CN115009104A

CN115009104A - 一种车辆、车辆充电的控制方法和装置

Info

Publication number: CN115009104A
Application number: CN202210746396.9A
Authority: CN
Inventors: 潘志强; 陈永宝; 程豪
Original assignee: Lantu Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Lantu Automobile Technology Co Ltd
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2022-09-06

Abstract

本发明公开了一种车辆、车辆充电的控制方法和装置，所述控制方法通过获取动力电池的充电功率和加热附件的加热功率，根据充电功率、加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，请求电流大于充电功率和加热功率对应电流的和值，根据请求电流对车辆的动力电池进行加热和充电时，不会因车端负载和快充桩两者硬件响应速度不一致，而出现车端负载功率需求在短时间内高于快充桩输出引起快充桩输出电流波动，使车辆的加热和充电更稳定，进而提高了低温环境下车辆快充的可靠性。

Description

一种车辆、车辆充电的控制方法和装置

技术领域

本申请涉及车辆充电控制的技术领域，尤其涉及一种车辆、车辆充电的控制方法和装置。

背景技术

电动汽车充电慢导致充电时间过长，一直是困扰广大车主的一个难题，对电动汽车的发展推广也是很大的制约因素。尤其是冬季低温的充电场景，由于锂电池在低温下活性降低，导致充电电流显著减小，充电时间增加，影响用户使用。为解决该问题，部分车企采用加热活化电池的充电策略，充电时根据车端负载实时消耗的功率计算充电请求电流，但在实施快充过程中，出现欠压甚至故障停机的充电故障。

因此，如何提高低温环境下车辆快充的可靠性，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的一种车辆、车辆充电的控制方法和装置，能够提高低温环境下车辆快充的可靠性。

本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆充电的控制方法，包括：

接收到充电信号后，获取动力电池的充电功率和加热附件的加热功率；

根据所述充电功率、所述加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，其中，所述请求电流大于所述充电功率和所述加热功率对应电流的电流之和；

基于所述充电功率、所述加热功率和所述请求电流，对所述动力电池进行加热和充电。

在一种可选的实施例中，所述根据所述充电功率、所述加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，包括：

根据所述充电功率和所述动力电池的充电电压，确定所述动力电池的充电电流；

根据所述加热功率和所述加热附件的加热电压，确定所述加热附件的加热电流；

根据所述安全裕度的设定电流，确定所述车辆的裕度电流；

根据所述充电电流、所述加热电流和所述裕度电流的电流之和，确定所述请求电流。

在一种可选的实施例中，所述根据所述充电电流、所述加热电流和所述裕度电流的电流之和，确定所述请求电流之前，还包括：

根据需求电流与所述安全裕度的设定比例，更新所述裕度电流，其中，所述需求电流为所述充电电流和所述加热电流的电流之和。

在一种可选的实施例中，所述基于所述充电功率、所述加热功率和所述请求电流，对所述动力电池进行加热和充电，包括：

根据所述充电功率和所述请求电流，配置所述动力电池的充电电流，以对所述动力电池进行充电；

控制所述加热附件以预设的调节速率对所述动力电池进行加热，直至达到所述加热功率。

在一种可选的实施例中，所述基于所述充电功率、所述加热功率和所述请求电流，对所述动力电池进行加热和充电之后，还包括：

判断所述车辆的空调是否开启加热；

若是，则根据所述动力电池的加热温度阈值、当前温度和目标温度，控制空调加热阀和电池加热阀开启至对应开度。

在一种可选的实施例中，所述根据所述电池的加热温度阈值、当前温度和目标温度，控制空调加热阀和电池加热阀开启至对应开度，包括：

根据公式

获得所述电池加热阀的电池加热开度P1，其中，T为所述当前温度，T1为所述加热温度阈值，T2为所述目标温度；

根据公式P2＝100％-P1，获得所述空调加热阀的空调加热开度P2；

控制所述空调加热阀开启至所述空调加热开度，控制所述电池加热阀开启至所述电池加热开度。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆经第一方面中任一所述的方法控制充电。

