CN113341909B - 一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略 - Google Patents
一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及新能源汽车控制策略技术领域，尤其涉及一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，该控制策略涉及车机端/移动终端的应用程序APP、车联网后台TSP、远程信息处理器车载TBOX、整车各功能电子控制单元ECU。本发明提出一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，通过用户终端应用程序交互使用户可以个性选择电池的恒温管理模式，设定恒温目标温度、让车辆执行恒温管理的时间及关闭执行恒温管理模式的时间，可以在保证电池随时处于性能最优的使用状态同时可以降低电池的非正常行车损耗，更完善的覆盖电池的使用场景及使用模式，解决潜在焦虑和纠结，更人性化的提升用户的用车感受。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车控制策略技术领域，尤其涉及一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略。
背景技术
新能源纯电动车使用的锂离子电池对工作温度的耐受性相对较差,电动汽车适用环境温度降低，蓄电池内阻增大,放电电流减小，有效可用容量降低，损耗电池寿命，而温度升高也会影响电池的很多特性参数，如内阻、电压、SOC、可用容量、充放电效率和电池寿命。基于其特性要求，开发锂电池恒温热管理系统自然因运而生，现有技术如公开号为CN105826619A的专利文献公开了一种锂离子动力电池包恒温热管理系统，其包括：锂离子动力电池包，包括：电池箱体、多个单体锂电池、加热片、电子制冷片和风扇；电源输入切换开关，具有连接外部电源和内部电源的两个接口；DC/AC变频逆变控制器,将该电源输入切换开关输入的电源变压变频后输出给该制冷片或该加热片；电压采集模块，采集该输入电源的电压DC/AC变频逆变控制器的输出电压；温度采集模块，采集该单体锂电池的温度；主控制器，根据该单体锂电池的温度，控制该加热片或该电子制冷片，对该单体锂电池进行加热或制冷。上述技术方案虽然提供了满足在高温及低温环境下使电池正常工作的恒温热管理系统，但恒温热管理的耗电量终究不小且属于非正常行车损耗，现有技术缺少完善的控制策略解决耗电与性能矛盾之间对用户产生的焦虑和纠结。
针对以上技术问题，故需对其进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，该控制策略涉及车机端/移动终端的应用程序APP、车联网后台TSP、远程信息处理器车载TBOX、整车各功能电子控制单元ECU,所述整车各功能电子控制单元ECU包括整车控制器VCU、电池管理系统BMS、加热/散热单元控制器；
所述控制策略包括步骤：
S1、车联网后台TSP接收用户通过车机端/移动终端的应用程序APP设置/选择电池的恒温控制模式生成的恒温控制指令；
S2、车联网后台TSP记录所接收的恒温控制指令，并将恒温控制指令中的用户设定参数下发至远程信息处理器车载TBOX；
接收远程信息处理器车载TBOX上传的结果参数，转发结果参数至车机端/移动终端的应用程序APP，供车机端/移动终端的应用程序APP查看；
S3、远程信息处理器车载TBOX接收车联网后台TSP的用户设定参数，执行数据锁存；
定时通过网路管理报文唤醒整车各功能电子控制单元ECU,同时周期性发送当前用户设定参数所设定的恒温模式至整车控制器VCU；
接收各功能电子控制单元ECU的反馈形成结果参数上传至车联网后台TSP；
S4、整车控制器VCU确认接收远程信息处理器车载TBOX的恒温模式设定，执行电池恒温热管理：
发送整车高压上电指令及电池恒温热管理状态信息至电池管理系统BMS，同时发送恒温模式设定所对应的恒温执行指令至加热/散热单元控制器；
S5、电池管理系统BMS接收整车控制器VCU的整车高压上电指令及电池恒温热管理状态信息，执行高压上电流程，并通过网络管理报文持续广播电池状态信息；
S6、加热/散热单元控制器上电工作后，接收恒温执行指令并执行相对应的加热/散热工作；
S7、整车控制器VCU判断是否满足电池恒温热管理退出条件，若是，则发送整车高压下电指令及电池恒温热管理状态信息至电池管理系统BMS；
