可选地，所述换向上桥臂为二极管，所述换向下桥臂为半控型器件或全控型器件。
11.可选地，所述电路还包括第一控制器；所述第一控制器与所述逆变桥装置和所述换向桥臂相连接；其中：
12.所述第一控制器，用于控制所述逆变桥装置和所述换向桥臂执行第一控制动作，以使得动力电池交替进行充电和放电。
13.可选地，所述电路还包括第一涡流加热支路和第二涡流加热支路；其中：
14.所述逆变桥装置的第一汇流端和所述换向桥臂的第一输出端的共接点，通过所述第一涡流加热支路与所述动力电池的正极连接，所述逆变桥装置的第二汇流端和所述换向桥臂的第二输出端的共接点，通过所述第二涡流加热支路与所述动力电池的负极连接。
15.可选地，所述第一涡流加热支路包括第一涡流加热管、第一开关和第二开关；所述第二涡流加热支路包括第二涡流加热管、第三开关和第四开关；其中：
16.所述第一涡流加热管和所述第一开关的共接点作为所述第一涡流加热支路的第一加热端；所述第一开关与所述第二开关的共接点作为所述第一涡流加热支路的第二加热端；
17.所述第二涡流加热管和所述第三开关的共接点作为所述第二涡流加热支路的第三加热端；所述第三开关与所述第四开关的共接点作为所述第二涡流加热支路的第四加热端；
18.所述动力电池的正极与所述第一加热端连接；所述动力电池的负极与所述第二涡流加热支路的所述第三加热端连接；
19.所述逆变桥装置的第一汇流端和所述换向桥臂的第一输出端的共接点，与所述第一涡流加热支路的所述第二加热端连接；
20.所述逆变桥装置的第二汇流端和所述换向桥臂的第二输出端的共接点，与所述第二涡流加热支路的所述第四加热端连接。
21.可选地，所述电路还包括第二控制器，所述第二控制器与所述逆变桥装置、所述换向桥臂、所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关相连接；其中：
22.所述第二控制器，用于控制所述第一开关断开和控制所述第二开关闭合，以使得所述第一涡流加热管进行加热；控制所述第三开关断开和控制所述第四开关闭合，以使得所述第二涡流加热管进行加热。
23.可选地，所述逆变桥装置包括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；
24.所述电机绕组包括n相绕组，所述n相绕组的第一端分别连接至所述n相桥臂的中点端，所述n相绕组的第二端共同连接至所述换向桥臂的输入端。
25.第二方面，本公开提供了一种电池管理系统，包括本公开第一方面所述的电池控制电路。
26.第三方面，本公开提供了一种车辆，包括本公开第一方面所述的电池控制电路。
27.采用上述技术方案，该电池控制电路包括动力电池、逆变桥装置、电机绕组和换向桥臂；所述逆变桥装置的第一汇流端与所述动力电池的正极连接，所述逆变桥装置的第二汇流端与所述动力电池的负极连接；所述电机绕组的第一端连接至所述逆变桥装置的中点端，所述电机绕组的第二端与所述换向桥臂的输入端相连接；所述换向桥臂的第一输出端与所述动力电池的正极连接，所述换向桥臂的第二输出端与所述动力电池的负极连接。这样，可以通过逆变桥装置和换向桥臂的共同作用下，可以实现动力电池的充电和放电，进一步通过交替充放电可以实现动力电池的振荡加热。从而无需额外增加电容，即可实现低成本的电池加热，同时也能够避免电容在低频下的阻抗较大导致加热效率受限的问题，提高了电池加热的效率。
28.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
29.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
30.图1是本公开实施例提供的一种电池控制电路的示意图。
31.图2是本公开实施例提供的第二种电池控制电路的示意图。
32.图3是本公开实施例提供的第三种电池控制电路的示意图。
33.图4是本公开实施例提供的一种控制该逆变桥装置和该换向桥臂执行第一控制动作的时序示意图。
34.图5是本公开实施例提供的第四种电池控制电路的示意图。
35.图6是本公开实施例提供的第五种电池控制电路的示意图。
36.图7是本公开实施例提供的第六种电池控制电路的示意图。
37.图8是本公开实施例提供的一种电池管理系统的框图。
38.图9是本公开实施例提供的一种车辆的框图。
具体实施方式
39.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
40.需要说明的是，在本公开中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序；下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
