CN114274823A - 一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车 - Google Patents
一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114274823A CN114274823A CN202210027294.1A CN202210027294A CN114274823A CN 114274823 A CN114274823 A CN 114274823A CN 202210027294 A CN202210027294 A CN 202210027294A CN 114274823 A CN114274823 A CN 114274823A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- temperature
- control strategy
- charging
- management system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 claims abstract description 112
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 111
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- 230000007958 sleep Effects 0.000 claims description 13
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 6
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 4
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 description 1
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005059 dormancy Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车。该系统包括电气系统和热管理系统，电气系统包括供电回路和整车控制器VCU、电池管理系统BMS和空调控制器ATC；电气系统，获取充电桩电能为自身供电，通过BMS获取第一电池温度，通过VCU根据第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定第一控制策略，基于第一控制策略控制供电回路，以使供电回路使用充电桩输出的电能为热管理系统供电和/或为电池充电；热管理系统，执行VCU根据第一控制策略输出的第一控制指令，对电池进行加热或冷却操作。本发明的技术方案使车辆取充电桩电能为系统供电，且使电池在充电时保持合适的温度，提升电池的使用寿命，并提升车辆动力性，延长车辆实际的续航里程。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电动车能量管理技术，尤其涉及一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车。
背景技术
当前电动汽车使用续航里程要求越来越长，而且需要满足各个工况下的使用要求，不仅是在高温或者低温下都需要具备良好的动力性，而且续航要有所保证，避免给用户带来较多的续航焦虑。
当前电动汽车充电时仍需耗费电池自身能量为汽车系统供电，且由于电池本身的特性，在充电时会出现发热等现象。在高温或者低温下电池性能都会有所衰减，影响车辆的动力性和经济性，给用户带来较多不便。
发明内容
本发明实施例提供一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车，使车辆取充电桩电能为系统供电，且使电池在充电时保持合适的温度，提升电池的使用寿命，并提升车辆动力性，延长车辆实际的续航里程。
第一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车的充电能量管理系统，该系统包括：电气系统和热管理系统，所述电气系统包括供电回路和整车控制器VCU、用于检测电池温度的电池管理系统BMS和用于检测环境温度的空调控制器ATC；
所述电气系统，与充电桩电连接，用于获取所述充电桩的电能为自身供电，通过所述BMS获取第一电池温度，通过所述VCU根据所述第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电；
所述热管理系统，用于执行所述VCU根据所述第一控制策略输出的第一控制指令，对所述电池进行加热或冷却操作。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电动汽车的充电能量管理方法，该方法包括：
所述电气系统，与充电桩电连接，获取所述充电桩的电能为自身供电，通过所述BMS获取第一电池温度，通过所述VCU根据所述第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电；
所述热管理系统，执行所述VCU根据所述第一控制策略输出的第一控制指令，对所述电池进行加热或冷却操作。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电动汽车，该电动汽车包括如本发明任意实施例所述的充电能量管理系统。
