CN116749798A - 一种无人车的充电冷却系统及充电冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人车的充电冷却系统及充电冷却方法，该系统包括充电桩端及车辆端；充电桩端包括：充电发射端及充电桩端冷却系统；车辆端包括：充电接收端、电池包及车辆端冷却系统；充电发射端与充电接收端对位并为其供电；充电桩端冷却系统包括冷却液存储箱、第一冷却管路、第一电磁阀及水泵；车辆端冷却系统包括第二冷却管路及第二电磁阀；第二冷却管路用于为电池包进行冷却，第二冷却管路能够与第一冷却管路相连通，使得冷却液存储箱中的车辆端和充电桩端之间循环；电池包能够采集电池温度，并基于温度分别发送控制第一电磁阀开关的指令至充电发射端，以执行冷却和/或充电的动作。

Description

一种无人车的充电冷却系统及充电冷却方法

技术领域

本发明涉及车辆电池控制技术领域，尤其涉及一种无人车的充电冷却系统及充电冷却方法。

背景技术

随着自动驾驶技术和新能源汽车技术的发展，无人车技术越发成熟。无人车的动力是由驱动电机提供，能量是由锂电池提供。

市场常见的锂电池为三元锂或磷酸铁锂电芯，充电温度范围0～55℃，需根据电池实际使用状况采用冷却方案，常见的电池冷却方法有自然冷却、风冷、液冷。自然冷却常见于充放电小电流的电池，电池发热量低，无需使用额外的冷却设备。风冷和液冷常用于大功率充放电电池，由于电池发热量大，电池包一般又具有一定的隔热措施难以散热，所以需要增加额外的冷却装置。

现有技术一般使用车载式冷却方法，无论风冷、液冷，均需要在车体安装额外的冷却部件，如风冷安装风扇、压缩机、通风管等，水冷安装散热器、水泵、冷却液壶、冷却液管路等。

然而，在现有技术中，车载式冷却方法占用无人车的空间，不利于设备小型化、灵活化设计，可能会影响到设备的通过性；其次，车载式冷却设备加重了无人车的总质量，增加了无人车的日常使用能耗，降低了续航，其需要每台无人车均配置冷却部件，增加了零部件成本，不够经济。

如果不使用车载式冷切，而使用自然冷却，则会导致充电速率慢，充电效率低，影响了无人车和充电桩的日常使用效率。

因此，如何设计一种应用于无人车的充电冷却系统及充电冷却方法，便成为了目前亟需解决的难题。

发明内容

本发明公开了一种无人车的充电冷却系统及充电冷却方法，旨在解决现有技术中存在的一系列问题。

本发明采用下述技术方案：

第一方面，提供了一种无人车的充电冷却系统，包括充电桩端及车辆端；

充电桩端包括：充电发射端及充电桩端冷却系统，车辆端包括：充电接收端、电池包及车辆端冷却系统；

充电桩端冷却系统包括冷却液存储箱、第一冷却管路、第一电磁阀及水泵，第一电磁阀能够控制第一冷却管路中液体的通断；

车辆端冷却系统包括第二冷却管路及第二电磁阀，第二冷却管路用于为电池包进行冷却，第二冷却管路能够与第一冷却管路相连通，使得冷却液存储箱中的冷却液能够在第一冷却管路和第二冷却管路之间循环；

电池包能够获取自身的温度，并基于温度发送控制第一电磁阀开启的指令至无线充电发射端，以执行冷却和/或充电的动作，当冷却和/或充电结束后，第一电磁阀与第二电磁阀能够依次关闭。

作为优选的技术方案，电池包能够获取自身的温度，并基于温度发送控制第一电磁阀关闭的指令至充电接收端，以执行加热和/或充电的动作。

作为优选的技术方案，电池包包括数据采集模块、BMS、电池电芯、加热模块及冷却板；

数据采集模块用于采集电池电芯的温度、电压及电流数据，并将采集的数据发送至BMS；

BMS能够基于电池电芯的温度发送控制第一电磁阀及水泵开关的指令至充电发射段，BMS能够基于电池电芯的温度发送控制第二电磁阀开关的指令至充电接收端；

冷却板与第二冷却管路相连，用于为电池电芯冷却；

加热模块用于为电池电芯加热。

作为优选的技术方案，BMS与充电发射端、充电接收端无线通信连接。

作为优选的技术方案，电池包还包括高压配电模块，高压配电模块分别与电池电芯与加热模块相连。

作为优选的技术方案，车辆端还包括自动驾驶域控制器、整车控制器及网关；

自动驾驶域控制器通过网关与整车控制器及BMS通信连接，整车控制器与BMS通信连接，自动驾驶域控制器和/或整车控制器能够接收BMS所采集的电池电芯的温度、电压及电流数据，自动驾驶域控制器和/或整车控制器能够发送加热、冷却和/或充电的指令至BMS。

