CN113547942A - 一种电动汽车低温快充的控制方法、控制装置及电动汽车 - Google Patents

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CN113547942A CN202010331959.9A CN202010331959A CN113547942A CN 113547942 A CN113547942 A CN 113547942A CN 202010331959 A CN202010331959 A CN 202010331959A CN 113547942 A CN113547942 A CN 113547942A
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Abstract

本发明提供了一种电动汽车低温快充的控制方法、控制装置及电动汽车，其中，控制方法包括：在充电配置完成后，当电池包的单体电池最低温度低于预加热介入温度时，闭合加热继电器和直流转直流变换器，并发送包括第一请求电压、请求电流以及恒压输出模式的第一控制信号至充电桩；当充电桩处于稳定输出时，断开电池包的主正继电器；当电池包中电池单体的最低温度低于第一预设温度时，发送包括第二请求电压的升压信号至充电桩。在本发明的实施例中，不对电池包的现有结构进行改变，仅通过在电池包需要加热时，通过分段控制，使充电桩在升压阶段升压供电，有利于提升电池包的加热功率，使得电池包能尽快进入充电阶段，缩短低温快充时间，且无成本增加。

Description

一种电动汽车低温快充的控制方法、控制装置及电动汽车
技术领域
本发明涉及电池充电技术，特别涉及一种电动汽车低温快充的控制方法、控制装置及电动汽车。
背景技术
随着电动汽车技术发展，电动汽车的保有量也在逐渐增加，但在冬季或海拔较高的低温区域对电动汽车进行充电时，由于环境温度较低，使得电池包的温度较低，需要对电池包进行加热后，才能进行快充，但由于当前对电池包进行加热技术的限制，使得电池包的充电速度较慢。
发明内容
本发明实施例要达到的技术目的是提供一种电动汽车低温快充的控制方法，用以解决当前车辆在低温下充电慢的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电动汽车低温快充的控制方法，包括：
在充电配置完成后，当获取到电池包的单体电池最低温度低于预加热介入温度时，闭合加热继电器和直流转直流变换器，并发送第一控制信号至充电桩，其中，第一控制信号用于控制充电桩切换至恒压输出模式，并根据第一控制信号中的第一请求电压和请求电流进行输出；
当确定充电桩处于稳定输出状态时，断开电池包的主正继电器；
当获取到的所述单体电池最低温度低于第一预设温度时，发送第二控制信号至所述充电桩，其中，所述第二控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压值为所述第二控制信号中的第二请求电压，所述第二请求电压大于所述第一请求电压，且所述第一预设温度低于预加热退出温度。
具体地，如上所述的控制方法，在发送第二控制信号至充电桩的步骤之后，控制方法还包括：
当获取到的单体电池最低温度高于第二预设温度且低于预加热退出温度时，发送第三控制信号至所述充电桩，其中，所述第三控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压为所述第一请求电压。
进一步的，如上所述的控制方法，控制方法还包括：
当获取到的单体电池最低温度高于第一预设温度且低于预加热退出温度时，发送第四控制信号至充电桩，其中，第四控制信号用于控制充电桩保持第一请求电压为输出电压。
具体地，如上所述的控制方法，控制方法还包括：
当根据获取到的电池包的单体电池最低温度高于预加热退出温度时，闭合主正继电器并发送第五控制信号至充电桩，其中，第五控制信号用于控制充电桩切换至恒流输出模式并根据第二请求电压以及请求电流进行输出。
优选地，如上所述的控制方法，第一请求电压为电池包两端的电压与一预设电压增量的和。
具体地，如上所述的控制方法，第二请求电压为电池包的最高充电电压与充电桩的最高输出电压中的较小值。
优选地，如上所述的控制方法，请求电流为车辆上所有处于工作状态的电器件的需求电流与一预设电流增量的和。
具体地，如上所述的控制方法，确定充电桩处于稳定输出状态的步骤包括：
当检测到电池包的电流小于一预设电流值，且持续时间大于一预设时间时，确定充电桩处于稳定输出状态。
