CN105576308A - 一种车载可充电储能系统的电池模组充电方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施方式公开了一种车载可充电储能系统的电池模组充电方法和装置。该方法包括：检测电池模组温度值和车外环境温度值；当所述电池模组温度值高于预先设定的电池模组低温门限值且低于预先设定的电池模组高温门限值，而且所述车外环境温度值高于预先设定的环境低温门限值且低于预先设定的环境高温门限值时，使能电池模组满功率充电。本发明实施方式通过检测电池模组温度和环境温度，限制电池模组在极端条件下的充电能力，从而保证电池模组的使用寿命。

Description

一种车载可充电储能系统的电池模组充电方法和装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，更具体地，涉及一种车载可充电储能系统的电池模组充电方法和装置。
背景技术
能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车，被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。混合动力汽车同时兼顾纯电动汽车和传统内燃机汽车的优势，在满足汽车动力性要求和续驶里程要求的前提下，有效地提高了燃油经济性，降低了排放，被认为是当前节能和减排的有效路径之一。
在目前的电动汽车中，电池管理系统针对电池模组执行电池热管理。车载可充电储能系统(RechargeableEnergyStorageSystem，RESS)系统是可充电的、且可提供电能的能量存储系统。RESS系统可以提升电池安全性，并降低成本。
在当前车载RESS系统的热管理充电控制程序中，仅基于电池模组的内部温度控制电池模组的充电功率。图1为现有技术中的热管理充电控制示意图。由图1可见，在现有技术中，只要电池模组的内部温度处于低温门限值A与高温门限值B之间，电池模组即可以满功率充电，而并不考虑环境温度的影响。
然而，电池模组在实际使用中还会受到环境温度的影响。在极端环境温度下，如果不预先限制电池模组的充电能力，很可能影响电池模组的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提出一种车载可充电储能系统的电池模组充电方法和装置，从而便提高电池模组的使用寿命。
在本发明实施方式中，一种车载可充电储能系统的电池模组充电方法，包括：
检测电池模组温度值和车外环境温度值；
当所述电池模组温度值高于预先设定的电池模组低温门限值且低于预先设定的电池模组高温门限值，而且所述车外环境温度值高于预先设定的环境低温门限值且低于预先设定的环境高温门限值时，使能所述电池模组满功率充电。
优选地，该方法还包括：
当所述车外环境温度值低于所述环境低温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
优选地，该方法还包括：
当所述车外环境温度值高于所述环境高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
优选地，该方法还包括：
当所述电池模组温度值低于所述电池模组低温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
优选地，该方法还包括：
当所述电池模组温度值高于所述电池模组高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
在本发明实施方式中，一种车载可充电储能系统的电池模组充电装置，包括：
电池模组温度检测模块，用于检测电池模组温度值；
车外环境温度检测模块，用于检测车外环境温度值；
充电模块，用于当所述电池模组温度值高于预先设定的电池模组低温门限值且低于预先设定的电池模组高温门限值，而且所述车外环境温度值高于预先设定的环境低温门限值且低于预先设定的环境高温门限值时，使能所述电池模组满功率充电。
优选地，充电模块，还用于当所述车外环境温度值低于所述环境低温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
优选地，充电模块，还用于当所述车外环境温度值高于所述环境高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
优选地，充电模块，还用于当所述电池模组温度值低于所述电池模组低温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
优选地，充电模块，还用于当所述电池模组温度值高于所述电池模组高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
从上述技术方案可以看出，在本发明实施方式中，检测电池模组温度值和车外环境温度值；当电池模组温度值高于电池模组低温门限值且低于电池模组高温门限值，且车外环境温度值高于环境低温门限值且低于环境高温门限值时，电池模组才满功率充电，否则电池模组限功率充电。可见，本发明实施方式同时基于电池模组温度和环境温度来控制电池模组充电功率，在环境温度影响到电池模组之前预先限制电池模组的充电能力，从而保证了电池模组的使用寿命。
附图说明
以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
图1为现有技术中的热管理充电控制示意图。
图2为根据本发明实施方式车载可充电储能系统的电池模组充电方法流程图。
