CN108493517B - 电动汽车电池低温保护***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电动汽车电池低温保护***，电池***总成中设有采集电芯温度的温度传感器，所述温度传感器输出温度信号至电池管理***，所述电池***总成内设有为电芯加热的加热设备，所述电芯的电池组总负通过相关继电器3连接放电口负极，所述电芯的电池组总正通过并联的相关继电器2和相关继电器4连接放电口正极，所述加热设备与相关继电器1串联后并联在相关继电器3和电芯的两端，所述电池管理***输出驱动信号至相关继电器1、相关继电器2、相关继电器3和相关继电器4。本发明通过低温预热可以实现极寒环境正常放电的目标，更好的满足了用户的出行需求，更加符合实际。

Description

电动汽车电池低温保护***和方法
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及电动汽车电池低温环境下的预热技术。
背景技术
近年来，电动汽车呈井喷式发展，随着市场份额越来越大，销售区域越来越广泛，其中不乏东北等冬季最低温度达到-30℃以下的城市。电动汽车在使用过程中，由于电池材料的影响，-30℃以下低温环境下是禁止放电的，这样一来在低温环境时给用户的出行带来了诸多不便。
当前低温环境下，由于-30℃以下电池禁止放电，与用户快速、便捷出行的理念完全背离，为防止用户抱怨，只有取消极寒地区的新能源汽车投放，严重影响电动汽车的市场占有率，不利于电动汽车的推广使用。
发明内容
本发明用于解决现有的极寒条件下车辆不能正常放电问题，打破了传统极寒环境下电池禁止放电的禁锢，且一定程度上减少了等待加热的时间，满足了用户的出行需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：电动汽车电池低温保护***，电池***总成中设有采集电芯温度的温度传感器，所述温度传感器输出温度信号至电池管理***，所述电池***总成内设有为电芯加热的加热设备，所述电芯的电池组总负通过相关继电器3连接放电口负极，所述电芯的电池组总正通过并联的相关继电器2和相关继电器4连接放电口正极，所述加热设备与相关继电器1串联后并联在相关继电器3和电芯的两端，所述电池管理***输出驱动信号至相关继电器1、相关继电器2、相关继电器3和相关继电器4。
所述电芯的电池组总负通过相关继电器6连接充电负极，所述电芯的电池组总正通过相关继电器5连接充电正极，所述电池管理***输出驱动信号至相关继电器5和相关继电器6。
所述温度传感器输出信号至电池信息采集单元，所述电池信息采集单元通过内部CAN网络将电芯温度信息传递给电池管理***。
基于所述电动汽车电池低温保护***的保护方法：
1)整车上电，唤醒电池管理***；
2)电池管理***获取当前电芯温度信息；
3)若电芯温度低于设定值，则驱动加热设备对电芯进行加热；
4)加热过程中电池管理***实时获取当前电芯温度信息，当电芯温度达到设定的温度阈值时，电池管理***停止加热设备加热；
5)电池管理***允许电芯放电；
6)当整车进行充电时，若满电后充电设备仍保持连接状态，则电池管理***实时获取当前电芯温度信息；
7)若电芯温度低于设定值，则驱动加热设备对电芯进行加热；
8)加热过程中电池管理***实时获取当前电芯温度信息，当电芯温度达到设定的温度阈值时，电池管理***停止加热设备加热。
所述3)中，若电芯温度低于设定值，则电池管理***判断出此时的温度下禁止放电，与整车控制器通信禁止放电并保持相关继电器2和相关继电器4断开，并闭合相关继电器1和相关继电器3由电芯为加热设备供电。
所述4)中，电池管理***通过切断相关继电器1停止加热设备工作，关闭加热回路；所述5)中，电池管理***通过闭合相关继电器2和相关继电器4接通放电回路。
所述7)中，电池管理***通过闭合相关继电器1、相关继电器5和相关继电器6由充电桩为加热设备供电。
所述8)中，电池管理***依次切断相关继电器5、相关继电器6和相关继电器1停止加热设备工作，通过CAN网络与充电设备通信，请求充电桩停止工作。