本发明的另一优选实施例还提供了一种控制装置，包括：
第一处理模块，用于在充电配置完成后，当获取到电池包的单体电池最低温度低于预加热介入温度时，闭合加热继电器直流转直流变换器，并发送第一控制信号至充电桩，其中，第一控制信号用于控制充电桩切换至恒压输出模式，并根据第一控制信号中的第一请求电压和请求电流进行输出；
第二处理模块，用于确定充电桩处于稳定输出状态时，断开电池包的主正继电器；
第三处理模块，用于当获取到的单体电池最低温度低于第一预设温度时，发送第二控制信号至充电桩，其中，第二控制信号用于控制充电桩调整输出电压值为第二控制信号中的第二请求电压，第二请求电压大于第一请求电压，且第一预设温度低于预加热退出温度。
具体地，如上所述的控制装置，还包括：
第四处理模块，用于当获取到的所述单体电池最低温度高于第二预设温度且低于预加热退出温度时，发送第三控制信号至所述充电桩，其中，所述第三控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压为所述第一请求电压。
进一步的，如上所述的控制装置，还包括：
第五处理模块，用于当获取到的单体电池最低温度高于第一预设温度且低于预加热退出温度时，发送第四控制信号至充电桩，其中，第四控制信号用于控制充电桩保持第一请求电压为输出电压。
具体地，如上所述的控制装置，还包括：
第六处理模块，用于当获取到的电池包的单体电池最低温度高于预加热退出温度时，闭合主正继电器并发送第五控制信号至充电桩，其中，第五控制信号用于控制充电桩切换至恒流输出模式并根据第二请求电压以及请求电流进行输出。
优选地，如上所述的控制装置，第一请求电压为电池包两端的电压与一预设电压增量的和。
具体地，如上所述的控制装置，第二请求电压为电池包的最高充电电压与充电桩的最高输出电压中的较小值。
优选地，如上所述的控制装置，请求电流为车辆上所有处于工作状态的电器件的需求电流与一预设电流增量的和。
具体地，如上所述的控制装置，第二处理模块包括：
确定单元，用于当检测到电池包的电流小于一预设电流值，且持续时间大于一预设时间时，确定充电桩处于稳定输出状态。
本发明的又一优选实施例还提供了一种电动汽车，包括：如上所述的控制装置。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电动汽车低温快充的控制方法、控制装置及电动汽车，至少具有以下有益效果：
在本发明的实施例中，不对电池包的现有结构进行改变，仅通过在电池包需要加热时，闭合加热继电器和直流转直流变换器并发送第一控制信号至充电桩，使充电桩启动并逐步代替电池包为电动汽车上的电器件供电，等充电桩稳定供电后，断开电池包内的主正继电器，避免大电流充入电池包对电池包造成损害。若此时电池单体最低温度低于升压加热条件的第一预设温度时，发送第二控制信号至充电桩，使充电桩升压供电，有利于提升电池包的加热功率，使得电池包能尽快进入充电阶段，缩短低温快充时间，且无成本增加。
附图说明
图1为本发明的电动汽车低温快充的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。
参见图1，本发明的一优选实施例提供了一种电动汽车低温快充的控制方法，包括：
步骤S101，在充电配置完成后，当获取到电池包的单体电池最低温度低于预加热介入温度时，闭合加热继电器和直流转直流变换器，并发送第一控制信号至充电桩，其中，第一控制信号用于控制充电桩切换至恒压输出模式，并根据第一控制信号中的第一请求电压和请求电流进行输出；
步骤S102，当确定充电桩处于稳定输出状态时，断开电池包的主正继电器；
步骤S103，当获取到的所述单体电池最低温度低于第一预设温度时，发送第二控制信号至所述充电桩，其中，所述第二控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压值为所述第二控制信号中的第二请求电压，所述第二请求电压大于所述第一请求电压，且所述第一预设温度低于预加热退出温度。