作为优选的技术方案，充电发射端包括发射线圈、发射控制器及通信天线；发射控制器与第一电磁阀及水泵通过硬线连接；

充电接收端包括接收线圈、接收控制器及通信天线；接收控制器与第二电磁阀通过硬线连接；

发射线圈与接收线圈之间能够对位耦合并产生感应电动势，以实现充电接收端的充电。

作为优选的技术方案，充电发射端包括有线充电接头、发射控制器及通信天线；发射控制器与第一电磁阀及水泵通过硬线连接；

充电接收端包括有线充电接口、接收控制器及通信天线；接收控制器与第二电磁阀通过硬线连接；

有线充电接头能够与有线充电接口相互匹配，以实现充电接收端的充电。

第二方面，本申请提供了一种无人车的充电冷却方法，应用于如上任一项所述的无人车的充电冷却系统中，所述方法包括：

由BMS获取车辆端当前剩余电量；

判断当前剩余电量是否低于预设电量阈值，当低于预设电量阈值时，自动驾驶域控制器向整车控制器发送回充指令；

无人车返回充电点，充电发射端与充电接收端对准，充电桩端的第一冷却管路与车辆端的第二冷却管路对准；

车辆端与充电桩端通信连接，车辆端的第二电磁阀与充电桩端的第一电磁阀根据车辆端的指令开启或关闭，充电桩端包括冷却液存储箱，冷却液存储箱中的冷却液能够在第一冷却管路和第二冷却管路之间循环；

车辆端获取电池电芯的温度，基于温度执行加热、冷却和/或充电的动作；

当冷却和/或充电结束后，第一电磁阀与第二电磁阀依次关闭。

作为优选的技术方案，当无人车返回充电点后，车辆端通过读码器扫描二维码，或车顶激光雷达扫描充电桩上方反光条来实现与充电桩端的对准。

作为优选的技术方案，在所述车辆端第二电磁阀与所述充电桩端第一电磁阀根据所述车辆端的指令开启或关闭的步骤后，还包括：

BMS执行自检；

若自检到电池电芯存在限制充电故障，则上报故障，并发送禁止充电的指令；

若自检到电池电芯不存在限制充电故障，则发送加热、冷却和/或充电的指令至充电接收端。

作为优选的技术方案，所述方法还包括由BMS获取并判断电池电芯的温度：

当温度低于或等于第一预设温度时，BMS发送加热指令至加热模块，执行加热动作；

当温度介于第一预设温度与第二预设温度之间，或温度等于第二预设温度时，BMS发送加热指令至加热模块，发送充电指令至无线充电接收端，同时执行加热及充电动作；

当温度介于第二预设温度与第三预设温度之间时，BMS发送充电指令至无线充电接收端，执行充电动作；

当温度介于第三预设温度与第四预设温度之间，或温度等于第三预设温度时，BMS发送冷却指令及充电指令至无线充电接收端，同时执行冷却及充电动作；

当温度大于或等于第四预设温度时，BMS发送冷却指令至无线充电接收端，执行冷却动作。

本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

1.相比于自然冷却，无人车在充电时采用液冷冷却，使电池发热在很大程度上不再作为限制电池充电电流的因素，提高了充电速率，提高车辆利用效率。

2.冷却液及水泵配置于充电桩端，给无人车腾出更多总布置空间，利于设备小型化、灵活化设计；并且减轻了无人车的质量，降低设备日常使用能耗，提高续航。

3.一台充电桩配置一套冷却系部件，供多台车辆充电时冷却使用，复用冷却系部件能够显著降低成本。

4.减少了无人车电池冷却系和相关线束的设计、布置、测试、维护工作，进一步降本增效。

5.充电流程根据温度判断形成闭环，可根据电池实际需求配置温度阈值参数，在低温时进行加热，在高温时进行冷却，具备一定的不同环境适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1公开的一种优选实施方式中无人车的充电冷却系统的结构示意图；

