CN113665430B

CN113665430B - 自适应低温环境的快充方法、设备及存储介质

Info

Publication number: CN113665430B
Application number: CN202111125551.7A
Authority: CN
Inventors: 何璐; 邵杰; 卢晨; 李彬; 葛俊良
Original assignee: SAIC GM Wuling Automobile Co Ltd
Current assignee: SAIC GM Wuling Automobile Co Ltd
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2041-09-24
Also published as: CN113665430A

Abstract

本发明公开了一种自适应低温环境的快充方法、设备及可读存储介质，所述自适应低温环境的快充方法为：当充电准备就绪后，对动力电池的当前最低温度进行判断；若所述动力电池的当前最低温度小于预设加热温度，则使所述动力电池进入纯加热模式；若所述动力电池的当前最低温度大于预设加热温度且小于预设快充温度，则使所述动力电池进入预热充电循环模式；若所述动力电池的当前最低温度大于预设快充温度，则使所述动力电池进入纯快充模式。从而使电池通过高效加热方式快速加热升温到达适宜快速充电的温度区段，进而实现加快快充效率的目的，实现自适应低温环境的快充，提高了快充效率，解决了用户抱怨快充慢的问题，提高了在低温环境的用车体验。

Description

自适应低温环境的快充方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及自适应低温环境的快充领域，尤其涉及一种自适应低温环境的快充方法、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

纯电动汽车的发展主要依赖于动力电池技术的进步与发展，依照电池类型发展来看，经过了铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池3个时代。在现有技术中，当动力电池处于冬季低温环境中，动力电池功率特性变差，充放电效率下降，且若长期处于低温环境使用会导致动力电池的加速老化，缩短其使用寿命。在低温环境中，动力电池系统的实际容量、放电倍率和电压平台会降低，影响着其在整车上的表现，例如续航里程减少、最大放电功率降低等。这些参数都影响着电池管理系统SOC的估算，以及过充过放等安全策略的定义。故为保护动力电池，当在充电时动力电池管理系统检测到电池温度较低时，请求的快充电流值会减少，会造成快充充电时间长的问题，引发用户抱怨。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种自适应低温环境的快充方法，旨在解决现有技术中动力电池在低温环境下充电效率低下的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种自适应低温环境的快充方法，所述自适应低温环境的快充方法包括：

当充电准备就绪后，对动力电池的当前最低温度进行判断；

若所述动力电池的当前最低温度小于预设加热温度，则使所述动力电池进入纯加热模式；

若所述动力电池的当前最低温度大于预设加热温度且小于预设快充温度，则使所述动力电池进入预热充电循环模式；

若所述动力电池的当前最低温度大于预设快充温度，则使所述动力电池进入纯快充模式。

可选地，在所述充电准备就绪的步骤之前，还包括：

在动力电池管理系统与快充设备成功握手连接后，闭合高压继电器以构成快充高压回路。

可选地，所述使所述动力电池进入纯加热模式的步骤包括：

向与动力电池电连接的快充设备发送所述动力电池的满充电压和在预设对应表中与所述动力电池当前最低温度匹配的第一电流，以作为纯加热请求信号，获得从快充设备基于所述纯加热请求提供的所述纯加热模式所需电压和电流，并基于所述纯加热模式所需电压和电流对所述动力电池的加热部件进行加热。

可选地，所述使所述动力电池进入预热充电循环模式的步骤包括：

先后循环交替发送预热双向矩形波请求信号和充电双向矩形波请求信号至快充设备，使动力电池在预热模式和充电模式中循环切换，所述预热模式和充电模式持续的时间分别为第一预设时长和第二预设时长。

可选地，所述使动力电池在预热模式和充电模式中循环切换的步骤，还包括：

当发送的请求信号为预热双向矩形波请求信号时，将所述动力电池的当前电压，和在预设对应表中与所述动力电池当前最低温度匹配的第二电流作为请求信号，使所述动力电池对加热部件进行预热；

