CN110323519A - 电池包加热控制方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，其实施方式提供了一种电池包加热控制方法，包括：根据获取到的所述电池包当前的相关参数，产生对所述电池包加热处理的信号；所述当前的相关参数包括所述电池包当前的温度，所述当前的相关参数还包括：所述电池包当前的放电功率MAP值；所述放电功率MAP值是根据所述电池包当前温度和当前电池荷电状态从放电功率MAP表中查询得到的。同时还提供了对应的电池包加热控制***，以及一种电动汽车。本发明的实施方式通过增加监测电池包的输出功率，采用匹配的行车加热策略，使电池包工作在较适宜温度区间，提升电池包的动力表现和续航表现。

Description

电池包加热控制方法及***
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池包加热控制方法以及一种电池包加热控制***。
背景技术
动力电池作为新能源汽车的动力来源，其性能的优劣对于新能源汽车的续航里程以及动力表现而言是至关重要的。动力电池热管理***的控制策略，是根据温度对电池性能的影响，结合整车的功率需求，基于电池的最佳充放电温度区间，防止电动汽车在过低的环境温度下使用，以避免由于温度过低导致充电析出锂的问题，高温充电时出现的容量衰减的问题。
电池包受低温环境影响严重。在低温行车工况下，随着放电的进行，电池包的SOC逐渐降低，电池的放电功率和可用放电能量下降较快，使整车的动力或续航在低温下表现变差。
传统动力电池热管理控制策略如下：首先启动电源开关，温度传感器和电压传感器分别开始检测电池温度和电压，用户自行判定电动车的电量剩余情况，若想进行充电，则要执行温度设定流程，具体如下：如果检测到的温度低于电池工作的下限温度，则执行加热策略，对电池进行加热，随着加热的持续进行，电池的温度逐渐升高，同时，温度传感器实时监测电池的温度，保证电动车的正常使用；当温度升高到电池可以充电的下限温度时，开始边加热边充电；一旦温度到达电池可以正常使用的温度，则关闭加热，只对电池进行充电。如果外界的温度比较低，电池在充电的时候温度逐渐下降，一旦下降到电池使用温度，则开始加热，进入边加热边充电的状态；这样循环往复，直到电池充满电量；在要启动电动车时，如果电池的温度过高，则要执行输出功率降低的策略。但此传统策略未考虑低温行车情况。
放电功率MAP表：事先根据不同温度不同SOC下不同衰减时期电池的内阻及输入、输出功率的实验数据，制成的电池允许输入、输出的最大或连续功率的MAP图或模型。
SOC：全称是State of Charge，电池荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余可放电电量与其完全充电状态的电量的比值，常用百分数表示。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种电池包加热控制方法及***，在监测量中引入输出功率MAP值，以至少解决电池包在低温行车工作环境下的动力衰减和续航降低的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种电池包加热控制方法，包括：根据获取到的所述电池包当前的相关参数，产生对所述电池包加热处理的信号；所述当前的相关参数包括：所述电池包当前的温度，所述当前的相关参数还包括：所述电池包当前的放电功率MAP值；所述放电功率MAP值是根据所述电池包当前温度和当前电池荷电状态从放电功率MAP表中查询得到的。
可选的，当所述电池包当前的温度低于设定温度阈值，并且所述电池包当前的放电功率MAP值低于设定放电功率阈值时，产生对所述电池包加热处理的信号。
可选的，所述设定放电功率阈值根据所述电池包当前负载所需的目标功率所确定。
可选的，所述方法还包括：获取所述电池包相对于地面的运动状态信息；仅当所述电池包相对于地面非静止时，使能所述电池包加热控制方法。
在本发明的第二方面，还提供了一种电池包加热控制***，包括：控制器和与所述控制器通信连接的温度传感器，
所述控制器，用于根据获取到的所述电池包当前的相关参数，产生对所述电池包加热处理的信号，所述电池包当前的相关参数包括所述电池包当前的温度；
所述温度传感器，用于采集所述电池包当前的温度并发送至所述控制器；
