电池自加热测试电路及测试装置

技术领域

本申请属于电池测试技术领域，尤其涉及一种电池自加热测试电路及测试装置。

背景技术

随着电动汽车在近年来的不断发展，电动汽车的渗透率逐渐上升。然而，动力电池在许多方面的性能约束制约了电动汽车进一步的普及，例如，锂离子电池在低温下的性能衰减问题已经成为技术瓶颈。

电池低温性能衰减，是指电池在0℃以下的低温环境中，充电容量、放电容量、循环寿命等关键性能指标会产生严重下降。目前，为解决冬季低温情况下性能衰减的问题，通常会采取物理升温的方式提高电池温度，以使电池温度达到合适的温度范围。

相关技术中，实现电池升温的方式主要为，通过与电池连接的电子设备采用特定信号进行驱动，以形成交流回路，利用交流电流使得电池包内阻产生热量，以实现电池的自加热。然而，特定驱动信号驱动电池所在回路产生交流电流时，由于驱动信号以及元器件的参数限制，交流电流的频率与有效值通常保持恒定，但不同的电池包在相同的交流电流下，电池自加热的效率存在差异，从而导致电池的自加热效率不佳。

发明内容

本申请实施例提供了一种电池自加热测试电路及测试装置，能够解决通过交流电流驱动电池自加热时，电池的自加热效率不佳的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种电池自加热测试电路，电路包括：

第一电源，用于提供第一电源电压，

第一变换模块，用于与待测电池连接，并根据第一驱动信号调整待测电池的电压极性，

第二变换模块，与第一电源连接，用于根据第二驱动信号调整第一电源的电压极性，

储能模块，连接于第一变换模块与第二变换模块之间，储能模块用于根据待测电池的电压极性以及第一电源的电压极性，在储能模块与待测电池之间的电流回路上产生交流电流，以使待测电池在交流电流下自加热，

加热检测模块，用于在第一驱动信号和第二驱动信号的不同信号周期、第一驱动信号与第二驱动信号的不同内移相比下，分别检测待测电池在不同电流频率、不同电流有效值下的自加热效率。

在一些实施例中，第一变换模块用于控制待测电池输出正电压或负电压，第二变换模块用于控制第一电源输出正电压、零电压或负电压，

储能模块用于根据待测电池的电压极性以及第一电源的电压极性，在储能模块与待测电池之间的电流回路上产生正电流、零电流或负电流。

在一些实施例中，第一变换模块的第一节点与储能模块的第一端连接，第一变换模块的第二节点与储能模块的第二端连接，第一变换模块用于将待测电池的正极与第一节点和第二节点的其中一个连接、将待测电池的负极与另一个连接，

第二变换模块的第三节点与储能模块的第三端连接，第二变换模块的第四节点与储能模块的第四端连接，第二变换模块用于将第一电源的正极与第三节点和第四节点的其中一个连接、将待测电池的负极与另一个连接，或者，将第三节点与第四节点连通。

