CN111430846A - 电池加热控制方法、设备、系统、存储介质和车辆 - Google Patents

电池加热控制方法、设备、系统、存储介质和车辆 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种电池加热控制方法、设备、系统、存储介质和车辆，所述方法包括：检测车辆的电池的温度；若所述电池的温度小于等于第一预设温度，则控制所述车辆的发电机为制动电阻供电，以使所述制动电阻工作产生的热量为所述电池加热；若所述电池的温度大于第一预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。在电池温度低于第一预设温度时，将制动能量用于为电池加热，以提高电池的充电能力；在电池温度高于第一预设温度后，将制动能量用于为电池供电，达到制动能量回收的效果。通过此方法，可以提高车辆的电池在低温环境下的充电性能，提高制动能量回收效率，延长车辆续航里程。

Description

电池加热控制方法、设备、系统、存储介质和车辆
技术领域
本申请涉及车辆控制技术，尤其涉及一种电池加热控制方法、设备、系统、存储介质和车辆。
背景技术
新能源汽车的普及度越来越高，因为采用了蓄电池供电，不会造成废气排放。但是，蓄电池容量有限，充电速度相对较慢，这就使得续航里程成为新能源汽车性能的一个重要指标。为了增加续航里程，必须将车辆系统中的能量充分利用起来，减少不必要的浪费。因此，很多车辆中配备了制动能量回收系统，通过将车辆在制动或惯性滑行过程中释放出的能量转化为电能，储存在蓄电池中，以补充蓄电池的电量消耗，延长续航里程。
但是，蓄电池本身具有温度特性，在低温环境下，蓄电池的充电效率较低，以能量型电池尤为明显，某些电池，在温度低于5℃时，无法进行充电，影响制动能量的回收，进而影响续航里程。
发明内容
本申请提供一种电池加热控制方法、设备、系统、存储介质和车辆，提高车辆的电池在低温环境下的充电性能，提高制动能量回收效率，延长车辆续航里程。
第一方面，本申请提供一种电池加热控制方法，包括：检测车辆的电池的温度；若所述电池的温度小于等于第一预设温度，则控制所述车辆的发电机为制动电阻供电，以使所述制动电阻工作产生的热量为所述电池加热；若所述电池的温度大于第一预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。
可选的，若所述电池的温度大于第一预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电，包括：若所述电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电；若所述电池的温度大于第二预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。
可选的，所述控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电，包括：若所述发电机的输出功率大于预设功率，则控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电。
可选的，所述电池加热控制方法还包括：若所述电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，且所述发电机的输出功率小于预设功率，则控制所述发电机为所述电池供电。
可选的，控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电，包括：控制发电机采用第一功率向所述电池供电，以及控制所述发电机采用第二功率向所述制动电阻供电；所述第一功率与所述第二功率之和等于所述发电机的输出功率。
可选的，所述第一功率大于等于所述预设功率。
可选的，所述电池加热控制方法还包括：若所述电池的温度小于等于所述第一预设温度，则控制所述电池为电池的加热装置供电，以使所述电池的加热装置为所述电池加热。
第二方面，本申请提供一种电池加热控制设备，包括：检测模块，用于检测车辆的电池的温度；处理模块，用于若所述电池的温度小于等于第一预设温度，则控制所述车辆的发电机为制动电阻供电，以使所述制动电阻工作产生的热量为所述电池加热；若所述电池的温度大于第一预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。
可选的，所述处理模块具体用于：若所述电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电；若所述电池的温度大于第二预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。
可选的，所述处理模块具体用于：若所述发电机的输出功率大于预设功率，则控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电。
