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CN113224410B - 一种纯电动汽车低温充电加热控制方法 - Google Patents

一种纯电动汽车低温充电加热控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种纯电动汽车低温充电加热控制方法，解决现有充电技术在低温和低电量的情况下，充电时间过长等问题。控制方法包括：控制器检测电池的温度、允许充电功率和允许放电功率；如同时满足温度＜T1、SOC＜M、允许充电功率＜P1、允许放电功率＜P2；充电设备以功率P1充电，同时加热器以功率P3加热；当加热器开始工作，当电池的充电功率降低时，调节充电设备的功率使其最终稳定输出功率为P1+P3；当加热需求功率降低到P4，则调节充电设备的输出功率为P1+P4，调节加热器的加热功率为P4；如加热需求功率升高到P3，则调节加热器的加热功率为P3，然后调节充电设备的功率使其最终稳定输出功率为P1+P3。

Description

一种纯电动汽车低温充电加热控制方法
技术领域
本发明涉及一种电池充电控制方法，尤其涉及一种纯电动汽车低温充电加热控制方法。
背景技术
纯电动汽车的电池在低温和低电量状态下，其允许充电功率较小，因此充电缓慢，为了提高电池充电速度，缩短充电时间，需要对电池进行加热。低温充电加热方案的核心是根据当前加热器功率请求和电池允许充电功率，控制充电功率大小，避免对电池过充。
目前，低温充电加热控制常采用以下两种方法。第一，用电池的允许放电功率给电池加热，同时对电池进行充电的策略。第二，充电的同时，以最大功率功率对电池加热。如果采用第一种方案，如果电池允许放电功率较小则会导致加热功率较小，电池加热时间长，从而导致较长的充电时间。如果采用第二种方案当加热器温度较高需要关闭加热器时，可能导致对动力电池的过充。
发明内容
本发明提供了一种纯电动汽车低温充电加热控制方法，解决现有充电技术在低温和低电量的情况下，充电时间过长等问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种纯电动汽车低温充电加热控制方法，包括以下步骤：
S1，纯电动汽车连接充电设备时，控制器检测电池的温度、允许充电功率和允许放电功率；
S2，所述控制器获知电池状态是否同时满足条件A、B、C、D：
A、温度低于T1值；
B、SOC低于M值；
C、允许充电功率小于P1值；
D、允许放电功率小于P2值；
如果同时满足条件，控制器控制充电设备以功率P1进行充电，同时请求所述加热器以功率P3进行加热；
如果不满足条件，控制器控制充电设备以功率P1进行充电，同时请求所述加热器的加热功率＝电池的允许放电功率；
S3，所述控制器获知到所述加热器开始工作，当电池的充电功率下降时，调节充电设备的功率使其最终稳定输出功率为P1+P3；
S4，当所述加热器的加热功率＞P4时，如果所述控制器获知电池的加热需求功率降低到P4值，则控制器先调节充电设备的输出功率为P1+P4，再调节所述加热器的加热功率为P4；
S5，当所述加热器的加热功率＜P3时，如果所述控制器获知电池的加热需求功率升高到P3值，则控制器先调节所述加热器的加热功率为P3，再调节充电设备的功率使其最终稳定输出功率为P1+P3。
进一步地，在步骤S4中，当控制器调节充电设备的输出功率为P1+P4时，所述加热器维持原加热功率持续一定时间ΔT1，当ΔT1时间到了后，调节加热功率为P4。
进一步地，当控制器调节所述加热器的加热功率为P3时，充电设备维持原功率一定时间ΔT2，ΔT2时间到了后，调节充电设备的输出功率至P1+P3。
进一步地，调节充电设备功率的方法为电流补偿方法。
进一步地，在步骤S4中，所述控制器获知电池的加热需求功率降低到P4值的方法为：所述控制器获取电池冷却液温度，当冷却液温度高于T2时，则判断电池的加热需求功率降低到P4。
进一步地，在步骤S5中，所述控制器获知电池的加热需求功率升高到P3值的方法为：所述控制器获取电池冷却液温度，当冷却液温度低于T3时，则判断电池的加热需求功率升高到P3。
进一步地，所述控制器为所述纯电动汽车的整车控制器。
进一步地，功率P3＜P4。
