车辆电池充电冷却的系统及方法与流程

本发明涉及车辆
技术领域：
，特别是涉及车辆电池充电冷却的系统及方法。
背景技术：
：电动汽车面临的核心问题是续驶里程不足和充电设置配置不足，快速充电桩可以解决电动汽车的车辆电池充电冷却的问题。然而在不同的电池温度下，动力电池的充电能力和充电效率相差很大，在高温环境下快速充电电池温度上升较快，如果不能有效的控制电池温度上升，电池允许充电能力下降很快；如果不能有效的降低电池温度，一方面很容易造成动力电池充电危险，另外一方面，电池充电效率下降，快速充电的时间大大的延长，影响到快速充电的效率。针对该问题，传统的做法是将空调压缩机的冷风吹入电池包内部进行循环流动以对电池降温，然而当电池包内包含多组电池时，该方法存在冷却效率较低、电池冷却效果不均匀、多组电池的温差较大的问题。技术实现要素：基于此，本发明实施例提供了车辆电池充电冷却的系统及方法，能够使得电池冷却效果更均匀，同时还能提高车辆电池冷却的效率。本发明提供的车辆电池充电冷却的系统，包括：温度检测单元、控制单元vcu、第一冷却回路以及第二冷却回路；所述温度检测单元，用于获取电池充电过程中的环境温度和电池温度，并根据所述电池温度得出电池温度变化率；所述控制单元，用于在根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件；若满足，控制第一冷却回路和第二冷却回路导通；否则，检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若达到，控制第一冷却回路导通；所述第一冷却回路在导通状态下，基于冷却液的流动冷却电池；所述第二冷却回路在导通状态下，通过车辆的空调冷媒对所述第一冷却回路中的冷却液进行降温；其中，所述冷却条件为环境温度大于等于设定的第一温度阈值，且电池温度变化率大于等于设定变化速率。一种车辆电池充电冷却的方法，包括：获取电池充电过程中的环境温度和电池温度，并根据所述电池温度得出电池温度变化率；根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件；若满足，控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通；否则，检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若达到，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断；其中，在导通所述第一冷却回路的情况下，基于冷却液的流动冷却电池；在导通所述第二冷却回路的情况下，通过车辆的空调冷媒对所述第一冷却回路中的冷却液进行降温；其中，所述冷却条件为环境温度大于等于设定的第一温度阈值，且电池温度变化率大于等于设定变化速率。一种车辆电池充电冷却的装置，包括：温度检测模块，用于获取电池充电过程中的环境温度和电池温度，并根据所述电池温度得出电池温度变化率；冷却回路控制模块，用于根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件；若满足，控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通；否则，检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若达到，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断；其中，在导通所述第一冷却回路的情况下，基于冷却液的流动冷却电池；在导通所述第二冷却回路的情况下，通过车辆的空调冷媒对所述第一冷却回路中的冷却液进行降温；其中，所述冷却条件为环境温度大于等于设定的第一温度阈值，且电池温度变化率大于等于设定变化速率。一种计算机可读取存储介质，其上存储有可被执行的计算机程序，所述计算机程序被执行时，能够实现所述方法的步骤。上述技术方案，在电池充电过程中，能够根据当前的环境温度和电池温度变化率综合判断是否启动电池快冷策略；若是，控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通；否则，检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若达到，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断，通过第一冷却回路导通对电池进行慢速冷却。所述第一冷却回路在导通状态下，是基于冷却液的流动冷却电池；所述第二冷却回路在导通状态下，是通过车辆的空调冷媒对所述第一冷却回路中的冷却液进行降温，因此两种策略下均能够使得电池冷却效果更均匀，并且通过快冷策略还能提高车辆电池冷却的效率，实现了电动汽车电池在充电过程中不同环境温度和电池温度状态下的不同散热要求。