本发明通过在电动汽车的充电能量管理系统中设置电气系统和热管理系统，在电气系统中设置供电回路和整车控制器VCU、用于检测电池温度的电池管理系统BMS和用于检测环境温度的空调控制器ATC；与充电桩连接的电气系统通过获取充电桩的电能为自身供电，通过BMS获取第一电池温度，通过VCU根据第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于第一控制策略控制供电回路，从而使供电回路使用充电桩输出的电能为热管理系统供电和/或为电池充电；还通过热管理系统执行VCU根据第一控制策略输出的第一控制指令，对电池进行加热或冷却操作。解决现有技术在极低温或者高温环境下电池温度偏低或者偏高带来的车辆动力性和续航里程衰减以及充电时耗费电池自身能量为系统供电的问题，使车辆取充电桩电能为系统供电，且使电池在充电时保持合适的温度，提升电池的使用寿命，并提升车辆动力性，延长车辆实际的续航里程。
附图说明
图1A为本发明实施例一提供了一种电动汽车的充电能量管理系统的结构示意图；
图1B为本发明实施例一提供了一种电气系统的结构示意图；
图1C为本发明实施例一提供了一种热管理系统的结构示意图；
图1D为本发明实施例一提供了一种策略切换条件示意图；
图1E为本发明实施例一提供了一种电池加热、电池冷却和不控制之间切换逻辑关系示意图；
图1F为本发明实施例一提供了一种唤醒操作的具体逻辑示意图；
图2为本发明实施例二提供了一种电动汽车的充电能量管理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1A为本发明实施例一提供的一种电动汽车的充电能量管理系统的结构示意图，本实施例可适用于在车辆充电时对电量进行合适的分配和管理的情况，参考图1A，该系统可以包括：
电气系统110和热管理系统120，所述电气系统110包括供电回路130和整车控制器VCU140、用于检测电池温度的电池管理系统BMS150和用于检测环境温度的空调控制器ATC160；
所述电气系统110，与充电桩电连接，用于获取所述充电桩的电能为自身供电，通过所述BMS150获取第一电池温度，通过所述VCU140根据所述第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路130，以使所述供电回路130使用充电桩输出的电能为所述热管理系统120供电和/或为电池充电；
所述热管理系统120，用于执行所述VCU140根据所述第一控制策略输出的第一控制指令，对所述电池进行加热或冷却操作。
其中，第一电池温度可以是指电气系统的供电回路为电池充电时的电池温度。第一温度阈值门限区间可以是指第一电池温度的可允许的变化范围。第一控制策略可以是指确定第一电池温度处于目标可允许的变化范围后充电能量管理系统对供电回路的控制方法，例如，供电回路为充电桩与热管理系统和/或电池之间的电路，用于将充电桩输出的电能传输给热管理系统和/或电池。第一控制指令可以是指VCU根据第一控制策略输出的对热管理系统的控制方法，例如，控制热管理系统对电池进行加热或冷却操作。
在本发明实施例中，可以在电动汽车的充电能量管理系统中设置电气系统和热管理系统，在电气系统中设置供电回路和整车控制器VCU、用于检测电池温度的电池管理系统BMS和用于检测环境温度的空调控制器ATC；具体的，与充电桩连接的电气系统可以通过获取充电桩的电能为自身供电，通过BMS获取第一电池温度，进而VCU可以将第一电池温度和第一温度阈值门限区间进行对比，确定出对供电回路的第一控制策略，从而基于第一控制策略控制供电回路，使供电回路使用充电桩输出的电能为热管理系统供电和/或为电池充电；VCU还根据第一控制策略输出对热管理系统的第一控制指令，使热管理系统执行VCU根据第一控制策略输出的第一控制指令，对电池进行加热或冷却操作。
在本发明的一个可选实施例中，所述电气系统具体可以用于：通过所述VCU将所述第一电池温度与所述第一温度阈值门限区间进行匹配，根据匹配结果确定目标第一温度阈值门限区间；通过所述VCU根据所述目标第一温度阈值门限区间查询预设控制策略，确定所述第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电。
其中，目标第一温度阈值门限区间可以是指从第一温度阈值门限区间中确定出的与第一电池温度对应的子区间。预设控制策略可以是指预先设定的当第一电池温度处于第一温度阈值门限区间的各子区间时分别对应的控制方法，预设控制策略可以包括：电池加热策略、边加热边充电策略、直接充电策略和电池冷却策略。
可选的，VCU可以将获取的第一电池温度与预设的第一电池温度阈值门限区间的各子区间进行匹配，进而确定出目标第一温度阈值门限区间；VCU根据目标第一温度阈值门限区间查询对应的预设控制策略，从而可以确定出第一控制策略；供电回路执行第一控制策略使用充电桩的电能为热管理系统供电和/或电池充电。
这样设置的好处在于，根据第一电池温度确定第一控制策略，并执行第一控制策略使用充电桩输出的电能为热管理系统供电和/或为电池充电，不需要耗费电池本身的电量，而是取自充电桩的电量，能够更有效的延长续航里程。
在本发明的一个可选实施例中，所述电气系统还可以用于：在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，通过所述VCU根据所述第二电池温度和环境温度，确定与所述第二电池温度匹配的第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电；以及，所述热管理系统具体还用于：执行所述VCU根据所述第二控制策略输出的第二控制指令，对所述电池进行加热、冷却或者不调整温度操作。
