CN210062645U - 一种电池加热系统的远程加热控制系统及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电池加热系统的远程加热控制系统及车辆，属于车辆远程预热控制技术领域，加热控制系统包括DC/DC的主电路和控制电路，主电路的高压侧用于连接动力电池，低压侧供电连接电池管理系统、整车控制器和车载终端；控制电路通信连接有独立电源供电的时钟芯片，用于在车辆下电后进行周期定时和预约加热定时，控制电路用于根据周期定时的时间控制主电路启动，电池管理系统、整车控制器和车载终端上电；电池管理系统通过整车控制器、车载终端接收预约加热指令，计算预约加热定时的时间，由时钟芯片进行计时，当计时时间到达时电池管理系统控制开启电池加热系统，实现了整车下电状态下动力电池的远程预热。
Description
技术领域
本实用新型属于车辆远程预热控制技术领域，具体涉及一种电池加热系统的远程加热控制系统及车辆。
背景技术
公布号CN108501675A的中国专利申请、名称为“一种电动汽车远程预热控制方法及系统”公开了一种电池自加热方案，该方案是根据预约用车指令确定预约用车开始时间，并以此确定预加热开始时间，车载TBOX计算到达预加热开始时间时，通过CAN总线发送休眠唤醒信号唤醒整车控制器，并发送预热信号给整车控制，整车控制器接收预热信号后发送加热信号给电池管理系统，由电池管理系统控制加热模块(即电池加热系统)对电池进行预加热。虽然该方案的电池自加热过程中整车控制器存在休眠期，但是处于休眠期的整车控制器仍然处于带电状态，并且车载TBOX则一直在工作中，是一直处于带电状态的，因此，该方案需要车辆一直保持上电状态，才能够实现该方案的电池自加热。车辆一直保持上电状态耗费电池电量，经济性差，且存在一定安全风险。目前商用车从安全角度考虑，通常保持整车下电状态存放。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电池加热系统的远程加热控制系统，为解决现有远程预热控制方法需要保持车辆上电状态才能实现电池自加热导致存在电池耗电量高、整车安全风险大的问题，提供一种硬件支撑；同时，本实用新型还提供一种包含有上述加热控制系统的车辆，同样为解决现有远程预热控制方法需要保持车辆上电状态才能实现电池自加热导致存在电池耗电量高、整车安全风险大的问题，提供一种硬件支撑，以提升车辆的使用性能。
为解决上述技术问题，本实用新型提出一种电池加热系统的远程加热控制系统，所述加热控制系统包括DC/DC的主电路和控制电路，其中，主电路的高压侧用于连接动力电池，主电路的低压侧分别供电连接电池管理系统、整车控制器和车载终端；
所述电池管理系统、整车控制器和车载终端依次通信连接，所述电池管理系统还连接有独立电源供电的时钟芯片，所述控制电路连接所述时钟芯片，该时钟芯片用于在车辆下电后进行周期定时和预约加热定时，控制电路用于根据周期定时的时间控制主电路启动，实现电池管理系统、整车控制器和车载终端的上电控制。
为解决上述技术问题，本实用新型还提出一种车辆，包括动力电池、电池加热系统和上述加热控制系统。
本实用新型的加热控制系统及车辆，针对的是车辆下电后的动力电池远程预热问题提供了硬件支撑，能够通过独立电源供电的时钟芯片进行周期定时，当周期定时的时间到达时，DC/DC的控制电路控制主电路启动，通过动力电池提供低压电源给电池管理系统、整车控制器和车载终端上电，上电后电池管理系统通过整车控制器和车载终端接收预约加热指令，确定动力电池的预约加热定时的时间，通过时钟芯片进行计时，当预约加热定时的时间到达时由电池管理系统控制电池加热系统开启，对动力电池进行加热，从而实现动力电池的远程预热。整个过程中，只有在周期定时的时间到达时才给整车控制器和车载终端上电，只有在周期定时的时间到达时以及预约加热定时的时间到达时才给电池管理系统上电，在其他时间均不需要从动力电池取电，本实用新型的加热控制系统及车辆提供的硬件支撑，相对于现有技术有助于减小动力电池电量的消耗，节省动力电池用于远程预热的用电量，相对保证司机用车行使时动力电池有充足的电量，能够提升车辆的使用性能，使整车安全风险降到最低。