41.首先，对本公开的应用场景进行说明。本公开可以应用于电动车辆的电池控制场景，特别是电池加热场景。在低温环境下，为了提升电池性能，可以对车辆的动力电池进行加热，加热的方式包括外部加热或内部加热。外部加热可以通过增加额外的加热设备对电池进行加热，此种加热方式成本高，加热效率低；内部加热可以通过对动力电池进行循环充放电，在能量循环充放过程中，动力电池内阻产生热量，从而实现对动力电池加热，但在相关技术中，由于内部加热需要使用电容，但由于电容在低频下的阻抗较大，导致回路阻抗上升，回路中电流受限，导致加热效率受限。
42.为了解决上述问题，本公开提供了一种电池控制电路、电池管理系统和车辆，通过逆变桥装置和换向桥臂，实现动力电池的充电和放电，进一步通过交替充放电可以实现动力电池的振荡加热。从而无需额外增加电容，即可实现低成本的电池加热，同时也能够避免电容在低频下的阻抗较大导致加热效率受限的问题，提高了电池加热的效率。
43.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。
44.图1是本公开实施例提供的一种电池控制电路的示意图，如图1所示，该电池控制电路包括动力电池101、逆变桥装置102、电机绕组103和换向桥臂104，其中：
45.该逆变桥装置102的第一汇流端与该动力电池101的正极连接，该逆变桥装置102的第二汇流端与该动力电池101的负极连接；
46.该电机绕组103的第一端连接至该逆变桥装置102的中点端，该电机绕组103的第二端与该换向桥臂104的输入端相连接；
47.该换向桥臂104的第一输出端与该动力电池101的正极连接，该换向桥臂104的第
二输出端与该动力电池101的负极连接。
48.其中，该换向桥臂可以将输入端与第一输出端连通，也就是电流从该换向桥臂的输入端流入第一输出端；或者，将输入端与第二输出端连通，也就是电流从该换向桥臂的输入端流入第二输出端。该逆变桥装置可以将第一汇流端与中点端连通，也就是电流从该逆变桥装置的第一汇流端流入中点端；或者，将第二汇流端与中点端连通，也就是电流从该逆变桥装置的第二汇流端流入中点端。这样通过该电池控制电路，可以实现动力电池的充电和放电，示例如下：
49.电池放电动作：将该换向桥臂将输入端与第二输出端连通，并且将该逆变桥装置将第一汇流端与中点端连通。此时该电路中的电流流向为：动力电池的正极-》逆变桥装置的第一汇流端-》逆变桥装置的中点端-》电机绕组的第一端-》电机绕组的第二端-》换向桥臂的输入端-》换向桥臂的第二输出端-》动力电池的负极。这样，可以实现该动力电池向电机绕组放电。
50.电池充电动作：将该换向桥臂将输入端与第一输出端连通，并且将该逆变桥装置将第二汇流端与中点端连通。此时该电路中的电流流向为：电机绕组的第二端-》换向桥臂的输入端-》换向桥臂的第一输出端-》动力电池的正极-》动力电池的负极-》逆变桥装置的第二汇流端-》逆变桥装置的中点端-》电机绕组的第一端。这样，可以实现该电机绕组向动力电池充电。
51.进一步地，可以通过pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)波，驱动上述电池放电动作和电池充电动作交替进行，从而可以实现动力电池的交替充电和放电，也就实现了动力电池的振荡加热。
52.需要说明的是，上述动力电池可以包括一个或多个电芯。若该第一电池包括多个电芯，该多个电芯的连接方式可以包括以下方式中的任意一种或多种组合：多个电芯串联、多个电芯并联后串联、多个电芯并联和多个电芯串联后并联。本公开对此不作限定。
53.采用上述技术方案，该电池控制电路包括动力电池、逆变桥装置、电机绕组和换向桥臂；所述逆变桥装置的第一汇流端与所述动力电池的正极连接，所述逆变桥装置的第二汇流端与所述动力电池的负极连接；所述电机绕组的第一端连接至所述逆变桥装置的中点端，所述电机绕组的第二端与所述换向桥臂的输入端相连接；所述换向桥臂的第一输出端与所述动力电池的正极连接，所述换向桥臂的第二输出端与所述动力电池的负极连接。这样，可以通过逆变桥装置和换向桥臂的共同作用下，可以实现动力电池的充电和放电，进一步通过交替充放电可以实现动力电池的振荡加热。从而无需额外增加电容，即可实现低成本的电池加热，同时也能够避免电容在低频下的阻抗较大导致加热效率受限的问题，提高了电池加热的效率。
54.图2是本公开实施例提供的第二种电池控制电路的示意图，如图2所示，该换向桥臂104可以包括换向上桥臂1041和换向下桥臂1042，该换向桥臂的输入端通过该换向上桥臂和该第一输出端连接，该换向桥臂的输入端通过该换向下桥臂和该第二输出端连接。
