CN113696789A - 一种用于电池的低温直流加热控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于电池的低温直流加热控制方法,具体包括以下步骤:S1:将直流充电桩与待充电的电池进行连接,S2:BMS实时检测电池的温度T,当T小于电池允许直流快充的第二充电温度T2时,开启电池加热;S3:当T≥T2,BMS向直流充电桩发送第二充电信号,第二充电信号包括第二充电电压V2和第二充电电流I2;S4:当T≥T3>T2,BMS发送关闭电池加热请求,停止对电池加热;同时BMS向直流充电桩发送第三充电信号,第三充电信号包括第三充电电压V3和第三充电电流I3;S5:BMS实时监测电池的电量和温度,直到电池电量达到100%后充电结束。本发明不允许低温时充电电流流入电池包,提高充电安全性;同时实现边充电边加热功能,缩短电池的充电时间。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种用于电池的低温直流加热控制方法。
背景技术
随着新能源电动汽车的普及,其使用场景也越来越多。由于电动汽车的电池对低温环境较为敏感,低温下充电对电池造成不可逆的伤害,故电池在低温下不建议直接充电,需先进行电池加热至电池可充电的温度值后方可充电。
国家标准对直流充电桩的通信协议里未定义电池单独加热模式,充电桩需检测到电池端电压后才能输出充电电流,故充电桩无法在电池端继电器断开的状态下对PTC供电进而对电池加热,目前主要以车载充电机交流慢充对电池进行加热,加热到一定温度后,才允许对电池进行充电,这样就造成加热期间不能充电,使得充电时间延长。
发明内容
针对现有技术中电池充电时间较长问题,本发明提出一种用于电池的低温直流加热控制方法,通过BMS判断电池需进行加热,电池端继电器不断开,边充电边加热功能,缩短整个电池包的充电时间。
为了实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
一种用于电池的低温直流加热控制方法,具体包括以下步骤:
S1:将直流充电桩与待充电的电池进行连接,VCU识别直流快充唤醒信号,唤醒电池的BMS并高压上电;
S2:BMS实时检测待充电的电池的温度T:当T小于电池允许直流快充的第二充电温度T2即T<T2时,发送第一充电信号以便对电池加热,跳转到S3;若T≥T2,则跳转到S3;
S3:当T3>T≥T2时,BMS向直流充电桩发送第二充电信号以便为电池加热和充电,第二充电信号包括第二充电电压V2和第二充电电流I2,再跳转到S4;
S4:BMS检测电池的温度T是否高于电池允许直流快充的最大温度即第三充电温度T3,若T≥T3>T2,停止电池加热,同时BMS向直流充电桩发送第三充电信号,第三充电信号包括第三充电电压V3和第三充电电流I3;
S5:BMS实时监测电池的电量和温度,直到电池电量达到100%后充电结束。
优选的,所述S2包括:
S2-1:BMS检测电池的温度T是否低于电池允许直流快充的第一充电温度T1,若T≤T1,则BMS向VCU发送电池加热请求,VCU控制PTC加热器和电池水泵工作,对电池进行加热;
S2-2:对电池加热后,电池温度提高,当T2>T>T1时,BMS向直流充电桩发送第一充电信号,以对整车负载进行供电,第一充电信号包括第一充电电压V1和第一充电电流I1,第一充电电流I1不进入电池。
优选的,所述第一充电电压V1为电池的总电压;第一充电电流I1为:I1=(P/V1)-i1,P表示整车负载消耗功率,i1表示第一电流阈值。
优选的,所述整车负载包括PTC加热器、电池水泵和DCDC模块。
优选的,所述S3中,所述第二充电电压V2为电池允许最大充电电压;第二充电电流I2为:I2=(P/V1)+i2,P表示整车负载消耗功率,V1表示电池的总电压即第一充电电压,i2表示当前电池允许的充电电流。