在一些实施例中，储能模块包括第一电感，

第一电感连接于储能模块的第一端与第三端之间，储能模块的第二端与第四端连通，

第一电源，用于生成与待测电池的电池电压匹配的第一电源电压。

在一些实施例中，储能模块包括变压器，

变压器的第一绕组的两端分别与第一节点和第二节点连接，变压器的第二绕组的两端分别与第三节点和第四节点连接，

第一电源，用于根据变压器的绕组比与待测电池的电池电压生成第一电源电压。

在一些实施例中，第一变换模块包括第一H桥变换器，第一H桥变换器包括：

第一功率半导体器件，第一功率半导体器件的第一极和第二极分别与待测电池的正极和第一节点连接，

第二功率半导体器件，第二功率半导体器件的第一极和第二极分别与第一节点和待测电池的负极连接，

第三功率半导体器件，第三功率半导体器件的第一极和第二极分别与待测电池的正极和第二节点连接，

第四功率半导体器件，第四功率半导体器件的第一极和第二极分别与第二节点和待测电池的负极连接，

第二变换模块包括第二H桥变换器，第二H桥变换器包括：

第五功率半导体器件，第五功率半导体器件的第一极和第二极分别与第一电源的正极和第三节点连接，

第六功率半导体器件，第六功率半导体器件的第一极和第二极分别与第三节点和第一电源的负极连接，

第七功率半导体器件，第七功率半导体器件的第一极和第二极分别与第一电源的正极和第四节点连接，

第八功率半导体器件，第八功率半导体器件的第一极和第二极分别与第四节点和第一电源的负极连接。

在一些实施例中，第一驱动信号包括第一子信号和第二子信号，第二驱动信号包括第三子信号和第四子信号，

在第一子信号下，第一功率半导体器件和第二功率半导体器件的导通状态相反，

在第二子信号下，第三功率半导体器件和第四功率半导体器件的导通状态相反，

在第三子信号下，第五功率半导体器件和第六功率半导体器件的导通状态相反，

在第四子信号下，第七功率半导体器件和第八功率半导体器件的导通状态相反，

第一子信号、第二子信号、第三子信号和第四子信号均为信号周期相同、占空比相同的高低电平信号，

第一子信号与第二子信号互为反相信号，第三子信号滞后于第一子信号0.5KTs，第四子信号超前于第二子信号0.5KTs，其中，Ts为第一子信号、第二子信号、第三子信号和第四子信号的信号周期，K为第一驱动信号与第二驱动信号的内移相比。

在一些实施例中，待测电池自加热的电流频率为第一驱动信号的信号频率的两倍，待测电池自加热的电池有效值基于如下公式计算：

其中，I

在一些实施例中，第一功率半导体器件的栅极接收第一子信号，第二功率半导体器件的栅极接收第一子信号的反相信号，第三功率半导体器件的栅极接收第二子信号，第四功率半导体器件的栅极接收第二子信号的反相信号，第五功率半导体器件的栅极接收第三子信号，第六功率半导体器件的栅极接收第三子信号的反相信号，第七功率半导体器件的栅极接收第四子信号，第八功率半导体器件的栅极接收第四子信号的反相信号，

或者，第一功率半导体器件、第三功率半导体器件、第五功率半导体器件和第七功率半导体器件为N型功率半导体器件和P型功率半导体器件的其中一种，第二功率半导体器件、第四功率半导体器件、第六功率半导体器件和第八功率半导体器件为N型功率半导体器件和P型功率半导体器件的另一种。

第二方面，本申请实施例提供了一种测试装置，包括第一方面的电池自加热测试电路。

与现有技术相比，本申请实施例提供的电池自加热测试电路及测试装置，通过设置第一变换模块和第二变换模块，能够在待测电池接入电路后，通过调整待测电池的电压极性和第一电源的电压极性，在待测电池与储能模块之间生成交流电流，待测电池的内阻能够在该交流电流下发热，以提升待测电池的电池温度，实现待测电池的自加热。通过调整第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期以及内移相比，能够改变待测电流所接收到的交流电流的电流频率和电流有效值。加热检测模块通过检测待测电池在不同电流频率、不同电流有效值下的自加热效率，能够得到使得待测电池自加热性能较好的电流有效值和电流频率参数，并根据该参数驱动待测电池实现自加热升温，提升待测电池的自加热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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是本申请一实施例提供的电池自加热测试电路的模块结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的电池自加热测试电路的电路结构示意图；

图3是本申请另一实施例提供的电池自加热测试电路的电路结构示意图；

图4是本申请又一实施例提供的电池自加热测试电路的电路结构示意图；

图5是本申请一实施例提供的驱动信号的信号时序示意图；

图6是本申请一实施例提供的输出电压的电压波形图；

图7是本申请一实施例提供的待测电池接收交流电流的波形示意图；

图8是本申请另一实施例提供的待测电池接收交流电流的波形示意图；

图9是本申请又一实施例提供的待测电池接收交流电流的波形示意图；

图10是本申请再一实施例提供的待测电池接收交流电流的波形示意图。

附图中：

1、电池自加热测试电路；10、第一电源；20、第一变换模块；30、第二变换模块；40、储能模块；50、加热检测模块；Bat、待测电池；N1、第一节点；N2、第二节点；N3、第三节点；N4、第四节点；L1、第一电感；TR、变压器；T1、第一功率半导体器件；T2、第二功率半导体器件；T3、第三功率半导体器件；T4、第四功率半导体器件；T5、第五功率半导体器件；T6、第六功率半导体器件；T7、第七功率半导体器件；T8、第八功率半导体器件；Q1、第一子信号；Q2、第二子信号；Q3、第三子信号；Q4、第四子信号。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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……”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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

随着电动汽车在近年来的不断发展，电动汽车的渗透率逐渐上升。然而，动力电池在许多方面的性能约束制约了电动汽车进一步的普及，例如，锂离子电池在低温下的性能衰减问题已经成为技术瓶颈。

电池低温性能衰减，是指电池在0℃以下的低温环境中，充电容量、放电容量、循环寿命等关键性能指标会产生严重下降。目前，为解决冬季低温情况下性能衰减的问题，通常会采取物理升温的方式提高电池温度，以使电池温度达到合适的温度范围。

