电动汽车低温环境加热方法
【专利摘要】本发明涉及一种电动汽车低温环境加热方法，包括在充电的过程中如果判断电池内部最低温度小于第一预设温度时，则控制OBC停止充电开始进行加热，到电池内部最低温度加热到大于或等于第二预设温度时，则控制电池继续充电。当BMS控制OBC停止充电后，判断电池内部最低温度是否大于或等于第三预设温度，如果是则BMS确认充电过程完成，否则控制OBC进入加热保温状态，并进行保温计时，当保温计时时间达到第一预设时间时控制OBC停止加热保温状态并确认充电完成。本发明的电动汽车低温环境加热方法拓宽了电动车的应用温度范围，通过加热的方式，使电池能够在环境温度较低时仍能正常进行充电，在电池充满电之后使用保温措施。
【专利说明】电动汽车低温环境加热方法【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电动汽车低温环境加热方法。
【背景技术】
[0002]纯电动汽车在冬天的北方，_20°C的环境中，电池的活性较低，电池放电电流减小；在-30°C的环境中，甚至无法启动，这是锂离子电池的特性。目前的电动汽车大部分没有加热功能或者加热效果不理想，限制了电动汽车的推广和使用，不能很好地响应国家的新能源汽车的政策。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种保证电池在环境温度较低的情况下仍能正常工作的电动汽车低温环境加热方法。
[0004]一种电动汽车低温环境加热方法，包括以下步骤:
步骤一:在充电的过程中如果单体电池的最高电压小于预设最高充电电压，且BMS判断电池内部最低温度小于第一预设温度时，则控制OBC停止充电开始进行加热；步骤二:在加热的过程中，当判断电池内部最低温度大于或等于第二预设温度时，BMS控制OBC停止加热并进入充电状态；其中第二预设温度大于第一预设温度；以及步骤三:在充电的过程中，如果单体电池的最高电压大于或等于预设最高充电电压或总回路电流小于额定充电电流时，BMS控 制OBC停止充电。其中，步骤三中，当BMS控制OBC停止充电后，会执行步骤四:判断电池内部最低温度是否大于或等于第三预设温度，如果是则BMS确认充电过程完成，否则控制OBC进入加热保温状态，并进行保温计时，当保温计时时间达到第一预设时间时控制OBC停止加热保温状态并确认充电完成；第三预设温度大于或等于第二预设温度。
[0005]优选的，步骤一中，当BMS控制OBC进行加热时，BMS首先向OBC发出加热请求，OBC响应BMS的加热请求，判断电池输出端电压小于额定输出电压时，闭合电池的加热回路并通知BMS正在加热，使BMS修改状态为加热状态。
[0006]优选的，BMS收到OBC的正在加热通知时，确认加热回路电流不为OA时，将状态修改为加热状态。
[0007]优选的，步骤二中，当BMS控制OBC停止加热时，BMS首先向OBC发出停止加热请求，OBC响应OBC的停止加热请求，断开电池的加热回路并通知BMS停止加热，使BMS修改状态为未加热状态。
[0008]优选的，所述第一预设温度取值-1摄氏度至2摄氏度，所述第二预设温度取值4摄氏度至6摄氏度。
[0009]优选的，所述第一预设时间取值0.5小时至3小时。
[0010]优选的，所述加热保温状态中，所述OBC首先进行加热，当BMS判断电池内部最高温度和最低温度的温差大于或等于第一预设温差时，控制OBC暂停加热，使电池静置第二预设时间；第二预设时间到达后判断所述温差小于或等于第二温差且电池内部最低温度小于第四预设温度时继续加热；所述第四预设温度大于或等于第三预设温度。优选的，所述第一预设温差取值15到25摄氏度，所述第二预设温差取值5到14摄氏度。优选的，所述第四预设温度取值6至10摄氏度。
[0011]本发明的电动汽车低温环境加热方法拓宽了电动车的应用温度范围，通过加热的方式，保证了电池包处于最佳温度范围，使电池能够在环境温度较低时仍能正常工作。
【具体实施方式】
[0012]下面将结合具体实施例对本发明电动汽车低温环境加热方法作进一步详细描述。