第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆充电的控制装置，包括：

获取模块，用于在接收到充电信号后，获取动力电池的充电功率和加热附件的加热功率；

确定模块，用于根据所述充电功率、所述加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，其中，所述请求电流大于所述充电功率和所述加热功率对应电流的电流之和；

第一控制模块，用于基于所述充电功率、所述加热功率和所述请求电流，对所述动力电池进行加热和充电。

第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行第一方面中任一项所述方法的步骤。

第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述方法的步骤。

本发明的一种车辆、车辆充电的控制方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过获取动力电池的充电功率和加热附件的加热功率，根据充电功率、加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，请求电流大于充电功率和加热功率对应电流的和值，根据请求电流对车辆的动力电池进行加热和充电时，不会因车端负载和快充桩两者硬件响应速度不一致，而出现车端负载功率需求在短时间内高于快充桩输出引起快充桩输出电流波动，使车辆的加热和充电更稳定，进而提高了低温环境下车辆快充的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车辆充电时各附件的连接结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种车辆充电的控制方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的车辆充电的控制策略图；

图4为本发明实施例提供的一种车辆充电的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

请参阅图1，图1为车辆在进行充电时各附件的连接结构示意图，各附件包括快充桩1、动力电池2、PTC加热器3、四通连接器4、三通阀5、冷却液箱6、水泵7、整车控制器8(VCU，Vehicle Control Unit)、电池管理系统9(BMS，Battery Management System)。动力电池2外部设置电池包，电池包上设置用于控温的水管，电池包内设置快充继电器10，快充继电器10的快充正(DC+)和快充负(DC-)用于控制快充桩1和动力电池2开路或断路。其中，PTC加热器3与空调AC集成在一起，PTC加热器3用于加热冷却液，对动力电池2实施升温，空调AC可以控制PTC加热器3工作，对车辆的驾乘仓实施升温；三通阀5包括入口阀51、电池加热阀52和空调加热阀53，入口阀51用于经PTC加热器3加热后的热水流入三通阀5，电池加热阀52用于将热水分流对驾乘仓升温，空调加热阀53用于将热水分流对动力电池2升温。下面将具体展开阐述如何实施本发明实施例的技术方案，以提高低温环境下车辆快充的可靠性。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种车辆充电的控制方法的流程图，包括：

S11、接收到充电信号后，获取动力电池的充电功率和加热附件的加热功率。

具体的，充电信号由驾乘人员操控经快充桩或移动终端操控触发，接收到充电信号说明快充桩与车辆已完成电路连接，可以实施对动力电池进行快充。加热附件可以为PTC加热器，也可以为其他类型的加热器，能够对动力电池进行加热即可。获取充电功率和加热功率后进入步骤S12。

S12、根据所述充电功率、所述加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，其中，所述请求电流大于所述充电功率和所述加热功率对应电流的电流之和；

具体的，充电功率为充电电压与充电电流的乘积，加热功率为加热电压与加热电流的乘积，在进行快充的过程中，随着加热动力电池的活化，充电功率将逐步增大，加热功率将逐步减小。请求电流表征的是车辆请求快充桩输出的电流大小，通过设定安全裕度可以使请求电流的大于充电功率和加热功率对应电流的电流之和，低温环境下车辆快充时，车辆的加热和充电更稳定。可以理解，安全裕度可以根据技术人员的经验确定，也可以根据实验标定测试后确定，具体设定值在此不具体赘述。

在一种具体的实施方式中，根据充电功率、加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，包括：

根据充电功率和动力电池的充电电压，确定动力电池的充电电流；根据加热功率和加热附件的加热电压，确定加热附件的加热电流；根据安全裕度的设定电流，确定车辆的裕度电流；根据充电电流、加热电流和裕度电流的电流之和，确定请求电流。

具体的，裕度电流可以为一固定值，例如10A或20A，也可以根据充电电流和加热电流的电流之和确定，该电流之和越大，裕度电流设定值越大；反之，该电流之和越小，裕度电流设定值越小。