在本发明的实施例中，当确定充电桩与电动汽车充电配置完成后，会获取电池包中每一个电池单体的电池单体温度，并确定所有电池单体温度中的最小值为电池单体最低温度；当确定单体电池最低温度低于预加热介入温度时，即可确定当前温度较低不能直接对电池包进行充电，需要对电池包进行预加热处理，以使电池包在合适的充电温度范围内进行充电，保证电池包在充电时的安全，此时闭合加热继电器使加热电路接通为电池包加热；闭合直流转直流变换器，使得充电桩与电动汽车上的电器件之间建立连接，当充电桩有向电动汽车输出的电能时，能为电器件进行供电，同时保证动力电池在充电桩所输出的电能不足的情况下，为电器件供电，保证电器件的正常运行；发送第一控制信号至充电桩，告知充电桩当前电池包处于低温状态，控制充电桩切换至恒压模式，并根据第一控制信号中的请求电流和第一请求电压分别为目标电流值和目标电压值开始向电动汽车进行供电。
当确定充电桩处于稳定输出状态时，充电桩所提供的电能能够满足对包括加热器在内的电器件的电能需求，此时断开电池包的主正继电器，使电池包不再为电动汽车供电，避免大电流充入处于低温状态的电池包中对电池包造成损伤，影响电池包的使用寿命。
此时再次获取当前电池包中单体电池最低温度，若单体电池最低温度低于第一预设温度时，确定电池包的温度过低，此时发送第二控制信号至充电桩，使得充电桩根据大于第一请求电压的第二请求电压进行供电，使得加热器的加热功率得到提升，进而有利于提升电池包的加热功率，使得电池包能尽快进入充电阶段。其中，第一预设温度低于预加热退出温度。
综上所述，在本发明的实施例中，不对电池包的现有结构进行改变，仅通过在电池包需要加热时，闭合加热继电器和直流转直流变换器并发送第一控制信号至充电桩，使充电桩启动并逐步代替电池包为电动汽车上的电器件供电，等充电桩稳定供电后，断开电池包内的主正继电器，避免大电流充入电池包对电池包造成损害。若此时电池单体最低温度低于升压加热条件的第一预设温度时，发送第二控制信号至充电桩，使充电桩升压供电，有利于提升电池包的加热功率，使得电池包能尽快进入充电阶段，缩短低温快充时间，且无成本增加。
优选地，第一预设温度与预加热退出温度之间可设置一数值对应关系，例如：第一预设温度低于预加热退出温度的值为5摄氏度。
可选地，上述方案可应用于电动汽车的快充，也可应用于电动汽车的慢充，在应用于慢充时，还需闭合交流转直流变换器。
具体地，如上所述的控制方法，在发送第二控制信号至充电桩的步骤之后，控制方法还包括：
当获取到的单体电池最低温度高于第二预设温度且低于预加热退出温度时，发送第三控制信号至所述充电桩，其中，所述第三控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压为所述第一请求电压。
在本发明的另一具体实施例中，在发送第二控制信号至充电桩后，会持续监测电池包中每一个电池单体的温度，当电池单体最低温度高于第二预设温度且低于预加热退出温度时，可确定当前电池包的温度较低，此时发送第三控制信号至充电桩，使充电桩将输出电压调整至第一请求电压，对电池包以比之前较低的加热功率进行加热，一方面，有利于对电池包进行继续加热，使电池包的温度逐渐进入充电温度范围，同时对之前的高功率加热进行巩固；另一方面，有利于避免加热电路持续在高功率加热状态工作对电器件的损伤。具体地第二预设温度大于第一预设温度，且低于预加热退出温度，优选地，第二预设温度与预加热退出温度之间可设置一数值对应关系，例如：第二预设温度低于预加热退出温度的值为2摄氏度。
进一步的，如上所述的控制方法，控制方法还包括：
当获取到的单体电池最低温度高于第一预设温度且低于预加热退出温度时，发送第四控制信号至充电桩，其中，第四控制信号用于控制充电桩保持第一请求电压为输出电压。
在本发明的一具体实施例中，在断开主正继电器后，若获取到的单体电池最低温度高于第一预设温度且低于预加热退出温度，则可确定当前电池包的温度较低需要少量加热，此时发送第四控制信号至充电桩，使充电桩保持以第一请求电压为输出电压进行输出，在满足对电池加热的同时，有利于避免加热电路因切入和切出高功率加热状态之间的间隔时间较短，对电器件的损伤。
具体地，如上所述的控制方法，控制方法还包括：
当获取到的电池单体最低温度高于预加热退出温度时，闭合主正继电器并发送第五控制信号至充电桩，其中，第五控制信号用于控制充电桩切换至恒流输出模式并根据第二请求电压以及请求电流进行输出。
进一步的，当检测到电池包的目标温度高于预加热退出温度时，确定当前电池包的温度已进入充电温度范围，此时闭合主正继电器并发送第五控制信号至充电桩，使充电桩将输出模式切换至恒流输出模式，并根据第二请求电压和请求电流进行输出，对电池包进行正常充电，并保证电池包的充电速率。此时，可关闭加热继电器；也可保持加热继电器再加热一定时间，以避免因充电过程中电池自身产生的热量不足以抵消环境的低温，导致的电池包的目标温度再次低于预加热介入温度的情况发生。