其中，第二电池温度可以是电池充电结束后车辆启动之前的电池温度。第二控制策略可以是指确定第二电池温度处于目标温度变化范围时，充电能量管理系统对供电回路的控制方法。第二控制指令可以是指VCU根据第二控制策略输出的对热管理系统的控制方法。
具体的，在电池充电结束后车辆启动之前，电气系统可以通过BMS获取第二电池温度，并同步通过ATC获取所处环境温度；根据获取的第二电池温度和环境温度，确定出对供电回路的第二控制策略，进而根据第二控制策略为热管理系统供电；VCU还根据第二控制策略输出第二控制指令，热管理系统可以根据第二控制指令对电池进行加热、冷却或者不调整温度操作。
这样设置的好处在于，使电动汽车在充完电以后正常行驶以前电池保持在一个合适的温度，提升电池的使用寿命，而且提升车辆动力性，延长车辆实际的续航里程。
在本发明的一个可选实施例中，所述电气系统具体还可以用于：在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取所述第二电池温度，通过所述ATC获取所述环境温度，通过所述VCU根据第二温度阈值门限区间和第三温度阈值门限区间分别匹配所述电池温度和环境温度，得到第一匹配结果和第二匹配结果；通过所述VCU根据所述第一匹配结果和第二匹配结果查询预设控制策略确定所述第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电。
其中，第二温度阈值门限区间可以是指第二电池温度可允许的变化范围。第三温度阈值门限区间可以是指环境温度可接受的变化范围。其中，第二温度阈值门限区间、第三温度阈值门限区间和第一温度阈值门限区间不同。第一匹配结果可以是指第二电池温度与第二温度阈值门限区间匹配得到的结果。第二匹配结果可以是指环境温度与第三温度阈值门限区间匹配得到的结果。
具体的，所述供电回路为电池充电结束后，在车辆启动之前，通过BMS获取第二电池温度，通过ATC获取环境温度；将第二电池温度与第二温度阈值门限区间进行匹配，获取第一匹配结果，将环境温度与第三温度阈值门限区间进行匹配，获取第二匹配结果；根据第一匹配结果与第二匹配结果，在预设控制策略中查询确定出第二控制策略；进而供电回路执行第二控制策略，使用充电桩输出的电能为热管理系统供电。
在本发明的一个可选实施例中，所述电气系统具体还可以用于：在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，进入休眠状态，并在满足唤醒条件时，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤。
其中，不调整温度状态可以是指根据第二电池温度与环境温度不对此时的电池温度进行控制，即，不加热也不冷却。预设时间阈值可以是指电池处于充电结束且不调整温度状态后直至进入其他控制状态期间的时间值。休眠状态可以是指VCU、BMS和ATC等控制器进入休眠。唤醒条件可以是指将VCU、BMS和ATC等控制器从休眠状态唤醒的条件，例如，电池处于充电结束且不调整温度状态后持续一定时间。
可选的，电池充电结束之后供电回路执行第二控制策略确定电池进入不调整温度状态，当电池进入不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，VCU、BMS和ATC等控制器进入休眠状态，随后当满足唤醒条件时，执行确定并执行第二控制策略的操作。
在本发明的一个可选实施例中，所述电气系统具体还可以用于：在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，所述VCU、BMS和ATC进入休眠状态；在预设时间区间内，检测是否达到预设时间间隔；在达到预设时间间隔时，通过所述VCU唤醒所述BMS和所述ATC，通过所述BMS检测所述充电桩的连接状态；若所述连接状态为连接所述充电桩的充电枪，则确定满足所述唤醒条件，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤；若所述连接状态为未连接所述充电桩的充电枪，则再次进行休眠状态。
其中，预设时间区间可以是指从电池转入不调整温度状态至不再执行唤醒操作的时间上限值。预设时间间隔可以是指在预设时间区间内VCU、BMS和ATC进入休眠状态直至被唤醒的时间间隔。
在本发明实施例中，当电池充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，VCU、BMS和ATC可以进入休眠状态，充电能量管理系统的所有部件可以停止工作；而在预设时间区间内，当达到预设时间间隔时，可以通过VCU唤醒BMS和ATC，通过BMS检测充电桩的连接状态；若连接充电桩的充电枪，可以通过BMS获取第二电池温度，通过ATC获取环境温度，重复执行确定并执行第二控制策略的步骤，若未连接充电桩的充电枪，可以再次进行休眠状态。相应的，若超出预设时间区间，车辆仍未启动，即使充电枪与车辆处于连接状态，VCU、BMS和ATC可以进入休眠状态，并不再主动唤醒。
这样设置的好处在于，通过控制器休眠及间隔唤醒检测电池温度的操作，既节省电能又保证在电池充电结束但仍连接充电枪时电池温度稳定。
