CN114148219A - 一种电池***充电温度控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池***充电温度控制方法及装置，属于新能源电池技术领域。该方法包括以下步骤：1)获取电池***的当前最低温度Tmin，判断Tmin是否小于等于电池***的加热温度启动阈值Theat‑on，若小于等于，则进入步骤2)；2)判断外部充电设备当前允许最大输出电流是否大于电池***当前的最大允许持续充电电流，若大于，则查询电池***按照外部充电设备当前允许最大输出电流进行充电时所需的温度值T1，并进入步骤3)；3)判断T1‑Tmin≥T0是否成立，若成立，则对电池***进行加热。本发明相较于现有只要电池***最低温度小于Theat‑on就对电池***进行加热的控制策略，可以解决由于加热温度启动阈值Theat‑on设置不合理导致的能源浪费和充电速度慢的问题。

Description

一种电池***充电温度控制方法及装置
技术领域
本发明涉及一种电池***充电温度控制方法及装置，属于新能源电池技术领域。
背景技术
近年来，新能源行业发展迅速，新能源大巴车、新能源乘用车普及率越来越高，在北方冬季低温环境下，电池温度较低，电池在低温时充电速率变慢甚至不能充电，这限制着新能源电池及新能源车辆在北方大面积推广应用。
为解决以上问题，行业内陆续提出多种解决方案。其一是设置固定阀值电池充电加热策略，在电池***进入充电流程后，检测电池***中各电池单体的温度，将各电池单体中的最低温度记为电池***的最低温度，将各电池单体中的最高温度记为电池***的最高温度，当电池***最低温度小于温度A，且电池***的最高温度小于温度B(B＞A)时，开启对电池***加热；如果电池***最低温度大于温度C或最高温度大于温度B(B＞C)时，则停止对电池***加热。
但是，上述设定固定阈值充电加热策略存在以下问题：大电量电池***在小功率充电机上充电时，实际充电电流很小，实际充电倍率很小，根据电池充电功率谱，只需要较低的温度即可实现此充电倍率；采用固定阀值式充电加热方式，如果温度阀值设置高，则存在加热温度过高、电量浪费的问题，同时由于充电机输出的电流一部分被用来给电池加热，导致给电池充电的电流减小，导致充电时间延长。相反，如果电池***在大功率充电机上充电，电池充电加热温度阀值设置低，则电池允许的充电倍率小，也会导致充电时间长的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池***充电温度控制方法及装置，以解决现有电池***充电温度控制策略存在的能源浪费和充电时间长问题。
为实现上述目的，本发明提出一种电池***充电温度控制方法，包括以下步骤：
1)获取电池***的当前最低温度Tmin，判断Tmin是否小于等于电池***的加热温度启动阈值Theat-on，若小于等于，则进入步骤2)；
2)判断外部充电设备允许最大输出电流是否大于电池***当前的最大允许持续充电电流，若大于，则查询电池***按照外部充电设备允许最大输出电流进行充电时所需的温度值T1，并进入步骤3)或者判断外部充电设备允许最大输出功率是否大于电池***当前的最大允许持续充电功率，若大于，则查询电池***按照外部充电设备允许最大输出功率进行充电时所需的温度值T2，并进入步骤3)；
3)判断T1-Tmin≥T0或者T2-Tmin≥T0是否成立，若成立，则对电池***进行加热，T0为第一设定温度值。
另外，本发明还提出了一种电池***充电温度控制装置，包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现上述的电池***充电温度控制方法。
有益效果是：在电池***最低温度小于电池***的加热温度启动阈值Theat-on的情况下，进一步根据外部充电设备允许最大输出电流和电池当前的最大允许持续充电电流之间的大小关系控制是否对电池***进行加热，相较于现有只要电池***最低温度小于电池***的加热温度启动阈值Theat-on就对电池***进行加热的控制策略，可以解决由于加热温度启动阈值Theat-on设置不合理导致的能源浪费和充电速度慢的问题。
进一步的，上述方法和装置中，外部充电设备当前允许最大输出电流为充电机当前可用于此电池的最大输出电流，外部充电设备当前允许最大输出功率为充电机当前可用于此电池的最大输出功率。
进一步的，上述方法和装置中，外部充电设备当前允许最大输出电流为：充电机当前可用于此电池的最大输出电流与充电线缆最大承载电流中的较小者；外部充电设备当前允许最大输出功率为：充电机当前可用于此电池的最大输出功率与充电线缆最大承载功率中的较小者。