图3为根据本发明实施方式的车载可充电储能系统的电池模组充电方法逻辑处理示意图。
图4为根据本发明实施方式电池模组充电控制示意图。
图5为根据本发明实施方式车载可充电储能系统的电池模组充电装置的结构图。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
申请人发现：电池模组在实际使用中会受环境温度影响。在极端环境温度下，电池模组内部将出现较大的温差，从而影响电池模组的使用寿命。有鉴于现有技术所存在的缺陷，本发明实施方式同时基于电池模组温度和环境温度来控制电池模组充电功率，从而限制电池模组在极端环境条件下的充电能力，以保证电池模组的使用寿命。
图2为根据本发明实施方式车载可充电储能系统的电池模组充电方法流程图。
如图2所示，该方法包括：
步骤201：检测电池模组温度值和车外环境温度值。
在这里，可以分别设置电池模组温度传感器和车外环境温度传感器。电池模组温度传感器用于检测电池模组的内部温度值，车外环境温度传感器用于检测汽车的车外环境温度值。
无论是电池模组温度检测或车外环境温度检测，本发明实施方式可以采用的温度传感器品种繁多。比如，按测量方式可分为接触式温度传感器和非接触式温度传感器两大类；按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻温度传感器和热电偶温度传感器。具体地，温度传感器可以采用热电偶、热敏电阻、铂电阻(RTD)和温度检测集成电路，等等。
上述详细描述了本发明实施方式可以采用的温度传感器，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。
步骤202：判断电池模组温度值是否高于预先设定的电池模组低温门限值且低于预先设定的电池模组高温门限值，而且车外环境温度值高于预先设定的环境低温门限值且低于预先设定的环境高温门限值时，如果是，则执行步骤203，否则执行步骤204。
本发明预先设定电池模组低温门限值、电池模组高温门限值、环境低温门限值和环境高温门限值。
当电池模组温度值高于电池模组低温门限值且低于电池模组高温门限值时，认定电池模组的内部温度处于正常区间之内。
当车外环境温度值高于环境低温门限值且低于环境高温门限值时，可以认定车外环境温度处于正常区间之内。
当已经认定电池模组的内部温度处于正常区间之内后，进一步将车外环境温度值与环境低温门限值和环境高温门限值进行比较。只有进一步认定车外环境温度处于正常区间之内，即电池模组的内部温度和车外环境温度都正常时，才执行步骤203，否则执行步骤204。
步骤203：使能电池模组满功率充电，并结束本流程。
在这里，当步骤202中判定电池模组的内部温度和车外环境温度都正常时，使能电池模组满功率充电。在满功率充电中，电池模组可以按照额定的满功率执行充电。取决于电池模组的具体型号，满功率充电的具体参数可能具有不同，本发明对此不再赘述。
步骤204：使能电池模组限功率充电，并结束本流程。
在这里，当步骤202中判定电池模组的内部温度和车外环境温度中至少有一个不正常时，本发明并不使能电池模组满功率充电，而是使能电池模组限功率充电。
在限功率充电中，电池模组不按照额定的满功率执行充电，而是以低于额定满功率的充电倍率执行充电。比如，可以基于满功率充电的1/3左右比例进行充电。举例，当电池模组的满功率充电倍率为1C时，限定电池模组的充电倍率可以为0.3C；当电池模组的满功率充电倍率为1.5C时，限定电池模组的充电倍率为0.5C，等等。
可见，即使电池模组的内部温度正常，只要车外环境温度不正常，本发明实施方式便限制电池模组限满功率充电。因此，本发明通过在极端环境温度下限制电池模组的充电能力，可以延长电池模组的使用寿命。
具体地：电池模组限功率的具体情形至少包括下列中的至少一个：
(1)、当车外环境温度值低于环境低温门限值时，使能电池模组限功率充电。
(2)、当车外环境温度值高于环境高温门限值时，使能电池模组限功率充电。
(3)、当电池模组温度值低于电池模组低温门限值时，使能电池模组限功率充电。
(4)、当电池模组温度值高于电池模组高温门限值时，使能电池模组限功率充电。
基于上述描述，图3为根据本发明实施方式的车载可充电储能系统的电池模组充电方法逻辑处理示意图。
在本发明实施方式中，为电池模组提供充电功率的功率源可以是充电机，也可以是电机制动过程中的回收能量，本发明对此并无限定。
在图3中，预先设置电池模组高温门限值A，电池模组低温门限值B。比如，电池模组高温门限值A可为35度；电池模组低温门限值B可为5度。而且，预先设置环境低温门限值C和环境高温门限值D。比如，环境低温门限值C为-5度，环境高温门限值D为45度。而且，假定电池模组满功率充电倍率为1.5C。
当电池模组温度高于35度时，对电池模组执行限功率充电。比如，当电池模组温度为45度时，充电倍率被降低为0.5C。
当电池模组温度低于5度时，对电池模组执行限功率充电。比如，当电池模组温度为-3度时，充电倍率被降低为0.5C。
当车外环境温度高于45度时，对电池模组执行限功率充电。比如，当车外环境温度为55度时，充电倍率被降低为0.5C。
当车外环境温度低于-5度时，对电池模组执行限功率充电。比如，当车外环境温度为-12度时，充电倍率被降低为0.5C。
当电池模组温度高于5度且低于35度时，如果车外环境温度高于45度，对电池模组执行限功率充电。比如，当电池模组温度为20度且车外环境温度为55度时，充电倍率被降低为0.5C。
