CN114619925A - 锂离子电池低温快充加热方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

锂离子电池低温快充加热方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及锂离子电池低温快充加热方法、装置、设备和存储介质。方法包括：获取电池***的当前最低温度，将当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；根据加热策略获取从电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从当前荷电状态充电至目标荷电状态所需的第二时长；将第二时长与第一时长进行比较，根据比较结果对第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据第二温升速率、当前最低温度、温度阈值获取加热时长；根据第二温升速率、加热时长获取加热功率，根据加热功率对电池***进行加热处理，可解决锂离子电池加热不及时、能源消耗较大等问题。

Description

锂离子电池低温快充加热方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及新能源汽车动力电池热管理技术领域，特别是涉及锂离子电池低温快充加热方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
随着全球对能源与环保问题的不断重视，新能源汽车产业得到了快速发展。而锂离子电池作为新能源汽车的动力来源，属于新能源汽车的重要组成部分，其性能直接影响电动车的使用。在所有环境因素中，温度对锂电池的充放电性能影响最大，虽然锂离子电池的工作温度范围一般设置在-20℃至45℃，但当锂离子电池的工作温度过低时，锂离子电池的性能便会下降，充放电能力也会减弱。目前，可以在动力电池上设置加热***，在低温充电阶段先开启加热回路并且禁止充电，待电池***温度上升之后再开启充电。然而该方法并未考虑充电过程的环境条件，可能导致锂离子电池加热不及时、能源消耗较大等问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供锂离子电池低温快充加热方法、装置、设备和存储介质，改善锂离子电池充电过程中加热性能不佳的问题。
一方面，提供一种锂离子电池低温快充加热方法，所述锂离子电池低温快充加热方法包括：
获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
在其中一个实施例中，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略的步骤包括：
判断所述当前最低温度是否小于预设的第一温度阈值；
若是，则获取第一加热策略；
若否，则获取第二加热策略，并判断所述当前最低温度是否大于预设的第二温度阈值；若是，则获取第三加热策略；若否，则获取第二加热策略。
在其中一个实施例中，根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长的步骤包括：
判断所述加热策略是否为第二加热策略；
若是，则通过电池管理***获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的所述第一时长。
在其中一个实施例中，根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长的步骤包括：
获取所述电池***在第一时刻的第一电压、第一电流、第一温度，将所述第一时刻加上多个预设的时间步长，获取多个第二时刻；
根据所述第一温升速率与所述第一温度获取所述电池***在多个所述第二时刻的多个第二温度；根据所述第一电压、所述第一电流以及所述电池***的内阻获取所述电池***在多个所述第二时刻的多个第二电压；
根据多个所述第二温度与多个所述第二电压获取多个第二电流，根据多个所述第二电流获取充电曲线，根据所述充电曲线获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长。
在其中一个实施例中，将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长的步骤包括：
判断所述第二时长是否大于所述第一时长；
若是，则将所述第一温升速率与预设的温升步长进行相加，获取所述第二温升速率；
若否，则将所述第一温升速率设置为所述第二温升速率；
根据所述第二温升速率对所述当前最低温度进行更新，获取更新后的当前最低温度，记录所述更新后的当前最低温度大于所述温度阈值所需的加热时间长度，作为所述加热时长。
在其中一个实施例中，根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理的步骤包括：
获取所述电池***的需求热量，获取所述第二温升速率对应的所述电池***的生成热量，获取所述第二温升速率对应的所述电池***与充电环境之间的散热量；
根据所述需求热量、所述生成热量、所述散热量获取加热设备的输出热量，其数学表达为：
Q4＝Q1-Q2+Q3
其中，Q1代表所述需求热量，Q2代表所述生成热量，Q3代表所述散热量，Q4代表所述输出热量；
根据所述输出热量、预设的热效率、所述加热时长获取所述加热功率，其数学表达为：
P＝Q4/(η*t)
其中，P代表所述加热功率，η代表所述热效率，t代表所述加热时长。
在其中一个实施例中，获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较之前的步骤还包括：
获取所述电池***的允许充电功率与充电桩的输出功率，并判断所述输出功率是否小于所述允许充电功率；
若是，则保持所述电池***处于所述当前最低温度；
若否，则获取所述当前最低温度，将所述当前最低温度与所述温度阈值进行比较。
另一方面，提供了一种锂离子电池低温快充加热装置，所述锂离子电池低温快充加热装置包括：
加热策略获取模块，用于获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
充电时长获取模块，用于根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