进一步的，上述方法和装置中，步骤2)中，若外部充电设备允许最大输出电流不大于电池***当前的最大允许持续充电电流，或者外部充电设备允许最大输出功率不大于电池***当前的最大允许持续充电功率，则不对电池***进行加热。
进一步的，上述方法和装置中，步骤3)中，对电池***加热开始后，判断Tmin是否大于等于T1或Tmin是否大于等于T2，若大于等于，则停止对电池***加热。
进一步的，上述方法和装置中，还包括步骤4)：
对电池***加热开始后，判断Tmin是否大于等于第二设定温度值，若大于等于，则停止对电池***加热；所述第二设定温度为Theat-off与T1中的较小者或者Theat-off与T2中的较小者，Theat-off为电池***的加热温度停止阈值；或者若电池***当前最高温度Tmax大于B(B＞Theat-off)，则停止加热。
进一步的，上述方法和装置中，步骤3)中，若T1-Tmin＜T0或者T2-Tmin＜T0，则不对电池***进行加热。
进一步的，上述方法和装置中，步骤1)中，若Tmin大于电池***的加热温度启动阈值Theat-on，则不对电池***进行加热。
附图说明
图1为本发明电池***充电温度控制方法实施例1的电池***充电温度控制方法流程图；
图2为本发明电池***充电温度控制方法实施例2的电池***充电温度控制方法流程图；
图3为本发明电池***充电温度控制方法实施例3的电池***充电温度控制方法流程图；
图4为本发明电池***充电温度控制装置实施例的电池***充电温度控制装置示意图。
具体实施方式
电池***充电温度控制方法实施例1：
本实施例的电池***充电温度控制方法的基本思路是：在电池***进入充电流程后，先判断电池***的最低温度是否小于等于电池***的加热温度启动阈值，若小于等于，则比较充电机当前可用于此电池的最大输出电流和电池***当前最大允许持续充电电流的大小，当充电机当前可用于此电池的最大输出电流较大时，说明电池***的充电速度受限于电池当前最大允许持续充电电流，电池***温度较低，需要对电池***加热；当充电机当前可用与此电池的最大输出电流较小时，说明电池***的充电速度不是受限于电池最大允许持续充电电流，电池***温度并不低，不需要对电池***加热。
接下来对本实施例的电池***充电温度控制方法进行说明，如图1所示，该方法主要包括以下步骤：
1)获取电池***的当前最低温度Tmin，判断Tmin是否小于等于电池***的加热温度启动阈值Theat-on，若小于等于，则进入步骤2)；若不小于等于，则不对电池***进行加热；
2)判断充电机最大输出电流是否大于电池当前的最大允许持续充电电流，若大于，则查询电池***按照充电机最大输出电流进行充电时所需的温度值T1，并进入步骤3)；若不大于，则不对电池***进行加热；
3)判断T1-Tmin≥2℃是否成立，若成立，则对电池***进行加热；若不成立，则不对电池***进行加热。
本实施例对电池***加热开始后，继续判断Tmin是否大于等于T1，若大于等于，则停止对电池***加热。需要说明的是，在整个充电过程中，Tmin随着电池加热和自身充电带来的热量是动态变化的；充电机当前可用于此电池的最大输出电流随着充电机负载的变化也是变化的，因为，有些充电机可以同时给几台车充电，先充电的车占用的功率大，后充电的车分配的功率小，若先充电的车已充满，则会将空闲出来的充电功率分给后充电的车，提高其充电功率；对应的，T1随着充电机当前可用于此电池的最大输出电流的变化、电池SOC的变化，所查表得到的数值也是变化的。
本实施例在电池***最低温度小于电池***的加热温度启动阈值Theat-on的情况下，进一步根据充电机当前可用于此电池的最大输出电流和此电池当前的最大允许持续充电电流之间的大小关系控制是否对电池***进行加热，相较于现有只要电池***最低温度小于电池***的加热温度启动阈值Theat-on就对电池***进行加热的控制策略，可以解决由于加热温度启动阈值Theat-on设置不合理导致的能源浪费和充电时间长的问题。
本实施例比较的是充电机当前可用于此电池的最大输出电流和电池当前的最大允许持续充电电流之间的大小关系，作为其他实施方式，也可以比较充电机当前可用于此电池的最大输出功率和电池当前的最大允许持续充电功率之间的大小关系，在充电机当前可用于此电池的最大输出功率大于电池当前的最大允许持续充电功率时，查询电池***按照充电机最大输出功率进行充电时所需的温度值T2，并在步骤3)中判断出T2-Tmin≥2℃时才对电池***进行加热。