优选地，如上所述的控制方法，第一请求电压为电池包两端的电压与一预设电压增量的和。
优选地，在本发明的一具体实施例中，第一请求电压为电池包两端的电压与一预设电压增量的和，使得充电桩与电池包之间形成电势差，保证对电池包充电的正常进行。
具体地，如上所述的控制方法，第二请求电压为电池包的最高充电电压与充电桩的最高输出电压中的较小值。
在本发明的一具体实施例中，第二请求电压为电池包中的最高充电电压与充电桩的最高输出电压中的最小值，用于在保证提高加热功率的同时，保证充电桩能够供给该第二请求电压，且不会对电池包或其他电器件造成损伤。
优选地，如上所述的控制方法，请求电流为车辆上所有处于工作状态的电器件的需求电流与一预设电流增量的和。
在本发明的一具体实施例中，请求电流为车辆上所有处于工作状态的电器件的需求电流与一预设电流增量的和，在使充电桩能够在电池包切断主动继电器后，为处于工作状态的电器件供给电能，避免因电路自身消耗导致电器件无法得到所需电流的情况发生。其中，所有处于工作状态的电器件的需求电流可根据电池包的电流矩阵进行确定。
具体地，如上所述的控制方法，确定充电桩处于稳定输出状态的步骤包括：
当检测到电池包的电流小于一预设电流值，且持续时间大于一预设时间时，确定充电桩处于稳定输出状态。
在本发明的一具体实施例中，在判断充电桩是否处于稳定输出状态时，由于此时主正继电器还未关闭，此时由充电桩和电池包同时为处于工作状态的电器件供电，由于电器件的需求电流为一定值，因此当电池包的电流一预设电流值时，即可确定充电桩达到了所请求的状态，若该状态的持续时间大于一预设时间，即可确定充电桩处于稳定输出状态。对持续时间的判断用于减少偶然因素对判断的影响。
需要说明是，上述实施例仅就刚开始充电时的控制步骤进行说明，当电池包温度因环境因素或其他因素出现反复情况，也适用于上述控制方法的步骤，例如：电池单体最低温度上升至高于第二预设温度且小于预加热退出温度的区间后，受环境温度骤降或其他因素的影响，若获取到的电池单体最低温度下降至高于第一预设温度且小于第二预设温度的区间时，则发送第四控制信号至充电桩；若获取到的电池单体最低温度下降至低于第一预设温度的区间时，则发送第二控制信号至充电桩。
本发明的另一优选实施例还提供了一种控制装置，包括：
第一处理模块，用于在充电配置完成后，当获取到电池包的单体电池最低温度低于预加热介入温度时，闭合加热继电器直流转直流变换器，并发送第一控制信号至充电桩，其中，第一控制信号用于控制充电桩切换至恒压输出模式，并根据第一控制信号中的第一请求电压和请求电流进行输出；
第二处理模块，用于确定充电桩处于稳定输出状态时，断开电池包的主正继电器；
第三处理模块，用于当获取到的单体电池最低温度低于第一预设温度时，发送第二控制信号至充电桩，其中，第二控制信号用于控制充电桩调整输出电压值为第二控制信号中的第二请求电压，第二请求电压大于第一请求电压，且第一预设温度低于预加热退出温度。
具体地，如上所述的控制装置，还包括：
第四处理模块，用于当获取到的所述单体电池最低温度高于第二预设温度且低于预加热退出温度时，发送第三控制信号至所述充电桩，其中，所述第三控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压为所述第一请求电压。
进一步的，如上所述的控制装置，还包括：
第五处理模块，用于当获取到的单体电池最低温度高于第一预设温度且低于预加热退出温度时，发送第四控制信号至充电桩，其中，第四控制信号用于控制充电桩保持第一请求电压为输出电压。
具体地，如上所述的控制装置，还包括：
第六处理模块，用于当获取到的电池包的单体电池最低温度高于预加热退出温度时，闭合主正继电器并发送第五控制信号至充电桩，其中，第五控制信号用于控制充电桩切换至恒流输出模式并根据第二请求电压以及请求电流进行输出。
优选地，如上所述的控制装置，第一请求电压为电池包两端的电压与一预设电压增量的和。
具体地，如上所述的控制装置，第二请求电压为电池包的最高充电电压与充电桩的最高输出电压中的较小值。
优选地，如上所述的控制装置，请求电流为车辆上所有处于工作状态的电器件的需求电流与一预设电流增量的和。
具体地，如上所述的控制装置，第二处理模块包括：
确定单元，用于当检测到电池包的电流小于一预设电流值，且持续时间大于一预设时间时，确定充电桩处于稳定输出状态。
