CN112721740A - 一种电动汽车电池离线预热控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池离线预热控制方法，涉及汽车技术领域，根据用户预设的电池预热功能的开启时间，实时计算与当前时间差值∆t,并在进入休眠状态前将∆t发送至车载DC/DC转换器上，无论电池管理系统处于离线状态还是休眠状态，到达预设的预热开启时间，车载DC/DC转换器自动唤醒控制激活车载监控系统、车辆控制系统和电池管理系统。车辆控制系统根据电池状态下发预热指令，电池管理系统收到预热指令启动加热回路进行预热，车辆控制系统实时监测预热过程的温升速率，预测预热完成时间，通过车载监控屏、远程监控平台或APP等方式通知用户最佳用车时间点，使车辆运行过程电池能保持在最佳充放电性能点，提升用户用车体验及车辆的续航里程。

Description

一种电动汽车电池离线预热控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体是指一种电动汽车电池离线预热控制方法。
背景技术
电动汽车在低温环境下的启动运行过程中，电池温度较低，充放电性能受到限制，尤其是零下温度，电制动性能受限，用户的驾乘体验感差，车辆的制动回收能量大幅度减少，降低了车辆的续航里程。
现有的一种技术方案中，需要用户提前到现场进行干预，启动车辆后开启电池加热功能等待热车。该技术方案存在缺陷，一方面预热预期完成时间未知，可能需要用户长时间等待；另一方面，在预热未完成前运行，电池温度未达到最佳范围，充放电性能依然受到一定程度的限制，车辆的动力性经济性受影响，续航能力有所降低。
现有的另一种技术方案中，虽然能够接受用户预约加热解决前述第一种技术方案上的问题，但是需要电池管理系统处于在线状态，长时间停放或预热时间较长易导致车载低压蓄电池馈电，车辆无法启动。而且对于低压用电设备较多的车辆通常设有手动电源总开关，在车辆停放或充电期间会将开关关闭，用于防止启动电源馈电导致车辆无法启动。但此时电池管理系统处于离线（断电）状态，无法启动预热功能。因此，有必要提出一种新的电动汽车电池离线预热控制装置及方法。
发明内容
本发明提供一种电动汽车电池离线预热控制方法，以解决现有技术中存在的上述问题。
本发明采用如下技术方案：
一种电动汽车电池离线预热控制方法，包括以下步骤：（1）通过终端设备预设电池预热开启时间，并据此生成电池预热请求指令；（2）车载监控系统接收电池预热请求指令，并转发至车载控制系统；（3）车载控制器根据电池预热请求指令计算启动电池预热功能的剩余时间∆t，并将剩余时间∆t下发至车载DC/DC转换器；（4）车载DC/DC转换器根据剩余时间∆t进行倒计时；在车辆下电停放且车载低压蓄电池的电源总开关关闭的情况下，当∆t=0时，由连接电池的车载DC/DC转换器激活运行电池预热功能需要的各相关系统，并由这些相关系统启动电池预热功能。
进一步，所述相关系统包括车载监控系统、车辆控制系统和电池管理系统，启动电池预热功能具体包括以下步骤：（5）电池管理系统激活后，反馈检测到的电池相关的预热状态参数；（6）当车辆满足电池预热功能开启条件时，车辆控制系统下发电池预热开启指令给电池管理系统；（7）电池管理系统执行电池预热动作，控制高压继电器关闭，实时检测并反馈预热状态参数。
进一步，还包括以下步骤：步骤（8）车辆控制系统根据预热状态参数，计算加热速率：η=（Tavg2-Tavg1）/（t2-t1），其中Tavg1和Tavg2分别表示电池在t1和t2时刻的平均温度；进一步计算预热剩余时间：t剩=（T关max-T0max）/η，其中T0max表示满足电池的当前最高温度，T关max表示满足电池预热关闭条件时刻的最高温度；（9）车载监控系统显示故障信息及预热剩余时间，上报给终端设备，通知最佳用车时间点；（10）当发生故障或满足电池预热关闭条件时，车辆控制系统下发电池预热结束指令给车载DC/DC转换器和电池管理系统，电池管理系统控制断开预热高压回路，车载DC/DC转换器断开输出，使各相关系统处于断电离线状态。
