CN115503555A - 一种新能源汽车动力电池加热系统及加热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种新能源汽车动力电池加热系统及加热方法。加热系统包括远程控制终端、控制平台、整车控制器、动力电池系统和电源；远程控制终端通过网络与控制平台无线连接；动力电池系统与电源连接；本发明通过内置加热板和温度传感器，加热板和温度传感器均与整车控制器连接，通过电源实现对电池模组的升温加热，电池模组的温度实时反馈给整车控制器，可以确保电池模组的温度均衡，实时保证电池模组的最佳温度，提高低温环境下电池安全性能。另外，用户可以在低温情况下需要使用新能源汽车前，通过远程客户端下发指令开启电池加热，并且根据客户端反馈加热时间来控制出门时间，提高用户使用满意度。

Description

一种新能源汽车动力电池加热系统及加热方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种新能源汽车动力电池加热系统及加热方法。
背景技术
随着社会发展与进步，新能源汽车的地位及重要性日益提升，成为环保与节能的代名词。目前，新能源汽车绝大多数使用锂离子电池作为动力驱动车辆，而锂电池受温度变化影响明显，尤其是低温环境下，锂电池的放电性能和效率、稳定性和安全性会大大受到影响。北方的冬季或者寒冷条件下，电池性能下降，循环次数、寿命明显降低，严重影响新能源汽车用户体验。
作为新能源汽车核心零部件的动力电池，针对冬季低温情况的续航变短、加速无力、充电时间长、电池寿命减少、用户体验差等问题，需要通过电池管理系统以及远程控制的结合，维持电池温度均衡，避免电池温差和温升过大，提升电池充放电性能，延长电池使用寿命
发明内容
本发明提供了一种新能源汽车动力电池加热系统及加热方法，可以确保动力电池的温度均衡，实时监控动力电池处于最佳温度，提高低温环境下电池安全性能，解决了现有加热系统存在的上述问题。
本发明技术方案结合附图说明如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种新能源汽车动力电池加热系统包括远程控制终端6、控制平台7、整车控制器8、动力电池系统9和电源10；所述远程控制终端6通过网络与控制平台7无线连接；所述控制平台7与整车控制器8连接；所述控制平台7、整车控制器8、动力电池系统9均与CAN总线信号连接；所述动力电池系统9与电源10连接；所述电源10同时为控制平台7、整车控制器8和动力电池系统9提供低压供电。
进一步地，所述动力电池系统9包括电池管理系统和加热板5；所述加热板5固定在电池模组3的绝缘侧；所述电池模组3的表面设置有温度传感器4；所述加热板5、电池模组3和温度传感器4均设置在动力电池箱体1中；所述温度传感器4通过线束与电源10以及整车控制器8相连；所述加热板5由加热丝和铝箔反射层组成；所述铝箔反射层固定在加热丝上；所述加热丝与电源10连接。
进一步地，所述铝箔反射层的层数为两层，两层铝箔反射层贴在均匀分布的加热丝两面。
进一步地，所述加热板5与电池模组3的绝缘侧通过粘贴连接。
进一步地，所述动力电池箱体1上设置有动力电池正负极2；所述动力电池的正、负极与电源10的正、负极连接。
进一步地，所述电源10的输入电压为220V交流电.