当发送的请求信号为充电双向矩形波请求信号时，将所述动力电池的满充电压，和在预设对应表中与所述动力电池当前最低温度匹配的第二电流作为请求信号，使快充设备对所述动力电池进行充电。

可选地，所述使所述动力电池进入纯快充模式的步骤包括：

发送所述动力电池的满充电压，和在预设对应表中与所述动力电池当前最低温度匹配的第三电流作为纯快充请求信号，获得所述纯快充模式所需电压和电流后对所述动力电池进行快速充电。

可选地，所述自适应低温环境的快充方法，还包括：

若所述动力电池的当前最低温度大于预设报警温度，则断开所述快充高压回路。

可选地，所述自适应低温环境的快充方法的包括,还包括：

监测所述动力电池的当前最低温度，若在预设时间内的所述当前最低温度的变化量大于预设阈值，则断开所述快充高压回路。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种自适应低温环境的快充设备，所述自适应低温环境的快充设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自适应低温环境的快充程序，所述自适应低温环境的快充程序被所述处理器执行时实现如上述的自适应低温环境的快充方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有自适应低温环境的快充程序，所述自适应低温环境的快充程序被处理器执行时实现如上所述的自适应低温环境的快充方法的步骤。

本发明实施例提出的一种自适应低温环境的快充方法、设备及计算机可读存储介质，在低温环境的快充过程中，动力电池管理系统通过判断动力电池的当前最低温度，形成不同的请求逻辑，使得电动汽车动力电池管理系统与快充设备之间做信号交互：由于动力电池当前最低温度的不同，动力电池管理系统根据自身电池实际充电能力输出不同的请求信号给到快充设备，快充设备则参考请求信号输出实际充电电压和电流至动力电池进行对应请求信号的相应动作。若动力电池温度较低，则使电池通过高效加热方式快速加热升温到达适宜快速充电的温度区段，从而实现加快快充效率的目的，实现自适应低温环境的快充，提高了快充效率，解决了用户抱怨快充慢的问题，提高了在低温环境的用车体验。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的测算设备结构示意图；

图2为本发明自适应低温环境的快充方法一实施例的流程示意图。

图3为本发明自适应低温环境的快充方法另一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。

本发明实施例运行设备可以是PC，也可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、便携计算机等具有显示功能的可移动式终端设备。

如图1所示，该运行设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，运行设备还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动运行设备姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；当然，移动运行设备还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的运行设备结构并不构成对运行设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及自适应低温环境的快充程序。

在图1所示的运行设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的自适应低温环境的快充程序，并执行以下操作：

当充电准备就绪后，对动力电池的当前最低温度进行判断；

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的自适应低温环境的快充程序，还执行以下操作：

参照图2，本发明提供一种自适应低温环境的快充方法，在本发明的自适应低温环境的快充方法的快充流程中，所述快充流程包括：

步骤S10，当充电准备就绪后，对动力电池的当前最低温度进行判断。

当插入快充枪后，动力电池管理系统与快充桩成功进行握手连接，充电准备就绪后，动力电池管理系统闭合高压继电器，构成快充高压回路后，进行动力电池当前温度的温度判断逻辑。其中动力电池包括铅酸蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等，在本发明实施例中对动力电池的类型不做限制。在测量动力电池温度时，在动力电池各处设置有一个或多个温度获取点，在获取到的所有动力电池温度中，取其中最低的动力电池温度作为动力电池的当前最低温度。或者以获取到的所有动力电池温度的平均温度值作为动力电池的当前最低温度。或者对每个温度获取点预设权重，以获取到的所有动力电池温度的加权平均温度值作为动力电池的当前最低温度。在本发明的实施例中，对动力电池温度获取点不做限制，对动力电池温度的获取方式不做限制，对从获取到的所有动力电池温度中得到动力电池的当前最低温度的方式不做限制。

