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CN111959347B - 一种电池包用驻车加热器的控制方法 - Google Patents

一种电池包用驻车加热器的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电池包用驻车加热器的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：1)、驻车加热器上电后进入初始化状态，等待开启信号；2)、当接收到开启信号后，控制驻车加热器进入启动状态，此时控制加热赛开始通电进入预热状态；3)、预热完成后，控制燃油泵开始启动喷油，同时控制进气风扇开始工作；4)、判断驻车加热器启动是否完成，在启动完成后控制驻车加热器进入全负荷工作状态。过控制加热塞、燃油泵、进气风扇的协同工作达到缩短加热器启动时间的目的而且进一步可以控制减少启动时冒黑烟的缺陷。

Description

一种电池包用驻车加热器的控制方法
技术领域
本发明涉及汽车电池包温控领域，特别涉及一种电池包用驻车加热器的控制方法。
背景技术
目前驻车加热器已经广泛使用在货车、客车、房车等车型上用于给驾驶室取暖以及低温环境下，预热发动机冷却系统，解决发动机冷启动困难，降低冷启动排放。
在极地严寒环境下，电池包温度很低放电电流受到很大限制，电加热热管理系统性能也会受到很大限制，可以利于驻车加热器取代电加热系统为电动车电池包冷却液加热，可以尽快的使电池包温度上升达到正常的放电功率，改善电动车起动性能，并且可以大幅提高整车在极寒温度下的续航里程。但是当前驻车加热器普遍存在启动时间过长以及起动冒黑烟的问题，在极寒天气下不利于冷却系统快速升温，给驾驶员带来不好的体验。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电池包用驻车加热器的控制方法，通过控制加热塞、燃油泵、进气风扇的协同工作达到缩短加热器启动时间的目的而且进一步可以控制减少启动时冒黑烟的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电池包用驻车加热器的控制方法，包括如下步骤：
1)、驻车加热器上电后进入初始化状态，等待开启信号；
2)、当接收到开启信号后，控制驻车加热器进入启动状态，此时控制加热塞开始通电进入预热状态；
3)、预热完成后，控制燃油泵开始启动喷油，同时控制进气风扇开始工作；
4)、判断驻车加热器启动是否完成，在启动完成后控制驻车加热器进入全负荷工作状态。
在步骤3)中，控制燃油泵开始起动喷油时，燃油泵以低频率的喷油频率进行喷油，同时控制进气风扇以低转速工作。
在步骤4)中，判断驻车加热器启动完成的方法包括：通过排气温度传感器检测驻车加热器燃烧室的排气温度数据，根据温度数据来判断驻车加热器是否启动完成，当温度上升速率大于设定温度速率阈值时，判断驻车加热器启动完成。
在步骤4)中判断驻车加热器启动完成后，此时才控制加热塞关闭。
在步骤4中，在启动完成后控制驻车加热器进入全负荷工作状态包括：控制喷油频率和风扇转速分别缓慢提升至全负荷对应的频率标定值、转速标定值。
步骤4)还包括在控制驻车加热器进入全负荷工作状态后，监测驻车加热器加热的冷却液的温度，当冷却液温度大于冷却液温度标定值后，控制驻车加热器进入到低负荷工作状态，此时控制喷油频率和风扇转速缓慢降低至低负荷对应的频率标定值、转速标定值；当冷却液温度小于低温标定值后，控制驻车加热器进入全负荷工作状态。
在驻车加热器进入低负荷状态后，若冷却液温度继续上升超过高温限定标定值，加热器进入到自动关闭状态，此时喷油器停止喷油，风扇缓慢过度到一个较低转速给加热器散热，并保持该转速持续工作；加热器进入到自动关闭状态后，当温度低低于低温限定标定值后加热器重新进入启动状态。
在加热器工作过程中如果收到关闭信号或者二级故障信号，走正常关闭流程：加热器进入关闭状态，喷油器停止喷油，风扇缓慢过度到较高转速并继续工作一段时间后关闭。
若在驻车加热器工作期间发生三级故障，走立即关闭流程：此时控制喷油器、风扇都立即停止工作且只有当故障排除后加热器重新上电才能重新工作。