本实施例的技术方案，通过在电动汽车的充电能量管理系统中设置电气系统和热管理系统，在电气系统中设置供电回路和整车控制器VCU、用于检测电池温度的电池管理系统BMS和用于检测环境温度的空调控制器ATC；与充电桩连接的电气系统通过获取充电桩的电能为自身供电，通过BMS获取第一电池温度，通过VCU根据第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于第一控制策略控制供电回路，从而使供电回路使用充电桩输出的电能为热管理系统供电和/或为电池充电；还通过热管理系统执行VCU根据第一控制策略输出的第一控制指令，对电池进行加热或冷却操作，解决了现有技术在极低温或者高温环境下电池温度偏低或者偏高带来的车辆动力性和续航里程衰减以及充电时耗费电池自身能量为系统供电的问题，使车辆取充电桩电能为系统供电，且使电池在充电时保持合适的温度，提升电池的使用寿命，并提升车辆动力性，延长车辆实际的续航里程。
示例性的，以下为充电能量管理系统的一种具体应用场景。
图1B为本发明实施例一提供了一种电气系统的结构示意图：所述的电气系统包括动力电池、电动水泵1、电动水泵2、DCDC、低压蓄电池、PTC、空压机、直流充电桩、交流充电机、空调控制器ATC、整车控制器VCU、电池管理系统BMS等。所述动力电池为车辆所有用电附件供电，所述DCDC用来将动力电池的高压电转换为低压电供低压负载使用，所述的直流充电桩和交流充电机用来给动力电池充电，所述的空调控制器ATC用来控制压缩机和PTC、所述的电池管理系统BMS用来检测电池电量、温度及电池状态信息。黑色线代表电线，黑色虚线代表信号连接线，各部件的连接方式如图1B所示。
图1C为本发明实施例一提供了一种热管理系统的结构示意图：所述的热管理系统包括高压动力电池、三通阀1、三通阀2、三通阀3、PTC、空调冷凝器、暖风芯体、电动水泵1、电动水泵2、膨胀水箱、空调Chiller、电池散热器等组成。所述电动水泵1和电动水泵2为冷却水提供压力和流量，使得冷却液在管路中以一定流量进行流动；空调Chiller将空调冷媒和冷却水进行热交换，对冷却水降温，对电池进行冷却；三通阀用来调节冷却水的流动方向；PTC用来给冷却水加热，在需要的时候对电池进行加热升温；电池散热器用来给冷却水降温，在需要的时候给电池冷却降温；膨胀水箱用来提供冷却液并回收多余冷却液，空调冷凝器用来将空调冷媒和外界空气进行热交换。黑色线代表冷却水管路，各个部件在冷却水管路上的连接方式如图1C所示。
具体的，连接直流或者交流充电枪准备对电池进行充电，在充电开始前，BMS检测第一电池温度以T_batt1表示，如果电池温度低于温度阈值T1(例如-10℃)，则先启动电池加热策略(策略1)，当温度加热至大于等于T1时，启动边加热边充电策略(策略2)；如果电池温度大于等于温度阈值T1且小于温度阈值T2(例如10℃)，则启动边加热边充电策略(策略2)，当温度加热至大于等于T2时，启动直接充电策略(策略3)；如果电池温度大于等于温度阈值T2且小于温度阈值T3(例如35℃)，则启动直接充电策略(策略3)；如果电池温度大于等于温度阈值T3,则启动电池冷却策略(策略4)，当冷却到温度低于温度阈值(T3-5)时，再启动直接充电策略(策略3)。其中，上述温度阈值大小关系如下：T1<T2<T3，上述4中策略之间的切换条件可以参考图1D。
上述电池加热策略(策略1)具体的控制方法如下：VCU控制PTC以最大占空比进行加热，保证PTC的电流＜(充电桩最大电流能力-DCDC电流)，同时控制电动水泵1以最高转速进行运转，电动水泵2、散热器风扇、冷凝器、Chiller等不工作，VCU控制三通阀1水流向为从3口流向2口，控制三通阀2水流向由8口流向9口，这样PTC加热冷却水，同时通过电动水泵1提供的压力将冷却水流向动力电池，以最快的速度对动力电池加热。此时VCU控制DCDC开启使能，利用充电桩输送的电量为低压小蓄电池充电，同时为电动水泵1和其它低压负载供电。此时，动力电池内部的继电器不闭合，不对高压动力电池进行充电。
上述电池边加热边充电策略(策略2)具体的控制方法如下：VCU控制PTC以一定占空比(50％～60％)进行加热，保证PTC的电流＜(充电桩最大电流能力-DCDC)电流，同时控制电动水泵1以中等转速(例如3000～4000rpm)进行运转，电动水泵2、散热器风扇和冷凝器等不工作，VCU控制三通阀1水流向为从3口流向2口，控制三通阀2水流向由8口流向9口，这样PTC加热冷却水，同时通过电动水泵1提供的压力将冷却水流向动力电池，对动力电池加热。此时VCU控制DCDC开启使能，利用充电桩输送的电量为低压小蓄电池充电，同时为电动水泵1和其它低压负载供电。此时，动力电池内部的继电器闭合，充电桩同时对动力电池进行充电。
上述直接充电策略(策略3)具体的控制方法如下：PTC、电动水泵1、电动水泵2、冷凝器、散热器风扇、Chiller等均不工作，此时VCU控制DCDC开启使能，利用充电桩输送的电量为低压小蓄电池充电，同时为电动水泵1和其它低压负载供电，动力电池内部的继电器闭合，充电桩同时对动力电池进行充电。
上述电池冷却策略(策略4)具体的控制方法如下：VCU控制电动水泵1工作，以最大转速进行运转，控制三通阀1水流向为从1口流向2口，控制三通阀3水流向为6口流向5口，空调冷凝器和Chiller工作，利用空调冷媒和冷却水进行热交换，对冷却水进行降温，冷却水流向动力电池对电池进行冷却，此时，PTC、电动水泵2、电池散热器风扇等不工作。