对于上述加热控制系统及车辆，为了节省时钟芯片的占用空间，将上述时钟芯片集成设置在电池管理系统中，以节省设计成本。
对于上述加热控制系统及车辆，所述电池管理系统包括加热控制回路，加热控制回路上串设有加热继电器的控制线圈，加热继电器的开关串设在电池加热系统中，用于实现对电池加热系统的启动控制。
对于上述车辆，为实现动力电池的加热，电池加热系统为设置在动力电池所在箱体内的加热回路，加热回路上设置有电加热器和所述加热继电器的开关，电加热器的电源来自动力电池。
对于上述加热控制系统及车辆，为实现时钟芯片的周期定时和预约加热定时，上述时钟芯片包括输出中断信号的管脚和输出时钟信号的管脚，其中，输出中断信号的管脚连接所述控制电路，用于向控制电路输出表示周期定时的时间到达的中断信号；输出时钟信号的管脚连接所述控制电路，用于向控制电路输出表示预约加热定时的时间到达的时钟信号。
附图说明
图1是本实用新型的一种电池加热系统的远程加热控制系统示意图；
图2是本实用新型的电池加热系统的加热控制过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
加热控制系统实施例：
为了在车辆下电后实现车辆中动力电池的远程预热，本实施例提出一种电池加热系统的远程加热控制系统，如图1所示，包括车载终端、整车控制器(VCU)、电池管理系统(BMS)、DC/DC以及时钟芯片。其中，车载终端、整车控制器(VCU)、电池管理系统(BMS)、DC/DC均是车辆中已有的，DC/DC包括主电路和控制电路，主电路的高压侧用于连接动力电池，主电路的低压侧分别供电连接电池管理系统、整车控制器和车载终端，通过设置二极管用于两路低压供电隔离；动力电池通过DC/DC的主电路为车载终端、整车控制器和电池管理系统供电，动力电池为电池加热系统供电。
上述电池管理系统、整车控制器和车载终端依次通信连接，电池管理系统还连接有独立电源供电的时钟芯片，控制电路连接该时钟芯片，时钟芯片由独立电源供电，独立电源采用纽扣电池或蓄电池，当选择使用蓄电池作为独立电源时，采用车辆本身的蓄电池，或者不采用车辆本身的蓄电池，而是另设蓄电池。该时钟芯片用于在车辆下电后进行周期定时和预约加热定时，控制电路用于根据周期定时的时间控制主电路启动，动力电池通过启动的主电路为车载终端、整车控制器和电池管理系统进行24V低压供电，从而实现电池管理系统、整车控制器和车载终端的上电控制。
选择时钟芯片的型号如MAXIM-DALLASDS12C887系列的DS1337，以及PCF8563，上述时钟芯片包括一个输出中断信号的管脚，一个输出时钟信号的管脚，其中，输出中断信号的管脚连接控制电路的一个输入端，用于向控制电路输出表示周期定时的时间到达的中断信号(简称为中断信号)，控制电路根据该中断信号控制主电路启动；上述输出时钟信号的管脚连接控制电路的另一个输入端，用于向控制电路输出表示预约加热定时的时间到达的时钟信号(简称为时钟信号)，控制电路将该时钟信号发送给电池管理系统，电池管理系统根据该时钟信号控制电池加热系统开启。
电池管理系统包括加热控制回路，加热控制回路上串设有加热继电器的控制线圈，加热继电器串设在电池加热系统中。电池管理系统用于依次通过车载终端、整车控制器接收手机APP或远程服务器发送的预约加热指令(图1中简称为加热指令)，接收到预约加热指令后依次通过整车控制器、车载终端向手机APP或远程服务器发送反馈已经接收到预约加热指令的信息，并根据该预约加热指令计算预约加热定时的时间，并通过控制电路发送至时钟芯片，时钟芯片根据该预约加热定时的时间进行计时，当计时时间到达时经由控制电路向电池管理系统发送时钟信号，电池管理系统控制加热控制回路导通，使加热继电器闭合，从而开启电池加热系统。
一种电池管理系统计算预约加热定时的时间方法为，电池管理系统依据自身时钟实时时间、手机APP或远程服务器发送的发车时间(该发车时间为预约加热指令)、动力电池温度等信息计算距离开启预约自加热的时间间隔，即预约加热定时的时间。