相关技术中，实现电池升温的方式主要为，通过与电池连接的电子设备采用特定信号进行驱动，以形成交流回路，利用交流电流使得电池包内阻产生热量，以实现电池的自加热。然而，特定驱动信号驱动电池所在回路产生交流电流时，由于驱动信号以及元器件的参数限制，交流电流的频率与有效值通常保持恒定，但不同的电池包在相同的交流电流下，电池自加热的效率存在差异，从而导致电池的自加热效率不佳。

为了测试电池在不同的交流频率、电流有效值下的自加热效率，通常会采用测试装置对电池在不同参数下的自加热效率进行测试，以确定电池自加热效率最高的设置参数，并根据该设置参数驱动电动汽车内的相关元器件与电池形成交流回路，实现电池的自加热。然而，目前的自加热测试装置，其元器件的参数一旦确定下来，流过电池的交流电频率与电流有效值就会被确定下来，无法再进行调整。因此，为了确定电池自加热性能较好时所对应的电流有效值、频率参数，不得不设计多套元器件参数，并依此制作多套自加热测试装置进行测试。制作多套自加热测试装置的过程费时费力，且各个装置对应的电流有效值、频率参数为多个离散值，根据多个离散值难以获得最优的自加热参数，这一问题明显延长了自加热系统的开发周期，并限制了其性能的进一步优化。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种电池自加热测试电路及测试装置。下面首先对本申请实施例所提供的电池自加热测试电路进行介绍。

图1示出了本申请一个实施例提供的电池自加热测试电路1的结构示意图。电池自加热测试电路1包括第一电源10、第一变换模块20、第二变换模块30、储能模块40以及加热检测模块50。

第一电源10可以输出第一电源电压。

第一变换模块20与待测电池Bat连接，第一变换模块20可以接收第一驱动信号，并根据第一驱动信号调整待测电池Bat输出的电压的极性。例如，第一变换模块20的输入端与待测电池Bat连接，输出端包括两个端子，第一驱动信号可以驱动第一变换模块20将两个端子分别与待测电池Bat的正极与负极连通。在两个端子的其中一个与正极连通，另一个与负极连通时，两个端子之间的电压为正电压，电压大小为待测电池Bat的电池电压。第一驱动信号还可以驱动第一变换模块20将两个端子连接的正极与负极进行反接，即与正极连通的端子变为与负极连通，与负极连通的端子则变为与正极连通，此时两个端子之间的电压变为负电压，电压大小则保持不变。

第二变换模块30可以与第一电源10连接，第二变换模块30可以接收第二驱动信号，并根据第二驱动信号调整第一电源10输出的电压的极性。与第一变换模块20相同，第二变换模块30的两个输出端子在分别与正极和负极连通时，第二变换模块30能够输出正电压，正电压的电压大小为第一电源电压；在两个输出端子将正极与负极交换连接后，第二变换模块30能够输出负电压，负电压的大小与正电压的大小相同。此外，第二变换模块30还可以直接将两个输出端子连通，此时第二变换模块30能够输出零电压。

储能模块40连接于第一变换模块20与第二变换模块30之间。储能模块40可以根据待测电池Bat的电压极性以及第一电源10的电压极性，在储能模块40与待测电池Bat之间的电流回路上产生交流电流，以使待测电池Bat在交流电流下，电池内阻发热以提升电池温度，即实现待测电池Bat的自加热。

在第一变换模块20输出正电压，第二变换模块30输出零电压或负电压时，储能模块40与待测电池Bat之间将产生第一方向的电流；而在第一变换模块20输出负电压，第二变换模块30输出零电压或正电压时，储能模块40与待测电池Bat之间将产生第二方向的电流。第一方向的电流与第二方向的电流相反，通过驱动第一变换模块20和第二变换模块30分别调整待测电池Bat的电压极性以及第一电源10的电压极性，可以为待测电池Bat交替提供两个方向的电流，从而产生交流电流。

第一驱动信号的信号周期即为第一变换模块20输出正电压和负电压的变换周期，第二驱动信号的信号周期即为第二变换模块30输出正电压、零电压和负电压的变换周期。而储能模块40与待测电池Bat之间的交流电路的交流频率与第一变换模块20和第二变换模块30的电压极性变换周期具有相关关系。因此，通过调整第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期，可以间接调整储能模块40与待测电池Bat之间产生的交流电流的电流频率。