进一步的，当电池电量达到目标充电电量，此目标充电电量一般为用户提前设定好的电量值(例如80％或者100％)，此时充电结束，电池内部继电器断开，充电桩不再对电池进行充电。同时BMS检测第二电池温度T_batt2和环境温度T_ambient,根据这两个温度和对应的温度阈值进行决策是否对电池采取冷却加热(策略1)或者电池冷却(策略4)。具体决策方式如下表1所示：
上述电池加热(策略1)、电池冷却(策略4)和不控制之间切换逻辑关系可以参考图1E。
进一步的，当电池充电结束并转入不控制状态以后，间隔一定时间△T1(例如3秒)，相关控制器VCU、BMS和ATC等进入休眠状态，所有部件停止工作。同时每间隔一定时间△T2(例如2小时)，VCU唤醒所有BMS和ATC，BMS继续检测电池温度和充电枪状态，ATC检测环境温度，如果充电枪在连接，则根据表1所示，进入到电池冷却或者电池加热程序，如果充电枪未连接，则所有控制器休眠，不再主动唤醒，在一定时间△T3内(例如48h)，重复上述操作。当从电池充到目标电量以后经过的时间超过△T3以后，如果驾驶员仍未启动车辆，即使充电枪处于连接状态，仍然执行控制器休眠，不再主动唤醒。上述唤醒操作具体逻辑图可以参考图1F。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种电动汽车的充电能量管理方法的流程图，该方法可以由上述电动汽车的充电能量管理系统执行，参考图2，该方法包括：
所述电气系统，与充电桩电连接，获取所述充电桩的电能为自身供电，通过所述BMS获取第一电池温度，通过所述VCU根据所述第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电；
所述热管理系统，执行所述VCU根据所述第一控制策略输出的第一控制指令，对所述电池进行加热或冷却操作。
本实施例的技术方案，通过在电动汽车的充电能量管理系统中设置电气系统和热管理系统，在电气系统中设置供电回路和整车控制器VCU、用于检测电池温度的电池管理系统BMS和用于检测环境温度的空调控制器ATC；与充电桩连接的电气系统通过获取充电桩的电能为自身供电，通过BMS获取第一电池温度，通过VCU根据第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于第一控制策略控制供电回路，从而使供电回路使用充电桩输出的电能为热管理系统供电和/或为电池充电；还通过热管理系统执行VCU根据第一控制策略输出的第一控制指令，对电池进行加热或冷却操作，解决了现有技术在极低温或者高温环境下电池温度偏低或者偏高带来的车辆动力性和续航里程衰减以及充电时耗费电池自身能量为系统供电的问题，使车辆取充电桩电能为系统供电，且使电池在充电时保持合适的温度，提升电池的使用寿命，并提升车辆动力性，延长车辆实际的续航里程。
上述方法中，可选的是，在基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电之后，还可以包括：
所述电气系统在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，通过所述VCU根据所述第二电池温度和环境温度，确定与所述第二电池温度匹配的第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电；以及，所述热管理系统还执行所述VCU根据所述第二控制策略输出的第二控制指令，对所述电池进行加热、冷却或者不调整温度操作。
上述方法中，可选的是，通过所述VCU根据所述第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电，可以包括：
所述电气系统通过所述VCU将所述第一电池温度与所述第一温度阈值门限区间进行匹配，根据匹配结果确定目标第一温度阈值门限区间；
通过所述VCU根据所述目标第一温度阈值门限区间查询预设控制策略，确定所述第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电。
上述方法中，可选的是，所述电气系统在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，通过所述VCU根据所述第二电池温度和环境温度，确定与所述第二电池温度匹配的第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电，可以包括：
所述电气系统在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取所述第二电池温度，通过所述ATC获取所述环境温度，通过所述VCU根据第二温度阈值门限区间和第三温度阈值门限区间分别匹配所述电池温度和环境温度，得到第一匹配结果和第二匹配结果；
通过所述VCU根据所述第一匹配结果和第二匹配结果查询预设控制策略确定所述第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电。
上述方法中，可选的是，在执行所述VCU根据所述第二控制策略输出的第二控制指令，对所述电池进行加热、冷却或者不调整温度操作之后，还可以包括：
所述电气系统在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，进入休眠状态，并在满足唤醒条件时，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤。
上述方法中，可选的是，所述电气系统在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，进入休眠状态，并在满足唤醒条件时，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤，可以包括：