优选的,所述S4中,第三充电电压V3为电池允许最大充电电压,第三充电电流I3为当前电池允许的充电电流。
优选的,所述S5中,还包括:
当停止加热后,若电池温度T降低且小于第二充电温度T2时,BMS重新发送电池加热请求,对电池进行加热;同时BMS向直流充电桩发送第二充电信号,第二充电信号包括第二充电电压V2和第二充电电流I2,并重复S3-S5。
综上所述,由于采用了上述技术方案,与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
本发明通过BMS判断电池需进行加热,电池端继电器不断开,充电桩可检测到电池端电压,对电池进行加热,当电池温度T小于第二充电温度T2时不允许充电电流流入电池包,提高了充电安全性;当电池温度T不下于第二充电温度T2时,可实现边充电边加热功能,充电电流随着电池温度的升高而增加,从而通过提高充电电流来缩短整个电池包的充电时间。
附图说明:
图1为根据本发明示例性实施例的一种用于电池的低温直流加热控制方法示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示,本发明提供一种用于电池的低温直流加热控制方法,具体包括以下步骤:
S1:将直流充电桩与待充电的电池进行连接,VCU(整车控制器)识别直流快充唤醒信号,唤醒电池的BMS(电池管理***)并高压上电,同时与直流充电桩完成握手交互信息。
S2:BMS实时检测电池的温度T,当T小于电池允许直流快充的第二充电温度T2时即T<T2,开启电池加热;若T≥T2,BMS向直流充电桩发送第二充电信号,对电池进行加热和充电。
开启电池加热的步骤具体包括:
S2-1:BMS检测电池的温度T是否低于电池允许直流快充的第一充电温度T1(例如为-10℃),若T≤T1,则BMS向VCU(整车控制器)发送电池加热请求,VCU控制PTC加热器和电池水泵工作,对电池进行加热;
S2-2:对电池加热后,电池温度提高,当T2>T>T1时,BMS向直流充电桩发送第一充电信号以便开始为整车负载(例如PTC加热器、电池水泵、DC-DC模块等)进行供电,第一充电信号包括第一充电电压V1和第一充电电流I1。此时直流充电桩输出的第一充电电流只为整车负载供电,但不对电池进行充电。
本实施例中,第一充电电压为电池包的总电压(例如350V),第一充电电流I1为当前整车负载消耗功率P除以当前电池包总电压后减去一定电流i1(减去第一电流阈值i1,目的是防止直流充电桩输出的第一充电电流进入电池,例如i1为1A);第一充电电流I1的计算公式为:I1=(P/V1)-i1。
本步骤中,整车负载包括PTC加热器、电池水泵和DCDC模块等。
例如P为8kW,电池包的总电压为350V,则第一充电电压V1为350V,第一充电电流I1=(8000/350)-1=21.8A。
S3:BMS检测电池的温度T是否高于电池允许直流快充的第二充电温度T2(例如0℃),若T≥T2,BMS向直流充电桩发送第二充电信号,第二充电信号包括第二充电电压V2和第二充电电流I2。
本步骤中,第二充电电压V2为电池包允许最高充电电压(例如为402V),第二充电电流I2为当前整车负载消耗功率P除以当前电池包总电压后再加上当前电池包允许的充电电流i2(是为了让直流充电桩输出的第二充电电流更快进入电池,提高充电速度),电池包允许的充电电流是随温度升高而升高的;第二充电电流的计算公式为:I2=(P/V1)+i2。
例如P为8kW,电池包的总电压为350V,当前电池包允许的充电电流i2为5A,则第二充电电流I2=(8000/350)+5=27.8A。
S4:BMS检测电池的温度T是否高于电池允许直流快充的最大温度即第三充电温度T3(例如为20℃),若T≥T3>T2,BMS发送关闭电池加热请求,VCU控制PTC加热器、电池水泵停止工作,从而停止电池加热;同时BMS向直流充电桩发送第三充电信号,第三充电信号包括第三充电电压V3和第三充电电流I3。