图2为本发明实施例1公开的一种优选实施方式中第一冷却管路和第二冷却管路的对接示意图；

图3为本发明实施例1公开的一种优选实施方式中电池包的结构示意图；

图4为本发明实施例2公开的一种优选实施方式中无人车的充电冷却系统的功能拓扑图；

图5为本发明实施例2公开的一种优选实施方式中无人车的充电冷却方法的实现流程示意图。

附图标记说明：

车辆端100，电池包110，BMS 111，绝缘检测仪112，高压配电模块113，数据采集模块114，加热膜115，电池电芯116，冷却板117，自动驾驶域控制器120，整车控制器130，网关140，充电接收端150，接收线圈151，接收控制器152，第二冷却管路161，第二电磁阀162；充电桩端200，充电发射端210，发射线圈211，发射控制器212，冷却液存储箱221，水泵222，第一冷却管路223，第一电磁阀224。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

在现有技术中，无人车的电池在充电时会产生大量热量，一般会选择自然冷却或者使用冷却系部件对电池进行降温冷却，但是两种冷却方式各有利弊：自然冷却虽然不会占用无人车的空间，但是冷却效率低，使得充电速度慢；使用风冷、液冷等冷却系部件对电池进行降温虽然效率高，但是占用无人车空间，不仅不利于设备的小型化，还增加了无人车的重量，使得无人车的日常功耗居高不下。

为解决上述问题，在本实施例中，提供了一种无人车的充电冷却系统，参考图1-图4，优选地，前述无人车的充电冷却系统包括充电桩端200及车辆端100；充电桩端200包括：充电发射端210及充电桩端冷却系统；车辆端100包括：自动驾驶域控制器120、整车控制器130、网关140、充电接收端150、电池包110及车辆端冷却系统；当需要对无人车进行充电并对电池进行冷却降温时，只需控制无人车返回充电点，并使得充电接收端150与充电发射端210对准、车辆端冷却系统与充电桩端冷却系统对准，即可实现将充电桩端冷却系统中的冷却液循环往复于车辆端100及充电桩端200，同时为无人车进行无线充电。

在一种优选实施方式中，充电桩端冷却系统包括冷却液存储箱221、第一冷却管路223、第一电磁阀224及水泵222；冷却液存储箱221中存储有冷却液，水泵222能够将冷却液泵向第一冷却管路223，第一电磁阀224能够控制第一冷却管路223中液体的通断。

在一种优选实施方式中，车辆端冷却系统包括第二冷却管路161及第二电磁阀162；第二电磁阀162能够控制第二冷却管路161中液体的通断；第二冷却管路161用于为电池包110进行降温冷却，第二冷却管路161能够与第一冷却管路223相连通，当第一电磁阀224、第二电磁阀162及水泵222开启时，冷却液存储箱221中的冷却液能够在车辆端冷却系统和充电桩端冷却系统之间循环。

优选地，冷却液存储箱221、第一冷却管路223和第二冷却管路161均包括出液口和入液口，水泵222安装于冷却液存储箱221的出液口，用于将冷却液从冷却液存储箱221泵出至第一冷却管路223的出液口，第一电磁阀224安装于第一冷却管路223的入液口，第二电磁阀162安装于第二冷却管161的入液口，通过水泵222、第一电磁阀224和第二电磁阀162之间的配合，能够控制冷却液从冷却液存储箱221泵出，经第一冷却管路223的出液口流入第二冷却管路161的入液口，对电池包110进行降温后再经第二冷却管路161的出液口流入第一冷却管路223的入液口，最后再流回冷却液存储箱221，实现冷却液在车辆端冷却系统和充电桩端冷却系统之间的循环。

优选地，当第一冷却管路223和第二冷却管路161对准并连接后，车辆端冷却系统与充电桩端冷却系统即可形成一闭环回路，以实现冷却液的循环，由于冷却液及水泵222设置于充电桩端200，并不会占用无人车的空间，因此给无人车腾出更多布置空间，利于设备小型化、灵活化设计；并且减轻了无人车的质量，降低设备日常使用能耗，提高续航。

此外，一台充电桩配置一套充电桩端冷却系统，供多台无人车充电时冷却使用，复用冷却系部件能够显著降低成本。

在一种优选实施方式中，第一冷却管路223和第二冷却管路161的出液口可设置成公头接头的结构，第一冷却管路223和第二冷却管路161的入液口可设置成油箱的母头接头结构，以方便对准并防止漏液；如图2，其中示出了第一冷却管路223的出液口与第二冷却管路161的入液口的结构，应理解的是，第二冷却管路161的出液口与第一冷却管路223的入液口的结构与图2相同。