另一方面，第一驱动信号和第二驱动信号在信号周期相同时，存在一定的相位差。例如。在两个驱动信号的相位差为0时，第一变换模块20输出正电压，第二变换模块30也输出正电压，此时储能模块40的两端并未产生电压差，因而无法形成单向电流。即，为了使得储能模块40的两端产生电压差，需要设置第一驱动信号和第二驱动信号存在一定的相位差，即第一驱动信号和第二驱动信号之间的内移相比不为零。并且，第一驱动信号与第二驱动信号之间的内移相比越大，储能模块40的两端产生电压差的时间区间也越大，相应地，储能模块40与待测电池Bat之间形成的交流电流的电流有效值也越大。因此，通过调整第一驱动信号与第二驱动信号之间的内移相比，可以间接调整储能模块40与待测电池Bat之间产生的交流电流的电流有效值。

由上述分析可知，通过调整第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期，可以改变待测电池Bat接收到的交流电流的电流频率；通过调整第一驱动信号和第二驱动信号的内移相比，则可以改变待测电池Bat接收到的交流电流的电流有效值。

在电池自加热实现电池升温的过程中，电池自加热的加热效率、锂电池的析锂情况等均与施加在待测电池Bat上的交流电流的电流频率与电流有效值具有相关关系。为了测试得到使得待测电池Bat的自加热效率较高，并且锂电池析锂程度较低时对应的交流电流的电流频率与电流有效值，可以通过不断调整两个驱动信号的信号周期以及两个驱动信号之间的内移相比，并分别测试不同情况下待测电池Bat的自加热效率，以确定合适的电流频率与电流有效值。

加热检测模块50可以在待测电池Bat与电池自加热测试电路1连接时，检测待测电池Bat的自加热效率。上述待测电池Bat的自加热效率，可以是待测电池Bat在同一初始温度下提升至某一预设温度所需的时长，也可以是待测电池Bat在相同时长的自加热过程中，同一初始温度下的温度变化量，还可以是待测电池Bat内阻的发热功率等等，具体自加热效率的测试方式在此不做限制。

在调整第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期时，加热检测模块50可以分别检测待测电池Bat在不同电流频率下的自加热效率。在调整第一驱动信号和第二驱动信号的内移相比时，加热检测模块50可以分别检测待测电池Bat在不同电流有效值下的自加热效率。在第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期与内移相比均发生变动时，加热检测模块50还可以分别检测待测电池Bat在不同电流频率、不同电流有效值下的自加热效率。

加热检测模块50根据不同情况下待测电池Bat的自加热效率，可以确定不同情况下待测电池Bat的自加热效率，并从中选择最佳或者较优的自加热效率所对应的交流电流的电流频率和电流有效值。根据该电流频率和电流有效值，可以为待测电池Bat生成合适的控制信号，在待测电池Bat装入电动汽车或其他电子设备后，能够通过相应的控制信号为待测电池Bat提供电流频率和电流有效值合适的交流电流，以使得待测电池Bat能够在较高的自加热效率下实现电池的快速升温。

在本实施例中，通过设置第一变换模块20和第二变换模块30，能够在待测电池Bat接入电路后，通过调整待测电池Bat的电压极性和第一电源10的电压极性，在待测电池Bat与储能模块40之间生成交流电流，待测电池Bat的内阻能够在该交流电流下发热，以提升待测电池Bat的电池温度，实现待测电池Bat的自加热。通过调整第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期以及内移相比，能够改变待测电池所接收到的交流电流的电流频率和电流有效值。加热检测模块50通过检测待测电池Bat在不同电流频率、不同电流有效值下的自加热效率，能够得到使得待测电池Bat的自加热性能较好的电流有效值和电流频率参数，并根据该参数驱动待测电池Bat实现自加热升温，提升待测电池Bat的自加热性能。

在上述实施例中，第一变换模块20可以控制待测电池Bat输出正电压或者负电压，第二变换模块30则可以控制第一电源10输出正电压、零电压或负电压。

储能模块40可以根据待测电池Bat的电压极性以及第一电源10的电压极性，在储能模块40与待测电池Bat之间的电流回路上产生正电流、零电流或负电流。待测电池Bat通过交替接收正电流和负电流，可以在交流电流下实现内阻产热，以提升待测电池Bat的电池温度。

待测电池Bat输出的电压大小与第一电源10输出的第一电源电压可以一致，也可以是十分接近的两个电压。在第一变换模块20与第二变换模块30均输出正电压或均输出负电压时，储能模块40的两端所接收到的电压极性相同，电压大小相同或者十分接近，此时储能模块40与待测电池Bat之间的电流回路上不产生电流或实际电流微弱而忽略不计。

在第一变换模块20输出的电压高于第二变换模块30输出的电压，例如第一变换模块20输出正电压、第二变换模块30输出零电压或负电压时，储能模块40与第一变换模块20连接的一端接收到的电压大于另一端，此时储能模块40与待测电池Bat之间的电流回路上可以产生正电流。