本发明的优点在于：通过驻车加热器加热车载电池加热系统中冷却液的温度，可以做到更好的实现汽车在寒冷条件下的启动工作，可以利于驻车加热器取代电加热系统为电动车电池包冷却液加热，可以尽快的使电池包温度上升达到正常的放电功率，改善电动车起动性能，并且可以大幅提高整车在极寒温度下的续航里程；同时克服驻车加热器的启动时启动时间慢的缺陷，通过软件控制加热塞、燃油泵、进气风扇的协同工作达到快速启动缩短启动时间的目的；而且通过通过控制加热塞、燃油泵、进气风扇的协同工作达到减少启动时冒烟的缺陷，使得驻车加热器启动更加可靠且提升用户体验。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本驻车加热器的控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明针对采用驻车加热器对电池加热系统中的冷却液进行加热时，加热器的启动时间慢以及会产生浓烟的缺陷，通过对加热器的启动控制来使得加热器启动时间缩短并减少启动时产生的黑烟。同时针对冷却液的温度提供一套控制方法来实现对于冷却液的加热，从而使得寒冷天气下汽车的动力电池加热系统中的冷却液加热更加迅速，使得车辆更好的适应在很冷天气下的快速启动使用。
本申请中电池包具备电池加热系统，该系统中包含用由于对电池包进行加热的冷却液以及对应的加热管道，本申请通过驻车加热器来对冷却液进行加热，可以减少极冷天气下电池无法快速加热造成的电动汽车的无法可靠运转。
如图1所示，一种电池包用驻车加热器的控制方法，包括如下控制步骤：
1、当驻车加热器上电后进入初始化状态，一直等待接收控制信号，当接收到加热器开启信号后，首先进入到加热器启动状态，此时加热塞开始通电预热，预热的目的是将燃烧室加热，有利于燃油的雾化，在低温环境下，加热塞能够以最短的时间点燃混合气体，缩短起动时间；预热完成后进入下一步，预热完成一般指加热塞预热达到一定温度(可设置)或者预热时间达到设定时间(可设置)。
2、预热完成后控制燃油泵开始启动喷油，为了减小起动过程冒黑烟的情况，燃油泵刚开始起动喷油以较低的喷油频率进行(可设置其低频率的具体喷油频率值，可标定)，进气风扇也以较低的转速工作(风扇转速可标定，具体根据实际情况标定低转速的具体转速值)，可以有效防止混合气过浓导致的冒黑烟情况，在此期间加热塞持续加热。
3、当排气温度传感器检测到温度快速上升(排气温度传感器用于检测排气温度(测排出的燃烧废气的温度)，温度快速上升可以以温度上升速率来进行判断，设置上升速率阈值，当上升速率大于设定阈值时，认为温度快速上升，上升速率是指单位时间内上升的温度)，判定为燃油已经开始燃烧，随后控制加热塞关闭，此时启动完成，加热器进入到全负荷工作状态，在全负荷工作状态下喷油频率和风扇转速分别缓慢提升至全负荷状态下的喷油频率标定值、转速标定值(全负荷状态下的喷油频率标定值、全负荷状态下的转速标定值根据实际工作需求标定/设置)，通过增加排气温度传感器能够形成闭环控制，在最短时间判断出燃油是否开始燃烧，缩短加热器起动时间。
在启动完成后控制驻车加热器进入全负荷工作状态包括：控制喷油频率和风扇转速分别缓慢提升至全负荷对应的频率标定值、转速标定值。
在控制驻车加热器进入全负荷工作状态后，监测驻车加热器加热的冷却液的温度，当冷却液温度大于冷却液温度标定值后，控制驻车加热器进入到低负荷工作状态，此时控制喷油频率和风扇转速缓慢降低至低负荷对应的频率标定值、转速标定值；当冷却液温度小于低温标定值后，控制驻车加热器进入全负荷工作状态。低温标定值、冷却液温度标定值均可以根据需求设置，一般可以设置为同一数值，这样就可以做到加热器持续工作控制冷却液温度始终尽可能的保持在标定值周围。也就是当冷却液温度大于标定值后，加热器进入到低负荷工作状态，喷油频率和风扇转速缓慢降低至标定值，维持冷却液温度。如果冷却液温度开始下降，并低于标定值后，加热器又重新进入到全负荷状态。
在驻车加热器进入低负荷状态后，若冷却液温度继续上升超过高温限定标定值，加热器进入到自动关闭状态，此时喷油器停止喷油，风扇缓慢过度到一个较低转速给加热器散热，并保持该转速持续工作；加热器进入到自动关闭状态后，当温度低低于低温限定标定值后加热器重新进入启动状态。冷却液的高温限定标定值是指当温度大于该温度时，已经超过加热电池包所需的温度，此时就不需要加热了，可以具体环境进行该温度的标定，低温限定标定值类似，当温度低于设定值就需要重新启动，防止冷冻液无法加热电池造成的电池性能问题。也就是如果进入低负荷状态后，监控冷却液温度继续上升超过标定值，加热器进入到自动关闭状态，此时喷油器停止喷油，风扇缓慢过度到一个较低转速给加热器散热，并保持该转速持续工作。加热器进入到自动关闭状态后，当监测到温度低度低于标定值后加热器重新进入启动状态。