本实施例是通过查表的方式得到的T1，表是事先建立的，表中存储有电池***最大允许持续充电电流与温度值及SOC之间的对应的关系，根据该表就可以查询到电池***按照某一电流进行充电时所需的温度值。作为其他实施方式，也可以不通过查表的方式得到T1，而是通过建立函数关系的方式得到T1，函数关系可以表征电池***最大允许持续充电电流与温度值之间的对应的关系。
本实施例步骤3)判断的是T1-Tmin≥2℃是否成立，是将T1-Tmin与T0＝2℃相比，可以避免在T1与Tmin差异较小情况下对加热***进行启动，消除温度采样误差和频繁启停导致的继电器等电气件的寿命损耗，作为其他实施方式，也可以将T1-Tmin与其他正数值相比，即T0取其他正数值。
本实施例对电池***进行加热的方式可以采用电池箱内加热、电池箱外加热、电阻片加热、液体加热、电流震荡加热等方式，在此不做限制。
电池***充电温度控制方法实施例2：
本实施例与上述电池***充电温度控制方法实施例1相比，区别主要在于：还结合加热温度停止阈值Theat-off对电池加热停止的条件进行了限定，Theat-off-Theat-on≥2℃，如图2所示。
如上述电池***充电温度控制方法实施例1，本实施例的电池***充电温度控制方法也在Tmin小于等于电池***的加热温度启动阈值Theat-on且T1-Tmin≥2℃时对电池进行加热；同时增加了限制条件，即在T1-Tmin≥T0或者T2-Tmin≥T0成立时，判断电池***当前最高温度Tmax小于B(B＞Theat-off)，若该条件也成立，此时才对电池***加热。
本实施例还比较了T1和加热温度停止阈值Theat-off的大小关系，当T1≤Theat-off时，将Tmin≥T1作为停止对电池进行加热的条件；当T1＞Theat-off时，将Tmin≥Theat-off作为停止对电池进行加热的条件；同时还增加了另外的停止加热条件，即电池***当前最高温度Tmax大于B(B＞Theat-off)，则也停止加热。
本实施例中Theat-off-Theat-on≥2℃，作为其他实施方式，Theat-off与Theat-on之差也可以设定为大于等于其他正数值，这并不影响本实施例方案的实施。
电池***充电温度控制方法实施例3：
本实施例与上述电池***充电温度控制方法实施例2相比，区别主要在于：还考虑了充电线缆最大承载电流对电池***充电温度控制的影响。充电线缆指整个充电回路的线缆，不仅指充电机端的线缆，还包括整车电池端的线缆。
如上述电池***充电温度控制方法实施例2，本实施例的电池***充电温度控制方法也是先判断Tmin是否小于等于电池***的加热温度启动阈值Theat-on，若不小于等于，则不对电池***进行加热；若小于等于，则继续进行判断。不同的是，本实施例比较的是充电机当前可用于此电池的最大输出电流(为了叙述简便，记为a)、电池当前的最大允许持续充电电流(为了叙述简便，记为b)和充电线缆最大承载电流(为了叙述简便，记为c)之间的大小关系，并根据判断得到的大小关系，执行相应的控制策略，如图3所示，主要包括以下几种情况：
当c≥a＞b时，相应的控制策略是：
查询电池***按照a进行充电时所需的温度T1，若T1-Tmin≥2℃且T1≤Theat-off，则开启对电池***加热并在Tmin≥T1时停止对电池***加热；若0℃＜T1-Tmin＜2℃，则不开启加热；若T1-Tmin≥2℃且T1＞Theat-off，则开启对电池***加热并在Tmin≥Theat-off时停止对电池***加热。
当a≥c＞b时，相应的控制策略是：
查询电池***按照c进行充电时所需的温度T3，若T3-Tmin≥2℃且T3≤Theat-off,则开启对电池***加热并在Tmin≥T3时停止对电池***加热；若0℃＜T3-Tmin＜2℃，则不开启加热；若T3-Tmin≥2℃且T3＞Theat-off，则开启对电池***加热并在Tmin≥Theat-off时停止对电池***加热。
当b≥a≥c、b≥c≥a、c≥b≥a或a≥b≥c时，则不用对电池***进行加热。
本实施例比较的是充电机最大输出电流、电池当前的最大允许持续充电电流和充电线缆最大承载电流之间的大小关系，作为其他实施方式，也可以比较充电机最大输出功率、电池当前的最大允许持续充电功率和充电线缆最大承载功率之间的大小关系，并根据比较结果进行相应的控制。
电池***充电温度控制装置实施例：
本实施例提出的装置，如图4所示，包括处理器、存储器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述方法实施例的方法。