进一步，所述步骤（6）中，当前车辆处于非行车模式，非充电模式，同时无影响电池预热的故障发生，且电池相关的预热状态参数满足预热功能开启的条件时，车辆控制系统下发电池预热开启指令。
进一步，所述预热状态参数包括荷电状态SOC，最高温度Tmax，最低温度Tmin，故障和平均温度Tavg。
进一步，所述车载DC/DC转换器为额外加装的低功率且带时钟的DC/DC转换器。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明专利提出了一种电动汽车电池离线预热控制方法，根据用户预设的电池预热功能的开启时间，实时计算与当前时间差值∆t,并在进入休眠状态前将∆t发送至带有时钟芯片的车载DC/DC转换器上，无论电池管理系统处于离线状态还是休眠状态，到达预设的预热开启时间，车载DC/DC转换器自动唤醒控制激活车载监控系统、车辆控制系统和电池管理系统，车辆控制系统根据电池状态下发预热指令，电池管理系统收到预热指令启动加热回路进行预热，车辆控制系统实时监测预热过程的温升速率，预测预热完成时间，通过车载监控屏、远程监控平台或APP等方式通知用户最佳用车时间点，使车辆运行过程电池能保持在最佳充放电性能点，提升用户用车体验及车辆的续航里程。
附图说明
图1为本发明中，电池离线预热的通讯控制架构图。
图2为本发明中，电池离线预热的电气控制架构图。
图3为本发明中，电池离线预热的控制流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
一种电动汽车电池离线预热控制方法，包括以下步骤：
（1）用户通过终端设备预设电池预热开启时间，并据此生成电池预热请求指令。这里的终端设备包括但不限于手机APP、远程监控平台或车载监控系统。这里的预设电池预热开启时间既可以是一次性的，也可以是每天或工作日重新性的，类似于闹钟设定。
（2）车载监控系统在接收电池预热请求指令，并转发至车载控制系统。
（3）车载控制器根据电池预热请求指令计算启动电池预热功能的剩余时间∆t，并将剩余时间∆t下发至车载DC/DC转换器。该车载DC/DC转换器采用额外加装的低功率且带时钟的DC/DC转换器，具体的加装电路结构如图1所示，电路中的二极管起防电压倒灌作用。当然，也可以直接使用车辆原有的高功率车载DC/DC转换器，但效率低，且存在一定不安全性。
（4）车载DC/DC转换器根据剩余时间∆t进行倒计时；在车辆下电停放且车载低压蓄电池的电源总开关关闭的情况下，当∆t=0时，由连接电池的车载DC/DC转换器激活运行电池预热功能需要的各相关系统，并由这些相关系统启动电池预热功能。其中，相关系统包括车载监控系统、车辆控制系统和电池管理系统，车载监控系统，用于接收并转发预设电池预热请求信息，显示下层执行层返回的预热状态信息；车辆控制系统，用于接收并执行上层下方的预热控制信息，返回电池相关的预热状态参数，如电池温差、SOC、电池管理系统故障等等；车载DC/DC转换器，用于接收上层下方的唤醒时间，执行唤醒动作，激活断电离线的各控制系统。
启动电池预热功能具体包括以下步骤：
（5）电池管理系统激活后，反馈检测到的电池相关的预热状态参数。
（6）当前车辆处于非行车模式，非充电模式，同时无影响电池预热的故障发生，且电池相关的预热状态参数满足预热功能开启的条件时，车辆控制系统下发电池预热开启指令给电池管理系统。
（7）电池管理系统执行电池预热动作，控制高压继电器关闭，实时检测并反馈预热状态参数。具体地，预热状态参数包括荷电状态SOC，最高温度Tmax，最低温度Tmin，故障和平均温度Tavg。
（8）车辆控制系统根据预热状态参数，计算加热速率：η=（Tavg2-Tavg1）/（t2-t1），其中Tavg1和Tavg2分别表示电池在t1和t2时刻的平均温度；进一步计算预热剩余时间：t剩=（T关max-T0max）/η，其中T0max表示满足电池的当前最高温度，T关max表示满足电池预热关闭条件时刻的最高温度。