进一步地，M值的范围为0-2％。
进一步地，温度T1的范围为-40℃-0℃；功率P1的范围为0-2KW；功率P2的范围为0-3KW；功率P3为4KW；功率P4为6KW。
本发明实施例一种纯电动汽车低温充电加热控制方法与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明的控制方法，通过控制充电设备输出功率，以及充电功率在电池和加热器的分配，解决低温下电池电量低的，充电过程中会导致电池过充和充电时间长等问题，提高充电效率。
具体实施方式
下面结合实施方式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方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
一种纯电动汽车低温充电加热控制方法，所述纯电动汽车的电池与一控制器相连，所述电池与一加热器相连；所述控制方法包括以下步骤：
S1，纯电动汽车连接充电设备时，所述控制器检测电池的温度、允许充电功率和允许放电功率；
S2，所述控制器获知电池状态是否同时满足条件A、B、C、D：
A、温度低于T1值；
B、SOC低于M值；
C、允许充电功率小于P1值；
D、允许放电功率小于P2值；
当电池状态同时满足以上条件时，电池允许充电功率较小，并且电池无法持续放电以使加热器加热，以恢复电池的充电能力。
因此，本实施例在电池状态同时满足以上条件时，控制器控制充电设备以功率P1进行充电，同时请求所述加热器以功率P3进行加热；此时充电设备以最低功率进行充电，同时加热器以低功率P3对电池进行加热，使得电池温度缓慢升高，电池充电能力逐步缓慢恢复。
当电池状态如果不同时满足以上条件，控制器控制充电设备以功率P1进行充电，同时请求所述加热器的加热功率＝电池的允许放电功率；此时，充电设备以最低功率进行充电，同时控制加热器以电池允许的最大放电功率进行加热，以使得电池的温度能够相对较快的升高，电池的充电能力能够以相对较快的速度恢复，从而使得电池允许充电功率能够相对较快提高，为接下去提高充电功率奠定基础。
S3，所述控制器获知到所述加热器开始工作，当电池的充电功率下降时，调节充电设备的功率使其最终稳定输出功率为P1+P3；在电池温度低于一定值时，加热器启动工作，此时会导致电池的充电功率降低，因此需要调节充电设备的功率，使得充电设备的输出功率逐步提升至P1+P3，并进行保持。
S4，当所述加热器的加热功率＞P4时，如果所述控制器获知电池的加热需求功率降低到P4值，则控制器先调节充电设备的输出功率为P1+P4，再调节所述加热器的加热功率为P4；在电池温度升高到一定值时，加热器无需继续工作在较高的加热功率下，因此电池的加热需求功率降低。
S5，当所述加热器的加热功率＜P3时，如果所述控制器获知电池的加热需求功率升高到P3值，则控制器先调节所述加热器的加热功率为P3，再调节充电设备的功率使其最终稳定输出功率为P1+P3。
在本实施例中，在步骤S4中，当控制器调节充电设备的输出功率为P1+P4时，所述加热器维持原加热功率持续一定时间ΔT1，当ΔT1时间到了后，调节加热功率为P4。
当控制器调节所述加热器的加热功率为P3时，充电设备维持原功率一定时间ΔT2，ΔT2时间到了后，调节充电设备的输出功率至P1+P3。当加热器的功率变化时，通过提前调节充电功率，等待时间ΔT1或ΔT2的方法，避免对电池过充。
在本发明中，ΔT1和ΔT2可以根据经验，也可以根据实验验证进行设定。本实施例中，优选的将ΔT1和ΔT2设定为3-8s。
本实施例中，调节充电设备功率的方法为电流补偿方法，保证以最大功率对电池充电，避免由于加热导致充电时间过分延长。
本实施例中，在步骤S4中，所述控制器获知电池的加热需求功率降低到P4值的方法为：通过获取电池冷却液温度，得到电池的加热需功率，所述控制器获取电池冷却液温度，当冷却液温度高于T2时，则判断电池的加热需求功率调节为P4。
在步骤S5中，所述控制器获知电池的加热需求功率升高到P3值的方法为：当冷却液温度低于T3时，则判断电池的加热需求功率调节为P3。所述T3＜T2，功率P3＜P4，当电池温度较低时，由于电池的允许放电功率较低，因此电池所需的加热功率较低。