55.其中，该换向上桥臂可以为二极管，该换向下桥臂可以为半控型器件或全控型器件，例如igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)或者mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金氧半场效晶体管)等。以该换向下桥臂为igbt(t7)为例，t7的集电极c可以与该换向桥臂的输入端连接，t7的发射极e可
以作为该换向桥臂的第二输出端。通过改变t7的栅极g的电压，可以控制t7的闭合与断开。
56.进一步地，如图2所示，该逆变桥装置102可以包括n相桥臂，该n相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，该n相桥臂的第二端共接形成第二汇流端；其中每相桥臂均包括串联连接的上桥臂和下桥臂，将每相桥臂的上桥臂和下桥臂串联连接的点作为该相桥臂的中点端。
57.该电机绕组包括n相绕组，该n相绕组的第一端分别连接至该n相桥臂的中点端，该n相绕组的第二端共同连接至该换向桥臂的输入端。
58.其中，n可以为大于或等于1的任意数值。以下以n等于3进行举例说明：如图2所示，上述逆变桥装置102可以包括三相桥臂，其中t1和t4组合作为第一相桥臂，t2和t5组合作为第二相桥臂，t3和t6组合作为第三相桥臂，其中，t1、t2和t3为该逆变桥装置的上桥臂，t4、t5和t6为该逆变桥装置的下桥臂。电机绕组可以包括l1、l2和l3三相绕组，该三相绕组的第一端分别连接到上述三相桥臂的中点端，具体包括：l1的第一端连接至t1和t4之间的中点端，l2的第一端连接至t2和t5之间的中点端，l3的第一端连接至t3和t6之间的中点端；l1、l2和l3的第二端共同连接至该换向桥臂的输入端。
59.进一步地，上述逆变桥装置的上桥臂和下桥臂均可以为igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)，上桥臂对应的三个igbt(t1、t2和t3)的集电极c共同连接形成该逆变桥装置的第一汇流端；下桥臂对应的三个igbt(t4、t5和t6)的发射极e共同连接形成该逆变桥装置的第二汇流端；针对每相桥臂，上桥臂的发射极e和下桥臂的集电极c共同连接形成该相桥臂的中点端，该中点端与电机绕组的第一端连接，例如：t1的发射极e和t4的集电极c连接形成该第一相桥臂的第一中点端，该第一中点端与l1连接；t2的发射极e和t5的集电极c连接形成该第二相桥臂的第二中点端，该第二中点端与l2连接；t3的发射极e和t6的集电极c连接形成该第三相桥臂的第三中点端，该第三中点端与l3连接。另外，每个igbt均具有反并联二极管；每个igbt的栅极g均与控制器104连接。
60.这样，通过pwm脉冲可以控制t1至t7中每个igbt的栅极g的电压，从而控制每个igbt的断开与闭合，可以控制执行上述电池放电动作和电池充电动作。
61.图3是本公开实施例提供的第三种电池控制电路的示意图，如图3所示，该电路还包括第一控制器105；该第一控制器105与该逆变桥装置102和该换向桥臂104相连接；其中：
62.该第一控制器，用于控制该逆变桥装置和该换向桥臂执行第一控制动作，以使得动力电池交替进行充电和放电。
63.该第一控制动作可以为交替执行上述电池充电动作和电池放电动作，这样，可以在该第一控制器的控制下，实现动力电池的交替充放电，从而在无电容的情况下，实现电池振荡加热。
64.示例地，图4是本公开实施例提供的一种控制该逆变桥装置和该换向桥臂执行第一控制动作的时序示意图，如图4所示，该第一控制器可以以tslow为周期，周期性交替执行电池放电动作和电池充电动作，包括：
65.在每个tslow周期的t1时间内执行电池放电动作。该电池放电动作包括：控制该换向下桥臂闭合，也就是将该换向桥臂将输入端与第二输出端连通；以及，控制逆变桥装置的下桥臂(例如图2中的t4、t5和t6)断开，上桥臂(例如图2中的t1、t2和t3)闭合，也就是将该逆变桥装置将第一汇流端与中点端连通。此时该电路中的电流流向为：动力电池的正极-》
逆变桥装置的第一汇流端-》逆变桥装置的中点端-》电机绕组的第一端-》电机绕组的第二端-》换向桥臂的输入端-》换向桥臂的第二输出端-》动力电池的负极。这样，可以实现该动力电池向电机绕组放电。