进一步地，所述控制平台7获取车辆上动力电池系统9的电池剩余电量、电池模组3的温度、电池模组3的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态的数据并进行存储。
进一步地，所述远程控制终端6为安装有远程加热程序的移动设备并具备连接网络功能的设备，远程控制终端6能够向控制平台7查询车辆上动力电池系统9的电池剩余电量、电池模组3的温度、电池模组3的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据信息，并能够通过控制平台7发送电池加热开启和关闭的指令。
进一步地，所述整车控制器8通过CAN总线采集动力电池系统9的数据，并进行控制。
第二方面，本发明实施例提供了一种新能源汽车动力电池加热方法，包括以下步骤：
步骤一、控制平台7与整车控制器8的绑定，车辆装配下线后，整车低压上电后，控制平台7将设备上的ID号发送到整车CAN网络中，整车控制器8在整车CAN网络中收到ID号时，开启存储功能将ID号信息存储到特定存储模块中，控制平台7收到ID号后绑定信息对比模块启动工作，绑定信息对比模块会调取存储模块中ID号与CAN网络中控制平台发送的ID号校验对比，比对成功后控制平台7将与整车控制器8绑定；远程控制终端6通过注册的账号登录到控制平台7，并输入对应车辆上的ID号进行绑定，绑定成功后利用远程控制终端6与控制平台7进行信息交互以及电池加热控制；
步骤二、车辆下发加热指令流程，当车辆停止处于OFF挡时，整车控制器8将车辆状态上传至控制平台7，控制平台7将车辆信息进行保存；当远程控制终端6连接控制平台7后，相关车辆信息会传输至远程控制终端6，远程控制终端6通过网络连接到控制平台7并开启加热请求后，控制平台7把加热指令下达到整车控制器8；整车控制器8被唤醒并收到加热指令后，整车控制器8通过CAN总线采用CAN唤醒的方式唤醒动力电池系统9；动力电池系统9自检完成后，将车辆信息反馈至控制平台7，整车控制器8向动力电池系统9下发加热指令。
步骤三、动力电池加热流程，动力电池系统9收到加热指令后，检查动力电池电量、电池模组3的温度、高压系统绝缘阻值、加热接触器及主负接触器，满足条件后动力电池系统反馈至整车控制器8允许进入加热状态，整车控制器8收到反馈后动力电池系统9吸合主负接触器，将主负接触器状态反馈至整车控制器8，在动力电池系统9吸合主负接触器后延时2S后吸合加热接触器，将加热接触器状态反馈至整车控制器8，加热控制器吸合后加热板5开始工作，为动力电池9进行加热；启动加热板5后电池管理系统根据温度传感器4采集到的温度值提取电池加热温升数据，计算温度提升所需时间，并将加热时间通过控制平台7传输到远程控制终端6，用户根据远程控制终端6显示的加热时间合理安排出行；
步骤四、动力电池信息感知，控制平台7获取车辆上动力电池系统9的电池剩余电量、电池模组3的温度、电池模组3的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据并进行存储；远程控制终端6安装有远程加热程序的移动设备并具备连接网络功能的设备，远程控制终端6向控制平台7查询车辆上动力电池系统9的电池剩余电量、电池模组3的温度、电池模组3的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据信息，远程控制终端6通过控制平台7发送电池加热开启和关闭的指令。
本发明的有益效果为：
本发明可以确保动力电池的温度均衡，实时监控动力电池处于最佳温度，提高低温环境下电池安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明所述一种新能源汽车动力电池加热系统的结构示意图；
图2为动力电池系统的结构示意图；
图3为本发明所述一种新能源汽车动力电池加热方法的流程示意图。
图中：
1、动力电池箱体；2、动力电池正负极；3、电池模组；4、温度传感器；5、加热板；6、远程控制终端；7、控制平台；8、整车控制器；9、动力电池系统；10、电源。
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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。
实施例一
参阅图1，一种新能源汽车动力电池加热系统包括远程控制终端6、控制平台7、整车控制器8、动力电池系统9和电源10；所述远程控制终端6通过网络与控制平台7无线连接；所述控制平台7与整车控制器8连接；所述控制平台7、整车控制器8、动力电池系统9均与CAN总线信号连接；所述动力电池系统9与电源10连接；所述电源10同时为控制平台7、整车控制器8和动力电池系统9提供低压供电。
参阅图2，所述动力电池系统9包括电池管理系统和加热板5；所述加热板5固定在电池模组3的绝缘侧；所述电池模组3的表面设置有温度传感器4；所述加热板5、电池模组3和温度传感器4均设置在动力电池箱体1中；所述温度传感器4通过线束与电源10以及整车控制器8相连；所述加热板5由加热丝和铝箔反射层组成；所述铝箔反射层固定在加热丝上；所述加热丝与电源10连接。
所述铝箔反射层的层数为两层，两层铝箔反射层贴在均匀分布的加热丝两面。
所述加热板5与电池模组3的绝缘侧通过粘贴连接。
所述动力电池箱体1上设置有动力电池正负极2；所述动力电池的正、负极与电源10的正、负极连接。
当电源处于工作状态时，温度传感检测电池模组3的温度；
当温度传感器4检测电池模组温度低于5℃时，电源通过控制电流输出实现对加热丝的升温加热，进而对电池模组进行升温，电源采用220V交流电；
当温度传感器4检测电池模组3温度高于20℃时，电源10控制中断对加热丝的升温加热，停止对电池模组3的升温。
本发明中，当某一个电池模组3温度达到控制所需的条件设定后，整车控制器8即会控制整个动力电池组的相应动作，实时保证动力电池组的最佳温度，提高低温环境下电池安全性能。
所述电源10的输入电压为220V交流电。