若在当前周期定时的时间到达时，电池管理系统没有接收到预约加热指令，则给控制电路发送断开主电路的控制信号，主电路断开后，电池管理系统、车载终端和整车控制器下电，时钟芯片进行下一周期定时，如此往复，直到在某一周期定时的时间到达时接收到预约加热指令。
本实施例中的电池加热系统为设置在动力电池所在箱体内的加热回路，加热回路上设置有电加热器和加热继电器的开关，电加热器的电源来自动力电池。
另外，为防止动力电池的远程预热导致电池电量不足而影响司机用车，时钟芯片还用于根据预约加热指令设定电池自检时间，在电池自检时间到达时，控制电池管理系统上电，由电池管理系统检测电池剩余电量，当电池剩余电量高于设定上限值时，判定允许开启电池加热系统，控制电池管理系统下电，直到到达预约加热定时的时间时再控制电池管理系统上电。当电池剩余电量低于设定下限值时，判定不允许开启电池加热系统，控制电池管理系统下电，以免电池剩余电量低时开启电池加热系统耗费动力电池太多电量进而影响司机用车。
电池加热系统的加热控制过程如图2所示，该图中的时钟芯片每隔设定休眠时间唤醒一次，由休眠状态进入工作状态，这样做的好处在于可以节省计为时唤醒单元供电的独立电源的耗电量，以使独立电源不需频繁更换，能够长期使用。
当预约加热指令发送成功后，若用户不需要对动力电池进行远程预热时，通过手机APP经由中间服务平台发送取消预约加热指令，与图2中传递预约加热指令的流程相同，在时钟芯片唤醒时启动DC/DC模块(即控制电路控制主电路启动)，给电池管理系统、整车控制器和车载终端上电，取消预约加热指令依次通过车载终端、整车控制器发送给电池管理系统，由电池管理系统根据取消预约加热指令关闭电池加热系统。
电池加热系统在加热过程中或者完成加热后，不影响整车启动，整个过程优先执行司机启动指令。如果电池加热系统在加热未完成时司机上车启动车辆，整车执行车辆启动操作，电池加热系统的加热过程不受影响。
本实施例的时钟芯片优选的集成设置在电池管理系统中，以节省时钟芯片的占用空间，作为其他实施方式，时钟芯片也可以作为独立的控制单元。
本实用新型的加热控制系统相对于现有技术减小了电池电量的消耗，节省了动力电池用于远程预热的用电量，保证了动力电池能够有充足的电量供司机用车行使。本实用新型的加热控制系统的动力电池预约加热不需要司机发车前等待，车辆的电池温度达到理想温度可以延长车辆在冬季的续航里程及提升整车动力性，有效解决了极寒天气下插电式车辆或纯电动车辆的电池温度过低的情况下发车时需要开启电池加热系统，并等待动力电池的电池温度上升到理想温度时才能发车的问题，保证了司机用车需求的时效性。
车辆实施例：
为了实现车辆中动力电池的远程预热，提升车辆使用性能，本实施例提出一种车辆，包括动力电池、电池加热系统和加热控制系统实施例中的加热控制系统，加热控制系统控制启动电池加热系统，电池加热系统从动力电池取电，实现电池自加热。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。例如，时钟芯片的型号可以根据需要进行选择，并不限于上述各实施例中提到的型号。
又如，在加热控制系统实施例中，除了采用集成的时钟芯片外，还可自行设计时钟芯片来实现周期定时和预约加热定时的功能，自行设计的时钟芯片采用微处理器和计时器来实现，微处理器与计时器连接，由微处理器实现周期定时和预约加热定时的编程，由计时器实现周期定时和预约加热定时的计时。同样，在车辆实施例中，也可以采用微处理器和计时器实现时钟芯片的功能。上述微处理器可以采用如ARM，还可以采用可编程芯片代替微处理器，如FPGA、DSP等。
又如，加热控制系统实施例中，电池管理系统还可根据预约加热指令及自身加热速度确定电池加热系统开启时间(即预约加热定时的时间)。已知电池加热速度，以0.5℃/min为例，在手机APP预约第二天发车时间为早上7点，高寒地区低温时早上发车电池温度根据存放时间不同，电池最低温度为-30℃～-15℃之间，极限情况下电池加热到0℃以上需要1小时，所以在程序内设定在预约发车前1小时启动加热，关闭加热条件为1小时或者电池温度达到关闭温度。