本发明通过低温预热可以实现极寒环境正常放电的目标，更好的满足了用户的出行需求，更加符合实际。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1是电动汽车电池放电前预热解决方案示意图；
图2是电动汽车电池充满电后保温解决方案示意图。
具体实施方式
本发明电动汽车电池预热***在极寒温度条件下，利用电池或者充电设备提供一个合适的加热电流实现放电前预热或者充满电后保温的功能。
本方案可以使电动汽车在外界温度低于-30℃时，利用电池或者充电设备供电，对电池包内的加热设备进行加热，完成放电前预热或者充满电后保温，以保证电动汽车电池在极寒温度条件下能够正常放电。具体技术方案如下：
1、以现有的充放电策略为基础，设计新的低温预热策略；
2、根据电动汽车的实际使用环境，确定加热温度区间；
3、确定电池组总成内部的加热设备的最大功率；
4、考虑不同充电设备的最大输出功率问题，考虑不同充电设备的兼容性问题；
5、确定电池组总成内部各种相关参数；
6、确定电池组总成或者充电设备输出合理的加热电流；
7、确定电池管理***请求合理的加热电流；
8、确定合理的加热时间。
如图1所示，当整车未进行充电时，在环境温度低于电池可放电温度点时，对汽车进行放电前预热，整车上电后，通过整车点火信号唤醒电池管理***。
此时，电池管理***检测到当前电芯温度低于放电阈值，继而禁止放充，转入加热阶段。通过闭合相关接触器1、3，由电池包输出合适的加热电流，加热设备工作，加热电芯。
电池管理***在电芯的加热过程中实时监控电芯的温度，通过加热，当电芯温度达到了可放电的温度阈值时，电池管理***闭合相关继电器2、4，接通放电回路，然后切断相关继电器1，停止加热设备工作，关闭加热回路，车辆进入放电阶段。
在低温放电前预热解决方案中，加热阶段的小电流和后期放电的大电流均由电池包提供，电池管理***通过内CAN网络与电池信息采集单元通信，对整个过程进行控制。
如图2所示，当整车未进行充电时，在环境温度低于电池可放电温度点时，对汽车进行充满电后保温，电池管理***检测电动汽车与充电设备是否保持连接状态，确认完成后，电池管理***和充电设备之间通过CAN通信，匹配加热相关参数。
此时，电池管理***检测到当前电芯温度低于放电阈值，继而转入加热阶段。通过闭合相关接触器1、5、6，由充电设备输出合适的加热电流，加热设备工作，开始加热电芯。
电池管理***在电芯的加热过程中实时监控电芯的温度，通过加热，当电池温度达到一定的保温阈值时，电池管理依次切断相关继电器5、6、1，停止加热设备工作，通过CAN网络与充电设备通信，请求充电设备停止工作。
在低温充满电后保温解决方案中，加热阶段的小电流由充电设备提供，电池管理***通过快充CAN网络与充电设备通信，对整个过程进行控制。
基于上述电动汽车电池低温保护***，电动汽车电池低温预热解决方案包括放电前预热和充满电后保温两方面，包括如下步骤：
(1)当整车未进行充电时，低温环境下进行放电前预热，首先进行整车上电，通过整车点火信号唤醒电池管理***；
(2)电池信息采集单元工作，采集当前电芯温度信息，并将当前电芯温度信息传递给电池管理***，电池信息采集单元采集低温环境下的电池包内各电芯温度信息，通过内部CAN网络传递给电池管理***；
(3)电池管理***接收温度信息后，判定当前温度下的相应加热策略，判断出此时的温度下禁止放电，继而运行相关策略，进入加热阶段；
(4)电池管理***发出指令，开启加热设备对电芯进行加热，电池管理***进入加热阶段，运行加热策略，闭合相关接触器1、3，电池包输出合适的电流，加热设备得电工作，对电芯进行加热；
(5)加热过程中，电池信息采集单元周期性采集各电芯温度信息，并反馈给电池管理***，达到温度的实时监控；
(6)当电芯温度达到合适的温度阈值时，电池管理***停止加热，进入放电阶段，即当电池温度达到允许放电的温度阈值时，电池管理***闭合相关继电器2、4，接通放电回路，然后切断相关继电器1，停止加热设备工作，关闭加热回路。
(7)当整车进行充电时，低温环境下进行充满电后保温，首先电池管理***确认充电设备保持连接状态，开始匹配加热参数；