在具体实施时，充电电流和加热电流会随快充进程对应变化，例如充电电流会动力电池逐步充满而减小，加热电流会动力电池温度逐步升高而减小，若将安全裕度设定为一固定电流值，可能造成裕度电流被过多分配，电网资源浪费大。

在一种具体的实施方式中，根据充电电流、加热电流和裕度电流的电流之和，确定请求电流之前，还包括：

根据需求电流与安全裕度的设定比例，更新裕度电流，其中，需求电流为充电电流和加热电流的电流之和。

具体的，裕度电流为需求电流与设定比例的乘积，通过设定比例能够使更新的裕度电流随需求电流变化，减小裕度电流被过多分配，节约电网资源，可以理解，设定比例可以设定为20-60％中的任意值。确定裕度电流后，再根据充电电流、加热电流和裕度电流的电流之和确定请求电流，确定请求电流后进入步骤S13。

S13、基于所述充电功率、所述加热功率和所述请求电流，对所述动力电池进行加热和充电。

具体的，由于请求电流大于充电功率和加热功率对应的电流之和，在对动力电池进行加热和充电时，请求电流具有一定的裕度，不会被充电功率和加热功率完全分配，使动力电池快充过程中具有较好的可靠性。方便电动汽车用户在低温环境下也能进行快速的充电，减小用户充电焦虑。

在具体实施时，由于加热附件的功率较大，例如某车型上的PTC加热器数量为两个，每个功率7kw，动力电池的充电功率为3kw，最大功率合计17kw，进行加热和充电时，若直接以最大功率加载，快充桩易出现欠压，甚至故障停机。

在一种具体的实施方式中，基于充电功率、加热功率和请求电流，对动力电池进行加热和充电，包括：

根据充电功率和请求电流，配置动力电池的充电电流，以对动力电池进行充电；控制加热附件以预设的调节速率对动力电池进行加热，直至达到加热功率。

具体的，动力电池通常是恒压充电，即通过改变充电电流的大小对充电功率进行调节，根据充电功率和请求电流配置充电电流，可以满足充电的电流需求。加热附件以预设的调节速率对动力电池进行加热时，加热电流逐步增大，快充桩不易被加载欠压，调节速率可以设定一电流增大速率，也可以设定一功率增大速率，例如500w/s，直至达到加热功率，在加热功率下以最大功率对动力电池进行加热。

在一种具体的实施方式中，基于充电功率、加热功率和请求电流，对动力电池进行加热和充电之后，还包括：

判断车辆的空调是否开启加热；若是，则根据动力电池的加热温度阈值、当前温度和目标温度，控制空调加热阀和电池加热阀开启至对应开度。

具体的，车辆的空调不开启加热，继续执行对动力电池进行加热和充电的步骤；车辆的空调开启加热，说明在快充过程中驾乘仓有升温需求，需要将空调加热阀打开，电池加热阀对应减小。加热温度阈值表征的是动力电池需要升温的温度值，当前温度表征的是动力电池当前时刻的实际温度，目标温度为动力电池加热需要达到的温度，通过加热温度阈值、当前温度和目标温度，可以得出加热动力电池的状态，在当前温度与目标温度差距较大时，可以将电池加热阀的开度调整较大，空调加热阀开启较小，以将更多的热能输出至动力电池加热，满足快充的温度需求；在当前温度与目标温度差距较小时，将电池加热阀的开度调整较小，空调加热阀开启较大，以将更多的热能输出至驾乘仓加热，满足驾乘人员的舒适性要求。具体设定可以将当前温度与目标温度的温度差与各阀门的开度设定对照表，依据对照表的查询结果确定各阀门的开度。

在一种具体的实施方式中，根据电池的加热温度阈值、当前温度和目标温度，控制空调加热阀和电池加热阀开启至对应开度，包括：

根据公式

获得电池加热阀的电池加热开度P1，其中，T为当前温度，T1为加热温度阈值，T2为目标温度；根据公式P2＝100％-P1，获得空调加热阀的空调加热开度P2；控制空调加热阀开启至空调加热开度，控制电池加热阀开启至电池加热开度。