在加热器工作过程中如果收到关闭信号或者二级故障，走正常关闭流程：控制加热器进入关闭状态，喷油器停止喷油，风扇缓慢过度到较高转速继续工作一段时间排出残留废气以及给加热器降温，然后关闭，只有当风扇完全停止工作后，关闭才算完成，才可以再次重新开启加热器。二级故障指需要关闭加热器的故障，比如加热器失火故障，燃油没被点燃，需要关机重启，走正常的关闭流程。
如果在工作期间发生三级故障，喷油器，风扇都立即停止工作，只有当故障排除，加热器重新上电才能重新工作。三级故障指需要立即关闭加热器，不走正常关闭流程，比如低压蓄电池电压过低等故障，此时需要立即停止。
通过该控制方法可以较好的对加热器进行控制，实现良好的加热效果，并能够及时对故障条件进行响应，对加热器以及车辆人员安全进行保护，同时该方式实现了加热器启动快速同时减少冒烟的缺陷。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电池包用驻车加热器的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）、驻车加热器上电后进入初始化状态，等待开启信号；
2）、当接收到开启信号后，控制驻车加热器进入启动状态，此时控制加热塞开始通电进入预热状态；
3）、预热完成后，控制燃油泵开始启动喷油，同时控制进气风扇开始工作；
4）、判断驻车加热器启动是否完成，在启动完成后控制驻车加热器进入全负荷工作状态；
步骤4）还包括在控制驻车加热器进入全负荷工作状态后，监测驻车加热器加热的冷却液的温度，当冷却液温度大于冷却液温度标定值后，控制驻车加热器进入到低负荷工作状态，此时控制喷油频率和风扇转速缓慢降低至低负荷对应的频率标定值、转速标定值；当冷却液温度小于低温标定值后，控制驻车加热器进入全负荷工作状态；
在驻车加热器进入低负荷状态后，若冷却液温度继续上升超过高温限定标定值，加热器进入到自动关闭状态，此时喷油器停止喷油，风扇缓慢过度到一个较低转速给加热器散热，并保持该转速持续工作；加热器进入到自动关闭状态后，当温度低于低温限定标定值后加热器重新进入启动状态。
2.如权利要求1所述的一种电池包用驻车加热器的控制方法，其特征在于：在步骤3）中，控制燃油泵开始启动喷油时，燃油泵以低频率的喷油频率进行喷油，同时控制进气风扇以低转速工作。
3.如权利要求1或2所述的一种电池包用驻车加热器的控制方法，其特征在于：在步骤4）中，判断驻车加热器启动完成的方法包括：通过排气温度传感器检测驻车加热器排气温度数据，根据温度数据来判断驻车加热器是否启动完成，当温度上升速率大于设定温度速率阈值时，判断驻车加热器启动完成。
4.如权利要求1或2所述的一种电池包用驻车加热器的控制方法，其特征在于：在步骤4）中判断驻车加热器启动完成后，此时才控制加热塞关闭。
5.如权利要求1或2所述的一种电池包用驻车加热器的控制方法，其特征在于：在步骤4）中，在启动完成后控制驻车加热器进入全负荷工作状态包括：控制喷油频率和风扇转速分别缓慢提升至全负荷对应的频率标定值、转速标定值。
6.如权利要求1或2所述的一种电池包用驻车加热器的控制方法，其特征在于：在加热器工作过程中如果收到关闭信号或者二级故障信号，加热器进入关闭状态，喷油器停止喷油，风扇缓慢过度到较高转速并继续工作一段时间后关闭。
7.如权利要求6所述的一种电池包用驻车加热器的控制方法，其特征在于：若在驻车加热器工作期间发生三级故障，此时控制喷油器、风扇都立即停止工作且只有当故障排除后加热器重新上电才能重新工作。
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驻车加热器控制系统的分析研究;曹晓光等;《交通标准化》;20111123(第22期);第152-155页 *

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