可选的，所述处理模块具体用于：若所述电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，且所述发电机的输出功率小于预设功率，则控制所述发电机为所述电池供电。
可选的，所述处理模块具体用于：控制发电机采用第一功率向所述电池供电，以及控制所述发电机采用第二功率向所述制动电阻供电；所述第一功率与所述第二功率之和等于所述发电机的输出功率。
可选的，所述第一功率大于等于所述预设功率。
可选的，所述处理模块还用于：若所述电池的温度小于等于所述第一预设温度，则控制所述电池为电池的加热装置供电，以使所述电池的加热装置为所述电池加热。
第三方面，本申请提供一种电池加热控制设备，包括：存储器，用于存储程序指令；处理器，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，执行如第一方面中任一项所述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述的方法。
第五方面，本申请提供一种程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在可读存储介质中，至少一个处理器可以从所述可读存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序以实施如第一方面所述的方法。
第六方面，本申请提供一种电池加热控制系统，包括：电池、制动电阻和如第四方面或第五方面所述的电池加热控制设备。
第七方面，本申请提供一种车辆，包括：发电机和如第六方面所述的电池加热控制系统。
本申请提供了一种电池加热控制方法、设备、系统、存储介质和车辆，通过检测车辆的电池的温度；若所述电池的温度小于等于第一预设温度，则控制所述车辆的发电机为制动电阻供电，以使所述制动电阻工作产生的热量为所述电池加热；若所述电池的温度大于第一预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。在电池温度低于第一预设温度时，将制动能量用于为电池加热，以提高电池的充电能力；在电池温度高于第一预设温度后，将制动能量用于为电池供电，达到制动能量回收的效果。通过此方法，可以提高车辆的电池在低温环境下的充电性能，提高制动能量回收效率，延长车辆续航里程。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种蓄电池的温度特性曲线示意图；
图2为本申请提供的一种应用场景示意图；
图3为本申请一实施例提供的一种电池加热方法的流程图；
图4为本申请一实施例提供的一种水循环系统示意图；
图5为本申请另一实施例提供的一种电池加热方法的流程图；
图6为本申请一实施例提供的一种电池加热控制设备的结构示意图；
图7为本申请另一实施例提供的一种电池加热控制设备的结构示意图；
图8为本申请一实施例提供的一种电池加热控制系统的结构示意图；
图9为本申请一实施例提供的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
新能源汽车的普及度越来越高，因为采用了蓄电池供电，不会造成废气排放。但是，蓄电池容量有限，充电速度相对较慢，这就使得续航里程成为新能源汽车性能的一个重要指标。为了增加续航里程，必须将车辆系统中的能量充分利用起来，减少不必要的浪费。车辆在减速或制动过程中，动能会转化成热能释放，造成能量浪费，很多车辆中配备了制动能量回收系统，通过将这部分制动过程中释放的能量转化为电能，储存在蓄电池中，以补充蓄电池的电量消耗，延长续航里程。这部分制动过程中释放的能量被称为制动能量，将制动能量转化为电能储存在蓄电池中的过程称为制动能量回收。
但是，蓄电池本身具有温度特性，图1为本申请提供的一种蓄电池的温度特性曲线示意图，如图1所示，横轴表示温度，纵轴表示电池允许的充电电流。在低于温度T1时，蓄电池所允许的充电电流接近于0，即充电能力最弱，而一旦温度超过T1，电池允许的充电电流会随温度升高而增大，充电能力逐渐增强，直至温度达到T2，允许充电电流达到最大值，不再随温度升高而增大。可见，在低温环境下，蓄电池的充电效率较低。甚至有些电池，在温度低于5℃时，根本无法进行充电，影响制动能量的回收，进而影响续航里程。
基于此，本申请提供一种电池加热控制方法，若电池温度较低，无法进行充电，则首先利用制动能量为电池加热，以达到可以进行充电的温度，再将制动能量存储到电池中，实现制动能量回收。图2为本申请提供的一种应用场景示意图，在低温环境下行驶的车辆可以应用本申请的方法提高车辆的电池在低温环境下的充电性能，提高制动能量回收效率，延长车辆续航里程。本方法的具体实现方式参考以下实施例。
图3为本申请一实施例提供的一种电池加热方法的流程图，如图3所示，本实施例的方法可以包括：
S301、检测车辆的电池的温度。