所述***还包括：放电功率MAP装置；
所述放电功率MAP装置与所述控制器通信连接，用于输出所述电池包当前的放电功率MAP值并发送至所述控制器；所述放电功率MAP值是根据所述电池包当前温度和当前电池荷电状态从放电功率MAP表中查询得到的；
所述电池包当前的相关参数还包括所述电池包当前的放电功率MAP值。
可选的，所述控制器还被配置为：当所述电池包当前的温度低于设定温度阈值，并且所述电池包当前的放电功率MAP值低于设定放电功率阈值时，产生对所述电池包加热处理的信号。
可选的，所述设定放电功率阈值根据所述电池包当前负载所需的目标功率所确定。
可选的，所述***还包括运动状态传感器：所述运动状态传感器用于获取所述电池包相对于地面的运动状态信息并发送至所述控制器；
所述控制器还被配置为：仅当所述电池包相对于地面非静止时，使能所述电池包加热控制方法。
在本发明的第三方面，还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括前述的电池包加热控制***。
本发明第四方面还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的电池包加热控制方法。
通过本发明提供的上述技术方案，能够通过增加监测电池包的输出功率，采用匹配的行车加热策略，使电池包工作在较适宜温度区间，提升电池包的动力表现和续航表现。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一种实施方式提供的电池包加热控制方法的流程示意图；
图2是本发明一种实施方式提供的电池包加热控制***的结构示意图；
图3是本发明一种实施方式提供的电池包加热控制方法的实施流程示意图。
具体实施方式
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。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是本发明一种实施方式提供的电池包加热控制方法的流程示意图。如图1所示，本发明提供一种电池包加热控制方法，所述方法包括：根据获取到的所述电池包当前的相关参数，产生对所述电池包加热处理的信号；所述当前的相关参数包括：所述电池包当前的温度，所述当前的相关参数还包括：所述电池包当前的放电功率MAP值；所述放电功率MAP值是根据所述电池包当前温度和当前电池荷电状态从放电功率MAP表中查询得到的。
如此，通过该行车低温加热策略，能够使电池包工作在较适宜的温度区间，提升电池包的动力表现及续航表现。
具体的，现有的电池包加热控制方法均需要电池包当前的温度，以判断是否需要执行加热操作；或者，在获取当前温度的同时，还获取电池包当前的其他相关参数进行综合判断是否需要执行加热操作。但都没有涉及电池包当前的放电功率。放电功率取决于电池放电过程中的放电电压和该放电电压下的放电电流，是电池输出值的一个重要指标。本实施方式提供的放电功率是通过查找放电功率MAP表来得到的，以下称为放电功率MAP值。放电功率MAP值不仅会影响电池的寿命，还会影响整车的驾驶性和安全性。因此，本发明的此实施方式中通过电池包温度和电池包的放电功率MAP值来进行综合判断是否需要对电池包进行加热，以实现更经济有效和更符合现实场景的加热策略。
本发明提供的一种实施方式中，提供了一种具体的加热策略：当所述电池包当前的温度低于设定温度阈值，并且所述电池包当前的放电功率MAP值低于设定放电功率阈值时，产生对所述电池包加热处理的信号。此处的实施例中的判断条件之一为电池包当前的温度低于设定温度阈值，明显的，当电池包的当前温度高于设定温度时是无需加热的。其另一判断条件为电池包当前的放电功率MAP值低于设定放电功率阈值，此时的情况即是：在当前的低温情况下，电池包的输出功率已经受到低温的不利影响了。根据电池包的特性，通过升温能够显著提升电池包的输出性能，因此产生对所述电池包加热处理的信号，以通过加热来提升该电池包的输出功率。当在电池包处于低温情况下，电池包当前的放电功率MAP值高于设定放电功率阈值时，也是无需加热的。因为电池包在放电输出的过程中，自身会产生热量，该热量能够保持电池包的温度不至于过低，而且此时的电池包的输出功率MAP值没有过低，表示该电池包没有受到低温的显著影响。此实施方式提供的加热策略更加适合实际的低温行车工况，也更加节能。