相反地，在第一变换模块20输出的电压低于第二变换模块30输出的电压，例如第一变换模块20输出负电压、第二变换模块30输出零电压或正电压时，储能模块40与第一变换模块20连接的一端接收到的电压小于另一端，此时储能模块40与待测电池Bat之间的电流回路上可以产生负电流。

第一驱动信号能够驱动第一变换模块20交替输出正电压和负电压，第二驱动信号则能够驱动第二变换模块30交替输出正电压、零电压和负电压。通过调整第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期，即可为待测电池Bat交替提供正电流和负电流，以使得待测电池Bat在交流电流的驱动下实现自加热。

请参照图2，在一些实施例中，上述第一变换模块20包括第一节点N1和第二节点N2。第一节点N1与储能模块40的第一端连接，第二节点N2与储能模块40的第二端连接。第一变换模块20可以将待测电池Bat的正极与第一节点N1和第二节点N2的其中一个连接、将待测电池Bat的负极与另一个连接。

在第一变换模块20将待测电池Bat的正极与第一节点N1连接，将待测电池Bat的负极与第二节点N2连接时，第一节点N1与第二节点N2之间的电压为正电压。在第一变换模块20将待测电池Bat的正极与第二节点N2连接，将待测电池Bat的负极与第一节点N1连接时，第一节点N1与第二节点N2之间的电压为负电压。

上述第二变换模块30包括第三节点N3和第四节点N4，第三节点N3与储能模块40的第三端连接，第四节点N4与储能模块40的第四端连接。第二变换模块30可以将第一电源10的正极与第三节点N3和第四节点N4的其中一个连接、将待测电池Bat的负极与另一个连接，或者，将第三节点N3与第四节点N4连通。

在第二变换模块30将第一电源10的正极与第三节点N3连接，将第一电源10的负极与第四节点N4连接时，第三节点N3与第四节点N4之间的电压为正电压。在第二变换模块30将第一电源10的正极与第四节点N4连接，将第一电源10的负极与第三节点N3连接时，第三节点N3与第四节点N4之间的电压为负电压。在第二变换模块30将第三节点N3与第四节点N4直接连通时，第一电源10不与储能模块40连通，此时第三节点N3与第四节点N4之间的电压为零电压。

第一变换模块20可以通过调整第一节点N1和第二节点N2与待测电池Bat的正极和负极的连接关系，实现正电压与负电压的交替切换。第二变换模块30则可以通过调整第三节点N3和第四节点N4与第一电源10的正极和负极的连接关系，实现正电压、零电压与负电压的交替切换。

请参照图3，在一些实施例中，上述储能模块40可以包括第一电感L1。

第一电感L1可以连接于储能模块40的第一端与第三端之间，储能模块40的第二端与第四端则直接连通。例如，储能模块40的第一端、第二端、第三端和第四端分别与第一节点N1、第二节点N2、第三节点N3和第四节点N4连接，第一电感L1可以连接于第一节点N1和第三节点N3之间，第二节点N2则与第四节点N4直接连通。

第一电源10可以根据待测电池Bat的电池电压，生成与电池电压匹配的第一电源电压。该第一电源电压可以与电池电压保持一致，也可以与电池电压的电压差值保持一定范围内。即，第一变换模块20和第二变换模块30均输出正电压或负电压时，待测电池Bat可以接收到零电流。

在第二变换模块30输出的电压大于第一变换模块20输出的电压时，第一电感L1可以起到抑制电流变化的作用，使得负电流不会骤然增大或骤然减小，而是逐渐增大或逐渐减小。同样地，在第一变换模块20输出的电压大于第二变换模块30输出的电压时，第一电感L1也可以起到抑制电流变化的作用，使得正电流不会骤然增大或骤然减小，而是逐渐增大或逐渐减小。

在上述实施例中，通过设置第一电感L1，能够使得第一变换模块20和第二变换模块30的电压极性发生突变时，待测电池Bat所接收到的正电流或负电流能够逐渐变化，由于第一电感L1的抑制电流变化特性。正电流与负电流的电流变化曲线满足三角波或斜坡信号的曲线。此时，可以通过第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期、内移相比、待测电池Bat的电池电压以及第一电感L1的电感值计算得到待测电流所接收到的交流电流的电流有效值，进而确定该电流有效值下的待测电池Bat的自加热效率。

请参照图4，在另一实施例中，储能模块40可以包括变压器TR。变压器TR的第一绕组的两端分别与第一节点N1和第二节点N2连接，变压器TR的第二绕组的两端分别与第三节点N3和第四节点N4连接。

第一电源10可以根据变压器TR的绕组比以及待测电池Bat的电池电压，生成与电池电压匹配的第一电源电压。即，待测电池Bat的电池电压与第一电源电压的比值与绕组比成反比。此时，第一变换模块20和第二变换模块30均输出正电压或负电压时，待测电池Bat可以接收到零电流。