[0013]本发明的电动汽车低温环境加热方法应用于现有的电动汽车中，该电动汽车动力电池组、对电池组进行管理的电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BMS)以及车载充电机(On Board Charger, OBC)。OBC受BMS控制，主要用于控制动力电池组的充电回路和加热回路。该加热回路包括多个加热器，用于对动力电池组进行加热，可采用现有加热装置。
[0014]本实施例中，动力电池组的额定输出电压为60V，单体电池的最高充电电压为
3.7V，当单体电池正常充电时，其充电电流在3A以上(此阶段的充电电流我们称为额定充电电流)，当达到最高充电电压进入续航状态时，充电电流小于3A。
[0015]本发明的电动汽车低温环境加热方法主要包括以下四个步骤。
[0016]步骤一:在充电的过程中如果单体电池的最高电压小于预设最高充电电压，且BMS判断电池内部最低温度小于第一预设温度时，则控制OBC停止充电开始进行加热。其中第一预设温度为_1°C至2°C，本实施例中为0°C。
[0017]具体的，当BMS控制OBC进行加热时，BMS向OBC发出加热请求。OBC响应BMS的加热请求，判断电池输出端电压小于额定输出电压60V时，闭合电池的加热回路并通知BMS正在加热，使BMS修改状态为加热状态。在一些实际电路中，BMS在向OBC发送加热请求时，需首先闭合其控制的加热继电器，而OBC闭合回路时需要闭合回路中的高压继电器以接通回路，也即BMS和OBC配合才可接通加热回路，确保电路运行的安全性。此外，BMS收到OBC的正在加热通知时，在确认加热回路电流不为OA时才将状态修改为加热状态，以确保电池组确实处于加热状态。
[0018]步骤二:在加热的过程中，当判断电池内部最低温度大于或等于第二预设温度时，BMS控制OBC停止加热并进入充电状态。其中第二预设温度大于第一预设温度。第二预设温度取值4摄氏度至6摄氏度。本实施例中为5°C。
[0019]具体的，当BMS控制OBC停止加热时，BMS首先向OBC发出停止加热请求，OBC响应OBC的停止加热请求，断开电池的加热回路并通知BMS停止加热，使BMS修改状态为未加热状态。然后，BMS向OBC发送请求充电指令。OBC响应BMS的充电请求，并为电池组进行充电，并反馈正在充电通知给BMS。BMS接收到正在充电的反馈后，需检查总会路电流不为0A，再修改当前的状态为充电状态。
[0020]在一些实际电路中，OBC断开加热回路时需要断开回路中的高压继电器。BMS接收到OBC反馈的停止加热通知时，断开其控制的加热继电器，并修改状态为未加热状态。BMS向OBC发送请求充电指令之前需要闭合其控制的位于充电回路上的正、负极继电器。OBC在为电池组充电时，也需要闭合其控制的位于充电回路上的高压继电器。[0021]步骤三:在充电的过程中，如果单体电池的最高电压大于或等于预设最高充电电压3.7V或总回路电流小于额定充电电流3A时，BMS控制OBC停止充电。
[0022]在这个过程中，BMS和OBC之间的通信过程与步骤一和步骤二类似，两者要协调工作，确保电路运行的稳定性及安全性。例如，BMS要向OBC发出请求，OBC操作之后做出反馈，BMS接收到反馈后要确认总会路电流是否为OA再修改状态为未充电状态等。
[0023]此外，在步骤三中BMS控制OBC停止充电后，会执行步骤四:判断电池内部最低温度是否大于或等于第三预设温度，如果是则BMS确认充电过程完成，否则控制OBC进入加热保温状态，并进行保温计时，当保温计时时间达到第一预设时间时控制OBC停止加热保温状态并确认充电完成。第三预设温度大于或等于第二预设温度，本实施例中，第三预设温度等于第二预设温度。第一预设时间取值0.5小时至3小时，本实施例中为2小时。
[0024]特别的，在加热保温状态中，OBC会首先进行加热，而BMS实时监控电池内部温度，当电池内部最高温度和最低温度的温差大于或等于第一预设温差时，控制OBC暂停加热，使电池静置第二预设时间，以防止某些单体电池过热。其中第一预设温差取值15到25摄氏度，本实施例中为20°C。第二预设时间取值0.1至I小时，本实施例中为0.5小时。如果电池静置的过程中保温计时达到第一预设时间，则停止加热保温状态并确认充电完成。如果电池静置结束后保温计时仍未达到第一预设时间，且最高温度和最低温度的温差小于第二预设温差，同时电池内部最低温度大于第三预设温度但小于第四温度时继续加热。其中第二预设温差取值5到14摄氏度，本实施例为10°C。第四预设温度大于或等于第三预设温度，可取值6至10摄氏度，本实施例中为8V。