进一步的，所述设定放电功率阈值根据所述电池包当前负载所需的目标功率所确定。此处的目标功率是指为整车运行某工况所需求功率值，其可由整车标定测试得出，以便得到最优的动力性与节能效果。该设定放电功率阈值过高时，会导致加热装置的长时间开启，过低则导致电池包无法满足正常的输出功率要求。当该电池包为电动汽车中的电池包，且在运行状态时，电池包的负载主要是电动机，或者还包括车内的其他电子设备，电池包的输出功率需要满足汽车中以上所述负载的正常运转需求。因此，此处的设定放电功率阈值是电池包当前负载所需的目标功率为参考进行设置的，此实施方式中的阈值通过本方式进行设置，既满足了负载的正常功率需求，也减少了加热装置的开始时间，减小了能量消耗。
本发明提供的另一种实施方式中，所述方法还包括：获取所述电池包相对于地面的运动状态信息；仅当所述电池包相对于地面非静止时，使能所述电池包加热控制方法。本实施方式优选用于电动汽车的行车过程中。电动汽车中的电池包的主要负载为电动机或驱动电动机，而且在驱动电机时所需的功率较高。而当电动汽车在非行车过程中时，其所需功率是极低的，如果此时采用前述的方法，容易导致误判，即：即使温度低到能够损害电池包，但因为放电功率MAP值还是能够高于此时负载所需的功率，因此不会开启加热装置，从而容易造成电池包的损坏。此处的运动状态信息可以通过定位装置来获取，也可以通过电动汽车中的其他能够标识车辆运动状态的传感器来获取。
在本发明提供的实施方式中，还提供了一种电池包加热控制***。图2是本发明一种实施方式提供的电池包加热控制***的结构示意图，如图2所示，***包括：控制器和与所述控制器通信连接的温度传感器，
所述控制器，用于根据获取到的所述电池包当前的相关参数，产生对所述电池包加热处理的信号，所述电池包当前的相关参数包括所述电池包当前的温度；
所述温度传感器，用于采集所述电池包当前的温度并发送至所述控制器；
所述***还包括：放电功率MAP装置；
所述放电功率MAP装置与所述控制器通信连接，用于输出所述电池包当前的放电功率MAP值并发送至所述控制器；所述放电功率MAP值是根据所述电池包当前温度和当前电池荷电状态从放电功率MAP表中查询得到的；
所述电池包当前的相关参数还包括所述电池包当前的放电功率MAP值。
本发明该实施方式提供的是查表计算的方式，监控电池包当前的输出功率，以供控制器判断是否需要开启加热。也可以采用放电功率测量计测量的方式。在具体的实施场景中，可以选用现有的功率计，优选为直流功率计，也可以采用测量当前放电电压和该放电电压下的放电电流并实时计算的方式。温度传感器可以选用常用的PT电阻或NTC电阻。此处的控制器具有数值计算和逻辑运算的功能，其至少具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断***等。此处装置可以选用例如为单片机、芯片或处理器等常用硬件，更常用的情况下，就是智能终端或者PC的处理器。在此处，该装置可以是PMS(PACK管理***)或BMS(电池管理***)中的现有控制器，其实现的功能为该控制器的子功能。其具体形式为依赖于现有PMS或BMS中控制器的硬件运行环境中的一段软件代码。
在本发明提供的一种实施方式中，所述控制器还被配置为：当所述电池包当前的温度低于设定温度阈值，并且所述电池包当前的放电功率MAP值低于设定放电功率阈值时，对所述电池包进行加热处理。进一步的，所述设定放电功率阈值根据所述电池包当前负载所需的目标功率所确定。本实施方式中的加热策略和阈值设置参照前文中的方法所述，此处不再重复。
在本发明提供的另一种实施方式中，所述***还包括运动状态传感器：所述运动状态传感器用于获取所述电池包相对于地面的运动状态信息并发送至所述控制器；所述控制器还被配置为：仅当所述电池包相对于地面非静止时，使能所述电池包加热控制方法。此处的运动状态传感器可以为GNSS装置(全球导航卫星***，此类装置提供有速度信息)，也可以选用电动汽车内部的其他能够标识车辆运动状态的传感器。
图3是本发明一种实施方式提供的电池包加热控制方法的实施流程示意图，以下结合图3，对该实施方式所提供的行车加热策略进行说明。
整车启动时，同时根据温度传感器及电压传感器判定电池包的当前温度及放电功率MAP值，本实施例中的放电功率MAP值是根据电压信号和SOC值来进行查表计算的，主要是由控制装置(或BMS或PMS)会依据采集到的值进行查表输出的：当电池包温度低于目标温度且放电功率MAP值低于目标功率的时候，开启加热；当电池包温度上升高于目标温度或者放电功率MAP值高于目标功率时停止加热，并对其进行持续监控。