优选地，第一冷却管路223和第二冷却管路161的管口相对车辆端100和充电桩端200的位置都是确定的，在进行无人车与充电桩对准时，管口会同步进行对准，方式可参考接触式充电刷板刷块的对准。

在一种优选实施方式中，充电发射端210包括有线充电接头、发射控制器212及通信天线，充电接收端150包括有线充电接口、接收控制器152及通信天线，其中，有线充电接口能够和有线充电接头相互匹配对位，以实现为车辆端100的有线充电。

如图1，在另一种优选实施方式中，充电发射端210包括发射线圈211、发射控制器212及通信天线，充电接收端150包括接收线圈151、接收控制器152及通信天线。

优选地，发射线圈211能够和接收线圈151强耦合，接收线圈151接收到发射线圈211随时间变化的磁场产生感应电动势，通过接收控制器152整流、稳压后可输出稳定的充电电压和充电辅源(12/24V)；充电辅源用于唤醒BMS111并使能电池电芯116充电。

优选地，发射控制器212与第一电磁阀224及水泵222通过硬线连接，发射控制器212通过通信天线与电池包110中的BMS111通信连接；优选地，接收控制器152与第二电磁阀162通过硬线连接，接收控制器152通过通信天线与BMS111通信连接。

在一种优选实施方式中，车辆端100的各个控制器之间通过CAN总线实现通信连接，发射控制器212及接收控制器152通过WIFI通信传输BMS111在CAN上发送的充电控制指令。

如图3，在一种优选实施方式中，电池包110包括数据采集模块114、绝缘检测仪112、BMS111、电池电芯116、高压配电模块113、加热模块及冷却板117。优选地，电池包110中的数据采集模块114用于采集电池电芯116的温度、电压及电流数据，并将采集的数据发送至BMS111。

本领域技术人员应理解，BMS111也即电池管理系统，是配合监控储能电池状态的设备，用于智能化管理及维护电池电芯116中的各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。BMS111能够实时监控、采集储能电池的状态参数(包括但不限于单体电池电压、电池极柱温度、电池回路电流、电池组端电压、电池系统绝缘电阻等)，并对相关状态参数进行必要的分析计算，得到更多的系统状态评估参数，并根据特定保护控制策略实现对储能电池本体的有效管控，保证整个电池储能单元的安全可靠运行。同时BMS111可以通过自身的通信接口、模拟/数字输入输入接口与外部其他设备进行信息交互。

落足于本实施例，优选地，BMS111能够在接收到辅源后进行充电前自检，通过绝缘检测仪112检查电池电芯116是否存在限制充电的故障，并在检查到故障时将故障信息上传至整车控制器130。

优选地，BMS111能够采集电池电芯116的温度，在高温时，发送控制第一电磁阀224及水泵222开关的指令至发射控制器212、发送控制第二电磁阀162开关的指令至接收控制器152；在低温时，能够发送加热指令至加热模块；在温度适宜时，且没有故障时，能够下发充电电压及电流值给接收控制器152。

在另一种优选实施方式中，BMS111还能够将采集的电池电芯116的温度、电压及电流数据进一步发送至自动驾驶域控制器120和/或整车控制器130，然后由自动驾驶域控制器120和/或整车控制器130发送加热、冷却和/或充电的指令至BMS111，此时自动驾驶域控制器120和/或整车控制器130可作为冗余设计。优选地，BMS111下发的充电电压通常等于电池充满电时刻的电压值，电流值与整车充电功率的大小策略相关，充电加热与冷却的控制指令与充电过程中电池电芯116的温度相关。

优选地，加热模块为加热膜115，加热膜115配置于电池电芯116的一侧，用于在电池电芯116低温时为其加热；优选地，高压配电模块113分别与电池电芯116与加热膜115相连，用于同时为二者分配电流及电压。

优选地，冷却板117配置于电池电芯116的另一侧，且冷却板117与第二冷却管路161相连，用于为电池电芯116降温冷却。

优选地，自动驾驶域控制器120通过网关140与整车控制器130及BMS111通信连接。

在一种优选实施例中，当电池SOC正常时，车辆无人化作业。当SOC降低到某一阈值(比如10％)，BMS111上报SOC低一级故障，自动驾驶域控制器120执行低电自动回充功能，下发回充指令至整车控制器130，控制无人车开回预先设置的充电点自动充电。优选地，无人车通过读码器扫描二维码，或车顶激光雷达扫描充电桩上方反光条来进行充电桩对准，以同时实现第一冷却管路223和第二冷却管路161对准、发射线圈211和接收线圈151的对准，此时车辆端冷却系统与充电桩端冷却系统即可形成一闭环回路，以实现冷却液的循环。