可以通过获取设置在电池内的温度检测装置测得的温度的方式，来检测电池的温度。
电动汽车里使用的蓄电池也叫动力电池，一般由多个单体电芯组成，可以将热敏电阻作为温度检测装置安装在单体电芯上，采用分压法由A/D采样来读取热敏电阻的端电压，然后根据电阻—温度关系计算出温度值，如此获得电池的温度。
检测温度的频率可以自由设定，可以以固定的时间间隔进行检测，也可以在固定指令下触发检测。
S302、若电池的温度小于等于第一预设温度，则控制车辆的发电机为制动电阻供电，以使制动电阻工作产生的热量为电池加热。
这里的“第一预设温度”可以为根据经验设定的固定值，也可以为根据电池温度特性确定的电池允许充电的最低温度，例如，可以是图1中的T1。这里不对第一预设温度的取值做具体限定。
根据上述对蓄电池的温度特性曲线的描述可以知道，在温度低于T1时，电池几乎无法充电，因此，制动能量转化的电能无法通过为电池充电的方式回收。在这种情况下，可以先利用制动能量为电池加热，使其达到可以充电的温度。
可以利用发电机将车辆的制动能量转换为电能，为制动电阻供电，制动电阻会消耗能量发热，产生的热量即可通过热量传导的方式为电池加热。
制动电阻可以采用普通电阻，为加大热量的产生，可以选择阻值较大的电阻。
S303、若电池的温度大于第一预设温度，则控制发电机为电池供电。
若检测到电池温度大于第一预设温度，就可以利用发电机将制动能量转化为电能，储存到电池中。
本申请提供的电池加热控制方法，若电池温度低于第一预设温度，将制动能量用于为电池加热，以提高电池的充电能力；若电池温度高于第一预设温度，将制动能量用于为电池供电，达到制动能量回收的效果。通过此方法，可以提高车辆的电池在低温环境下的充电性能，提高制动能量回收效率，延长车辆续航里程。
在一种实施方式中，若电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，则控制发电机为电池供电且为制动电阻供电；若电池的温度大于第二预设温度，则控制发电机为电池供电。
第二预设温度，可以为根据经验设定的某一固定值，也可以为电池充电的适宜温度的下限值，例如图1中的T2。这里仅作为举例，并不对第二预设温度的取值作限定。若电池温度处于第一预设温度与第二预设温度之间，可以将一部分制动能量存储到电池中，同时将另一部分制动能量用于为电池加热，这样可以使电池温度更快地达到第二预设温度，以便进一步提高电池的充电速率，加快制动能量的回收。
是否为电池供电，还需要考虑到电池当前的荷电状态(State of charge，SOC)。具体的，SOC大于允许充电阈值时，表示电池电量充足，此时不允许充电，此时允许的充电功率为0。当SOC小于允许充电阈值时，才允许充电。
在一种实施例中，若电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，且发电机的输出功率小于预设功率，则控制发电机为电池供电。
预设功率，可以为根据经验设定的某一固定值，也可以为电池当前温度下允许的充电功率，这里仅作为举例，并不对预设功率的值作限定。发电机将制动能量转化为电能输出的过程中，若发电机的输出功率小于预设功率，可以优先将其用于为电池供电，储存到电池中，进行制动能量回收。可以理解的是，在电池工作的过程中，电池本身也会有发热的现象，相应的，电池的温度也会有所提升。
上述的发电机的输出功率，可以通过车速、制动踏板深度计算得到。
具体的，车辆减速时的惯性，使得车轮带动车轮内装发电机的转子转动，从而达到发电的目的。发电功率为n*T/9550，T是发电机的扭矩，n为发电机转速。发电机的扭矩可以根据车速和制动踏板深度或刹车开度得到。
在一种实施例中，若电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，且发电机的输出功率大于预设功率，则控制发电机为电池供电且为制动电阻供电。
若发电机的输出功率大于预设功率，可以按照小于或等于预设功率的功率为电池供电。这样，制动能量转化的电能还会有所剩余，可以将剩余的能量用于为电池加热，加快电池增温的速度，以加快电池充电性能提升，更有利于制动能量回收。
具体的，可以控制发电机采用第一功率向电池供电，以及控制发电机采用第二功率向制动电阻供电；第一功率与第二功率之和等于发电机的输出功率。
在一种实施例中，第一功率大于等于预设功率。这样可以保证以最大程度上对制动能量进行回收，减少能量浪费，延长车辆的续航里程。
在一种实施例中，若电池的温度小于等于第一预设温度，在控制车辆的发电机为制动电阻供电，以使制动电阻工作产生的热量为电池加热的同时，还可以控制电池为电池的加热装置供电，以使电池的加热装置为电池加热。
当电池温度低于第一预设温度时，除了将制动能量用于为电池加热，还可以借助电池加热装置同步为电池加热，可以提高电池升温的速度，更快达到第一预设温度，对制动能量进行回收。
电池的加热装置可以为PTC电液式加热片，也可以为其它加热装置，这里不做限制。