在本发明提供的一种实施方式中，还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括前述的电池包加热控制***。在电动汽车中采用前述的***，能够显著改善低温行车场景下的电池续航里程缩短及动力性衰减问题，提升电动汽车整车的性能表现。
在本发明提供的一种可选实施方式中，还提供一种电池包加热控制装置，所述装置包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序指令；所述处理器用于调用所述存储器中存储的所述程序指令以实现前述的一种电池包加热控制方法，对电池包的加热设备进行加热控制。
在本发明提供的种实施方式中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的电池包加热控制方法。
通过以上实施方式，能够提供更经济有效和更符合现实场景的加热策略，并提升电池包在低温下的性能表现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包加热控制方法，包括：根据获取到的所述电池包当前的相关参数，产生对所述电池包加热处理的信号，所述当前的相关参数包括所述电池包当前的温度，其特征在于，所述当前的相关参数还包括：所述电池包当前的放电功率MAP值；所述放电功率MAP值是根据所述电池包当前温度和当前电池荷电状态从放电功率MAP表中查询得到的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述电池包当前的温度低于设定温度阈值，并且所述电池包当前的放电功率MAP值低于设定放电功率阈值时，产生对所述电池包加热处理的信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设定放电功率阈值根据所述电池包当前负载所需的目标功率所确定。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述电池包相对于地面的运动状态信息；仅当所述电池包相对于地面非静止时，使能所述电池包加热控制方法。
5.一种电池包加热控制***，包括：控制器和与所述控制器通信连接的温度传感器；
所述温度传感器用于采集所述电池包当前的温度并发送至所述控制器；
所述控制器用于根据获取到的所述电池包当前的相关参数，产生对所述电池包加热处理的信号，所述电池包当前的相关参数包括所述电池包当前的温度；
其特征在于，所述***还包括：放电功率MAP装置；
所述放电功率MAP装置与所述控制器通信连接，用于输出所述电池包当前的放电功率MAP值并发送至所述控制器；所述放电功率MAP值是根据所述电池包当前温度和当前电池荷电状态从放电功率MAP表中查询得到的；
所述电池包当前的相关参数还包括所述电池包当前的放电功率MAP值。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述控制器还被配置为：当所述电池包当前的温度低于设定温度阈值，并且所述电池包当前的放电功率MAP值低于设定放电功率阈值时，产生对所述电池包加热处理的信号。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述设定放电功率阈值根据所述电池包当前负载所需的目标功率所确定。
8.根据权利要求5-7中任一项所述的***，其特征在于，所述***还包括运动状态传感器：所述运动状态传感器用于获取所述电池包相对于地面的运动状态信息并发送至所述控制器；
所述控制器还被配置为：仅当所述电池包相对于地面非静止时，使能所述电池包加热控制方法。
9.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求5-8中任一项所述的电池包加热控制***。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1-4中任一项所述的电池包加热控制方法。
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