优选地，在本实施例中，当车辆端100与充电桩端200对准后，BMS111进行自检，若BMS111自检存在限制充电故障，则上传故障数据，且不发送有效的充电指令；

若BMS111自检无限制充电故障，则基于温度数据进行判断：

当电池温度≤0℃时，BMS111发送加热指令至加热模块，并限制充电；

当温度升至5℃，BMS111在下发加热指令的同时下发充电电压及电流值给接收控制器152，同时在加热的同时进行充电；

当电池温度在5～35℃之间时，BMS111不启动加热或冷却，仅下发充电电压及电流值给接收控制器152；

当电池温度在35～50℃之间时，BMS111发送控制第一电磁阀224及水泵222开关的指令至发射控制器212、发送控制第二电磁阀162开关的指令至接收控制器152，同时下发充电电压及电流值给接收控制器152，以同时实现冷却降温及充电；

当电池温度≥50℃，BMS111上报故障，并发送控制第一电磁阀224及水泵222开关的指令至发射控制器212、发送控制第二电磁阀162开关的指令至接收控制器152，此时仅对电池冷却而不充电。

可选地，上述用于判断是否对电池进行充电的SOC数值可以自由设置；可选地，上述用于判断是否对电池进行加热/降温/充电的温度数值可以根据实际情况做出具体调整；在此不再一一做出示例。

优选地，电池电量充满后充电结束，BMS111停止下发充电控制指令，发射控制器212控制第一电磁阀224和水泵222关闭后，BMS111控制第二电磁阀162关闭。至此，整个充电冷却过程结束，无人车可以再次执行作业。

更优选地，在池电量充满后充电结束，BMS111停止下发充电控制指令，发射控制器212首先控制关闭第一电磁阀224，并继续使得水泵222再工作一定的时间，以保证车辆端的第二冷却管路161不再残留冷却液，然后再关闭水泵222，最后关闭第二电磁阀162，一方面能够保证车辆端在充电完成后、正常工作时电池包110的用电安全，另一方面能够降低车辆端的自身重量，减少车辆在行驶时的能量消耗，延长电池的寿命，从而增加续航里程，此外，还能够减少电池组件所受到的负荷和压力，从而有助于提高散热能力，对改善电源过热问题能够产生积极影响。

实施例2

对应于上述实施例提供的无人车的充电冷却系统，本实施例提供了一种无人车的充电冷却方法，已经包括于上述实施例1中的特征在本实施例中得到自然继承。

参考图5，在一种优选实施方式中，无人车的充电冷却方法包括以下步骤：

步骤310、由BMS获取车辆端当前剩余电量。

在一种优选实施方式中，BMS111实时获取或定时获取电池电芯116的剩余电量(SOC),在SOC正常时，无人车正常执行相关作业。

步骤320、判断当前剩余电量是否低于预设电量阈值，当低于预设电量阈值时，自动驾驶域控制器向整车控制器发送回充指令。

在一种优选实施方式中，当电池SOC下降至某一预设电量阈值，BMS111向整车控制器130上报SOC低一级故障。优选地，预设电量阈值为10％。

优选地，当自动驾驶域控制器120监测到电池SOC低于10％时，自动驾驶域控制器120执行低电自动回充功能，下发回充指令至整车控制器130，控制无人车开回预先设置的充电点自动充电。

步骤330、无人车返回充电点，充电发射端与充电接收端对准，充电桩端的第一冷却管路与车辆端的第二冷却管路对准。

在一种优选实施方式中，无人车通过读码器扫描二维码，或车顶激光雷达扫描充电桩上方反光条来进行充电桩对准，以同时实现第一冷却管路223和第二冷却管路161对准、发射线圈211和接收线圈151的对准。

优选地，此时车辆端冷却系统与充电桩端冷却系统即可形成一闭环回路，以实现冷却液的循环。

优选地，在车辆端100和充电桩端200对准后，发射线圈211和接收线圈151强耦合。接收线圈151接收到发射线圈211随时间变化的磁场产生感应电动势，且发射控制器212及接收控制器152的通信天线能够正常通信，此时通过接收控制器152整流、稳压后可输出稳定的充电电压和充电辅源(12/24V)。