附图说明图1为一实施例的车辆电池充电冷却的系统的逻辑框架示意图；图2为一可选实施例的车辆电池充电冷却的系统的结构示意图；图3为一实施例的车辆电池充电冷却的系统的原理流程图；图4为一实施例的车辆电池充电冷却的方法的示意性流程图；图5为一实施例的车辆电池充电冷却的装置的示意性结构图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1为一实施例的车辆电池充电冷却的系统的逻辑框架示意图；如图1所示，本实施例中车辆电池充电冷却的系统包括：温度检测单元、控制单元、第一冷却回路以及第二冷却回路；初始时，所述第一冷却回路和第二冷却回路均为截断状态。温度检测单元，用于获取电池充电过程中的环境温度和电池温度，并根据所述电池温度得出电池温度变化率。控制单元，用于在电池充电过程中，根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件；若满足，控制第一冷却回路以及第二冷却回路导通；否则，检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若达到，控制第一冷却回路导通。所述第一冷却回路以及第二冷却回路均导通时，对电池冷却的效率高于仅第一冷却回路导通的状态。所述第一冷却回路在导通状态下，基于冷却液的流动冷却电池。所述第二冷却回路在导通状态下，通过车辆的空调冷媒对所述第一冷却回路中的冷却液进行降温。其中，所述冷却条件为环境温度大于等于设定的第一温度阈值，且电池温度变化率大于等于设定变化速率。例如：环境温度大于等于40℃，电池温度变化率达到5秒钟内温升超过3℃。通常情况下，车辆的电池在不同温度状态下的充电效率不同，例如表1所示。表1：＜-10℃不充电-10～0℃10小时充满0～15℃5小时充满15～25℃2小时充满25～45℃1小时充满45～50℃5小时充满50～60℃10小时充满＞60℃不充电可见，当电池温度超过一定温度值时，其充电时长增加，充电效率降低，甚至无法充电。不同电池受温度影响的程度不同，因此，所述预设的冷却条件可根据不同的电池性能设置冷却条件。上述实施例的车辆电池充电冷却的系统既适用于电池的快充模式，也适用于电池的正常充电模式，能够满足各种充电环境下电池不同的散热需求，并且冷却效果均匀，有利于防止电池的温度过高，提高电池的充电效率。在一可选实施例中，所述的车辆电池充电冷却的系统还包括：冷却液检测单元，用于检测第一冷却回路中冷却液的压力和流速。所述控制单元，还用于在所述第一冷却回路导通之后，根据当前的电池温度、当前冷却液的压力和流速计算出第一冷却回路中冷却液的目标压力和目标流速；并根据所述目标压力和目标流速调节所述第一冷却回路中冷却液的流通压力和流速。由此可调节电池冷却所需的时长，例如调高冷却液的流速，可缩短电池冷却所需的时长。在一可选实施例中，所述的车辆电池充电冷却的系统还包括：电池管理单元，用于检测电池电压，并根据电池电压判断电池充电是否结束。对应地，所述控制单元，还用于当电池充电结束时，控制所述第二冷却回路截断，或者控制第一冷却回路和第二冷却回路截断。若仅第二冷却回路截断，则可通过第一冷却回路继续对电池进行冷却，当不再需要电池冷却时，则可控制第一冷却回路和第二冷却回路均截断。在另一可选实施例中，所述控制单元还可用于当电池充电结束时，启动一定时器，并在所述定时器的设定时钟届满时才控制第一冷却回路和第二冷却回路截断。即当电池充电刚结束时，电池温度依然高于正常温度，该实施例下可使电池温度能够快速回归到正常状态。在一可选实施例中，所述电池管理单元还用于检测充电电流，并根据所述充电电流判断是否启动快充模式。例如当充电电流大于设定的电流阈值时，则启动快充模式，否则，启动普通充电模式。对应地，所述控制单元，还可用于若电池当前充电模式为快充模式，则根据电池温度变化率控制所述第一冷却回路和第二冷却回路的导通/截断，若不为快充模式，则根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件。具体例如：若为快充模式，控制单元检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率；若达到，则立即控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通，进入对电池的快冷却模式。快充模式下由于充电电流较大，电池温升显著，因此需要启动快速冷却策略，即通过第一冷却回路以及第二冷却回路同时对电池进行降温，以保证电池能够快速冷却。可以理解的，快充模式下当电池温度变化率未达到设定变化速率时，可控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断，也可以控制第一冷却回路、第二冷却回路均截断。