电池加热的具体方式可以为，通过水循环进行热量传导。
图4为本申请一实施例提供的一种水循环系统示意图，如图4所示，该水循环系统中设置有水泵403，过滤器404、温度传感器402、换热器408、制冷系统409，水循环系统回路流经电池401、PTC电液式加热片406、制动电阻405。
水泵403可以驱动水在系统管道中流动，将PTC电液式加热片406和/或制动电阻405产生的热量吸收，在流经电池401时，将热量传递给电池401，如此实现对电池401加热。
但是电池的温度也不能过高，过高的温度对电池本身也可能造成损害，因此温度传感器402可以实时监测水温，水温过高时，可以开启换热器408，使水流可以进入制冷系统409，进行降温，低温的水流循环到电池401处，又可以带走电池401的热量，给电池401降温。
图5为本申请另一实施例提供的一种电池加热方法的流程图，如图5所示，本实施例的方法可以包括：
S501、检测车辆的电池的温度。
S502、判断电池的温度是否大于第一预设温度，若是，则执行S503，否则执行S507。
S503、判断电池的温度是否大于第二预设温度，若是，则执行S506，否则，执行S504；
S504、判断发电机的输出功率是否大于预设功率，若是，则执行S505，否则执行S506；
S505、控制发电机采用第一功率向电池供电；控制发电机采用第二功率向制动电阻供电。
S506、控制发电机为电池供电。
S507、控制发电机为制动电阻供电，控制电池为电池的加热装置供电。
本实施例的具体实施方式可以参考上述实施例，达到相同的有益效果，这里不再一一赘述。
图6为本申请一实施例提供的一种电池加热控制设备的结构示意图，如图6所示，本实施例的电池加热控制设备600可以包括：检测模块601和处理模块602。
检测模块601，用于检测车辆的电池的温度。
处理模块602，用于若电池的温度小于等于第一预设温度，则控制车辆的发电机为制动电阻供电，以使制动电阻工作产生的热量为电池加热；若电池的温度大于第一预设温度，则控制发电机为电池供电。
可选的，处理模块602具体用于：若电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，则控制发电机为电池供电且为制动电阻供电；若电池的温度大于第二预设温度，则控制发电机为电池供电。
可选的，处理模块602具体用于：若发电机的输出功率大于预设功率，则控制发电机为电池供电且为制动电阻供电。
可选的，处理模块602具体用于：若电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，且发电机的输出功率小于预设功率，则控制发电机为电池供电。
可选的，处理模块602具体用于：控制发电机采用第一功率向电池供电，以及控制发电机采用第二功率向制动电阻供电；第一功率与第二功率之和等于发电机的输出功率。
可选的，第一功率大于等于预设功率。
可选的，处理模块602还用于：若电池的温度小于等于第一预设温度，则控制电池为电池的加热装置供电，以使电池的加热装置为电池加热。
本实施例的设备，可以用于执行上述任一实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图7为本申请另一实施例提供的一种电池加热控制设备的结构示意图，如图7所示，本实施例的电池加热控制设备700可以包括：存储器701和处理器702。
存储器701，用于存储程序指令。
处理器702，用于调用并执行存储器中的程序指令，执行：检测车辆的电池的温度；若电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，则控制发电机为电池供电且为制动电阻供电；若电池的温度大于第二预设温度，则控制发电机为电池供电。
可选的，处理器702具体用于：若发电机的输出功率大于预设功率，则控制发电机为电池供电且为制动电阻供电。
可选的，处理器702具体用于：若电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，且发电机的输出功率小于预设功率，则控制发电机为电池供电。
可选的，处理器702具体用于：控制发电机采用第一功率向电池供电，以及控制发电机采用第二功率向制动电阻供电；第一功率与第二功率之和等于发电机的输出功率。
可选的，第一功率大于等于预设功率。
可选的，处理器702还用于：若电池的温度小于等于第一预设温度，则控制电池为电池的加热装置供电，以使电池的加热装置为电池加热。
本实施例的设备，可以用于执行上述任一实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本申请提供一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上任一实施例的方法。