所述电气系统在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，所述VCU、BMS和ATC进入休眠状态；
在预设时间区间内，检测是否达到预设时间间隔；
在达到预设时间间隔时，通过所述VCU唤醒所述BMS和所述ATC，通过所述BMS检测所述充电桩的连接状态；
若所述连接状态为连接所述充电桩的充电枪，则确定满足所述唤醒条件，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤；
若所述连接状态为未连接所述充电桩的充电枪，则再次进行休眠状态。
实施例三
本发明实施例三还提供的一种电动汽车，该电动汽车包括如本发明任意实施例所述的充电能量管理系统。该电动汽车具体可以包括：
电气系统和热管理系统，所述电气系统包括供电回路和整车控制器VCU、用于检测电池温度的电池管理系统BMS和用于检测环境温度的空调控制器ATC；
所述电气系统，与充电桩电连接，用于获取所述充电桩的电能为自身供电，通过所述BMS获取第一电池温度，通过所述VCU根据所述第一电池温度和温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电；
所述热管理系统，用于执行所述VCU根据所述第一控制策略输出的第一控制指令，对所述电池进行加热或冷却操作。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (13)
1.一种电动汽车的充电能量管理系统，其特征在于，包括：电气系统和热管理系统，所述电气系统包括供电回路和整车控制器VCU、用于检测电池温度的电池管理系统BMS和用于检测环境温度的空调控制器ATC；
所述电气系统，与充电桩电连接，用于获取所述充电桩的电能为自身供电，通过所述BMS获取第一电池温度，通过所述VCU根据所述第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电；
所述热管理系统，用于执行所述VCU根据所述第一控制策略输出的第一控制指令，对所述电池进行加热或冷却操作。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的充电能量管理系统，其特征在于，所述电气系统还用于：
在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，通过所述VCU根据所述第二电池温度和环境温度，确定与所述第二电池温度匹配的第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电；以及，所述热管理系统具体还用于：执行所述VCU根据所述第二控制策略输出的第二控制指令，对所述电池进行加热、冷却或者不调整温度操作。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的充电能量管理系统，其特征在于，所述电气系统具体用于：
通过所述VCU将所述第一电池温度与所述第一温度阈值门限区间进行匹配，根据匹配结果确定目标第一温度阈值门限区间；
通过所述VCU根据所述目标第一温度阈值门限区间查询预设控制策略，确定所述第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电。
4.根据权利要求2所述的电动汽车的充电能量管理系统，其特征在于，所述电气系统具体还用于：
在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取所述第二电池温度，通过所述ATC获取所述环境温度，通过所述VCU根据第二温度阈值门限区间和第三温度阈值门限区间分别匹配所述电池温度和环境温度，得到第一匹配结果和第二匹配结果；
通过所述VCU根据所述第一匹配结果和第二匹配结果查询预设控制策略确定所述第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电。
5.根据权利要求2所述的电动汽车的充电能量管理系统，其特征在于，所述电气系统具体还用于：
在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，进入休眠状态，并在满足唤醒条件时，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤。
6.根据权利要求1所述的电动汽车的充电能量管理系统，其特征在于，所述电气系统具体还用于：
在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，所述VCU、BMS和ATC进入休眠状态；
在预设时间区间内，检测是否达到预设时间间隔；
在达到预设时间间隔时，通过所述VCU唤醒所述BMS和所述ATC，通过所述BMS检测所述充电桩的连接状态；
若所述连接状态为连接所述充电桩的充电枪，则确定满足所述唤醒条件，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤；
若所述连接状态为未连接所述充电桩的充电枪，则再次进行休眠状态。
7.一种电动汽车的充电能量管理方法，其特征在于，包括：
所述电气系统，与充电桩电连接，获取所述充电桩的电能为自身供电，通过所述BMS获取第一电池温度，通过所述VCU根据所述第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电；