66.在每个tslow周期的t2时间内执行上述电池充电动作。该电池充电动作包括：控制该换向下桥臂t7断开，并且控制逆变桥装置的上桥臂和下桥臂均断开，此时由于电机绕组的电感中储存有电能，且电感的电流方向不会突变，这样，该电池控制电路中电流的流向为：电机绕组的第二端-》换向桥臂的输入端-》换向桥臂的第一输出端-》动力电池的正极-》动力电池的负极-》逆变桥装置的第二汇流端-》逆变桥装置的中点端-》电机绕组的第一端。这样，可以实现该电机绕组向动力电池充电。
67.需要说明的是，在该t2时间内，t4、t5、t6的闭合与断开，并不会影响电流的走向，因为电流可以通过t4、t5、t6的反向并联二极管流通。同样的，换向下桥臂t7断开后，电流可以通过换向上桥臂的二极管流通，也就是电流从换向桥臂的输入端流通至换向桥臂的第一输出端。
68.其中，上述tslow可以为小于或等于100秒的任意时长，例如tslow可以为1毫秒、10毫秒、100毫秒、1秒或10秒。t1和t2均小于tslow，t1和t2可以相等，也可以不相等，本公开对此不作限定。
69.这样，通过t1和t2的来回切换，交替进行动力电池的放电以及第二电池组的充电，从而可以通过充放电对电池进行加热。
70.需要说明的是，上述周期性交替执行电池放电动作和电池充电动作可以通过第一控制器实现，也可以通过pwm波实现，本公开对此不作限定。
71.图5是本公开实施例提供的第四种电池控制电路的示意图，如图5所示，该电路还包括第一涡流加热支路501和第二涡流加热支路502；其中：
72.该逆变桥装置的第一汇流端和该换向桥臂的第一输出端的共接点，通过该第一涡流加热支路与该动力电池的正极连接，该逆变桥装置的第二汇流端和该换向桥臂的第二输出端的共接点，通过该第二涡流加热支路与该动力电池的负极连接。
73.图6是本公开实施例提供的第五种电池控制电路的示意图，如图6所示，该第一涡流加热支路501包括第一涡流加热管w1、第一开关k1和第二开关k2；该第二涡流加热支路包括第二涡流加热管w2、第三开关k3和第四开关k4；其中：
74.该第一涡流加热管和该第一开关的共接点作为该第一涡流加热支路的第一加热端；该第一开关与该第二开关的共接点作为该第一涡流加热支路的第二加热端；
75.该第二涡流加热管和该第三开关的共接点作为该第二涡流加热支路的第三加热端；该第三开关与该第四开关的共接点作为该第二涡流加热支路的第四加热端；
76.该动力电池的正极与该第一加热端连接；该动力电池的负极与该第二涡流加热支路的该第三加热端连接；
77.该逆变桥装置的第一汇流端和该换向桥臂的第一输出端的共接点，与该第一涡流加热支路的该第二加热端连接；
78.该逆变桥装置的第二汇流端和该换向桥臂的第二输出端的共接点，与该第二涡流加热支路的该第四加热端连接。
79.这样，可以将该第一开关断开，并将该第二开关闭合，使得电流流过该第一涡流加
热管，进行涡流加热；将第一开关闭合，并将第二开关断开，则电流流过第一开关，不流过第一涡流加热管，即无需涡流加热，将涡流加热功能关闭。
80.同样的，可以将该第三开关断开，并将该第四开关闭合，使得电流流过该第二涡流加热管，进行涡流加热；将第三开关闭合，并将第四开关断开，则电流流过第三开关，不流过第二涡流加热管，即无需涡流加热，将涡流加热功能关闭。
81.这样，通过该电路，可以实现对电池加热的同时，也对涡流加热管进行加热。
82.图7是本公开实施例提供的第六种电池控制电路的示意图，如图7所示，该电路还包括第二控制器503，该第二控制器与该逆变桥装置、该换向桥臂、该第一开关、该第二开关、该第三开关和该第四开关相连接；其中：
83.该第二控制器，用于控制该第一开关断开和控制该第二开关闭合，以使得该第一涡流加热管进行加热；控制该第三开关断开和控制该第四开关闭合，以使得该第二涡流加热管进行加热。
84.同样地，该控制器也可以控制该第一开关闭合和控制该第二开关断开，从而无需对第一涡流加热管进行加热；控制该第三开关闭合和控制该第四开关断开，无需对该第二涡流加热管进行加热。
85.这样，通过控制器，可以实现对电池加热的同时，也对涡流加热管进行加热。
86.图8是本公开实施例提供的一种电池管理系统的框图，如图8所示，该池管理系统包括：上述任一实施例所述的电池控制电路。
87.图9是本公开实施例提供的一种车辆的框图，如图9所示，该车辆包括：上述任一实施例所述的电池控制电路。
88.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。
89.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。
90.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。