步骤S20，若所述动力电池的当前最低温度小于预设加热温度，则使所述动力电池进入纯加热模式。

动力电池管理系统主动判断动力电池的当前最低温度，在本发明的一实施例中，预设加热温度为3℃，当动力电池的当前最低温度低于3℃，则说明当前温度过低，相应的动力电池的充电效率低下，此时应将动力电池加热至高效充电温度再进行充电。在本发明的一实施例中，当动力电池的当前最低温度低于3℃，动力电池管理系统使动力电池进入纯加热模式，此时断开主正、主负继电器，动力电池管理系统发送纯加热请求信号至快充设备，对动力电池的加热部件，如加热膜进行加热，从而使得动力电池的当前最低温度不断爬升，以获得更好的充电效率。

步骤S30，若所述动力电池的当前最低温度大于预设加热温度且小于预设快充温度，则使所述动力电池进入预热充电循环模式。

在纯加热模式阶段对动力电池的加热部件进行持续的加热，在本发明的一实施例中，预设加热温度为3℃，预设快充温度为15℃，当动力电池的当前最低温度大于3℃且低于15℃时，则说明此时的动力电池还不足以进行高功率的快充的温度条件，此时应对动力电池继续进行加热直至满足高效率的快充的温度条件。在本发明的一实施例中，当动力电池经过纯加热模式后的当前最低温度大于3℃且低于15℃时，或者动力电池未经过纯加热模式时的当前最低温度大于3℃且低于15℃时，动力电池管理系统使动力电池进入预热充电循环模式。动力电池管理系统发送预热充电请求信号至快充设备，对动力电池的加热部件，如加热膜进行加热，从而使得动力电池的当前最低温度不断爬升，以获得更好的充电效率。

步骤S40，若所述动力电池的当前最低温度大于预设快充温度，则使所述动力电池进入纯快充模式。

在经过纯加热模式和\或预热充电循环模式后的动力电池，其当前最低温度会大于预设快充温度；或者未经过纯加热模式和\或预热充电循环模式后的动力电池，其当前最低温度已经大于预设快充温度。在本发明的一实施例中，预设快充温度为15℃，当动力电池的当前最低温度高于15℃，则说明当前温度适宜，相应的动力电池的充电效率较高，此时应将动力电池进行快速充电。在本发明的一实施例中，当动力电池的当前最低温度高于15℃，动力电池管理系统使动力电池进入纯快充模式，动力电池管理系统发送纯快充请求信号至快充设备，从而使得动力电池进行快速充电。

在本实施例中，在动力电池管理系统与快充设备成功建立连接后，通过判断动力电池的当前最低温度，从而选择发送对应温度的请求信号至快充设备，使动力电池进入对应的模式。在动力电池的当前最低温度低于预设加热温度的情况下，对动力电池只进行加热，使动力电池的温度达到合适的充电温度；在动力电池的当前最低温度大于预设加热温度且小于预设快充温度的情况下，对动力电池进行预热和充电的循环切换，使动力电池的温度继续升高的同时进行快速充电；在动力电池的当前最低温度大于预设快充温度的情况下，使动力电池只进行快速充电。从而使得低温环境的动力电池在充电过程中，大幅提升动力电池的升温速率，使动力电池加热升温至适宜快充的温度区间，实现自适应低温环境的快充，保护了动力电池的同时更加具有更加高效的充电效率。

可选地，在所述充电准备就绪的步骤之前，还包括：

当插入快充枪后，动力电池管理系统与快充设备进行握手连接。若握手连接成功则充电准备就绪，此时动力电池管理系统闭合高压继电器，构成快充高压回路，对动力电池进行自适应低温环境的快充。当拔出快充枪或者出现动力电池故障，包括动力电池当前最低温度过高异常故障，动力电池升温速率故障，动力电池温度异常下降故障等其中的一种或多种故障，则断开高压继电器，切断快充高压回路。