所述热管理系统，执行所述VCU根据所述第一控制策略输出的第一控制指令，对所述电池进行加热或冷却操作。
8.根据权利要求7所述的电动汽车的充电能量管理方法，其特征在于，在基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电之后，还包括：
所述电气系统在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，通过所述VCU根据所述第二电池温度和环境温度，确定与所述第二电池温度匹配的第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电；以及，所述热管理系统还执行所述VCU根据所述第二控制策略输出的第二控制指令，对所述电池进行加热、冷却或者不调整温度操作。
9.根据权利要求7所述的电动汽车的充电能量管理方法，其特征在于，通过所述VCU根据所述第一电池温度和第一温度阈值门限区间，确定与第一电池温度匹配的第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电，包括：
所述电气系统通过所述VCU将所述第一电池温度与所述第一温度阈值门限区间进行匹配，根据匹配结果确定目标第一温度阈值门限区间；
通过所述VCU根据所述目标第一温度阈值门限区间查询预设控制策略，确定所述第一控制策略，基于所述第一控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电和/或为电池充电。
10.根据权利要求8所述的电动汽车的充电能量管理方法，其特征在于，所述电气系统在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，通过所述VCU根据所述第二电池温度和环境温度，确定与所述第二电池温度匹配的第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电，包括：
所述电气系统在所述电池充电结束后，通过所述BMS获取所述第二电池温度，通过所述ATC获取所述环境温度，通过所述VCU根据第二温度阈值门限区间和第三温度阈值门限区间分别匹配所述电池温度和环境温度，得到第一匹配结果和第二匹配结果；
通过所述VCU根据所述第一匹配结果和第二匹配结果查询预设控制策略确定所述第二控制策略，基于所述第二控制策略控制所述供电回路，以使所述供电回路使用所述充电桩输出的电能为所述热管理系统供电。
11.根据权利要求8所述的电动汽车的充电能量管理方法，其特征在于，在执行所述VCU根据所述第二控制策略输出的第二控制指令，对所述电池进行加热、冷却或者不调整温度操作之后，还包括：
所述电气系统在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，进入休眠状态，并在满足唤醒条件时，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤。
12.根据权利要求11所述的电动汽车的充电能量管理方法，其特征在于，所述电气系统在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，进入休眠状态，并在满足唤醒条件时，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤，包括：
所述电气系统在所述电池处于充电结束且不调整温度状态的时间达到预设时间阈值时，所述VCU、BMS和ATC进入休眠状态；
在预设时间区间内，检测是否达到预设时间间隔；
在达到预设时间间隔时，通过所述VCU唤醒所述BMS和所述ATC，通过所述BMS检测所述充电桩的连接状态；
若所述连接状态为连接所述充电桩的充电枪，则确定满足所述唤醒条件，通过所述BMS获取第二电池温度，通过所述ATC获取环境温度，执行确定并执行所述第二控制策略的步骤；
若所述连接状态为未连接所述充电桩的充电枪，则再次进行休眠状态。
13.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1-6的充电能量管理系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210027294.1A CN114274823A (zh) | 2022-01-11 | 2022-01-11 | 一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210027294.1A CN114274823A (zh) | 2022-01-11 | 2022-01-11 | 一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114274823A true CN114274823A (zh) | 2022-04-05 |
Family