步骤340、车辆端与充电桩端通信连接，车辆端的第二电磁阀与充电桩端的第一电磁阀根据车辆端的指令开启或关闭，充电桩端包括冷却液存储箱，冷却液存储箱中的冷却液能够在第一冷却管路和第二冷却管路之间循环。

优选地，充电辅源用于唤醒BMS111和使能电池充电，BMS111接收到辅源后会进行充电前自检，通过绝缘检测仪112检查电池电芯116是否存在限制充电的故障，若BMS111自检存在限制充电故障，则上传故障数据至整车控制器130，且不发送有效的充电指令。

优选地，BMS111在自检时，依次发送控制第二电磁阀162开关的指令至接收控制器152、发送控制第一电磁阀224开关的指令至发射控制器212，使得第二电磁阀162和第一电磁阀224依次开启。

优选地，若BMS111自检到电池无限制充电故障，则会下发充电电压、电流值、加热与冷却控制指令至接收控制器152。

优选地，BMS111下发的充电电压通常等于电池充满电时刻的电压值，电流值与整车充电功率的大小策略相关，充电加热与冷却的控制指令与充电过程中电池电芯116的温度相关。

步骤350、车辆端获取电池电芯的温度，基于温度执行加热、冷却和/或充电的动作。

优选地，在BMS111自检通过后，由BMS111收集电池电芯116的温度，并基于温度进行下一步动作的判断。

在一种优选实施方式中，由BMS111判断电池电芯116的温度：

当温度低于或等于第一预设温度时，BMS111发送加热指令至加热模块，执行加热动作；

当温度介于第一预设温度与第二预设温度之间，或温度等于第二预设温度时，BMS111发送加热指令至加热模块，发送充电指令至充电接收端150，同时执行加热及充电动作；

当温度介于第二预设温度与第三预设温度之间时，BMS111发送充电指令至充电接收端150，执行充电动作；

当温度介于第三预设温度与第四预设温度之间，或温度等于第三预设温度时，BMS111发送冷却指令及充电指令至充电接收端150，同时执行冷却及充电动作；

当温度大于或等于第四预设温度时，BMS111发送冷却指令至充电接收端150，执行冷却动作。

在一种优选实施方式中，第一预设温度为0℃；当电池温度≤0℃时，BMS111上报电池低温故障，同时控制电池包110的高压配电模块113，使无线充电的电压电流施加到加热膜115以加热电池电芯116。

在一种优选实施方式中，第二预设温度为5℃；当电池电芯116的温度被加热到大于0℃，或电池电芯116的初始温度即大于0℃时，BMS111控制电池包110的高压配电模块113,使其继续加热并开始充电，加热到电池温度大于5℃时，停止加热电池，正常充电。

在一种优选实施方式中，第三预设温度为35℃；当开始充电时电池温度处于5℃～35℃时，BMS111发送充电指令至充电接收端150，电池正常充电，充电过程中若电池温度上升到大于35℃，则BMS111发送控制水泵222开启的指令至充电发射端210，额外启动电池冷却功能。

在一种优选实施方式中，第四预设温度为50℃；当开始充电时电池温度处于35℃～50℃之间或等于35℃时，BMS111发送控制水泵222开启的指令至充电发射端210，启动电池冷却，冷却开启后若电池温度未下降，则上报电池冷却故障，电池冷却到温度不大于35℃时，BMS111控制关闭水泵222，电池停止冷却并正常充电。

在一种优选实施方式中，当开始充电时电池温度等于或高于50℃，BMS111上报电池高温故障，同时传输电池冷却开启指令到发射控制器212与接收控制器152，接收控制器152通过IO口输出硬性信号控制第二电磁阀162开启，发射控制器212通过IO口输出硬性信号控制第一电磁阀224和水泵222开启，冷却液流动于冷却板117和冷却液存储箱221间给电池降温。冷却开启后若电池温度未下降，则上报电池冷却故障，冷却到电池温度小于50℃时，电池继续冷却并开始充电。

优选地，电池电量充满后充电结束，BMS111停止下发充电控制指令，发射控制器212控制第一电磁阀224和水泵222关闭后，BMS111控制第二电磁阀162关闭。至此，整个充电冷却过程结束，无人车可以再次执行作业。