可以理解的是，由于变压器TR的第一绕组和第二绕组可以等效于电感，与上一实施例的原理相同。通过电感的抑制电流变化特性，可以使得正电流与负电流的电流变化曲线满足三角波或斜坡信号的曲线。此时通过第一驱动信号和第二驱动信号的信号周期、内移相比、待测电池Bat的电池电压以及第一绕组的等效电感值可以计算得到待测电流所接收到的交流电流的电流有效值，进而确定该电流有效值下的待测电池Bat的自加热效率。

为了生成所需的交流电流有效值，可以根据电流有效值的公式计算出第一绕组与待测电池Bat之间所需的等效电感值。在变压器TR的第一绕组的实际电感值较低时，还可以在变压器TR的第一绕组与待测电池Bat之间串联符合要求的电感，使得回路中的等效电感满足需求。

在一种可选的实施方式中，上述变压器TR可以为CLLC变压器。

如图2至图4所示，在一些实施例中，上述第一变换模块20可以包括第一H桥变换器。第二变换模块30可以包括第二H桥变换器。

第一H桥变换器包括第一功率半导体器件T1、第二功率半导体器件T2、第三功率半导体器件T3和第四功率半导体器件T4。第一功率半导体器件T1的第一极和第二极分别与待测电池Bat的正极和第一节点N1连接，第二功率半导体器件T2的第一极和第二极分别与第一节点N1和待测电池Bat的负极连接，第三功率半导体器件T3的第一极和第二极分别与待测电池Bat的正极和第二节点N2连接，第四功率半导体器件T4的第一极和第二极分别与第二节点N2和待测电池Bat的负极连接。

第二H桥变换器包括第五功率半导体器件T5、第六功率半导体器件T6、第七功率半导体器件T7和第八功率半导体器件T8。第五功率半导体器件T5的第一极和第二极分别与第一电源10的正极和第三节点N3连接，第六功率半导体器件T6的第一极和第二极分别与第三节点N3和第一电源10的负极连接，第七功率半导体器件T7的第一极和第二极分别与第一电源10的正极和第四节点N4连接，第八功率半导体器件T8的第一极和第二极分别与第四节点N4和第一电源10的负极连接。

上述功率半导体器件可以包括但不限于IGBT(Insulated gate bipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管)，MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)，HEMT(High electron mobilitytransistor，高电子迁移率晶体管)，JFET(Junction Field-Effect Transistor，结型场效应晶体管)等功率半导体器件或电力电子器件。

在第一功率半导体器件T1和第四功率半导体器件T4导通，第二功率半导体器件T2和第三功率半导体器件T3截止时，待测电池Bat的正极与第一节点N1连通，待测电池Bat的负极与第二节点N2连通，此时第一H桥变换器输出正电压。

在第一功率半导体器件T1和第四功率半导体器件T4截止，第二功率半导体器件T2和第三功率半导体器件T3导通时，待测电池Bat的正极与第二节点N2连通，待测电池Bat的负极与第一节点N1连通，此时第一H桥变换器输出负电压。

在第五功率半导体器件T5和第八功率半导体器件T8导通，第六功率半导体器件T6和第七功率半导体器件T7截止时，第一电源10的正极与第三节点N3连通，第一电源10的负极与第四节点N4连通，此时第二H桥变换器输出正电压。

在第五功率半导体器件T5和第八功率半导体器件T8截止，第六功率半导体器件T6和第七功率半导体器件T7导通时，第一电源10的正极与第四节点N4连通，第一电源10的负极与第三节点N3连通，此时第二H桥变换器输出负电压。

在第五功率半导体器件T5和第七功率半导体器件T7导通，第六功率半导体器件T6和第八功率半导体器件T8截止时，第三节点N3通过第五功率半导体器件T5和第七功率半导体器件T7直接与第四节点N4连通，此时第二H桥变换器输出零电压。

同样地，在第五功率半导体器件T5和第七功率半导体器件T7截止，第六功率半导体器件T6和第八功率半导体器件T8导通时，第三节点N3通过第六功率半导体器件T6和第八功率半导体器件T8直接与第四节点N4连通，此时第二H桥变换器输出零电压。

通过第一驱动信号和第二驱动信号分别驱动第一H桥变换器和第二H桥变换器中的功率半导体器件的导通状态，即可实现正电压、负电压和零电压的切换输出，以在储能模块40与待测电池Bat之间形成正电流和负电流，并利用交流电流实现待测电池Bat的自加热升温。