另一方面，若为普通充电模式，则根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件；若满足，控制第一冷却回路以及第二冷却回路均导通；否则，在检测到当前的电池温度变化率达到设定变化速率时，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断。普通充电模式下，电池温升较缓慢，因此结合环境温度判断是否需要启动快速冷却策略。由此可实现不同充电环境、不同充电模式下的不同电池冷却需求。如表1所示，当电池温度低于一定温度时，充电效率也较低，甚至无法充电。基于此，在一可选实施例中，所述车辆电池充电冷却的系统还包括：加热装置，所述加热装置启动时对第一冷却回路中的冷却液加温。对应地，所述控制单元，还可用于在电池充电过程中，检测当前环境温度是否低于设定的第二温度阈值，若低于，则控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断，并启动所述加热装置，以对所述第一冷却回路中的冷却液进行加热，使得电池温度维持在预设的温度区间，由此可克服低温环境下电池充电效率低的问题。其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值，例如0℃。当前，还可根据电池的性能设置为其他温度值。基于本实施例的车辆电池充电冷却的系统，既能满足不同充电模式(快充模式和普通充电模式)下不同的电池冷却需求，还可实现在低温环境下对电池的升温，进一步保证电池在适宜的温度下充电，提高充电效率。在一可选实施例中，所述温度检测单元包括：第一水温传感器(图2中的水温传感器1)、第二水温传感器(图2中的水温传感器2)和环境温度传感器。所述第一水温传感器用于检测进入电池箱体的冷却液的第一水温，所述第二水温传感器用于检测从电池箱体流出的冷却液的第二水温；所述环境温度传感器用于检测电池充电过程中的环境温度；所述电池温度根据所述第一水温和第二水温得出。在一可选实施例中，所述第一冷却回路和第二冷却回路的结构可参考图2所示。其中，所述第一冷却回路为黑色实线标识的回路，包括：电动水泵、电动三通阀、电池散热器、膨胀箱和液液热交换器。所述电动三通阀的入口连接电池箱体的出水口，所述电动三通阀的第一出口连接液液热交换器的第一入口，所述电动三通阀的第二出口连接电池散热器的入口；所述电池散热器的出口连接膨胀箱的入口，所述膨胀箱的出口、所述液液热交换器的第一出口均连接电动水泵的进水口，所述电动水泵的出水口连接电池箱体的进水口。其中，电动水泵的作用是驱动冷却回路的冷却液流动，膨胀箱是补充冷却液，维持一定回路压力。若第一冷却回路的管路中有空气混入，会影响到冷却液的正常流动，影响冷却效果。基于此，在一可选实施例中，第一冷却回路中还包括除气阀，用于及时将第一冷却回路中的空气排出。基于上述第一冷却回路，所述控制单元具体可通过控制所述电动三通阀，实现第一冷却回路的导通和截断，通过控制所述电动水泵，实现调节进入电池箱体的冷却液的流速，通过控制所述膨胀箱，实现调节第一冷却回路中的冷却液的压力。所述第二冷却回路为灰色实线标识的回路，包括：空调压缩机、空调冷凝器、蒸发器、开关件、第一膨胀阀和第二膨胀阀。所述空调压缩机的出口连接空调冷凝器的入口，空调冷凝器的出口通过第一膨胀阀连接蒸发器的入口，空调冷凝器的出口还依次通过开关件、第二膨胀阀连接液液热交换器的第二入口，蒸发器的出口、液液热交换器的第二出口均连接空调压缩机的进口。液液交换器用于实现空调冷媒对冷却液的快速冷却，开关件用于实现第二冷却回路的导通和截断，膨胀阀通过蒸发器末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象。基于上述第二冷却回路，所述控制单元具体可通过控制所述开关件，实现第二冷却回路的导通和截断。可选地，所述开关件可为电磁阀或者其他具有类似的回路开关功能的器件。在一可选实施例中，所述加热装置为加热器，其位置如图2所示，即所述电动三通阀的第一出口通过加热器连接液液热交换器的第一入口，直接作用于所述接液液热交换器中的冷却液，进而使得第一冷却回路中的冷却液升温，防止电池温度低于设定的温度阈值。可选地，上述实施例的车辆电池充电冷却的系统中的控制单元可以是车辆控制单元(vcu，vehiclecontrolunit)，只需在现有的车辆控制单元中设置相应的控制逻辑，便于实现。进一步地，基于上述实施例的车辆电池充电冷却的系统，其对电池充电过程中的温度控制的实现过程如图3所示，可包括以下流程：s301，关闭钥匙状态下接入充电桩。目前的电动汽车一般是在关闭钥匙下进行电池充电，因此还可检测当前是否为关闭钥匙状态，若是，允许接入充电桩。s302，唤醒vcu、电池管理系统bms以及温度检测单元。电池管理系统检测当前的充电电流，当充电电流大于一定电流值时，启动电池的快充模式，否则，启动电池的普通充电模式。温度检测单元获取电池充电过程中的环境温度和电池温度，并根据所述电池温度得出电池温度变化率；并将所述环境温度、电池温度以及电池温度变化率发送给vcu。