一种车辆及其动力电池的加热控制方法与流程

本发明属于电动车辆技术领域，具体涉及一种车辆及其动力电池的加热控制方法。

背景技术：

近年来，新能源行业发展迅速，随着新能源汽车的发展，冬季低温下，早上行车或车辆长时间停放后时电池温度较低，低温下电池充放电功率受限，导致车辆动力性经济性下降甚至不能行车，随着新能源汽车的发展，该问题限制着车辆在北方大面积推广。

针对上述难题，现有技术中，主要有两种解决方案：一是采用复合电源，将超级电容的低温高功率放电性能和能量型电池储能的功能结合起来，冬季当电池低温时行车过程中主要使用电容，当电池温度加热至合适温度后再参与工作。此方案已在国内推广，但其还需通过双向dc/dc进行控制，复合电源系统存在设计复杂，占用整车空间大，失效模式增加，可靠性较低的问题；二是在电池及舱体上增加保温措施，配合电池自加热功能，一方面可延缓电池的温降速率，另一方面可使电池快速加热至合适温度再进行行车。但这种方案舱体密封性不好，短时间内可延缓电池温降速率，当超过24小时后基本无保温效果。另外，目前行业内电池的自加热速率为0.5℃/min，加热速率较慢，司机需提前热车后才能行车，司机感受较差。

为此，公布号cn108501675a的中国专利申请、名称为“一种电动汽车远程预热控制方法及系统”公开了一种电池自加热方案，该方案是根据预约用车指令确定预约用车开始时间，并以此确定预加热开始时间，在预加热开始时间通过can总线发送休眠唤醒信号唤醒整车控制器，由整车控制器将加热信号发送给电池管理系统，由电池管理系统控制加热模块对电池进行预加热。该方案虽然能够实现电池自加热，但是需要通过app进行预约加热，过程复杂，容易因为司机遗忘导致无法在用车前将电池温度加热至合理温度，影响用车时的车辆性能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种车辆及其动力电池的加热控制方法，以解决目前由于电池不能及时自动加热的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种车辆，包括动力电池、电池加热系统、电池管理系统和dc/dc模块，dc/dc模块供电连接电池管理系统，电池管理系统控制连接电池加热系统，电池管理系统采集连接动力电池，dc/dc模块上设置有定时唤醒单元，当车辆停车下电后，dc/dc模块由定时唤醒单元定时唤醒启动，为电池管理系统供电，电池管理系统检测动力电池的温度，当检测到动力电池温度低于设定温度下限值时控制电池加热系统对动力电池进行加热，直至动力电池温度达到设定温度上限值。

本发明的车辆通过设置的定时唤醒单元定时唤醒启动dc/dc模块，dc/dc模块启动后为电池管理系统供电，电池管理系统得电后检测动力电池的温度，进而控制电池加热系统对动力电池加热，直到动力电池的温度达到设定温度上限值，实现了车辆的动力电池的自动加热，即省去司机提前预约的环节，在冬季气温低下或者气温骤降时车辆能够根据定时唤醒单元实现动力电池的自动加热控制，而现有技术中需要司机提前预约加热动力电池的方案很大程度上依赖司机的主观判断，无法有效保障动力电池的低温环境下实现自动加热，因此，本发明比现有技术中需要司机提前预约加热动力电池的加热效果更好，有效提高车辆使用感受，同时有助于提高动力电池的使用寿命。

为方便后期监测动力电池的温度信息，dc/dc模块还供电连接整车控制器，dc/dc模块定时唤醒启动时，为整车控制器供电，由电池管理系统将检测动力电池的温度信息发送给整车控制器。

为进一步方便监测动力电池的其他信息，如电压和soc，电池管理系统还用于检测动力电池电压和动力电池soc，并将检测动力电池的电压和soc信息发送给整车控制器。

为避免动力电池的soc过低而影响电池安全，当电池管理系统检测到动力电池soc低于设定值时，关闭定时唤醒。

当电池管理系统检测到动力电池的温度不低于设定温度下限时，电池管理系统控制电池加热系统不对动力电池进行加热，dc/dc模块在电池加热系统不加热或停止加热时，延时设定时间后停止供电，即在动力电池的温度上升到一定值时无需再对动力电池加热，节省用电。

为实现动力电池的加热，电池加热系统为设置在动力电池所在箱体内的电加热器，电加热器的电源来自动力电池，也可以另设电源为电加热器供电。

为解决上述技术问题，本发明还提出一种车辆动力电池的加热控制方法，该加热控制方法包括以下步骤：

1)当车辆停车下电后，定时唤醒对车辆动力电池温度的检测；

2)当检测到动力电池温度低于设定温度下限值时，控制动力电池进行加热，直至动力电池温度达到设定温度上限值，以实现动力电池的自动加热。

本发明的加热控制方法通过定时唤醒对车辆动力电池温度的检测，进而控制对动力电池加热，直到动力电池的温度达到设定温度上限值，实现了车辆的动力电池的自动加热，即省去司机提前预约的环节，在冬季气温低下或者气温骤降时能够根据定时唤醒检测动力电池温度，实现动力电池的自动加热控制，而现有技术中需要司机提前预约加热动力电池的方案很大程度上依赖司机的主观判断，无法有效保障动力电池的低温环境下实现自动加热，因此，本发明比现有技术中需要司机提前预约加热动力电池的加热效果更好，有助于提高动力电池的使用寿命。

