CN111907375B - 一种动力电池预热方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池预热方法及***。过程为:获取用户用车信息、环境温度信息;根据获取的信息确定用户用车时间的动力电池实际温度;基于加热***的加热功率、动力电池目标温度、动力电池实际温度,确定启动加热***对动力电池进行预热的时间,到达预热的时间时控制加热***启动对动力电池进行预热。本发明可以依据用户用车当天的环境温度信息来确定实际的电池温度,再通过加热***的加热功率及需要加热到的温度目标来确定动力电池预热时间,完成动力电池温度准确控制。该方法简单、确定预热时间准确、对动力电池预热效果较好,有效提高了用户用车体验。
Description
技术领域
本发明属于汽车动力电池技术领域,具体涉及一种动力电池预热方法及***。
背景技术
在低温环境下动力电池充电可能会影响其功率特性,还可能会引发安全事故。因此在低温环境下,动力电池需要预热。
专利申请201611021277提出一种电动汽车动力电池自动预热方法,通过设定用车时间、监测电池及环境温度来自动启动电池预热。专利申请201810542300提出一种电动汽车远程预热控制的方法及***,通过远程设定用车时间、预热温度,监测电池及环境温度来自动启动电池预热。两个专利均只能监测当前环境温度,而没有考虑车辆未来用车时的环境温度变化等信息,可能导致对预热目标估计不准确、对动力电池预热效果产生不利影响。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足,提供一种简单、可靠性高的动力电池预热方法及***。
本发明采用的技术方案是:一种动力电池预热方法,包括包括以下步骤:
1)获取用户用车时间、用户用车当天的环境最高温度、环境最低温度、环境最高温度对应的时间、环境最低温度对应的时间、动力电池加热***的加热功率、动力电池目标温度;
2)根据步骤1)中获取的信息建立温度-时间曲线,基于温度-时间曲线确定用户用车时间对应的环境温度,所述用户用车时间对应的环境温度为动力电池实际温度;
3)基于加热***的加热功率、动力电池目标温度、动力电池实际温度,确定从动力电池实际温度升到动力电池目标温度所需要的加热时间;
4)根据加热时间及用户用车时间确定启动加热***对动力电池进行预热的时间,到达预热的时间时控制加热***启动对动力电池进行预热。
进一步地,动力电池预热过程中实时检测动力电池温度,确定动力电池温度的变化速率,根据动力电池温度的变化速率控制减小或增大加热***的加热功率。
进一步地,当动力电池温度的变化速率大于等于设定值时,控制减小加热***的加热功率,当动力电池温度上升速率小于设定值时,控制增大加热***的加热功率。
一种动力电池预热***,包括
人机接口单元,用于用户输入指令信息并发送至预热决策单元;
预热决策单元,用于根据接收的指令信息确定动力电池的温度-时间曲线,基于温度-时间曲线确定用户用车时间对应的环境温度,所述用户用车时间对应的环境温度为动力电池实际温度;用于根据加热***的加热功率、动力电池目标温度、动力电池实际温度确定从动力电池实际温度升到动力电池目标温度所需要的加热时间;用于根据加热时间及用户用车时间确定启动加热***对动力电池进行预热的时间,将预热的时间发送至预热执行单元;
预热执行单元,用于在到达所述预热的时间时控制加热***启动对动力电池进行预热。
进一步地,所述指令信息包括用户用车时间、用户用车当天的环境最高温度、环境最低温度、环境最高温度对应的时间、环境最低温度对应的时间。
进一步地,所述温度-时间曲线为在环境最高温度与环境最低温度之间线性变化的曲线。
进一步地,还包括车辆状态感知单元,用于实时检测动力电池温度,发送至预热决策单元。
进一步地,所述预热决策单元基于实时检测的动力电池温度确定动力电池温度的变化速率,根据动力电池温度的变化速率发送控制减小或增大加热***的加热功率的指令至预热执行单元。
进一步地,所述预热决策单元确定当动力电池温度的变化速率大于等于设定值时,发送减小加热***的加热功率的指令至预热执行单元;当动力电池温度上升速率小于设定值时,发送增大加热***的加热功率的指令至预热执行单元。
更进一步地,所述预热执行单元接收到减小加热***的加热功率的指令时控制减小加热***的加热功率,接收到增大加热***的加热功率的指令时控制增大加热***的加热功率。