S8、电池管理系统BMS接收整车控制器VCU的整车高压下电指令及电池恒温热管理状态信息，执行高压下电流程，待高压下电流程下电结束后停止网络管理报文的广播；
S9、加热/散热单元控制器下电;整车控制器VCU、电池管理系统BMS进入休眠。
作为优选方案，所述步骤S1中的恒温控制模式的设置/选择包括电池预期恒温目标值、执行时间点/时间段、执行条件限制、预设格式模式模型、加热/散热单元控制器的设置/选择。
作为优选方案，所述预设格式模式模型包括电池自管理模式、健康充电模式、性能行车模式、禁用模式；所述电池自管理模式为用户自定义模式，初始默认设置为通配数据设置；所述健康充电模式为第一用户选择模式，适配充电状态的数据设置；所述性能行车为第二用户选择模式，适配行车状态的数据设置；所述禁用模式为用户第三选择模式，适配禁用状态的数据设置。
作为优选方案，所述步骤S2中接收远程信息处理器车载TBOX上传的结果参数包括设置反馈、电池状态信息。
作为优选方案，所述电池状态信息包括电池电量、电池预期恒温目标值及实时温度、电池恒温热管理执行时间、恒温至目标温度值所需预计时间。
作为优选方案，所述设置反馈包括成功、失败、响应执行中。
作为优选方案，所述加热/散热单元控制器包括空调压缩机控制器CLM、带水泵的电池管理系统BMS、车载功率转换器CDU中的一种或多种的组合。
作为优选方案，所述步骤S7中的电池恒温热管理退出条件包括远程信息处理器车载TBOX信号丢失、整车各功能电子控制单元ECU上报严重故障、电池温度抬升及降低不符合预期、电池电量低于设定值、用户设定退出。
作为优选方案，所述步骤S1中车联网后台TSP还用于接收外部平台批量下发的恒温控制指令。
与现有技术相比，本发明提出一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，通过用户终端应用程序交互使用户可以个性选择电池的恒温管理模式，设定恒温目标温度、让车辆执行恒温管理的时间及关闭执行恒温管理模式的时间，可以在保证电池随时处于性能最优的使用状态同时可以降低电池的非正常行车损耗，基于用户选择达到适配实际使用场景，更完善的覆盖电池的使用场景及使用模式，通过用户可视性的参与汽车控制，解决潜在焦虑和纠结，更人性化的提升用户的用车感受。
附图说明
图1为本发明实施例一的基于用户选择的电池恒温热管理控制策略的流程示意图；
图2为本发明实施例一的基于用户选择的电池恒温热管理控制策略的车联网后台TSP下发恒温控制指令时的信号示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一：
如图1-2所示，本实施例的基于用户选择的电池恒温热管理控制策略用于规避因温度对电池性能和寿命的影响，根据温度环境下电池实际温度对电池进行加热/散热的恒温保护，包括进行充电前及行车前的预加热或预冷却，提高电池在宽温度范围的正常工作和稳定的性能，形成的完善的电池恒温控制策略。
具体的，该控制策略涉及车机端/移动终端的应用程序APP、车联网后台TSP、远程信息处理器车载TBOX、整车各功能电子控制单元ECU；
车机端通过中控大屏IHU进行人机交互操作，移动终端可以为手机、平板等移动设备；整车各功能电子控制单元ECU包括整车控制器VCU、电池管理系统BMS、加热/散热单元控制器，加热/散热单元控制器包括空调压缩机控制器CLM、带水泵的电池管理系统BMS、车载功率转换器CDU中的一种或多种的组合，空调压缩机控制器CLM可执行空调加热或制冷完成对电池的加热或散热，带水泵的电池管理系统BMS可执行水泵工作完成对电池的散热，车载功率转换器CDU可执行连接需要的能够执行对电池的加热或散热操作的电器，比如制冷片；
控制策略包括步骤：
S1、车联网后台TSP接收用户通过车机端/移动终端的应用程序APP设置/选择电池的恒温控制模式生成的恒温控制指令；
恒温控制模式的设置/选择包括电池预期恒温目标值、执行时间点/时间段、执行条件限制、预设格式模式模型、加热/散热单元控制器的设置/选择，其中，电池预期恒温目标值可以是一个温度值或温度区间；执行时间点/时间段可以是固定的时间点/时间段或实时执行；执行条件限制比如到达指定时间点/时间段、电池电量低于指定阀值、环境温度与阀值有差异时等指定限制条件执行或停止执行；预设格式模式模型为方便用户选择设置的预设的格式模式模型包括电池自管理模式、健康充电模式、性能行车模式、禁用模式，电池自管理模式为用户自定义模式，初始默认设置为通配数据设置，方便恢复出厂设置，健康充电模式为第一用户选择模式，适配充电状态的数据设置，比如用户冬季充电时间过长，起始充电时温度低需要电池执行充电加热，优选的，还可以拓展为插枪保温模式，在充电状态下，恒温热管理的电能取用由电池换为外部能源；性能行车为第二用户选择模式，适配行车状态的数据设置，比如夏季高速高温用车需求，电池初始放电是温度高、放电倍率低，需要执行缓慢的行车液冷过程，适配具备液冷系统的新能源车型；禁用模式为用户第三选择模式，适配禁用状态的数据设置，比如用户因电费昂贵希望停用该功能时进行的禁用操作；以上用户均可以在车机端/移动终端的应用程序APP选择设置交互，交互包括用户通过手动触摸、按压、输入，语音输入等输入操作及显示屏通过画面、语音、提示灯反馈的输出操作。