电池管理系统还可依据自身时钟实时时间、APP发送的发车时间(即预约加热指令)、动力电池温度等信息计算距离开启预约加热的时间间隔。以上发车时间为第二天7点发车为例，电池加热预约成功时间为当天22:00，电池管理系统接收预约成功后，自身时钟进行计算预约成功时间距离发车时间间隔为9小时，然后电池管理系统设置DC/DC唤醒启动时间为9小时之后，并同时启动电池自加热。
又如，加热控制系统实施例中，电池加热系统中加热继电器的开关不仅可以设置在动力电池的负极侧，还可以设置在动力电池的正极侧，还可以在动力电池的正极侧和负极侧分别设置一个加热继电器的开关，用于提高控制电池加热系统的可靠性。
因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种电池加热系统的远程加热控制系统，其特征在于，所述加热控制系统包括DC/DC的主电路和控制电路，其中，主电路的高压侧用于连接动力电池，主电路的低压侧分别供电连接电池管理系统、整车控制器和车载终端；
所述电池管理系统、整车控制器和车载终端依次通信连接，所述电池管理系统还连接有独立电源供电的时钟芯片，所述控制电路连接所述时钟芯片，该时钟芯片用于在车辆下电后进行周期定时和预约加热定时，控制电路用于根据周期定时的时间控制主电路启动，实现电池管理系统、整车控制器和车载终端的上电控制。
2.根据权利要求1所述的电池加热系统的远程加热控制系统，其特征在于，所述时钟芯片集成设置在所述电池管理系统中。
3.根据权利要求1所述的电池加热系统的远程加热控制系统，其特征在于，所述电池管理系统包括加热控制回路，加热控制回路上串设有加热继电器的控制线圈，加热继电器的开关串设在电池加热系统中。
4.根据权利要求2或3所述的电池加热系统的远程加热控制系统，其特征在于，所述时钟芯片包括输出中断信号的管脚和输出时钟信号的管脚，其中，输出中断信号的管脚连接所述控制电路，用于向所述控制电路输出表示所述周期定时的时间到达的中断信号；输出时钟信号的管脚连接所述控制电路，用于向所述控制电路输出表示所述预约加热定时的时间到达的时钟信号。
5.一种车辆，包括电池加热系统、动力电池、DC/DC、电池管理系统、整车控制器和车载终端，动力电池通过DC/DC为电池管理系统、整车控制器和车载终端供电，其特征在于，DC/DC包括主电路和控制电路，其中，主电路的高压侧用于连接动力电池，主电路的低压侧分别供电连接电池管理系统、整车控制器和车载终端；
所述电池管理系统、整车控制器和车载终端依次通信连接，所述电池管理系统还连接有独立电源供电的时钟芯片，所述控制电路连接所述时钟芯片，该时钟芯片用于在车辆下电后进行周期定时和预约加热定时，控制电路用于根据周期定时的时间控制主电路启动，实现电池管理系统、整车控制器和车载终端的上电控制。
6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述时钟芯片集成设置在所述电池管理系统中。
7.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述电池管理系统包括加热控制回路，加热控制回路上串设有加热继电器的控制线圈，加热继电器的开关串设在电池加热系统中。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述电池加热系统为设置在动力电池所在箱体内的加热回路，加热回路上设置有电加热器和所述加热继电器的开关。
9.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征在于，所述时钟芯片包括输出中断信号的管脚和输出时钟信号的管脚，其中，输出中断信号的管脚连接所述控制电路，用于向所述控制电路输出表示所述周期定时的时间到达的中断信号；输出时钟信号的管脚连接所述控制电路，用于向所述控制电路输出表示所述预约加热定时的时间到达的时钟信号。
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