(8)电池信息采集单元工作，采集当前电芯温度信息，并将当前电芯温度信息传递给电池管理***，电池信息采集单元采集低温环境下的电池包内各电芯温度信息，通过内部CAN网络传递给电池管理***；
(9)电池管理***接收温度信息后，判定当前温度下的相应加热策略，判断出此时的温度下需进行加热保温，继而运行相关策略，进入加热阶段；
(10)电池管理***发出指令，开启加热设备对电芯进行加热，即电池管理***进入加热阶段，运行加热策略，闭合相关接触器1、5、6，充电设备输出合适的电流，加热设备得电工作，对电芯进行加热；
(11)加热过程中，电池信息采集单元周期性采集各电芯温度信息，并反馈给电池管理***，达到温度的实时监控；
(12)当电芯温度达到合适的温度阈值时，电池管理***调整请求电流，停止加热，进入休眠阶段，即当电池温度达到一定的保温阈值时，电池管理依次切断相关继电器5、6、1，停止加热设备工作，通过CAN网络与充电设备通信，请求充电设备停止工作。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，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，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.电动汽车电池低温保护***，***通过低温预热实现电池正常放电，电池***总成中设有采集电芯温度的温度传感器，所述温度传感器输出温度信号至电池管理***，其特征在于：所述电池***总成内设有为电芯加热的加热设备，所述电芯的电池组总负通过相关继电器3连接放电口负极，所述电芯的电池组总正通过并联的相关继电器2和相关继电器4连接放电口正极，所述加热设备与相关继电器1串联后并联在相关继电器3和电芯的两端，所述电池管理***输出驱动信号至相关继电器1、相关继电器2、相关继电器3和相关继电器4；
所述电芯的电池组总负通过相关继电器6连接充电负极，所述电芯的电池组总正通过相关继电器5连接充电正极，所述电池管理***输出驱动信号至相关继电器5和相关继电器6；
所述温度传感器输出信号至电池信息采集单元，所述电池信息采集单元通过内部CAN网络将电芯温度信息传递给电池管理***。
2.基于权利要求1所述电动汽车电池低温保护***的保护方法，其特征在于：
1）整车上电，唤醒电池管理***；
2）电池管理***获取当前电芯温度信息；
3）若电芯温度低于设定值，则驱动加热设备对电芯进行加热；
4）加热过程中电池管理***实时获取当前电芯温度信息，当电芯温度达到设定的温度阈值时，电池管理***停止加热设备加热；
5）电池管理***允许电芯放电。
3.根据权利要求2所述的保护方法，其特征在于：
6）当整车进行充电时，若满电后充电设备仍保持连接状态，则电池管理***实时获取当前电芯温度信息；
7）若电芯温度低于设定值，则驱动加热设备对电芯进行加热；
8）加热过程中电池管理***实时获取当前电芯温度信息，当电芯温度达到设定的温度阈值时，电池管理***停止加热设备加热。
4.根据权利要求3所述的保护方法，其特征在于：所述3）中，若电芯温度低于设定值，则电池管理***判断出此时的温度下禁止放电，与整车控制器通信禁止放电并保持相关继电器2和相关继电器4断开，并闭合相关继电器1和相关继电器3由电芯为加热设备供电。
5.根据权利要求3或4所述的保护方法，其特征在于：所述4）中，电池管理***通过切断相关继电器1停止加热设备工作，关闭加热回路；所述5）中，电池管理***通过闭合相关继电器2和相关继电器4接通放电回路。
6.根据权利要求5所述的保护方法，其特征在于：所述7）中，电池管理***通过闭合相关继电器1、相关继电器5和相关继电器6由充电桩为加热设备供电。
7.根据权利要求6所述的保护方法，其特征在于：所述8）中，电池管理***依次切断相关继电器5、相关继电器6和相关继电器1停止加热设备工作，通过CAN网络与充电设备通信，请求充电设备停止工作。
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