所述控制平台7获取车辆上动力电池系统9的电池剩余电量、电池模组3的温度、电池模组3的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态的数据并进行存储。
所述远程控制终端6为安装有远程加热程序的移动设备并具备连接网络功能的设备，远程控制终端6能够向控制平台7查询车辆上动力电池系统9的电池剩余电量、电池模组3的温度、电池模组3的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据信息，并能够通过控制平台7发送电池加热开启和关闭的指令。
所述整车控制器8通过CAN总线采集动力电池系统9的数据，并进行控制。
本发明通过内置加热板5和温度传感器4，加热板5和温度传感器4均与整车控制器8连接，通过电源10实现对电池模组3的升温加热，电池模组3的温度实时反馈给整车控制器8，可以确保电池模组3的温度均衡，实时保证电池模组3的最佳温度，提高低温环境下电池安全性能。另外，用户可以在低温情况下需要使用新能源汽车前，通过远程客户端下发指令开启电池加热，并且根据客户端反馈加热时间来控制出门时间，提高用户使用满意度。
实施例二
一种新能源汽车动力电池加热方法，包括以下步骤：
步骤一、控制平台7与整车控制器8的绑定，车辆装配下线后，整车低压上电后，控制平台7将设备上的ID号发送到整车CAN网络中，整车控制器8在整车CAN网络中收到ID号时，开启存储功能将ID号信息存储到特定存储模块中，控制平台7收到ID号后绑定信息对比模块启动工作，绑定信息对比模块会调取存储模块中ID号与CAN网络中控制平台发送的ID号校验对比，比对成功后控制平台7将与整车控制器8绑定；远程控制终端6通过注册的账号登录到控制平台7，并输入对应车辆上的ID号进行绑定，绑定成功后利用远程控制终端6与控制平台7进行信息交互以及电池加热控制；
步骤二、车辆下发加热指令流程，当车辆停止处于OFF挡时，整车控制器8将车辆状态上传至控制平台7，控制平台7将车辆信息进行保存；当远程控制终端6连接控制平台7后，相关车辆信息会传输至远程控制终端6，远程控制终端6通过网络连接到控制平台7并开启加热请求后，控制平台7把加热指令下达到整车控制器8；整车控制器8被唤醒并收到加热指令后，整车控制器8通过CAN总线采用CAN唤醒的方式唤醒动力电池系统9；动力电池系统9自检完成后，将车辆信息反馈至控制平台7，整车控制器8向动力电池系统9下发加热指令。
步骤三、动力电池加热流程，动力电池系统9收到加热指令后，检查动力电池电量、电池模组3的温度、高压系统绝缘阻值、加热接触器及主负接触器，满足条件后动力电池系统反馈至整车控制器8允许进入加热状态，整车控制器8收到反馈后动力电池系统9吸合主负接触器，将主负接触器状态反馈至整车控制器8，在动力电池系统9吸合主负接触器后延时2S后吸合加热接触器，将加热接触器状态反馈至整车控制器8，加热控制器吸合后加热板5开始工作，为动力电池9进行加热；启动加热板5后电池管理系统根据温度传感器4采集到的温度值提取电池加热温升数据，计算温度提升所需时间，并将加热时间通过控制平台7传输到远程控制终端6，用户根据远程控制终端6显示的加热时间合理安排出行；
步骤四、动力电池信息感知，控制平台7获取车辆上动力电池系统9的电池剩余电量、电池模组3的温度、电池模组3的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据并进行存储；远程控制终端6安装有远程加热程序的移动设备并具备连接网络功能的设备，远程控制终端6向控制平台7查询车辆上动力电池系统9的电池剩余电量、电池模组3的温度、电池模组3的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据信息，远程控制终端6通过控制平台7发送电池加热开启和关闭的指令。
本发明在使用时需要经过绑定的程序，使远程控制终端6与控制平台7唯一对应，通过远程控制终端6查看车辆的动力电池温度、剩余电量，电池模组3的电压、总电压、电流、加热状态、加热时长，方便用户掌握车辆状态，并根据车辆的状态来判断车辆是否需要进行电池加热或充电，同时根据电池管理系统判定的加热时间推断出行时间。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，包括远程控制终端(6)、控制平台(7)、整车控制器(8)、动力电池系统(9)和电源(10)；所述远程控制终端(6)通过网络与控制平台(7)无线连接；所述控制平台(7)与整车控制器(8)连接；所述控制平台(7)、整车控制器(8)、动力电池系统(9)均与CAN总线信号连接；所述动力电池系统(9)与电源(10)连接；所述电源(10)同时为控制平台(7)、整车控制器(8)和动力电池系统(9)提供低压供电。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，所述动力电池系统(9)包括电池管理系统和加热板(5)；所述加热板(5)固定在电池模组(3)的绝缘侧；所述电池模组(3)的表面设置有温度传感器(4)；所述加热板(5)、电池模组(3)和温度传感器(4)均设置在动力电池箱体(1)中；所述温度传感器(4)通过线束与电源(10)以及整车控制器(8)相连；所述加热板(5)由加热丝和铝箔反射层组成；所述铝箔反射层固定在加热丝上；所述加热丝与电源(10)连接。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，所述铝箔反射层的层数为两层，两层铝箔反射层贴在均匀分布的加热丝两面。
4.根据权利要求2所述的一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，所述加热板(5)与电池模组(3)的绝缘侧通过粘贴连接。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，所述动力电池箱体(1)上设置有动力电池正负极(2)；所述动力电池的正、负极与电源(10)的正、负极连接。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，所述电源(10)的输入电压为220V交流电.