具体的，电池加热开度P1和空调加热开度P2为0-100％，表征的是各阀门关闭至开度最大，通过公式可以得出在目标温度至加热温度阈值内，当前温度至目标温度的差距，以准确计算出电池加热开度。由于热水是经入口阀后，通过电池加热阀和空调加热阀进行分流，因此电池加热开度和空调加热开度相加为100％。

下面本发明实施例将具体阐述车辆的整个快充控制策略，请参阅图3。

当动力电池的当前温度小于加热温度阈值，电池管理系统给整车控制器发送电池预热请求。

整车控制器接收到电池管理系统的预热请求信号，同时检测到快充枪插枪的连接信号、CHM/CRM报文，整车控制器请求电池管理系统闭合快充继电器(或称高压继电器)，建立高压，请求PTC加热器工作；同时，整车控制器给桩发送快充交互报文BRM、BRO等。

整车控制器请求电池管理系统闭合快充继电器，在收到电池管理系统进入快充状态后，整车控制器给桩发送BRO＝0xAA，告知桩端车辆已经准备就绪，同时发送需求电压为430V，发送请求电流为5A，防止桩端输出较大电流直接进电池包，导致电池在低温下过充析锂，以此保护电池安全。

整车控制器判断桩端输出电压CCS_Out_Voltage>300V，反馈状态给整车控制器。

整车控制器给桩端更新需求电压，发送350V电压需求BCL_Voltage_Request，更新请求电流BCL_Current_Request，发送50A的电流需求；整车控制器请求PTC加热器开始工作；此时，缓慢调节PTC加热器功率至最大(7kw)，调节速率为500w/s；考虑到充电桩响应速率的问题，过快地调节车端负载功率，例如直接将PTC加热器开到满负荷，可能导致快充桩响应不及时，输出欠压，停机；因此，通过缓慢提升车端负载功率的方式，可以使快充桩在启动时输出平缓，避免欠压故障停机，导致快充预热失败；

在电池管理系统断开供电继电器后，计算需求电流的方法：由于快充桩输出能力较强，只需考虑车端负载最大功率即可，由于车上有两个7kw的PTC加热器，用于动力电池加热；一个3kw的DCDC充电器，用于动力电池充电，因此(7kw×2+3kw)/350V，得到充电实际需求电流，取值50A。

不能根据负载实时消耗的功率去计算需求电流，这样会导致桩端欠压。由于车端负载和充电桩两者硬件响应速度不一致，如果实时计算实际需求电流，将出现车端负载功率在短时间内高于桩输出的情况，导致桩输出电流波动，直接将桩端拉欠压，甚至故障停机。所以，必须保障对桩的电流/功率需求始终高于车端负载消耗。

此时，进入了快充预热流程，电池管理系统持续控制水泵工作，控制三通阀工作状态；当接收到BMS上报的冷却液当前温度小于加热的目标温度，控制三通阀流经空调加热的水路关闭，控制流经动力电池加热的水路打开，开度为100％，此时，经PTC加热器加热后的冷却液全部流向电池水道，给动力电池加热。

在快充预热过程中，当用户打开空调给驾乘舱加热时，空调加热阀和电池加热阀的开度经上述公式进行计算。

当电池预热结束，给整车控制器发送预热结束信号，此时，如果电池仍有充电需求，则整车控制器重新请求电池管理系统闭合快充继电器，恢复快充；如无充电请求，整车控制器请求整车下电。

预热结束，整车控制器请求PTC加热器停止工作；此时，若无用户开启空调加热需求，则控制PTC加热器停机；若用户有空调加热请求，则控制PTC加热器工作，且控制三通阀流经动力电池加热的水路关闭；控制三通阀流经动力驾乘仓加热的水路打开，开度均为100％。