本发明的控制装置实施例是与上述控制方法的实施例对应的控制装置，上述控制方法实施例中的所有实现手段均适用于该控制装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的又一优选实施例还提供了一种电动汽车，包括：如上所述的控制装置。
本发明所提供的包括上述控制装置的电动汽车，通过在电池包进行低温加热时，采用升压的方式提高加热效率，进而缩短了整个低温快充的时间。
此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车低温快充的控制方法，其特征在于，包括：
在充电配置完成后，当获取到电池包的单体电池最低温度低于预加热介入温度时，闭合加热继电器和直流转直流变换器，并发送第一控制信号至充电桩，其中，所述第一控制信号用于控制所述充电桩切换至恒压输出模式，并根据所述第一控制信号中的第一请求电压和请求电流进行输出；
当确定所述充电桩处于稳定输出状态时，断开所述电池包的主正继电器；
当获取到的所述单体电池最低温度低于第一预设温度时，发送第二控制信号至所述充电桩，其中，所述第二控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压值为所述第二控制信号中的第二请求电压，所述第二请求电压大于所述第一请求电压，且所述第一预设温度低于预加热退出温度。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述发送第二控制信号至所述充电桩的步骤之后，所述控制方法还包括：
当获取到的所述单体电池最低温度高于第二预设温度且低于所述预加热退出温度时，发送第三控制信号至所述充电桩，其中，所述第三控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压为所述第一请求电压。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当获取到的所述单体电池最低温度高于所述第一预设温度且低于所述预加热退出温度时，发送第四控制信号至所述充电桩，其中，所述第四控制信号用于控制所述充电桩保持所述第一请求电压为输出电压。
4.根据权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当获取到的所述单体电池最低温度高于所述预加热退出温度时，闭合所述主正继电器并发送第五控制信号至所述充电桩，其中，所述第五控制信号用于控制所述充电桩切换至恒流输出模式并根据所述第二请求电压以及所述请求电流进行输出。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一请求电压为所述电池包两端的电压与一预设电压增量的和。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第二请求电压为所述电池包的最高充电电压与所述充电桩的最高输出电压中的较小值。
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述请求电流为车辆上所有处于工作状态的电器件的需求电流与一预设电流增量的和。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述充电桩处于稳定输出状态的步骤包括：
当检测到所述电池包的电流小于一预设电流值，且持续时间大于一预设时间时，确定所述充电桩处于稳定输出状态。
9.一种控制装置，其特征在于，包括：
第一处理模块，用于在充电配置完成后，当获取到电池包的单体电池最低温度低于预加热介入温度时，闭合加热继电器直流转直流变换器，并发送第一控制信号至充电桩，其中，所述第一控制信号用于控制所述充电桩切换至恒压输出模式，并根据所述第一控制信号中的第一请求电压和请求电流进行输出；
第二处理模块，用于当确定所述充电桩处于稳定输出状态时，断开所述电池包的主正继电器；
第三处理模块，用于当获取到的所述单体电池最低温度低于第一预设温度时，发送第二控制信号至所述充电桩，其中，所述第二控制信号用于控制所述充电桩调整输出电压值为所述第二控制信号中的第二请求电压，所述第二请求电压大于所述第一请求电压，且所述第一预设温度低于预加热退出温度。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括：如权利要求9所述的控制装置。
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