当检测到动力电池温度不低于设定温度下限时，则动力电池不加热，即在动力电池的温度上升到一定值时无需再对动力电池加热，节省用电。

该加热控制方法还包括：在唤醒期间检测动力电池电压和动力电池soc，并将检测到动力电池的温度、电压和soc信息进行上传，方便随时查阅动力电池的相关信息。

当检测到动力电池soc低于设定值时，关闭定时唤醒，避免加热造成动力电池的soc过低而影响电池安全。

附图说明

图1是本发明的车辆实现动力电池及时自动加热的内部系统构成图；

图2是本发明的一种车辆动力电池的加热控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

车辆实施例：

为达到动力电池及时自动加热的目的，本实施例提出一种车辆，包括动力电池、电池加热系统、电池管理系统、整车控制器和dc/dc模块，如图1所示，dc/dc模块分别供电连接电池管理系统和整车控制器，电池管理系统控制连接电池加热系统，电池管理系统采集连接动力电池，dc/dc模块上设置有定时唤醒单元，如定时器，当车辆停车下电后，定时器开始定时每隔时间t唤醒启动dc/dc模块，dc/dc模块启动后为电池管理系统供电，电池管理系统检测动力电池的温度，当检测到动力电池温度低于设定温度下限值时控制电池加热系统对动力电池进行加热，直至动力电池温度达到设定温度上限值。电池加热系统的电源来自动力电池，电池加热系统的电源线通过dc/dc模块连接动力电池。

dc/dc模块定时唤醒启动的同时，为整车控制器供电，电池管理系统将检测动力电池的温度、电压和soc，并将动力电池的这些信息发送给整车控制器，确保监控数据及时保存并上传后台监控系统，便于查阅记录。当然，根据需要电池管理系统也可以检测温度、电压和soc中的任一种或任两种。例如，为避免加热造成动力电池的soc过低而影响电池安全，需要检测动力电池soc和温度，如图2所示，当电池管理系统检测到动力电池soc低于设定值时，关闭dc/dc模块定时唤醒，确保电池不亏电、不过放，提高加热过程中的电池安全性，避免对动力电池造成不可逆的损伤；当动力电池soc高于或等于设定值时，再比较动力电池温度和设定温度下限值，进行动力电池的相应加热开启或不开启控制。

在dc/dc模块唤醒期间，当电池管理系统检测到动力电池的温度较高时，判断当前动力电池不需加热，dc/dc模块延迟一段时间(如5min)后断开24v的电源输出，待下次唤醒启动dc/dc模块时继续检测判断；当电池管理系统检测到动力电池的最低温度低于某一数值时，通过控制加热继电器闭合，对动力电池进行加热；当动力电池最高温度高于某一数值时，控制加热停止，断开加热继电器后，dc/dc模块延迟一段时间(如5min)后断开24v的电源输出，待下次唤醒启动dc/dc模块时继续检测判断。

为实现动力电池的加热，电池加热系统为具备加热功能的电池箱，动力电池放入电池箱内，通过电池箱加热间接给动力电池加热，当电池箱的加热不限于箱内加热、箱外加热等方式，例如在箱内设置加热继电器给动力电池加热，或者在箱外加设有加热继电器。作为其他实施方式，电池加热系统为设置在动力电池所在箱体内的电加热器，电加热器的电源来自动力电池，也可以另设电源为电加热器供电。

本发明的车辆通过设置的定时唤醒单元定时唤醒启动dc/dc模块，dc/dc模块启动后为电池管理系统供电，电池管理系统得电后检测动力电池的温度，进而控制电池加热系统对动力电池加热，直到动力电池的温度达到设定温度上限值，实现了车辆的动力电池的自动加热，即省去司机提前预约的环节，在冬季气温低下或者气温骤降时车辆能够根据定时唤醒单元实现动力电池的自动加热控制，而现有技术中需要司机提前预约加热动力电池的方案很大程度上依赖司机的主观判断，无法有效保障动力电池的低温环境下实现自动加热，因此，本发明比现有技术中需要司机提前预约加热动力电池的加热效果更好，有助于提高动力电池的使用寿命。

加热控制方法实施例：

本实施例提出一种车辆动力电池的加热控制方法，包括以下步骤：

当车辆停车下电后，定时唤醒对车辆动力电池温度的检测。当检测到动力电池温度低于设定温度下限值时，控制动力电池进行加热，直至动力电池温度达到设定温度上限值，以实现动力电池的自动加热。

当检测到动力电池温度不低于设定温度下限时，则动力电池不加热，即在动力电池的温度上升到一定值时无需再对动力电池加热，节省用电。

在唤醒期间检测动力电池电压和动力电池soc，并将检测到动力电池的温度、电压和soc信息进行上传，方便随时查阅动力电池的相关信息。

车辆下电时动力电池必须具备一定的电量保证，需要保证在动力电池不亏电的情况下满足自加热需求，电池自加热消耗的电量有限，每天正常运行车辆可依靠车辆自身的整车策略，保证动力电池的电量。但当车辆长时间静置时动力电池有亏电风险，因此，当电池管理系统检测到动力电池soc低于设定值，有亏电风险时，关闭定时唤醒，避免加热造成动力电池的soc过低而影响电池安全。

本发明的加热控制方法通过定时唤醒对车辆动力电池温度的检测，进而控制对动力电池加热，直到动力电池的温度达到设定温度上限值，实现了车辆的动力电池的自动加热，即省去司机提前预约的环节，在冬季气温低下或者气温骤降时能够根据定时唤醒检测动力电池温度，实现动力电池的自动加热控制，而现有技术中需要司机提前预约加热动力电池的方案很大程度上依赖司机的主观判断，无法有效保障动力电池的低温环境下实现自动加热，因此，本发明比现有技术中需要司机提前预约加热动力电池的加热效果更好，能够使电池温度始终保持在合理的温度范围内，确保司机下次用车时，车辆性能使用最佳，同时有助于提高动力电池的使用寿命。