图8为本申请一实施例提供的一种电池加热控制系统的结构示意图，如图8所示，本实施例的电池加热控制系统800可以包括：电池801、制动电阻804和电池加热控制设备805；电池加热控制设备805可以采用如图6或图7所示的结构。
电池加热控制设备805，用于获取车辆的电池801的温度；若电池801的温度小于等于第一预设温度，则控制车辆的发电机为制动电阻804供电，以使制动电阻804工作产生的热量为电池801加热；若电池801的温度大于第一预设温度，则控制发电机为电池801供电。
可选的，电池加热控制设备805具体用于：若发电机的输出功率大于预设功率，则控制发电机为电池801供电且为制动电阻804供电。
可选的，电池加热控制设备805具体用于：若电池801的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，且发电机的输出功率小于预设功率，则控制发电机为电池801供电。
可选的，电池加热控制设备805具体用于：控制发电机采用第一功率向电池801供电，以及控制发电机采用第二功率向制动电阻804供电；第一功率与第二功率之和等于发电机的输出功率。
可选的，电池加热控制系统800还包括：加热装置806；电池加热控制设备805还用于若电池801的温度小于等于第一预设温度，则控制电池801为电池801的加热装置806供电，以使电池801的加热装置806为电池801加热。。
可选的，加热装置806可以为PTC电液式加热片。
本实施例的系统，可以用于执行上述任一实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图9为本申请一实施例提供的一种车辆的结构示意图，如图9所示，本实施例的车辆可以包括：电池加热控制系统901和发电机902；电池加热控制系统901可以采用如图7所示的结构。
本实施例的车辆，可以用于执行上述任一实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种电池加热控制方法，其特征在于，包括：
检测车辆的电池的温度；
若所述电池的温度小于等于第一预设温度，则控制所述车辆的发电机为制动电阻供电，以使所述制动电阻工作产生的热量为所述电池加热；
若所述电池的温度大于第一预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述电池的温度大于第一预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电，包括：
若所述电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电；
若所述电池的温度大于第二预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电，包括：
若所述发电机的输出功率大于预设功率，则控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述电池的温度大于第一预设温度且小于等于第二预设温度，且所述发电机的输出功率小于预设功率，则控制所述发电机为所述电池供电。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述发电机为所述电池供电且为所述制动电阻供电，包括：
控制发电机采用第一功率向所述电池供电，以及控制所述发电机采用第二功率向所述制动电阻供电；
所述第一功率与所述第二功率之和等于所述发电机的输出功率。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一功率大于等于所述预设功率。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述电池的温度小于等于所述第一预设温度，则控制所述电池为电池的加热装置供电，以使所述电池的加热装置为所述电池加热。
8.一种电池加热控制设备，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测车辆的电池的温度；
处理模块，用于若所述电池的温度小于等于第一预设温度，则控制所述车辆的发电机为制动电阻供电，以使所述制动电阻工作产生的热量为所述电池加热；若所述电池的温度大于第一预设温度，则控制所述发电机为所述电池供电。
9.一种电池加热控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储程序指令；
处理器，用于调用并执行所述存储器中的程序指令，执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
11.一种电池加热控制系统，其特征在于，包括：电池、制动电阻和如权利要求8或9所述的电池加热控制设备。
12.一种车辆，其特征在于，包括：发电机和如权利要求11所述的电池加热控制系统。
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