更优选地，在电池电量充满后，发射控制器212首先控制关闭第一电磁阀224，并继续使得水泵222再工作一定的时间，以保证车辆端的第二冷却管路161不再残留冷却液，然后再关闭水泵222，最后关闭第二电磁阀162，一方面能够保证电池包110的用电安全，另一方面能够降低车辆端的自身重量，不仅能减少车辆在行驶时的能量消耗，还能减少电池组件所受到的负荷和压力，对改善电源过热问题能够产生积极影响。

在本实施例中，充电流程根据温度判断形成闭环，可根据电池实际需求配置温度阈值参数，具备一定的不同环境适用性。

实施例3

对应于上述实施例提供的无人车的充电冷却系统或充电冷却方法，本实施例提供了一种无人车，包括车体。

在一种优选实施方式中，车体包括自动驾驶域控制器120、整车控制器130、网关140、充电接收端150、电池包110及车辆端冷却系统；优选地，本实施例中的车体与上述实施例1中所述的车辆端100的设置相同，在此不再赘述。

优选地，本实施例中，车体的充电接收端150及车辆端冷却系统能够与上述实施例1中的充电桩端200相互匹配；当需要对无人车进行充电并对电池进行冷却降温时，只需控制无人车返回充电点，并使得充电接收端150与充电桩端200的充电发射端210对准、车辆端冷却系统与充电桩端冷却系统对准，即可实现将充电桩端冷却系统中的冷却液循环往复于车辆端100及充电桩端200，同时为无人车进行无线充电。

优选地，在本实施例中，相比于自然冷却，无人车充电时采用液冷冷却，使电池发热在很大程度上不再作为限制电池充电电流的因素，提高了充电速率，提高车辆利用效率；通过将冷却液及水泵222配置于充电桩端200，给无人车腾出更多总布置空间，利于设备小型化、灵活化设计；并且减轻了无人车的质量，降低设备日常使用能耗，提高续航。

进一步地，本实施例减少了无人车电池冷却系和相关线束的设计、布置、测试、维护工作，进一步降本增效。

实施例4

对应于上述实施例提供的无人车的充电冷却系统或充电冷却方法，本实施例提供了一种充电桩。

在一种优选实施方式中，充电桩包括充电发射端210及充电桩端冷却系统；优选地，充电桩端冷却系统包括冷却液存储箱221、第一冷却管路223、第一电磁阀224及水泵222；冷却液存储箱221中存储有冷却液，水泵222能够将冷却液泵向第一冷却管路223，第一电磁阀224能够控制第一冷却管路223中液体的通断。

优选地，本实施例中的充电发射端210及充电桩端冷却系统能够与上述实施例1中的车辆端100或上述实施例3中的车体相互匹配，在此不再赘述。

在本实施例中，一台充电桩配置一套冷却系部件，供多台无人车充电时冷却使用，复用冷却系部件使得制造成本显著降低。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (12)

1.一种无人车的充电冷却系统，其特征在于，

包括充电桩端及车辆端；

所述充电桩端包括充电发射端及充电桩端冷却系统，所述车辆端包括充电接收端、电池包及车辆端冷却系统；

所述充电桩端冷却系统包括冷却液存储箱、第一冷却管路、第一电磁阀及水泵，所述第一电磁阀能够控制所述第一冷却管路中液体的通断；

所述车辆端冷却系统包括第二冷却管路及第二电磁阀，所述第二冷却管路用于为所述电池包进行冷却，所述第二冷却管路能够与所述第一冷却管路相连通，使得所述冷却液存储箱中的冷却液能够在所述第一冷却管路和所述第二冷却管路之间循环；

所述电池包能够获取自身的温度，并基于温度发送控制所述第一电磁阀开启的指令至所述充电发射端，以执行冷却和/或充电的动作，当冷却和/或充电结束后，第一电磁阀与第二电磁阀能够依次关闭。

2.根据权利要求1所述的无人车的充电冷却系统，其特征在于，

所述电池包能够获取自身的温度，并基于温度发送控制所述第一电磁阀关闭的指令至所述充电接收端，以执行加热和/或充电的动作。

3.根据权利要求1或2所述的无人车的充电冷却系统，其特征在于，

所述电池包包括数据采集模块、BMS、电池电芯、加热模块及冷却板；

所述数据采集模块用于采集所述电池电芯的温度、电压及电流数据，并将采集的数据发送至所述BMS；

所述BMS能够基于所述电池电芯的温度发送控制所述第一电磁阀及所述水泵开关的指令至所述充电发射端，所述BMS能够基于所述电池电芯的温度发送控制所述第二电磁阀开关的指令至所述充电接收端；