优选的，车联网后台TSP还用于接收外部平台批量下发的恒温控制指令，通过统一的外部平台进行批量控制，适用于车辆拥有量大的用户如租车平台进行车辆充电管理时进行批量管理。
S2、车联网后台TSP记录所接收的恒温控制指令，并将恒温控制指令中的用户设定参数下发至远程信息处理器车载TBOX；
接收远程信息处理器车载TBOX上传的结果参数，转发结果参数至车机端/移动终端的应用程序APP，供车机端/移动终端的应用程序APP查看，接收远程信息处理器车载TBOX上传的结果参数包括设置反馈、电池状态信息；设置反馈包括成功、失败、响应执行中，用于通过终端向用户反馈设置的状态，实时响应用户的操作，能有效降低用户使用焦虑；电池状态信息包括电池电量、电池预期恒温目标值及实时温度、电池恒温热管理执行时间、恒温至目标温度值所需预计时间，预计时间可有BMS或VCU计算判断得出。
S3、远程信息处理器车载TBOX接收车联网后台TSP的用户设定参数，执行数据锁存；
定时通过网路管理报文唤醒整车各功能电子控制单元ECU,同时周期性发送当前用户设定参数所设定的恒温模式至整车控制器VCU。
接收各功能电子控制单元ECU的反馈形成结果参数上传至车联网后台TSP；
S4、整车控制器VCU在唤醒并执行初始化后，确认接收远程信息处理器车载TBOX的恒温模式设定，执行电池恒温热管理：
发送整车高压上电指令及电池恒温热管理状态信息至电池管理系统BMS，同时发送恒温模式设定所对应的恒温执行指令至加热/散热单元控制器。
S5、电池管理系统BMS接收整车控制器VCU的整车高压上电指令及电池恒温热管理状态信息，执行高压上电流程，并通过网络管理报文持续广播电池状态信息。
S6、加热/散热单元控制器上电工作后，接收恒温执行指令并执行相对应的加热/散热工作；
加热/散热工作流程根据实际工作单元的不同有所差异，简化流程可以为：在执行某个恒温热管理模式时，实时判定电池电芯温度是否达到预设阀值，当电芯温度达到标定值时，动态开启/关闭热/散热的功能，比如空调压缩机控制器CLM根据BMS反馈的电池电芯温度，低于预设阀值则开启暖风AC&PTC，高于预设阀值则贯标暖风AC&PTC，进行动态控制、带水泵的电池管理系统BMS响应整车控制器VCU的水泵控制信号，执行水泵的智能控制，实时上报电池温度数据。
S7、整车控制器VCU判断是否满足电池恒温热管理退出条件，若是，则发送整车高压下电指令及电池恒温热管理状态信息至电池管理系统BMS；
电池恒温热管理退出条件包括远程信息处理器车载TBOX信号丢失、整车各功能电子控制单元ECU上报严重故障、电池温度抬升及降低不符合预期、电池电量低于设定值、用户设定退出比如禁用模式启动或执行时间到期。
S8、电池管理系统BMS接收整车控制器VCU的整车高压下电指令及电池恒温热管理状态信息，执行高压下电流程，待高压下电流程下电结束后停止网络管理报文的广播。
S9、待网关退出网络唤醒后，加热/散热单元控制器下电;整车控制器VCU、电池管理系统BMS执行低压下电及进入休眠。
车联网后台TSP下发恒温控制指令时的信号如图2所示，水泵与电池管理系统BMS之间为LIN信号通讯，空调压缩机控制器CLM与整车控制器VCU、整车控制器VCU与电池管理系统BMS、整车控制器VCU与远程信息处理器车载TBOX、远程信息处理器车载TBOX与车联网后台TSP之间为CAN信号通讯。
本实施例的基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，通过用户终端应用程序交互使用户可以个性选择电池的恒温管理模式，设定恒温目标温度、让车辆执行恒温管理的时间及关闭执行恒温管理模式的时间，可以在保证电池随时处于性能最优的使用状态同时可以降低电池的非正常行车损耗，基于用户选择达到适配实际使用场景，更完善的覆盖电池的使用场景及使用模式，通过用户可视性的参与汽车控制，解决潜在焦虑和纠结，更人性化的提升用户的用车感受。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，其特征在于，该控制策略涉及车机端/移动终端的应用程序APP、车联网后台TSP、远程信息处理器车载TBOX、整车各功能电子控制单元ECU，所述整车各功能电子控制单元ECU包括整车控制器VCU、电池管理系统BMS、加热/散热单元控制器；