s303，vcu判断电池当前的充电模式是否为快充模式，若是，执行程s304，否则，执行流程s305；s304，vcu判断检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若低于，执行流程s306，否则，执行s307。其中，设定述变化速率例如：5秒钟内电池温升超过3℃。s305，vcu根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足冷却条件(即快冷条件)，若满足，执行流程s306，否则，执行流程s307。所述冷却条件为环境温度大于等于设定的第一温度阈值(例如40℃)，且电池温度变化率大于等于设定变化速率(例如5秒钟内电池温升超过3℃)。s306，唤醒网关、空调压缩机和电动水泵，控制第一冷却回路以及第二冷却回路导通，以此对电池进行快速冷却。s307，唤醒网关和电动水泵，控制第一冷却回路导通，第二冷却回路截断，对电池进行慢冷却。此外，电池管理系统还检测电池电压，并根据电池电压判断电池充电是否结束。若电池充电结束，vcu则控制所述第二冷却回路截断，或者控制第一冷却回路和第二冷却回路均截断。具体地，可根据当前的电池温度、冷却液的压力和流速确定第一冷却回路中冷却液的目标压力和目标流速；并根据所述目标压力和目标流速调节第一冷却回路中冷却液的流通压力和流速，因此调节电池冷却所需的时长。基于上述实施例的车辆电池充电冷却的系统，在电池快速充电过程中或者普通充电过程中各种环境温度下，满足电池的散热要求，特别是在环境温度较高的情况下进行快速充电，所述车辆电池充电冷却的系统具有良好的冷却效果，扩展了电池充电的环境温度范围，提高了电池充电效率。图4为一实施例的车辆电池充电冷却的方法的示意性流程图。如图4所示，所述车辆电池充电冷却的方法包括步骤：s401，获取电池充电过程中的环境温度和电池温度，并根据所述电池温度得出电池温度变化率；s402，根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件；若满足，控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通；否则，检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若达到，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断。其中，所述冷却条件为环境温度大于等于设定的第一温度阈值，且电池温度变化率大于等于设定变化速率。例如：环境温度大于等于40℃，电池温度变化率达到5秒钟内温升超过3℃。由表1所示，当电池温度超过一定温度值时，其充电时长增加，充电效率降低，甚至无法充电。不同电池受温度影响的程度不同，因此所述预设的冷却条件可根据不同的电池性能设置冷却条件。其中，所述第一冷却回路在导通状态下，基于冷却液的流动冷却电池；所述第二冷却回路在导通状态下，通过车辆的空调冷媒对所述第一冷却回路中的冷却液进行降温。可以理解的，本实施例中上述步骤的执行主体可以为上述系统实施例中的控制单元。在一可选实施例中，根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件之前，还可包括：判断电池当前充电模式是否为快充模式；若为快充模式，则根据电池温度变化率控制所述第一冷却回路和第二冷却回路的导通/截断；若不为快充模式，则根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件。所述根据电池温度变化率控制所述第一冷却回路和第二冷却回路的导通/截断，包括：检测电池温度变化率是否达到设定变化速率，否达到，控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通，若未达到，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断，或者控制第一冷却回路、第二冷却回路均截断。具体实施上述可参考上述对图3实施例的说明。在一可选实施例中，还包括步骤：在导通第一冷却回路之后，检测第一冷却回路中冷却液的压力和流速；根据当前的电池温度、冷却液的压力和流速确定第一冷却回路中冷却液的目标压力和目标流速；并根据所述目标压力和目标流速调节第一冷却回路中冷却液的流通压力和流速。在一可选实施例中，在获取电池充电过程中的环境温度和电池温度之后，还包括步骤：检测当前环境温度是否低于设定的第二温度阈值，若低于，则控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断，并启动预设的加热装置；所述加热装置在启动状态下能够对第一冷却回路中的冷却液加温。优选地，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值。