当电池模组温度高于5度且低于35度时，如果车外环境温度低于-5度，对电池模组执行限功率充电。比如，当电池模组温度为20度且车外环境温度为-15度时，充电倍率被降低为0.5C。
当电池模组温度高于5度且低于35度时，如果车外环境温度高于-5度且低于45度，对电池模组执行满功率充电。比如，当电池模组温度为20度且车外环境温度为20度时，充电倍率为1.5C。
以上以具体的温度值和充电倍率对本发明实施方式进行描述，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明的保护范围。
图4为根据本发明实施方式的电池模组充电控制示意图。由图4可见，不同于现有技术，本发明实施方式需要电池模组的内部温度处于低温门限值A与高温门限值B之间，而且环境温度处于低温门限值C与高温门限值D之间，电池模组才可以满功率充电。
可见，本发明实施方式同时基于电池模组温度和环境温度来控制电池模组充电功率，从而限制电池模组在极端环境条件下的充电能力，可以保证电池模组的使用寿命。
基于上述描述，本发明还提出了一种车载可充电储能系统的电池模组充电装置。
图5为根据本发明车载可充电储能系统的电池模组充电装置的结构图。
如图5所示，该装置500包括：
电池模组温度检测模块501，用于检测电池模组温度值；
车外环境温度检测模块502，用于检测车外环境温度值；
充电模块503，用于当所述电池模组温度值高于预先设定的电池模组低温门限值且低于预先设定的电池模组高温门限值，而且车外环境温度值高于预先设定的环境低温门限值且低于预先设定的环境高温门限值时，使能电池模组满功率充电。
在一个实施方式中，充电模块503，还用于当车外环境温度值低于环境低温门限值时，使能电池模组限功率充电。
在一个实施方式中，充电模块503，还用于当车外环境温度值高于环境高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
在一个实施方式中，充电模块503，还用于当电池模组温度值低于电池模组低温门限值时，使能电池模组限功率充电。
在一个实施方式中，充电模块503，还用于当电池模组温度值高于电池模组高温门限值时，使能电池模组限功率充电。
可以将本发明实施方式提出的车载可充电储能系统的电池模组充电方法和装置应用到各种类型的新能源汽车中，包括纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(PHEV)或燃料电池汽车(FCEV)，等等。
综上所述，在本发明实施方式中，检测电池模组温度值和车外环境温度值；当电池模组温度值高于电池模组低温门限值且低于电池模组高温门限值，而且车外环境温度值高于环境低温门限值且低于环境高温门限值时，电池模组才满功率充电，否则电池模组限功率充电。可见，本发明实施方式同时基于电池模组温度和环境温度来控制电池模组充电功率，在环境温度影响到电池模组之前预先限制电池模组的充电能力，从而保证了电池模组的使用寿命。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载可充电储能系统的电池模组充电方法，其特征在于，包括：
检测电池模组温度值和车外环境温度值；
当所述电池模组温度值高于预先设定的电池模组低温门限值且低于预先设定的电池模组高温门限值，而且所述车外环境温度值高于预先设定的环境低温门限值且低于预先设定的环境高温门限值时，使能所述电池模组满功率充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
当所述车外环境温度值低于所述环境低温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
当所述车外环境温度值高于所述环境高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
当所述电池模组温度值低于所述电池模组低温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
当所述电池模组温度值高于所述电池模组高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
6.一种车载可充电储能系统的电池模组充电装置，其特征在于，包括：
电池模组温度检测模块，用于检测电池模组温度值；
车外环境温度检测模块，用于检测车外环境温度值；
充电模块，用于当所述电池模组温度值高于预先设定的电池模组低温门限值且低于预先设定的电池模组高温门限值，而且所述车外环境温度值高于预先设定的环境低温门限值且低于预先设定的环境高温门限值时，使能所述电池模组满功率充电。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
充电模块，还用于当所述车外环境温度值低于所述环境低温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
充电模块，还用于当所述车外环境温度值高于所述环境高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
充电模块，还用于当所述电池模组温度值低于所述电池模组低温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
充电模块，还用于当所述电池模组温度值高于所述电池模组高温门限值时，使能所述电池模组限功率充电。
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