可选地，所述使所述动力电池进入纯加热模式的步骤包括：

动力电池的满充电压为动力电池SOC(State of Charge，电池荷电状态)为100％时，即动力电池满电状态时的开路电压。在动力电池管理系统中维护有一个温度和电流的对应表，其中每一个动力电池当前最低温度都对应有唯一一个用作请求信号的电流值，此电流值根据对应规格的动力电池的最大充电功率，动力电池荷电状态等进行修订改正，在本发明实施例中对对应表的制定和维护方法不做限制。当动力电池的当前最低温度小于预设加热温度时，动力电池管理系统发送动力电池的满充电压，以及在预设对应表中与动力电池当前最低温度匹配的电流作为纯加热请求信号至快充设备，使动力电池进入纯加热模式。在纯加热模式下，从快充设备获得纯加热模式所需的电压和电流，对动力电池的加热部件进行加热，从而使得动力电池的当前最低温度不断升高直至适合进行充电作业，其中的加热部件为加热膜，在本发明的实施例中，对动力电池的加热部件不做限制。

参照图3，本发明提供一种自适应低温环境的快充方法，在本发明的自适应低温环境的快充方法的一实施例中，预热充电循环模式的步骤包括：

步骤A，先后循环交替发送预热双向矩形波请求信号和充电双向矩形波请求信号至快充设备，使动力电池在预热模式和充电模式中循环切换，所述预热模式和充电模式持续的时间分别为第一预设时长和第二预设时长。

在低温环境下，当动力电池经过纯加热模式后的当前最低温度，或者充电准备就绪后的动力电池的当前最低温度，处于预设加热温度和预设快充温度的区间范围内，动力电池管理系统使动力电池进入预热充电循环模式。在进入预热充电模式后，先发送预热双向矩形波请求信号，或者先发送充电双向矩形波请求信号，在本发明实施例中对发送预热双向矩形波请求信号和发送充电双向矩形波请求信号的先后顺序不做限定。若发送预热双向矩形波请求信号，则使动力电池进入预热模式，使用动力电池对加热设备进行加热，其持续的加热时间为预设持续时间；若发送充电双向矩形波请求信号，则使动力电池进入充电模式，对动力电池进行快充，其持续的充电时间为预设持续时间。在本发明一实施例中，预设持续时间为半分钟，即预热模式和充电模式的持续时间都是半分钟，其中预设持续时间根据不同动力电池的加热设备的升温速率设定。两种模式进行循环切换，直至动力电池的当前最低温度大于预设快充温度。

步骤B，当发送的请求信号为预热双向矩形波请求信号时，将所述动力电池的当前电压，和在预设对应表中与所述动力电池当前最低温度匹配的电流作为请求信号，使所述动力电池对加热部件进行预热。

当发送的请求信号为预热双向矩形波请求信号时，以动力电池的当前电压，和在预设对应表中与动力电池当前最低温度匹配的第二电流作为预热双向矩形波请求信号，从快充设备获得预热模式所需电压和电流后对动力电池的加热部件进行加热。

步骤C，当发送的请求信号为充电双向矩形波请求信号时，将所述动力电池的满充电压，和在预设对应表中与所述动力电池当前最低温度匹配的电流作为请求信号，使快充设备对所述动力电池进行充电。

当发送的请求信号为充电双向矩形波请求信号时，以动力电池的当前电压，和在预设对应表中与动力电池当前最低温度匹配的第二电流作为充电双向矩形波请求信号，从快充设备获得充电模式所需电压和电流后对动力电池进行快充。

在本发明实施例中，当动力电池的当前最低温度处于预设加热温度和预设快充温度的区间范围内，通过循环发送预热和充电信号，对动力电池进行预设持续时间的循环预热和充电，从而在大于大于预设加热温度、但持续快充会导致损害电池的温度下，通过间歇快充以保护动力电池，并在间歇的时间段内进行预热，从而有效提升了动力电池升温速率，缩短了达到持续快充的安全温度的时间；同时在达到持续快充的安全温度的时间内，尽可能多的进行充电，从而缩短了在纯快充模式下，充满动力电池的时间。因此，缩短了充电时间，并在保护电池的同时，大幅且有效的提高了动力电池的快充效率。