请参照图5，在一些实施例中，上述第一驱动信号包括第一子信号Q1和第二子信号Q2，第二驱动信号包括第三子信号Q3和第四子信号Q4。

在第一子信号Q1下，第一功率半导体器件T1和第二功率半导体器件T2的导通状态相反，在第二子信号Q2下，第三功率半导体器件T3和第四功率半导体器件T4的导通状态相反，在第三子信号Q3下，第五功率半导体器件T5和第六功率半导体器件T6的导通状态相反，在第四子信号Q4下，第七功率半导体器件T7和第八功率半导体器件T8的导通状态相反。

上述第一子信号Q1第二子信号Q2、第三子信号Q3和第四子信号Q4均为信号周期相同、占空比相同的高低电平信号。其中，各个子信号的占空比可以为50％。

第一子信号Q1和第二子信号Q2可以互为反相信号，由于第一子信号Q1驱动第一功率半导体器件T1导通时，第二功率半导体器件T2管截止，第二子信号Q2为第一子信号Q1的反相信号，则同一时刻下，第二子信号Q2能够驱动第三功率半导体器件T3截止，第四功率半导体器件T4导通。即，第一子信号Q1和第二子信号Q2可以驱动第一功率半导体器件T1和第四功率半导体器件T4同步导通、同步截止，以及驱动第二功率半导体器件T2和第三功率半导体器件T3同步导通、同步截止。

第三子信号Q3可以设置为滞后第一子信号Q1一段时间，滞后时间的长度可以为0.5KTs，第四子信号Q4可以设置为超前第二子信号Q2一段时间，超前时间的长度可以为0.5KTs。其中，Ts为第一子信号Q1、第二子信号Q2、第三子信号Q3和第四子信号Q4的信号周期，K为第一驱动信号与第二驱动信号的内移相比。

图5示出了第一子信号Q1、第二子信号Q2、第三子信号Q3和第四子信号Q4的信号时序示意图。以第一子信号Q1、第二子信号Q2、第三子信号Q3和第四子信号Q4均为高电平有效的信号、上述功率半导体器件均为高电平导通的功率半导体器件为例，根据各个功率半导体器件的导通状态，图5中还示出了第一H桥变换器的输出电压U1和第二H桥变换器的输出电压U2的波形示意图。图6中示出了输出电压U1和输出电压U2的重叠波形示意图，可以理解的是，在输出电压U1高于输出电压U2时，待测电池Bat接收到的电流值正向增加，例如，在电流为正时，电流绝对值的上升为电流值正向增加，而在电流为负时，电流绝对值的下降也可以理解为电流正向增加；在输出电压U1低于输出电压U2时，待测电池Bat接收到的电流值负向增加，例如，在电流为负时，电流绝对值的上升为电流值负向增加，而在电流为正时，电流绝对值的下降也可以理解为电流负向增加；在输出电压U1与输出电压U2保持一致时，待测电池Bat上的电流大小几乎不变。

在一些实施例中，在第一子信号Q1的单个信号周期内，待测电池Bat交替接收到两次正电流与两次负电流。因此，上述待测电池Bat的自加热的电流频率可以为第一子信号Q1的信号频率的两倍。即，调整第一子信号Q1的信号周期，即可改变待测电池Bat接收到的交流电流频率。

待测电池Bat接收到的交流电流的电流有效值则可以基于以下公式计算得到：

其中，I

由上述公式可以得知的是，交流电流的电流有效值与内移相比K、待测电池Bat电压U

在一种可选的实施方式中，某个待测电池Bat可以接入电池自加热测试电路1中，并通过调整调整第一子信号Q1的信号周期T

在待测电池Bat接入之前，可以对电池自加热测试电路1进行自检，例如检测上述各个功率半导体器件的初始导通状态是否为截止状态、第一电源10输出的电压是否为0等。

在待测电池Bat接入电路后，可以根据待测电池Bat电压调节第一电源10输出的第一电源电压。例如，在储能模块40包括第一电感L1时，可以将第一电源电压调节为与待测电池Bat电压尽量保持一致；在储能模块40包括变压器TR时，可以将第一电源电压调节为待测电池Bat电压与变压器TR绕组比的商值。

以单次测试过程为例，在确定该测试过程中需要提供给待测电池Bat的交流电流的电流频率和电流有效值后，可以根据第一子信号Q1的信号频率与交流电流的电流频率的对应关系，计算出第一子信号Q1的信号周期Ts。在第一子信号Q1的信号周期Ts确定后，可以根据待测电池Bat电压U