[0025]本发明的电动汽车低温环境加热方法拓宽了电动车的应用温度范围，通过加热的方式，保证了电池包处于最佳温度范围，使电池能够在环境温度较低时仍能正常进行充电；在电池充满电之后使用保温措施，确保电池可以正常工作。
[0026]虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本【技术领域】的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。
【权利要求】
1.一种电动汽车低温环境加热方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一:在充电的过程中如果单体电池的最高电压小于预设最高充电电压，且BMS判断电池内部最低温度小于第一预设温度时，则控制OBC停止充电开始进行加热； 步骤二:在加热的过程中，当判断电池内部最低温度大于或等于第二预设温度时，BMS控制OBC停止加热并进入充电状态；其中第二预设温度大于第一预设温度； 步骤三:在充电的过程中，如果单体电池的最高电压大于或等于预设最高充电电压或总回路电流小于额定充电电流时，BMS控制OBC停止充电； 其中，步骤三中，当BMS控制OBC停止充电后，会执行步骤四:判断电池内部最低温度是否大于或等于第三预设温度，如果是则BMS确认充电过程完成，否则控制OBC进入加热保温状态，并进行保温计时，当保温计时时间达到第一预设时间时控制OBC停止加热保温状态并确认充电完成；第三预设温度大于或等于第二预设温度。
2.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境加热方法，其特征在于，步骤一中，当BMS控制OBC进行加热时，BMS首先向OBC发出加热请求，OBC响应BMS的加热请求，判断电池输出端电压小于额定输出电压时，闭合电池的加热回路并通知BMS正在加热，使BMS修改状态为加热状态。
3.根据权利要求2所述的电动汽车低温环境加热方法，其特征在于，BMS收到OBC的正在加热通知时，确认加热回路电流不为OA时，将状态修改为加热状态。
4.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境加热方法，其特征在于，步骤二中，当BMS控制OBC停止加热时，BMS首先向OBC发出停止加热请求，OBC响应OBC的停止加热请求，断开电池的加热回路并通知BMS停止加热，使BMS修改状态为未加热状态。
5.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境加热方法，其特征在于，所述第一预设温度取值-1摄氏度至2摄氏度，所述第二预设温度取值4摄氏度至6摄氏度。
6.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境加热方法，其特征在于，所述第一预设时间取值0.5小时至3小时。
7.根据权利要求1所述的电动汽车低温环境加热方法，其特征在于，所述加热保温状态中，所述OBC首先进行加热，当BMS判断电池内部最高温度和最低温度的温差大于或等于第一预设温差时，控制OBC暂停加热，使电池静置第二预设时间；第二预设时间到达后判断所述温差小于或等于第二温差且电池内部最低温度小于第四预设温度时继续加热；所述第四预设温度大于或等于第三预设温度。
8.根据权利要求7所述的电动汽车低温环境加热方法，其特征在于，所述第一预设温差取值15到25摄氏度，所述第二预设温差取值5到14摄氏度。
9.根据权利要求7所述的电动汽车低温环境加热方法，其特征在于，所述第四预设温度取值6至10摄氏度。
【文档编号】H01M10/625GK103682519SQ201310716384
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】刘飞, 文锋, 阮旭松, 姜久春, 李长涛 申请人:惠州市亿能电子有限公司