锂离子电池由于具有高能量密度、长寿命等优点被广泛使用在电动车当中。然而在低温环境下锂离子电池性能会发生严重退化。因此,在低温环境下使用锂离子电池必须先对电池进行加热。与外部加热策略相比,内部加热更加灵活,具有更高的加热均匀度以及加热效率。然而,现有的交流内部加热装置一般为体积大、成本高的双极电源,降低了低温加热的工程应用性。针对上述问题,本文进行了交流内部加热装置的设计。提出并设计了两种不借助外部电源的加热拓扑,基于两种加热拓扑提出了基于最佳频率的交流内部加热策略。具体研究工作如下:首先,采用电力电子拓扑替代双极电源,提出了两种不借助外部电源的交流内部加热拓扑。对这两种加热拓扑进行了模态分析,并推导了两种加热拓扑的输出电流峰值以及电流频率。其次,为了得到实验电池的阻抗特性,使用温度耦合PNGV模型对实验电池进行建模。获取实验电池开路电势特性,并对其进行了温度修正,使用函数对开路电势曲线进行拟合。进而,通过参数辨识的方式得到了不同温度、不同SOC下实验电池的阻抗特性。接下来,结合以上两部分内容,进行了锂离子电池交流内部加热装置的设计。分别推导了基于两种加热拓扑的最佳加热电流频率,进而提出了基于最佳频率的变频加热策略。对两种加热拓扑进行了设计,包括拓扑参数指标设计以及硬件电路设计。最后,进一步验证前文设计的正确性以及加热装置的有效性。搭建了锂电池交流内部加热平台,对全周期Buck-Boost相互加热拓扑电气有效性进行验证。建立了实验电池热阻模型,并结合相互加热拓扑实测加热数据对模型进行了验证。基于实验电池热阻模型验证了两种加热拓扑的加热有效性以及基于最佳加热频率的变频加热策略的有效性。