请参照图5，在单个开关周期Ts中，可以包括六个电平翻转节点：

电平翻转节点(1)为开关周期的起始时刻，将第一子信号Q1从低电平信号跳转为高电平信号，并将第二子信号Q2从高电平信号跳转为低电平信号。

电平翻转节点(2)为开关周期经过0.5KTs时间后，将第三子信号Q3从低电平信号跳转为高电平信号。

电平翻转节点(3)为开关周期经过0.5(1-K)Ts的时间后，将第四子信号Q4从低电平信号跳转为高电平信号。

电平翻转节点(4)为开关周期经过0.5Ts时间后，将第一子信号Q1从高电平信号跳转为低电平信号，并将第二子信号Q2从低电平信号跳转为高电平信号。

电平翻转节点(5)为开关周期经过0.5(1+K)Ts时间后，将第三子信号Q3从高电平信号跳转为低电平信号。

电平翻转节点(6)为开关周期经过(1-0.5K)Ts时间后，将第四子信号Q4从高电平信号跳转为低电平信号。

通过不断重复上述开关周期，可以为待测电池Bat提供相应电流频率和电流有效值的交流电流，并通过加热检测模块50检测该电流频率、电流有效值下的自加热效率。

若需要改变电流频率或者电流有效值，可以根据上述步骤重新计算第一子信号Q1的信号周期Ts以及内移相比K，并通过重新计算信号周期Ts以及内移相比K重复上述开关周期，以检测不同电流频率、电流有效值下的自加热效率。

如图7至图10所示，图7示出了交流电流的频率为20kHz、电流有效值为52A电流时，两个变换模块的输出电压U1和U2的波形示意图以及待测电池Bat接收到的电流ibat的波形示意图；图8示出了交流电流的频率为20kHz、电流有效值为577A电流时，两个变换模块的输出电压U1和U2的波形示意图以及待测电池Bat接收到的电流ibat的波形示意图；图9示出了交流电流的频率为18kHz、电流有效值为642A电流时，两个变换模块的输出电压U1和U2的波形示意图以及待测电池Bat接收到的电流ibat的波形示意图；图10示出了交流电流的频率为22kHz、电流有效值为525A电流时，两个变换模块的输出电压U1和U2的波形示意图以及待测电池Bat接收到的电流ibat的波形示意图。上述图8至图10中，输出电压U2均为零电压。

通过加热检测模块50分别对上述不同参数下待测电池Bat的自加热效率进行检测，即可得到待测电池Bat的自加热效率较佳时对应的交流电流频率和电流有效值。

在待检测的电流频率、电流有效值均测试完毕并得到对应参数下待测电池Bat的自加热效率后，可以将上述功率半导体器件断开，控制第一电源10停止输出第一电源电压，并将待测电池Bat与电池自加热测试电路1断开。

在一些实施例中，上述第一功率半导体器件T1和第二功率半导体器件T2的导通状态相反，可以采用以下两种方式来实现。

在第一种方式中，第一功率半导体器件T1和第二功率半导体器件T2的类型相同，第一子信号Q1可以通过反相器生成第一子信号Q1的反相信号，第一子信号Q1可以输出至第一功率半导体器件T1的栅极，第一子信号Q1的反相信号可以输出至第二功率半导体器件T2的栅极，以使得第一功率半导体器件T1与第二功率半导体器件T2的导通状态相反。

在第二种方式中，第一功率半导体器件T1和第二功率半导体器件T2可以设置为不同类型的功率半导体器件，例如第一功率半导体器件T1和第二功率半导体器件T2的其中一个为N型功率半导体器件，另一个为P型功率半导体器件。第一子信号Q1可以分别输出至第一功率半导体器件T1和第二功率半导体器件T2，在相同的第一子信号Q1下，第一功率半导体器件T1与第二功率半导体器件T2的导通状态相反。

同样地，第三功率半导体器件T3与第四功率半导体器件T4之间、第五功率半导体器件T5与第六功率半导体器件T6之间、第七功率半导体器件T7与第八功率半导体器件T8之间也可以采用上述两种方式的其中一种来实现两个功率半导体器件的导通状态互为相反。

在一种可选的实施方式中，上述两种实现方式还可以组合使用，例如，第一功率半导体器件T1与第二功率半导体器件T2之间、第三功率半导体器件T3与第四功率半导体器件T4之间采用第一种方式，第五功率半导体器件T5与第六功率半导体器件T6之间、第七功率半导体器件T7与第八功率半导体器件T8之间则采用第二种方式。具体组合方式在此不做限制。

本申请实施例还提供一种测试装置，该测试装置可以与待测电池电连接，以对待测电池在不同电流频率、不同电流有效值的交流电流下的自加热效率分别进行测试，该测试装置可以包括本申请实施例提供的电池自加热测试电路。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

需要说明的是，在本文中，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。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将本申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。