所述冷却板与所述第二冷却管路相连，用于为所述电池电芯冷却；

所述加热模块用于为所述电池电芯加热。

4.根据权利要求3所述的无人车的充电冷却系统，其特征在于，

所述BMS与所述充电发射端、所述充电接收端无线通信连接。

5.根据权利要求3所述的无人车的充电冷却系统，其特征在于，

所述电池包还包括高压配电模块，所述高压配电模块分别与所述电池电芯及所述加热模块相连。

6.根据权利要求3所述的无人车的充电冷却系统，其特征在于，

所述车辆端还包括自动驾驶域控制器、整车控制器及网关；

所述自动驾驶域控制器通过所述网关与所述整车控制器及所述BMS通信连接，所述整车控制器与所述BMS通信连接，所述自动驾驶域控制器和/或所述整车控制器能够接收所述BMS所采集的所述电池电芯的温度、电压及电流数据，所述自动驾驶域控制器和/或所述整车控制器能够发送加热、冷却和/或充电的指令至所述BMS。

7.根据权利要求1所述的无人车的充电冷却系统，其特征在于，

所述充电发射端包括发射线圈、发射控制器及通信天线，所述发射控制器与所述第一电磁阀及所述水泵通过硬线连接；

所述充电接收端包括接收线圈、接收控制器及通信天线，所述接收控制器与所述第二电磁阀通过硬线连接；

所述发射线圈与所述接收线圈之间能够对位耦合并产生感应电动势，以实现所述充电接收端的充电。

8.根据权利要求1所述的无人车的充电冷却系统，其特征在于，

所述充电发射端包括有线充电接头、发射控制器及通信天线，所述发射控制器与所述第一电磁阀及所述水泵通过硬线连接；

所述充电接收端包括有线充电接口、接收控制器及通信天线，所述接收控制器与所述第二电磁阀通过硬线连接；

所述有线充电接头能够与所述有线充电接口相互匹配，以实现所述充电接收端的充电。

9.一种无人车的充电冷却方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的无人车的充电冷却系统中，其特征在于，所述方法包括：

由BMS获取车辆端当前剩余电量；

判断当前剩余电量是否低于预设电量阈值，当低于预设电量阈值时，自动驾驶域控制器向整车控制器发送回充指令；

无人车返回充电点，充电发射端与充电接收端对准，充电桩端的第一冷却管路与所述车辆端的第二冷却管路对准；

所述车辆端与所述充电桩端通信连接，所述车辆端第二电磁阀与所述充电桩端第一电磁阀根据所述车辆端的指令开启或关闭，所述充电桩端包括冷却液存储箱，所述冷却液存储箱中的冷却液能够在所述第一冷却管路和所述第二冷却管路之间循环；

所述车辆端获取电池电芯的温度，基于温度执行加热、冷却和/或充电的动作；

当冷却和/或充电结束后，第一电磁阀与第二电磁阀依次关闭。

10.根据权利要求9所述的充电控制方法，其特征在于，

当无人车返回充电点后，车辆端通过读码器扫描二维码，或车顶激光雷达扫描充电桩上方反光条来实现与充电桩端的对准。

11.根据权利要求9所述的充电控制方法，其特征在于，

在所述车辆端第二电磁阀与所述充电桩端第一电磁阀根据所述车辆端的指令开启或关闭的步骤后，还包括：

BMS执行自检；

若所述车辆端自检到电池电芯存在限制充电故障，则上报故障，并发送禁止充电的指令至所述充电桩端；

若所述车辆端自检到电池电芯不存在限制充电故障，则发送加热、冷却和/或充电的指令至充电接收端。

12.根据权利要求9所述的充电控制方法，其特征在于，

所述方法还包括由BMS获取并判断电池电芯的温度：

当温度低于或等于第一预设温度时，BMS发送加热指令至加热模块，执行加热动作；

当温度介于第一预设温度与第二预设温度之间，或温度等于第二预设温度时，BMS发送加热指令至加热模块，发送充电指令至无线充电接收端，同时执行加热及充电动作；

当温度介于第二预设温度与第三预设温度之间时，BMS发送充电指令至无线充电接收端，执行充电动作；

当温度等于第三预设温度，或温度介于第三预设温度与第四预设温度之间时，BMS发送冷却指令及充电指令至无线充电接收端，同时执行冷却及充电动作；

当温度大于或等于第四预设温度时，BMS发送冷却指令至无线充电接收端，执行冷却动作。