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，所述控制平台(7)获取车辆上动力电池系统(9)的电池剩余电量、电池模组(3)的温度、电池模组(3)的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态的数据并进行存储。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，所述远程控制终端(6)为安装有远程加热程序的移动设备并具备连接网络功能的设备，远程控制终端(6)能够向控制平台(7)查询车辆上动力电池系统(9)的电池剩余电量、电池模组(3)的温度、电池模组(3)的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据信息，并能够通过控制平台(7)发送电池加热开启和关闭的指令。
9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池加热系统，其特征在于，所述整车控制器(8)通过CAN总线采集动力电池系统(9)的数据，并进行控制。
10.一种新能源汽车动力电池加热方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、控制平台(7)与整车控制器(8)的绑定，车辆装配下线后，整车低压上电后，控制平台(7)将设备上的ID号发送到整车CAN网络中，整车控制器(8)在整车CAN网络中收到ID号时，开启存储功能将ID号信息存储到特定存储模块中，控制平台(7)收到ID号后绑定信息对比模块启动工作，绑定信息对比模块会调取存储模块中ID号与CAN网络中控制平台发送的ID号校验对比，比对成功后控制平台(7)将与整车控制器(8)绑定；远程控制终端(6)通过注册的账号登录到控制平台(7)，并输入对应车辆上的ID号进行绑定，绑定成功后利用远程控制终端(6)与控制平台(7)进行信息交互以及电池加热控制；
步骤二、车辆下发加热指令流程，当车辆停止处于OFF挡时，整车控制器(8)将车辆状态上传至控制平台(7)，控制平台(7)将车辆信息进行保存；当远程控制终端(6)连接控制平台(7)后，相关车辆信息会传输至远程控制终端(6)，远程控制终端(6)通过网络连接到控制平台(7)并开启加热请求后，控制平台(7)把加热指令下达到整车控制器(8)；整车控制器(8)被唤醒并收到加热指令后，整车控制器(8)通过CAN总线采用CAN唤醒的方式唤醒动力电池系统(9)；动力电池系统(9)自检完成后，将车辆信息反馈至控制平台(7)，整车控制器(8)向动力电池系统(9)下发加热指令。
步骤三、动力电池加热流程，动力电池系统(9)收到加热指令后，检查动力电池电量、电池模组(3)的温度、高压系统绝缘阻值、加热接触器及主负接触器，满足条件后动力电池系统反馈至整车控制器(8)允许进入加热状态，整车控制器(8)收到反馈后动力电池系统(9)吸合主负接触器，将主负接触器状态反馈至整车控制器(8)，在动力电池系统(9)吸合主负接触器后延时2S后吸合加热接触器，将加热接触器状态反馈至整车控制器(8)，加热控制器吸合后加热板(5)开始工作，为动力电池(9)进行加热；启动加热板(5)后电池管理系统根据温度传感器(4)采集到的温度值提取电池加热温升数据，计算温度提升所需时间，并将加热时间通过控制平台(7)传输到远程控制终端(6)，用户根据远程控制终端(6)显示的加热时间合理安排出行；
步骤四、动力电池信息感知，控制平台(7)获取车辆上动力电池系统(9)的电池剩余电量、电池模组(3)的温度、电池模组(3)的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据并进行存储；远程控制终端(6)安装有远程加热程序的移动设备并具备连接网络功能的设备，远程控制终端(6)向控制平台(7)查询车辆上动力电池系统(9)的电池剩余电量、电池模组(3)的温度、电池模组(3)的电压、总电压、电流、加热时长、加热状态数据信息，远程控制终端(6)通过控制平台(7)发送电池加热开启和关闭的指令。
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