基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆经控制方法中任一所述的方法控制充电。

基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种车辆充电的控制装置，请参阅图4，包括：

获取模块401，用于在接收到充电信号后，获取动力电池的充电功率和加热附件的加热功率；

确定模块402，用于根据所述充电功率、所述加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，其中，所述请求电流大于所述充电功率和所述加热功率对应电流的电流之和；

第一控制模块403，用于基于所述充电功率、所述加热功率和所述请求电流，对所述动力电池进行加热和充电。

在一种可选的实施例中，所述确定模块，包括：

第一确定子模块，用于根据所述充电功率和所述动力电池的充电电压，确定所述动力电池的充电电流；

第二确定子模块，用于根据所述加热功率和所述加热附件的加热电压，确定所述加热附件的加热电流；

第三确定子模块，用于根据所述安全裕度的设定电流，确定所述车辆的裕度电流；

第四确定子模块，用于根据所述充电电流、所述加热电流和所述裕度电流的电流之和，确定所述请求电流。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

更新模块，用于根据需求电流与所述安全裕度的设定比例，更新所述裕度电流，其中，所述需求电流为所述充电电流和所述加热电流的电流之和。

在一种可选的实施例中，所述第一控制模块，包括：

配置子模块，用于根据所述充电功率和所述请求电流，配置所述动力电池的充电电流，以对所述动力电池进行充电；

第一控制子模块，用于控制所述加热附件以预设的调节速率对所述动力电池进行加热，直至达到所述加热功率。

在一种可选的实施例中，所述装置还包括：

判断模块，用于判断所述车辆的空调是否开启加热；

第二控制模块，用于在车辆的空调开启加热时，则根据所述动力电池的加热温度阈值、当前温度和目标温度，控制空调加热阀和电池加热阀开启至对应开度。

在一种可选的实施例中，所述第二控制模块，包括：

第一获得子模块，用于根据公式

第二获得子模块，用于根据公式P2＝100％-P1，获得所述空调加热阀的空调加热开度P2；

第二控制子模块，用于控制所述空调加热阀开启至所述空调加热开度，以及控制所述电池加热阀开启至所述电池加热开度。

基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行控制方法中任一项所述方法的步骤。

基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现控制方法中任一项所述方法的步骤。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1.通过获取动力电池的充电功率和加热附件的加热功率，根据充电功率、加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，请求电流大于充电功率和加热功率对应电流的和值，根据请求电流对车辆的动力电池进行加热和充电时，不会因车端负载和快充桩两者硬件响应速度不一致，而出现车端负载功率需求在短时间内高于快充桩输出引起快充桩输出电流波动，使车辆的加热和充电更稳定，进而提高了低温环境下车辆快充的可靠性。

2.通过控制加热附件以预设的调节速率对动力电池进行加热，加热电流逐步增大，快充桩不易被加载欠压，进一步进而提高了低温环境下车辆快充的可靠性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(模块、系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种车辆充电的控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的车辆充电的控制方法，其特征在于，所述根据所述充电功率、所述加热功率和预设的安全裕度，确定车辆的请求电流，包括：

根据所述安全裕度的设定电流，确定所述车辆的裕度电流；

3.根据权利要求2所述的车辆充电的控制方法，其特征在于，所述根据所述充电电流、所述加热电流和所述裕度电流的电流之和，确定所述请求电流之前，还包括：

4.根据权利要求1所述的车辆充电的控制方法，其特征在于，所述基于所述充电功率、所述加热功率和所述请求电流，对所述动力电池进行加热和充电，包括：

5.根据权利要求1所述的车辆充电的控制方法，其特征在于，所述基于所述充电功率、所述加热功率和所述请求电流，对所述动力电池进行加热和充电之后，还包括：

判断所述车辆的空调是否开启加热；

6.根据权利要求5所述的车辆充电的控制方法，其特征在于，所述根据所述电池的加热温度阈值、当前温度和目标温度，控制空调加热阀和电池加热阀开启至对应开度，包括：

根据公式

7.一种车辆，其特征在于，所述车辆经权利要求1-6任一所述的方法控制充电。

8.一种车辆充电的控制装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。