也就是说，以上方法实施例中的方法应理解可由计算机程序指令实现电池***充电温度控制方法的流程。可提供这些计算机程序指令到处理器(如通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备等)，使得通过处理器执行这些指令产生用于实现上述方法流程所指定的功能。
本实施例所指的处理器是指微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置；
本实施例所指的存储器包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。例如：利用电能方式存储信息的各式存储器，RAM、ROM等；利用磁能方式存储信息的的各式存储器，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、U盘；利用光学方式存储信息的各式存储器，CD或DVD。当然，还有其他方式的存储器，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。
通过上述存储器、处理器以及计算机程序构成的装置，在计算机中由处理器执行相应的程序指令来实现，处理器可以搭载各种操作***，如windows操作***、linux***、android、iOS***等。

Claims (9)

1.一种电池***充电温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取电池***的当前最低温度Tmin，判断Tmin是否小于等于电池***的加热温度启动阈值Theat-on，若小于等于，则进入步骤2)；
2)判断外部充电设备允许最大输出电流是否大于电池***当前的最大允许持续充电电流，若大于，则查询电池***按照外部充电设备允许最大输出电流进行充电时所需的温度值T1，并进入步骤3)；
或者判断外部充电设备允许最大输出功率是否大于电池***当前的最大允许持续充电功率，若大于，则查询电池***按照外部充电设备允许最大输出功率进行充电时所需的温度值T2，并进入步骤3)；
3)判断T1-Tmin≥T0或者T2-Tmin≥T0是否成立，若成立，则对电池***进行加热，T0为第一设定温度值。
2.根据权利要求1所述的电池***充电温度控制方法，其特征在于，外部充电设备当前允许最大输出电流为充电机当前可用于此电池的最大输出电流，外部充电设备当前允许最大输出功率为充电机当前可用于此电池的的最大输出功率。
3.根据权利要求1所述的电池***充电温度控制方法，其特征在于，外部充电设备当前允许最大输出电流为：充电机当前可用于此电池的最大输出电流与充电线缆最大承载电流中的较小者；外部充电设备当前允许最大输出功率为：充电机当前可用于此电池的最大输出功率与充电线缆最大承载功率中的较小者。
4.根据权利要求2或3所述的电池***充电温度控制方法，其特征在于，步骤2)中，若外部充电设备当前允许最大输出电流不大于电池***当前的最大允许持续充电电流，或者外部充电设备当前允许最大输出功率不大于电池***当前的最大允许持续充电功率，则不对电池***进行加热。
5.根据权利要求2或3所述的电池***充电温度控制方法，其特征在于，步骤3)中，对电池***加热开始后，判断Tmin是否大于等于T1或Tmin是否大于等于T2，若大于等于，则停止对电池***加热。
6.根据权利要求2或3所述的电池***充电温度控制方法，其特征在于，还包括步骤4)：
对电池***加热开始后，判断Tmin是否大于等于第二设定温度值，若大于等于，则停止对电池***加热；所述第二设定温度为Theat-off与T1中的较小者或者Theat-off与T2中的较小者，Theat-off为电池***的加热温度停止阈值，或者若电池***当前最高温度Tmax大于B(B＞Theat-off)，也停止加热。
7.根据权利要求2或3所述的电池***充电温度控制方法，其特征在于，步骤3)中，若T1-Tmin＜T0或者T2-Tmin＜T0，则不对电池***进行加热。
8.根据权利要求2或3所述的电池***充电温度控制方法，其特征在于，步骤1)中，若Tmin大于电池***的加热温度启动阈值Theat-on，则不对电池***进行加热。
9.一种电池***充电温度控制装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现如上述权利要求1-8任一项所述的电池***充电温度控制方法。
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