（9）车载监控系统显示故障信息及预热剩余时间，上报给终端设备，通知最佳用车时间点，使车辆运行过程电池能保持在最佳充放电性能点，提升用户用车体验及车辆的续航里程。
（10）当发生故障或满足电池预热关闭条件时，车辆控制系统下发电池预热结束指令给车载DC/DC转换器和电池管理系统，电池管理系统控制断开预热高压回路，车载DC/DC转换器断开输出，使各相关系统处于断电离线状态。
综合可见，本发明借用带时钟的车载DC/DC转换器即其电路，实现了在手动电源总开关被关闭条件下各车载控制系统处于断电离线状态时，通过手机APP、远程监控平台、车辆运营调度平台或车载监控系统等多种方式灵活激活各车载控制系统，以定时启动电池预热功能，执行用户对电池的预热需求，并告知用户最佳用车时间点，为用户节省现场等待时间，提升用户的使用便利性，提升电池的充放电性能，从而提升车辆的续航能力和动力性。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种电动汽车电池离线预热控制方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）通过终端设备预设电池预热开启时间，并据此生成电池预热请求指令；（2）车载监控系统接收电池预热请求指令，并转发至车载控制系统；（3）车载控制器根据电池预热请求指令计算启动电池预热功能的剩余时间∆t，并将剩余时间∆t下发至车载DC/DC转换器；（4）车载DC/DC转换器根据剩余时间∆t进行倒计时；在车辆下电停放且车载低压蓄电池的电源总开关关闭的情况下，当∆t=0时，由连接电池的车载DC/DC转换器激活运行电池预热功能需要的各相关系统，并由这些相关系统启动电池预热功能。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池离线预热控制方法，其特征在于，所述相关系统包括车载监控系统、车辆控制系统和电池管理系统，启动电池预热功能具体包括以下步骤：（5）电池管理系统激活后，反馈检测到的电池相关的预热状态参数；（6）当车辆满足电池预热功能开启条件时，车辆控制系统下发电池预热开启指令给电池管理系统；（7）电池管理系统执行电池预热动作，控制高压继电器关闭，实时检测并反馈预热状态参数。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车电池离线预热控制方法，其特征在于：还包括以下步骤：步骤（8）车辆控制系统根据预热状态参数，计算加热速率：η=（Tavg2-Tavg1）/（t2-t1），其中Tavg1和Tavg2分别表示电池在t1和t2时刻的平均温度；进一步计算预热剩余时间：t剩=（T关max-T0max）/η，其中T0max表示满足电池的当前最高温度，T关max表示满足电池预热关闭条件时刻的最高温度；（9）车载监控系统显示故障信息及预热剩余时间，上报给终端设备，通知最佳用车时间点；（10）当发生故障或满足电池预热关闭条件时，车辆控制系统下发电池预热结束指令给车载DC/DC转换器和电池管理系统，电池管理系统控制断开预热高压回路，车载DC/DC转换器断开输出，使各相关系统处于断电离线状态。
4.根据权利要求2所述的一种电动汽车电池离线预热控制方法，其特征在于：所述步骤（6）中，当前车辆处于非行车模式，非充电模式，同时无影响电池预热的故障发生，且电池相关的预热状态参数满足预热功能开启的条件时，车辆控制系统下发电池预热开启指令。
5.根据权利要求2所述的一种电动汽车电池离线预热控制方法，其特征在于：所述预热状态参数包括荷电状态SOC，最高温度Tmax，最低温度Tmin，故障和平均温度Tavg。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池离线预热控制方法，其特征在于：所述车载DC/DC转换器为额外加装的低功率且带时钟的DC/DC转换器。
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