上述实施例的冷却方法，在电池充电过程中，通过当前的环境温度和电池温度变化率综合判断是否启动电池快冷策略；若是，可通过第一冷却回路以及第二冷却回路对电池进行快速冷却；否则，通过第一冷却回路导通对电池进行慢速冷却。由此既能满足车辆电池充电过程中的快冷却需求，也能满足车辆电池充电过程中的慢冷却需求。基于与上述实施例中的车辆电池充电冷却的方法相同的思想，本发明还提供车辆电池充电冷却的装置，该装置可用于执行上述车辆电池充电冷却的方法。为了便于说明，车辆电池充电冷却的置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。图5为本发明一实施例的车辆电池充电冷却的装置的示意性结构图；如图5所示，本实施例的车辆电池充电冷却的装置包括：温度检测模块501，用于获取电池充电过程中的环境温度和电池温度，并根据所述电池温度得出电池温度变化率；冷却回路控制模块502，用于根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件；若满足，控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通；否则，检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若达到，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断；其中，所述第一冷却回路在导通状态下，基于冷却液的流动冷却电池；所述第二冷却回路在导通状态下，通过车辆的空调冷媒对所述第一冷却回路中的冷却液进行降温；根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件；若满足，控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通；否则，检测当前的电池温度变化率是否达到设定变化速率，若达到，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断。在一可选实施例中，所述冷却回路控制模块502，还用于在根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件之前，判断电池当前充电模式是否为快充模式；若为快充模式，则根据电池温度变化率控制所述第一冷却回路和第二冷却回路的导通/截断；若不为快充模式，则根据当前的环境温度和电池温度变化率判断是否满足预设的冷却条件。所述根据电池温度变化率控制所述第一冷却回路和第二冷却回路的导通/截断，包括：检测电池温度变化率是否达到设定变化速率，否达到，控制第一冷却回路和第二冷却回路均导通，若未达到，控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断，或者控制第一冷却回路、第二冷却回路均截断。在一可选实施例中，所述冷却回路控制模块502，还用于在导通第一冷却回路之后，根据当前的电池温度、当前第一冷却回路中冷却液的压力和流速确定所述第一冷却回路中冷却液的目标压力和目标流速；并根据所述目标压力和目标流速调节第一冷却回路中冷却液的流通压力和流速。在一可选实施例中，所述冷却回路控制模块502，还用于检测当前环境温度是否低于设定的第二温度阈值，若低于，则控制第一冷却回路导通、第二冷却回路截断，并启动预设的加热装置；所述加热装置在启动状态下能够对第一冷却回路中的冷却液加温。可以理解的，上述实施例的车辆电池充电冷却的装置可应用于上述系统实施例中的控制单元。需要说明的是，上述示例的车辆电池充电冷却的装置的实施方式中，各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。此外，上述示例的车辆电池充电冷却的装置的实施方式中，各程序模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述车辆电池充电冷却的装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的车辆电池充电冷却的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各方法的实施例的全部或部分步骤。此外，所述存储介质还可设置与一种计算机设备中，所述计算机设备中还包括处理器，所述处理器执行所述存储介质中的程序时，能够实现上述各方法的实施例的全部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。可以理解，其中所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象，但这些对象不受这些术语限制。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页12