所述控制策略包括步骤：
S1、车联网后台TSP接收用户通过车机端/移动终端的应用程序APP设置/选择电池的恒温控制模式生成的恒温控制指令；
S2、车联网后台TSP记录所接收的恒温控制指令，并将恒温控制指令中的用户设定参数下发至远程信息处理器车载TBOX；
接收远程信息处理器车载TBOX上传的结果参数，转发结果参数至车机端/移动终端的应用程序APP，供车机端/移动终端的应用程序APP查看；
S3、远程信息处理器车载TBOX接收车联网后台TSP的用户设定参数，执行数据锁存；
定时通过网路管理报文唤醒整车各功能电子控制单元ECU,同时周期性发送当前用户设定参数所设定的恒温模式至整车控制器VCU；
接收各功能电子控制单元ECU的反馈形成结果参数上传至车联网后台TSP；
S4、整车控制器VCU确认接收远程信息处理器车载TBOX的恒温模式设定，执行电池恒温热管理：
发送整车高压上电指令及电池恒温热管理状态信息至电池管理系统BMS，同时发送恒温模式设定所对应的恒温执行指令至加热/散热单元控制器；
S5、电池管理系统BMS接收整车控制器VCU的整车高压上电指令及电池恒温热管理状态信息，执行高压上电流程，并通过网络管理报文持续广播电池状态信息；
S6、加热/散热单元控制器上电工作后，接收恒温执行指令并执行相对应的加热/散热工作；
S7、整车控制器VCU判断是否满足电池恒温热管理退出条件，若是，则发送整车高压下电指令及电池恒温热管理状态信息至电池管理系统BMS；
S8、电池管理系统BMS接收整车控制器VCU的整车高压下电指令及电池恒温热管理状态信息，执行高压下电流程，待高压下电流程下电结束后停止网络管理报文的广播；
S9、加热/散热单元控制器下电;整车控制器VCU、电池管理系统BMS进入休眠；
所述步骤S1中的恒温控制模式的设置/选择包括电池预期恒温目标值、执行时间点/时间段、执行条件限制、预设格式模式模型、加热/散热单元控制器的设置/选择；
所述预设格式模式模型包括电池自管理模式、健康充电模式、性能行车模式、禁用模式；所述电池自管理模式为用户自定义模式，初始默认设置为通配数据设置；所述健康充电模式为第一用户选择模式，适配充电状态的数据设置；所述性能行车为第二用户选择模式，适配行车状态的数据设置；所述禁用模式为用户第三选择模式，适配禁用状态的数据设置。
2.如权利要求1所述的一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，其特征在于，所述步骤S2中接收远程信息处理器车载TBOX上传的结果参数包括设置反馈、电池状态信息。
3.如权利要求2所述的一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，其特征在于，所述电池状态信息包括电池电量、电池预期恒温目标值及实时温度、电池恒温热管理执行时间、恒温至目标温度值所需预计时间。
4.如权利要求2所述的一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，其特征在于，所述设置反馈包括成功、失败、响应执行中。
5.如权利要求1所述的一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，其特征在于，所述加热/散热单元控制器包括空调压缩机控制器CLM、带水泵的电池管理系统BMS、车载功率转换器CDU中的一种或多种的组合。
6.如权利要求1所述的一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，其特征在于，所述步骤S7中的电池恒温热管理退出条件包括远程信息处理器车载TBOX信号丢失、整车各功能电子控制单元ECU上报严重故障、电池温度抬升及降低不符合预期、电池电量低于设定值、用户设定退出。
7.如权利要求1所述的一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略，其特征在于，所述步骤S1中车联网后台TSP还用于接收外部平台批量下发的恒温控制指令。
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