锂离子电池具有高能量密度、无记忆效应、循环使用寿命长、自放电率低、较高安全性及良好的环保特性等优良性能,这使得锂离子电池成为现阶段电动汽车的首选动力电池。但是,在低温下其性能会出现严重的衰减,如充放电容量减小、输出功率下降以及内阻急剧变大等。因此,在低温下使用锂离子电池前有必要对其进行加热。锂离子电池内部交流加热方法相比于其他加热方法的加热效率高,温度一致性好,具备应用于电动汽车上的优势。但现有的内部交流加热方法的研究主要依靠外部电源设备和辅助加热电路,忽略了其在电动汽车上的应用性,同时对在电动汽车上实现内部交流加热方法的研究很少。针对上述问题,本文设计了一种可集成于车载电器的内部交流预热拓扑,基于集成后的预热电路设计了基于最佳开关频率的加热控制策略,以达到安全高效加热电池的目的。具体研究工作如下:首先,为了了解低温加热电池的必要性,本文对锂离子电池的工作原理和性能衰减机理进行了分析,重点分析了锂离子电池在低温下性能的衰减,得到低温下电池内阻增加以及电化学反应速率变慢是其衰减的主要原因,但加热后电池性能将会回升。为此对锂离子电池进行了热特性分析,搭建了基础热模型,推导了电池可采用的加热方法,并依据锂离子电池的生热机理,针对内部交流加热法搭建了基于内部交流加热的锂离子电池热电耦合模型。其次,本文设计了两种基于电感和电容储能的锂离子电池内部交流预热电路。通过分析预热电路中电池需要有交变电流流过就必须具备中间储能元件,以实现能量在电池与储能元件中的双向流动。为此,选用电感和电容作为预热电路中的储能元件。通过对这两种电路的工作状态分析,从理论上证实了其能够产生交变电流流过电池,实现内部交流加热电池的目的。接下来,本文实现了内部交流预热电路与车载电器的结合。通过对比两种基本储能元件的电路结构,得到了基于电感储能的预热电路与电动汽车充放电设备具有更好的兼容性。为此,研究了基于电感储能的加热电路与车载充电器和车载电机的集成方法并完成了集成预热电路设计,同时在仿真工具软件MATLAB/Simulink中搭建了相关电路模型并验证了集成后预热电路的有效性。最后,本文建立了集成后预热电路基于最佳开关频率的变频控制策略并对其进行了有效性验证。通过推导集成后预热电路产生的交变电流的幅值与开关频率的关系,结合锂离子电池在不同温度下的电流耐受值,再依据产热率与电流幅值和频率的关系,建立了基于最佳开关频率的变频控制策略。基于内部交流加热的锂离子电池热电耦合模型验证了上述控制策略的有效性。