第三充电电压V3为电池包允许最高充电电压(例如为402V),第三充电电流I3为当前电池包允许的充电电流i3(例如i3为150A)。
本实施例中,当直流充电桩和电池建立连接,电池的温度T≥T3时,BMS直接向直流充电桩发送第三充电信号以对电池进行充电,但不对电池进行加热。
S5:BMS实时监测电池的电量和温度,直到电池电量达到100%后充电结束。
本实施例中,当S4中,停止加热后,电池温度有可能降低,因此需时刻进行检测,当检测到电池温度T小于第二充电温度T2时,BMS重新发送电池加热请求,VCU控制PTC加热器和电池水泵工作,重新对电池进行加热;同时BMS向直流充电桩发送第二充电信号,第二充电信号包括第二充电电压V2和第二充电电流I2,重复S3-S5。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本一发明的精神和范围。
Claims (7)
1.一种用于电池的低温直流加热控制方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1:将直流充电桩与待充电的电池进行连接,VCU识别直流快充唤醒信号,唤醒电池的BMS并高压上电;
S2:BMS实时检测待充电的电池的温度T:当T小于电池允许直流快充的第二充电温度T2即T<T2时,发送第一充电信号以便对电池加热,跳转到S3;若T≥T2,则跳转到S3;
S3:当T3>T≥T2时,BMS向直流充电桩发送第二充电信号以便为电池加热和充电,第二充电信号包括第二充电电压V2和第二充电电流I2,再跳转到S4;
S4:BMS检测电池的温度T是否高于电池允许直流快充的最大温度即第三充电温度T3,若T≥T3>T2,停止电池加热,同时BMS向直流充电桩发送第三充电信号,第三充电信号包括第三充电电压V3和第三充电电流I3;
S5:BMS实时监测电池的电量和温度,直到电池电量达到100%后充电结束。
2.如权利要求1所述的一种用于电池的低温直流加热控制方法,其特征在于,所述S2包括:
S2-1:BMS检测电池的温度T是否低于电池允许直流快充的第一充电温度T1,若T≤T1,则BMS向VCU发送电池加热请求,VCU控制PTC加热器和电池水泵工作,对电池进行加热;
S2-2:对电池加热后,电池温度提高,当T2>T>T1时,BMS向直流充电桩发送第一充电信号,以对整车负载进行供电,第一充电信号包括第一充电电压V1和第一充电电流I1,第一充电电流I1不进入电池。
3.如权利要求2所述的一种用于电池的低温直流加热控制方法,其特征在于,所述第一充电电压V1为电池的总电压;第一充电电流I1为:I1=(P/V1)-i1,P表示整车负载消耗功率,i1表示第一电流阈值。
4.如权利要求3所述的一种用于电池的低温直流加热控制方法,其特征在于,所述整车负载包括PTC加热器、电池水泵和DCDC模块。
5.如权利要求1所述的一种用于电池的低温直流加热控制方法,其特征在于,所述S3中,所述第二充电电压V2为电池允许最大充电电压;第二充电电流I2为:I2=(P/V1)+i2,P表示整车负载消耗功率,V1表示电池的总电压即第一充电电压,i2表示当前电池允许的充电电流。
6.如权利要求1所述的一种用于电池的低温直流加热控制方法,其特征在于,所述S4中,第三充电电压V3为电池允许最大充电电压,第三充电电流I3为当前电池允许的充电电流。
7.如权利要求1所述的一种用于电池的低温直流加热控制方法,其特征在于,所述S5中,还包括:
当停止加热后,若电池温度T降低且小于第二充电温度T2时,BMS重新发送电池加热请求,对电池进行加热;同时BMS向直流充电桩发送第二充电信号,第二充电信号包括第二充电电压V2和第二充电电流I2,并重复S3-S5。
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