本发明可以依据用户用车当天的环境温度信息来确定实际的电池温度,再通过加热***的加热功率及需要加热到的温度目标来确定动力电池预热时间,完成动力电池温度准确控制。该方法简单、确定预热时间准确、对动力电池预热效果较好,有效提高了用户用车体验。
附图说明
图1为本发明预热***的原理示意图。
图2为本发明预热方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示,本发明一种动力电池预热***,包括
人机接口单元1,用于用户输入指令信息并发送至预热决策单元;所述指令信息包括用户用车时间、用户用车当天的环境最高温度、环境最低温度、环境最高温度对应的时间、环境最低温度对应的时间。
车辆状态感知单元2,用于实时检测动力电池温度,还可以包括动力电池内部和车辆外部环境温度信息,发送至预热决策单元。
预热决策单元3,用于根据接收的指令信息确定动力电池的温度-时间曲线,所述温度-时间曲线为在环境最高温度与环境最低温度之间线性变化的曲线。基于温度-时间曲线确定用户用车时间对应的环境温度,所述用户用车时间对应的环境温度为动力电池实际温度;用于根据加热***的加热功率、动力电池目标温度、动力电池实际温度确定从动力电池实际温度升到动力电池目标温度所需要的加热时间;用于根据加热时间及用户用车时间确定启动加热***对动力电池进行预热的时间,将预热的时间发送至预热执行单元;
预热决策单元3还能基于实时检测的动力电池温度确定动力电池温度的变化速率,当动力电池温度的变化速率大于等于设定值时,发送减小加热***的加热功率的指令至预热执行单元;当动力电池温度上升速率小于设定值时,发送增大加热***的加热功率的指令至预热执行单元。
预热决策单元3包括电池热损失模型、电池预热温度评估模型、电池预热决策模型等。所述电池热损失模型能够根据电池在停车时或充电完成时的状态及车辆环境温度变化评估电池热量散失情况、所述电池预热温度评估模型能够根据所获信息评估电池预热目标温度、电池内部温度变化过程。所述电池预热决策模型能够决策预热过程并发出控制指令。
电池热损失模型是计算电池包在车辆存放实际环境中,在车辆停放后至车辆预计启动时之间的时间段,电池包向环境中散发的热量。电池包散热模型与电池包结构、电池包温度、车辆环境温度变化等因素相关。模型参数通常通过实验测试确定。
电池预热温度评估模型:不同类型的电池预热目标温度可能不同;相同电池种类,由于循环寿命不同、价格不同、使用环境温度不同、典型工况不同,其合理的预热温度也可能不同。在电池电路模型、发热模型和衰退模型中考虑的考虑因素不同,对最终确定预热截止温度会产生不同程度的影响。在成本最低目标之下,确定加热温度,相当于求取总体运营成本这个函数取得极小值时,预热截止温度这个变量应该取什么值,需要基于电池基本原理模型来确定。电池预热温度评估模型还包括电池包加热能力的计算。
电池预热决策模型:通过前述电池热损失和电池目标温度、电池加热能力的计算可以确定在什么时候开始以什么量来控制电池预热过程,以期望在车辆需要启动时电池包以做好提供动力的准备,同时对电池本身使用成本最低。
预热执行单元4,用于在到达所述预热的时间时控制加热***启动对动力电池进行预热。预热执行单元接收到减小加热***的加热功率的指令时控制减小加热***的加热功率,接收到增大加热***的加热功率的指令时控制增大加热***的加热功率。
本实施例中,如***从用户取得开始用车时间t2,未来环境最高温度Tmax和最低温度Tmin,***可以记录用户停车时刻的时间t1和环境温度T1。可以建立一天环境温在最高温度-时间(14:00)和最低温度-时间(4:00)之间变化模型,也可以简化环境温度变化模型为在最高温度和最低温度之间线性变化。由此可以计算用车t2时刻的温度T2。从而可以计算t1时刻和t2时刻之间任意时刻tx的温度Tx。这样通过电池包热损失模型就可以计算确定t1至t2期间电池包温度变化。电池加热的目标温度可以是常数Tc也可以考虑动力电池运行成本作适当调整。加热***的加热能力(对应功率)在动力电池设计时确定,以此可以确定电池升温能力。在确定了电池包温度变化规律Tx和加热期望目标温度Tc,有了动力电池加热模型,电池预热决策模型可以确定启动预热的时间和加热***功率控制。
基于上述的动力电池预热***,本发明还提供一种动力电池预热方法,如图2所示,包括包括以下步骤:
预热功能启动:驾驶员可以通过人机接口单元的按钮或远程启动预热功能。
信息录入:驾驶员可以通过人机接口单元的接口或远程录入预热***要求提供的信息。
信息感知:通过车辆状态感知单元的传感器或总线读取所需信息。
温度预测:预热决策单元根据人机接口单元和车辆状态感知单元获取信息,估计动力电池温度变化情况。
预热目标确定:预热决策单元根据人机接口单元和车辆状态感知单元获取信息和动力电池内部温度变化情况确定合理的预热温度目标;该预热目标也可以是根据动力电池本身参数标定的。
预热时间计算:预热决策单元评估动力电池在预约用车时预热到目标温度所需时间;
预热控制:预热执行单元根据预热决策单元指令完成动力电池预热。
以上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种动力电池预热方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)获取用户用车时间、用户用车当天的环境最高温度、环境最低温度、环境最高温度对应的时间、环境最低温度对应的时间、动力电池加热***的加热功率、动力电池目标温度;
2)根据步骤1)中获取的信息建立温度-时间曲线,基于温度-时间曲线确定用户用车时间对应的环境温度,所述用户用车时间对应的环境温度为动力电池实际温度;
3)基于加热***的加热功率、动力电池目标温度、动力电池实际温度,确定从动力电池实际温度升到动力电池目标温度所需要的加热时间;
4)根据加热时间及用户用车时间确定启动加热***对动力电池进行预热的时间,到达预热的时间时控制加热***启动对动力电池进行预热。
2.根据权利要求1所述的动力电池预热方法,其特征在于:动力电池预热过程中实时检测动力电池温度,确定动力电池温度的变化速率,根据动力电池温度的变化速率控制减小或增大加热***的加热功率。
3.根据权利要求2所述的动力电池预热方法,其特征在于:当动力电池温度的变化速率大于等于设定值时,控制减小加热***的加热功率,当动力电池温度上升速率小于设定值时,控制增大加热***的加热功率。
4.一种动力电池预热***,其特征在于:包括
人机接口单元,用于用户输入指令信息并发送至预热决策单元;
预热决策单元,用于根据接收的指令信息确定动力电池的温度-时间曲线,基于温度-时间曲线确定用户用车时间对应的环境温度,所述用户用车时间对应的环境温度为动力电池实际温度;用于根据加热***的加热功率、动力电池目标温度、动力电池实际温度确定从动力电池实际温度升到动力电池目标温度所需要的加热时间;用于根据加热时间及用户用车时间确定启动加热***对动力电池进行预热的时间,将预热的时间发送至预热执行单元;
预热执行单元,用于在到达所述预热的时间时控制加热***启动对动力电池进行预热。
5.根据权利要求4所述的动力电池预热***,其特征在于:所述指令信息包括用户用车时间、用户用车当天的环境最高温度、环境最低温度、环境最高温度对应的时间、环境最低温度对应的时间。
6.根据权利要求4所述的动力电池预热***,其特征在于:所述温度-时间曲线为在环境最高温度与环境最低温度之间线性变化的曲线。
7.根据权利要求4所述的动力电池预热***,其特征在于:还包括车辆状态感知单元,用于实时检测动力电池温度,发送至预热决策单元。
8.根据权利要求4所述的动力电池预热***,其特征在于:所述预热决策单元基于实时检测的动力电池温度确定动力电池温度的变化速率,根据动力电池温度的变化速率发送控制减小或增大加热***的加热功率的指令至预热执行单元。
9.根据权利要求8所述的动力电池预热***,其特征在于:所述预热决策单元确定当动力电池温度的变化速率大于等于设定值时,发送减小加热***的加热功率的指令至预热执行单元;当动力电池温度上升速率小于设定值时,发送增大加热***的加热功率的指令至预热执行单元。
10.根据权利要求4所述的动力电池预热***,其特征在于:所述预热执行单元接收到减小加热***的加热功率的指令时控制减小加热***的加热功率,接收到增大加热***的加热功率的指令时控制增大加热***的加热功率。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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