本实施例中，优选的T2＝36℃，T3＝20℃。即，当冷却液温度高于36度时，则加热器降一档，该档位功率为P4，当冷却液温度低于20℃时，则加热器升一档，该档位功率为P3。
本实施例中，优选的，所述控制器为所述纯电动汽车的整车控制器。通过整车控制器VCU检测电池温度、SOC、允许充电功率、允许放电功率等参数，当电池SOC较低，电池允许充电功率和允许放电功率很小，且电池温度很低时，充电过程中，启动加热器，通过外部充电设备给电池加热；当加热器功率变化时，通过提前调节充电功率，等待时间ΔT1或ΔT2的方法，避免对动力电池过充。本实施例中，所述M值为0-2％。
本实施例中，优选的其余各参数范围如下：
T1为-40℃-0℃；
P1为0-2KW；
P2为0-3KW；
P3为4KW；
P4为6KW。
采用本实施例所述的控制方法，控制具有快速、准确的优点，也降低了系统对硬件的要求和系统的复杂性。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种纯电动汽车低温充电加热控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，纯电动汽车连接充电设备时，控制器检测电池的温度、允许充电功率和允许放电功率；
S2，所述控制器获知电池状态是否同时满足条件A、B、C、D：
A、温度低于T1值；
B、SOC低于M值；
C、允许充电功率小于P1值；
D、允许放电功率小于P2值；
如果同时满足条件，控制器控制充电设备以功率P1进行充电，同时请求加热器以功率P3进行加热；
如果不满足条件，控制器控制充电设备以功率P1进行充电，同时请求所述加热器的加热功率＝电池的允许放电功率；
S3，所述控制器获知到所述加热器开始工作，当电池的充电功率下降时，调节充电设备的功率使其最终稳定输出功率为P1+P3；
S4，当所述加热器的加热功率＞P4时，如果所述控制器获知电池的加热需求功率降低到P4值，则控制器先调节充电设备的输出功率为P1+P4，再调节所述加热器的加热功率为P4，其中，功率P3＜P4；
S5，当所述加热器的加热功率＜P3时，如果所述控制器获知电池的加热需求功率升高到P3值，则控制器先调节所述加热器的加热功率为P3，再调节充电设备的功率使其最终稳定输出功率为P1+P3。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在步骤S4中，当控制器调节充电设备的输出功率为P1+P4时，所述加热器维持原加热功率持续一定时间ΔT1，当ΔT1时间到了后，调节加热功率为P4。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在步骤S5中，当控制器调节所述加热器的加热功率为P3时，充电设备维持原功率一定时间ΔT2，ΔT2时间到了后，调节充电设备的输出功率至P1+P3。
4.如权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，在步骤S4中，所述控制器获知电池的加热需求功率降低到P4值的方法为：所述控制器获取电池冷却液温度，当冷却温度高于T2时，则判断电池的加热需求功率降低到P4。
5.如权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，在步骤S5中，所述控制器获知电池的加热需求功率升高到P3值的方法为：所述控制器获取电池冷却液温度，当冷却液温度低于T3时，则判断电池的加热需求功率升高到P3。
6.如权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制器为所述纯电动汽车的整车控制器。
7.如权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，M值的范围为0-2％。
8.如权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，温度T1的范围为-40℃-0℃；功率P1的范围为0-2KW；功率P2的范围为0-3KW；功率P3为4KW；功率P4为6KW。
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