ID=80880741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210027294.1A Pending CN114274823A (zh) | 2022-01-11 | 2022-01-11 | 一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114274823A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115339354A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-11-15 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种动力电池加热保温控制方法、装置、终端及存储介质 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108891276A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-27 | 北京现代汽车有限公司 | 动力电池的充电控制方法、装置和车辆 |
| CN112319313A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-05 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种基于电网的电池保温控制方法及控制系统 |
-
2022
- 2022-01-11 CN CN202210027294.1A patent/CN114274823A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108891276A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-27 | 北京现代汽车有限公司 | 动力电池的充电控制方法、装置和车辆 |
| CN112319313A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-05 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种基于电网的电池保温控制方法及控制系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115339354A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-11-15 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种动力电池加热保温控制方法、装置、终端及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112319310B (zh) | 电池组的热管理方法 | |
| CN110015196B (zh) | 电动汽车、电池热管理供电系统及其控制方法 | |
| CN111942228A (zh) | 一种电动汽车低温充电控制系统及其控制方法 | |
| CN112172607B (zh) | 电动汽车充电完成电池保温控制系统 | |
| KR101114255B1 (ko) | 보조 배터리가 구비된 차량 | |
| CN110978945B (zh) | 一种增程式电车热管系统及其方法 | |
| JP2013163494A (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
| CN111716995A (zh) | 电动汽车的空调和动力电池的加热系统、方法和电动汽车 | |
| CN114824580B (zh) | 动力电池加热控制方法、系统、车辆和存储介质 | |
| US20130173105A1 (en) | Controller for Vehicle and Vehicle Including the Controller | |
| CN207565376U (zh) | 一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩 | |
| CN107471957A (zh) | 一种电动汽车空调控制系统、方法及电动汽车 | |
| CN112103532A (zh) | 一种集成式氢能汽车热管理控制方法 | |
| CN112238733A (zh) | 一种电动汽车热调控系统 | |
| CN112977157A (zh) | 动力电池的热管理方法、装置、整车控制器及电动车辆 | |
| CN114274823A (zh) | 一种电动汽车的充电能量管理系统、方法和电动汽车 | |
| CN114771205A (zh) | 电动车低温充电及采暖系统及其控制方法 | |
| CN111572575B (zh) | 一种间歇式供电轨道车辆的空调控制方法、系统及车辆 | |
| CN113103918A (zh) | 一种断开继电器的控制方法和系统 | |
| CN208478520U (zh) | 一种纯电城市客车动力电池温控系统 | |
| CN110978943A (zh) | 一种电动客车空调ptc加热器运行控制方法、计算机可读存储介质及空调 | |
| CN114030389A (zh) | 一种电动汽车电池热管理控制方法及装置 | |
| CN113928180A (zh) | 车辆的电池包插枪控温控制方法和系统 | |
| CN113341909A (zh) | 一种基于用户选择的电池恒温热管理控制策略 | |
| CN113815493A (zh) | 一种电池系统加热控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |