一种动力电池的低温快充加热控制方法及系统与流程

1.本发明属于动力电池充电领域，具体涉及一种动力电池的低温快充加热控制方法及系统。


背景技术：

2.新能源纯电动车的普及率正逐步提升，随着油耗法规的落地，环保法规的加强，电动化的趋势不可阻挡。但随着电动车的普及，动力电池带来的负面影响也越来越多。在高寒地区，随着温度的降低，动力电池的活性也明显降低，并带来由于锂电池功率衰减、soc降低等影响的驾驶续航问题，严重制约着电动车在高寒地区的普及。因此，动力电池的低温快充加热控制便显得十分重要。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种动力电池的低温快充加热控制方法及系统，以在保证动力电池不受损伤的情况下，更合理的实现低温快充功能。
4.本发明所述的动力电池的低温快充加热控制方法，包括：步骤s1、在快充枪已插入且充电自检无故障的情况下，判断动力电池中的单体电池最低温度tmin，如果tmin小于或等于预设的第一温度阈值，则执行步骤s2，如果tmin大于预设的第一温度阈值且小于或等于预设的第二温度阈值，则执行步骤s12，如果tmin大于预设的第二温度阈值，则执行步骤s20；步骤s2、向整车控制器发送空调ptc加热不使能请求信号和空调热管理不使能请求信号，并控制预充继电器和主负继电器闭合，然后执行步骤s3；步骤s3、预充完成后，控制主正继电器闭合、预充继电器断开，并通过恒流模式启动充电桩，然后执行步骤s4；步骤s4、判断是否满足纯加热模式进入条件，如果是，则执行步骤s5，否则执行步骤s26；步骤s5、控制加热继电器闭合，然后执行步骤s6；步骤s6、恒压模式请求充电桩输出的电压为v'、电流为预设的第一加热电流，并等待第一预设时间后，控制主负继电器断开，进入纯加热模式，然后执行步骤s7；其中，v'等于动力电池总压v1加上预设的第一电压阈值；步骤s7、判断是否tmin大于预设的第一温度阈值且持续时间大于或等于第二预设时间，如果是，则执行步骤s8，否则继续执行步骤s7；步骤s8、恒压模式请求充电桩输出的电压为v"、电流为预设的第一加热电流，然后执行步骤s9；其中，v"等于动力电池总压v1加上预设的第二电压阈值；步骤s9、向整车控制器发送空调ptc加热不使能请求信号、空调热管理不使能请求信号和dcdc转换器不使能请求信号，然后执行步骤s10；步骤s10、判断是否满足从纯加热模式向边充电边加热模式切换的条件，如果是，
则执行步骤s11，否则执行步骤s26；步骤s11、控制主负继电器闭合，然后执行步骤s16；步骤s12、控制预充继电器和主负继电器闭合，然后执行s13；步骤s13、预充完成后，控制主正继电器闭合、预充继电器断开，并通过恒流模式启动充电桩，然后执行步骤s14；步骤s14、判断动力电池内的检测电流i是否满足快充加热条件，如果是，则执行步骤s15，否则执行步骤s26；步骤s15、控制加热继电器闭合，然后执行步骤s16；步骤s16、恒压模式请求充电桩输出的电压为预设的第三电压阈值、电流为根据预设的快充功率表确定的电流，进入边充电边加热模式，然后执行步骤s17；步骤s17、判断是否tmin大于预设的第三温度阈值且持续时间大于或等于第二预设时间，如果是，则执行步骤s18，否则继续执行步骤s17；步骤s18、恒压模式请求充电桩输出的电压为预设的第三电压阈值、电流为充电桩的最小输出电流，然后执行步骤s19；步骤s19、控制加热继电器断开，然后执行步骤s23；步骤s20、控制预充继电器和主负继电器闭合，然后执行s21；步骤s21、预充完成后，控制主正继电器闭合、预充继电器断开，并通过恒流模式启动充电桩，然后执行步骤s22；步骤s22、判断动力电池内的检测电流i是否满足快充加热条件，如果是，则执行步骤s23，否则执行步骤s26；步骤s23、恒压模式请求充电桩输出的电压为预设的第三电压阈值、电流为根据预设的快充功率表确定的电流，进入纯充电模式，然后执行步骤s24；步骤s24、判断是否tmin小于或等于预设的第二温度阈值且持续时间大于或等于第二预设时间，如果是，则返回执行步骤s15，否则执行步骤s25；步骤s25、判断是否充电完成，如果是，则结束，否则返回执行步骤s24；步骤s26、等待第三预设时间后下电并报出故障，然后结束。
5.优选的，如果同时满足条件1a～1c，则表示满足纯加热模式进入条件；其中，条件1a为：空调ptc加热功能状态为不使能；条件1b为：空调热管理功能状态为不使能，或者空调热管理功能状态信号丢失；条件1c为：动力电池内的检测电流i大于预设的电流阈值且持续时间大于或等于第四预设时间。
6.优选的，如果同时满足条件2a～2c，则表示满足从纯加热模式向边充电边加热模式切换的条件；其中，条件2a为：空调ptc加热功能状态为不使能；条件2b为：空调热管理功能状态为不使能，或者空调热管理功能状态信号丢失；条件2c为：主负继电器前后端压差小于或等于预设的压差阈值。
7.优选的，如果动力电池内的检测电流i大于预设的电流阈值且持续时间大于或等于第四预设时间，则表示满足快充加热条件。
8.优选的，所述预设的第一温度阈值为0℃，所述预设的第二温度阈值为12℃，所述
预设的第三温度阈值为15℃。
9.优选的，所述预设的第一加热电流为7.3a，所述预设的第一电压阈值为10v，所述预设的第二电压阈值为1v，所述预设的第三电压阈值为438v，所述第一预设时间为60s，所述第二预设时间为30s，所述第三预设时间为60s，所述第四预设时间为500ms，所述预设的电流阈值为1a，所述预设的压差阈值为5v。
10.本发明所述的动力电池的低温快充加热控制系统，包括电池管理系统，该电池管理系统被编程以便执行上述低温快充加热控制方法。
11.本发明对进入纯加热模式增加了条件限制，对从纯加热模式向边充电边加热模式切换增加了条件限制，并且设计了从纯充电模式向边充电边加热模式转换的控制方式，在保证动力电池不受损伤的情况下，更合理的实现了低温快充功能，有利于电动车在高寒地区的普及。
附图说明
12.图1为本实施例中动力电池的低温快充加热控制流程图。
具体实施方式
13.如图1所示，本实施例中动力电池的低温快充加热控制方法包括：步骤s1、在快充枪已插入且充电自检无故障的情况下，判断动力电池中的单体电池最低温度tmin，如果tmin≤0℃，则执行步骤s2，如果0℃＜tmin≤12℃，则执行步骤s12，如果tmin＞12℃，则执行步骤s20。
14.步骤s2、向整车控制器（即vcu）发送空调ptc加热不使能请求信号和空调热管理不使能请求信号，并控制预充继电器和主负继电器闭合（进行预充），然后执行步骤s3。
15.步骤s3、预充完成后，控制主正继电器闭合，控制预充继电器断开，并通过恒流模式启动充电桩，然后执行步骤s4。
16.步骤s4、判断是否满足纯加热模式进入条件，如果是，则执行步骤s5，否则执行步骤s26。
17.其中，如果同时满足条件1a～1c，则表示满足纯加热模式进入条件。条件1a为：空调ptc加热功能状态为不使能；条件1b为：空调热管理功能状态为不使能，或者空调热管理功能状态信号丢失；条件1c为：动力电池内的检测电流i＞1a且持续时间t≥500ms。
18.步骤s5、控制加热继电器闭合，然后执行步骤s6。
19.步骤s6、恒压模式请求充电桩输出的电压为v'，恒压模式请求充电桩输出的电流为7.3a，并等待60s后，控制主负继电器断开，进入纯加热模式，然后执行步骤s7；其中，v'= v1+10v，v'≤438v。
20.步骤s7、判断是否tmin＞0℃且持续时间t≥30s，如果是，则执行步骤s8，否则继续执行步骤s7。
21.步骤s8、恒压模式请求充电桩输出的电压为v"，恒压模式请求充电桩输出的电流为7.3a，然后执行步骤s9；其中，v"=v1+1v，v"≤438v。
22.步骤s9、向整车控制器发送空调ptc加热不使能请求信号、空调热管理不使能请求信号和dcdc转换器不使能请求信号，然后执行步骤s10。
23.步骤s10、判断是否满足从纯加热模式向边充电边加热模式切换的条件，如果是，则执行步骤s11，否则执行步骤s26。
24.其中，如果同时满足条件2a～2c，则表示满足从纯加热模式向边充电边加热模式切换的条件。条件2a为：空调ptc加热功能状态为不使能；条件2b为：空调热管理功能状态为不使能，或者空调热管理功能状态信号丢失；条件2c为：主负继电器前后端压差小于或等于5v。
25.步骤s11、控制主负继电器闭合，然后执行步骤s16。
26.步骤s12、控制预充继电器和主负继电器闭合（进行预充），然后执行s13。
27.步骤s13、预充完成后，控制主正继电器闭合，控制预充继电器断开，并通过恒流模式启动充电桩，然后执行步骤s14。
28.步骤s14、判断是否动力电池内的检测电流i＞1a且持续时间t≥500ms，如果是，则执行步骤s15，否则执行步骤s26。
29.步骤s15、控制加热继电器闭合，然后执行步骤s16。
30.步骤s16、恒压模式请求充电桩输出的电压为438v，恒压模式请求充电桩输出的电流为根据预设的快充功率表确定的电流（7.3a的加热电流包含在内），进入边充电边加热模式，然后执行步骤s17。
31.步骤s17、判断是否tmin＞15℃且持续时间t≥30s，如果是，则执行步骤s18，否则继续执行步骤s17。
32.步骤s18、恒压模式请求充电桩输出的电压为438v，恒压模式请求充电桩输出的电流为充电桩的最小输出电流（以防电流冲击），然后执行步骤s19。
33.步骤s19、控制加热继电器断开，然后执行步骤s23。
34.步骤s20、控制预充继电器和主负继电器闭合（进行预充），然后执行s21。
35.步骤s21、预充完成后，控制主正继电器闭合，控制预充继电器断开，并通过恒流模式启动充电桩，然后执行步骤s22。
36.步骤s22、判断是否动力电池内的检测电流i＞1a且持续时间t≥500ms，如果是，则执行步骤s23，否则执行步骤s26。
37.步骤s23、恒压模式请求充电桩输出的电压为438v，恒压模式请求充电桩输出的电流为根据预设的快充功率表确定的电流，进入纯充电模式，然后执行步骤s24。
38.步骤s24、判断是否tmin≤12℃且持续时间t≥30s，如果是，则返回执行步骤s15，否则执行步骤s25。
39.步骤s25、判断是否充电完成，如果是，则结束，否则返回执行步骤s24。
40.步骤s26、等待60s后下电并报出故障，然后结束。
41.本实施例还提供一种动力电池的低温快充加热控制系统，包括电池管理系统（即bms），该电池管理系统被编程以便执行上述低温快充加热控制方法。

技术特征：
1.一种动力电池的低温快充加热控制方法，其特征在于，包括：步骤s1、在快充枪已插入且充电自检无故障的情况下，判断动力电池中的单体电池最低温度tmin，如果tmin小于或等于预设的第一温度阈值，则执行步骤s2，如果tmin大于预设的第一温度阈值且小于或等于预设的第二温度阈值，则执行步骤s12，如果tmin大于预设的第二温度阈值，则执行步骤s20；步骤s2、向整车控制器发送空调ptc加热不使能请求信号和空调热管理不使能请求信号，并控制预充继电器和主负继电器闭合，然后执行步骤s3；步骤s3、预充完成后，控制主正继电器闭合、预充继电器断开，并通过恒流模式启动充电桩，然后执行步骤s4；步骤s4、判断是否满足纯加热模式进入条件，如果是，则执行步骤s5，否则执行步骤s26；步骤s5、控制加热继电器闭合，然后执行步骤s6；步骤s6、恒压模式请求充电桩输出的电压为v'、电流为预设的第一加热电流，并等待第一预设时间后，控制主负继电器断开，进入纯加热模式，然后执行步骤s7；其中，v'等于动力电池总压v1加上预设的第一电压阈值；步骤s7、判断是否tmin大于预设的第一温度阈值且持续时间大于或等于第二预设时间，如果是，则执行步骤s8，否则继续执行步骤s7；步骤s8、恒压模式请求充电桩输出的电压为v"、电流为预设的第一加热电流，然后执行步骤s9；其中，v"等于动力电池总压v1加上预设的第二电压阈值；步骤s9、向整车控制器发送空调ptc加热不使能请求信号、空调热管理不使能请求信号和dcdc转换器不使能请求信号，然后执行步骤s10；步骤s10、判断是否满足从纯加热模式向边充电边加热模式切换的条件，如果是，则执行步骤s11，否则执行步骤s26；步骤s11、控制主负继电器闭合，