可选地，所述使所述动力电池进入纯快充模式的步骤包括：

当动力电池的当前最低温度大于预设快充温度时，则使动力电池进入纯快充模式。在此纯快充模式下，不再对动力电池进行加热，即动力电池管理系统不再将动力电池设置为纯加热模式或预热模式，而是发送动力电池的满充电压，和在预设对应表中与动力电池当前最低温度匹配的电流作为纯快充请求信号，从快充设备获得纯快充模式所需电压和电流后对动力电池的进行快充充电，直至动力电池充满电量，SOC＝100％。

可选地，在本发明的自适应低温环境的快充方法的一实施例中，所述自适应低温环境的快充方法，还包括：

步骤D，若所述动力电池的当前最低温度大于预设报警温度，则断开所述快充高压回路。

动力电池管理系统对动力电池的每个模式都设置有对应的报警温度，当对动力电池进行纯加热、预热、充电或纯快充时，若动力电池的当前最低温度大于对应模式的预设报警温度，则断开高压继电器以断开快充高压回路。

步骤E，监测所述动力电池的当前最低温度，若在预设时间内的所述当前最低温度的变化量大于预设阈值，则断开所述快充高压回路。

在对动力电池进行快充的整个过程中，直至快充完成动力电池SOC＝100％之前，动力电池管理系统监测动力电池的当前最低温度，若在预设时间内，动力电池的当前最低温度的变化量大于预设阈值，即动力电池的升温速率大于预设阈值时，则断开高压继电器以断开快充高压回路。

在本发明实施例中，通过监测动力电池的当前最低温度和升温速率，及时断开快充高压回路，避免由于异常升温导致的更大的安全事故，从而提供一种安全可靠的自适应低温环境的快充方法。

此外，本发明实施例还提供一种自适应低温环境的快充设备，所述自适应低温环境的快充设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自适应低温环境的快充程序，所述自适应低温环境的快充程序被所述处理器执行时实现如上述的自适应低温环境的快充方法的步骤。

此外，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有自适应低温环境的快充程序，所述自适应低温环境的快充程序被处理器执行时实现如上所述的自适应低温环境的快充方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种自适应低温环境的快充方法，其特征在于，所述自适应低温环境的快充方法包括：

当充电准备就绪后，对动力电池的当前最低温度进行判断；

若所述动力电池的当前最低温度大于预设快充温度，则使所述动力电池进入纯快充模式；

向与动力电池电连接的快充设备发送所述动力电池的满充电压和在预设对应表中与所述动力电池当前最低温度匹配的第一电流，以作为纯加热请求信号，获得从快充设备基于所述纯加热请求信号提供的所述纯加热模式所需电压和电流，并基于所述纯加热模式所需电压和电流对所述动力电池的加热部件进行加热；

先后循环交替发送预热双向矩形波请求信号和充电双向矩形波请求信号至快充设备，使动力电池在预热模式和充电模式中循环切换，所述预热模式和充电模式持续的时间分别为第一预设时长和第二预设时长；

2.如权利要求1所述的自适应低温环境的快充方法，其特征在于，在所述充电准备就绪的步骤之前，还包括：

3.如权利要求1所述的自适应低温环境的快充方法，其特征在于，所述使所述动力电池进入纯快充模式的步骤包括：

4.如权利要求1所述的自适应低温环境的快充方法，其特征在于，所述自适应低温环境的快充方法，还包括：

若所述动力电池的当前最低温度大于预设报警温度，则断开快充高压回路。

5.如权利要求1所述的自适应低温环境的快充方法，其特征在于，所述自适应低温环境的快充方法的包括,还包括：

监测所述动力电池的当前最低温度，若在预设时间内的所述当前最低温度的变化量大于预设阈值，则断开快充高压回路。

6.一种自适应低温环境的快充设备，其特征在于，所述自适应低温环境的快充设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的自适应低温环境的快充程序，所述自适应低温环境的快充程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的自适应低温环境的快充方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有自适应低温环境的快充程序，所述自适应低温环境的快充程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的自适应低温环境的快充方法的步骤。