然后执行步骤s16；步骤s12、控制预充继电器和主负继电器闭合，然后执行s13；步骤s13、预充完成后，控制主正继电器闭合、预充继电器断开，并通过恒流模式启动充电桩，然后执行步骤s14；步骤s14、判断动力电池内的检测电流i是否满足快充加热条件，如果是，则执行步骤s15，否则执行步骤s26；步骤s15、控制加热继电器闭合，然后执行步骤s16；步骤s16、恒压模式请求充电桩输出的电压为预设的第三电压阈值、电流为根据预设的快充功率表确定的电流，进入边充电边加热模式，然后执行步骤s17；步骤s17、判断是否tmin大于预设的第三温度阈值且持续时间大于或等于第二预设时间，如果是，则执行步骤s18，否则继续执行步骤s17；步骤s18、恒压模式请求充电桩输出的电压为预设的第三电压阈值、电流为充电桩的最小输出电流，然后执行步骤s19；步骤s19、控制加热继电器断开，然后执行步骤s23；步骤s20、控制预充继电器和主负继电器闭合，然后执行s21；步骤s21、预充完成后，控制主正继电器闭合、预充继电器断开，并通过恒流模式启动充
电桩，然后执行步骤s22；步骤s22、判断动力电池内的检测电流i是否满足快充加热条件，如果是，则执行步骤s23，否则执行步骤s26；步骤s23、恒压模式请求充电桩输出的电压为预设的第三电压阈值、电流为根据预设的快充功率表确定的电流，进入纯充电模式，然后执行步骤s24；步骤s24、判断是否tmin小于或等于预设的第二温度阈值且持续时间大于或等于第二预设时间，如果是，则返回执行步骤s15，否则执行步骤s25；步骤s25、判断是否充电完成，如果是，则结束，否则返回执行步骤s24；步骤s26、等待第三预设时间后下电并报出故障，然后结束。2.根据权利要求1所述的动力电池的低温快充加热控制方法，其特征在于：如果同时满足条件1a～1c，则表示满足纯加热模式进入条件；其中，条件1a为：空调ptc加热功能状态为不使能；条件1b为：空调热管理功能状态为不使能，或者空调热管理功能状态信号丢失；条件1c为：动力电池内的检测电流i大于预设的电流阈值且持续时间大于或等于第四预设时间。3.根据权利要求1或2所述的动力电池的低温快充加热控制方法，其特征在于：如果同时满足条件2a～2c，则表示满足从纯加热模式向边充电边加热模式切换的条件；其中，条件2a为：空调ptc加热功能状态为不使能；条件2b为：空调热管理功能状态为不使能，或者空调热管理功能状态信号丢失；条件2c为：主负继电器前后端压差小于或等于预设的压差阈值。4.根据权利要求3所述的动力电池的低温快充加热控制方法，其特征在于：如果动力电池内的检测电流i大于预设的电流阈值且持续时间大于或等于第四预设时间，则表示满足快充加热条件。5.根据权利要求4所述的动力电池的低温快充加热控制方法，其特征在于：所述预设的第一温度阈值为0℃，所述预设的第二温度阈值为12℃，所述预设的第三温度阈值为15℃。6.根据权利要求4所述的动力电池的低温快充加热控制方法，其特征在于：所述预设的第一加热电流为7.3a，所述预设的第一电压阈值为10v，所述预设的第二电压阈值为1v，所述预设的第三电压阈值为438v，所述第一预设时间为60s，所述第二预设时间为30s，所述第三预设时间为60s，所述第四预设时间为500ms，所述预设的电流阈值为1a，所述预设的压差阈值为5v。7.一种动力电池的低温快充加热控制系统，包括电池管理系统，其特征在于：所述电池管理系统被编程以便执行如权利要求1至6任一项所述的低温快充加热控制方法。

技术总结
本发明公开了一种动力电池的低温快充加热控制方法及系统，其对进入纯加热模式增加了条件限制，对从纯加热模式向边充电边加热模式切换增加了条件限制，并且设计了从纯充电模式向边充电边加热模式转换的控制方式，在保证动力电池不受损伤的情况下，更合理的实现了低温快充功能，有利于电动车在高寒地区的普及。有利于电动车在高寒地区的普及。有利于电动车在高寒地区的普及。


技术研发人员：陈高学 易立 熊泽伟
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/8