加热时长获取模块，用于将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
加热处理模块，用于根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
再一方面，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
上述一种锂离子电池低温快充加热方法、装置、计算机设备和存储介质，首先通过将当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，以此获取加热策略；然后分别根据电池管理***与预设的第一温升速率获取从当前荷电状态充电至目标荷电状态所需的第一时长与第二时长；再根据第二时长与第一时长的比较结果对第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据第二温升速率、当前最低温度、温度阈值获取加热时长；最后根据第二温升速率和加热时长获取加热功率，并根据加热功率对电池***进行加热处理，以此解决新能源汽车低温快充过程中对锂离子电池加热不及时、能源消耗较大等问题。
附图说明
图1为一个实施例中一种锂离子电池低温快充加热方法的应用环境图；
图2为一个实施例中一种锂离子电池低温快充加热方法的流程示意图；
图3为一个实施例中获取加热策略的流程示意图；
图4为一个实施例中获取第一时长的流程示意图；
图5为一个实施例中获取第二时长的流程示意图；
图6为一个实施例中获取加热时长的流程示意图；
图7为一个实施例中对电池***进行加热处理的流程示意图；
图8为一个实施例中获取加热策略之前的步骤的流程示意图；
图9为另一个实施例中锂离子电池低温快充加热装置的结构框图；
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的一种离子电池低温快充加热方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104通过网络进行通信。例如，本申请提供的一种离子电池低温快充加热方法可应用于新能源汽车低温快充过程对锂离子电池进行加热的场景中，其中，新能源汽车包括PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle，插电式混合动力车)、EV(Electric Vehicle，纯电动车)，锂离子电池作为新能源汽车的动力来源，属于新能源汽车的重要组成部分，其性能直接影响电动车的使用。在所有环境因素中，温度对锂电池的充放电性能影响最大，虽然锂离子电池的工作温度范围一般设置在-20℃至45℃，但当锂离子电池的工作温度过低时，锂离子电池的性能便会下降，充放电能力也会减弱。目前，可以在动力电池上设置加热***，在低温充电阶段先开启加热回路并且禁止充电，待电池***温度上升之后再开启充电。然而该方法并未考虑充电桩的功率和充电过程的环境条件，可能导致锂离子电池加热不及时、能源消耗较大等问题。
因此，本方法考虑了充电过程的环境条件，首先通过将当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，以此获取加热策略；然后分别根据电池管理***与预设的第一温升速率获取从当前荷电状态充电至目标荷电状态所需的第一时长与第二时长；再根据第二时长与第一时长的比较结果对第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据第二温升速率、当前最低温度、温度阈值获取加热时长；最后根据第二温升速率和加热时长获取加热功率，并根据加热功率对电池***进行加热处理，以此解决新能源汽车低温快充过程中对锂离子电池加热不及时、能源消耗较大等问题，并且，本方法并不仅仅是根据当前的温度对加热设备的输出功率进行控制，而是预测出一段时间内的加热时长和加热设备的输出能量，以此提前对发热设备的输出功率进行预估。在具体实施过程中，可以在终端102接收来自于服务器104的执行本方法的具体时间，还可以从终端102向服务器104发送新能源汽车的电池***的状态与充电过程中的多个参数数值，以使服务器104接收到参数信息后下发执行本方法的具体时间。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、便携式可穿戴设备或者子服务器，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群或者云计算平台来实现。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种锂离子电池低温快充加热方法，包括以下步骤：
S1：获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
S2：根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
S3：将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
S4：根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
通过上述步骤，可改善新能源汽车低温快充过程中对锂离子电池加热不及时、能源消耗较大等问题。
为了判断是否需要对锂离子电池进行加热，在步骤S1中，示例性地说明，当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略，例如，可以通过BMS(Battery Management System，电池管理***)获取锂离子电池的当前最低温度，然后预先设置温度阈值，优选地，可以将温度阈值设置为-20摄氏度，当锂离子电池的当前最低温度小于-20摄氏度时则获取对锂离子电池进行加热的加热策略，在具体实施过程中还可以根据实施者所处环境的海拔高度、温度以及锂离子电池的使用年限对温度阈值进行调整，例如，为了进一步保证对锂离子电池进行及时加热，还可以将温度阈值设置为-20摄氏度至-18摄氏度之间，当锂离子电池的当前最低温度属于该区间时，为了不影响锂离子电池充电效率，可以停止对锂离子电池进行充电，只对锂离子电池进行加热，直到锂离子电池的当前最低温度逐步上升并且达到-15摄氏度，以此获取锂离子电池低温快充过程中的加热策略。
锂离子电池在进行充电时，不同的温度会影响充电速度，因此，在步骤S2中，示例性地说明，分别根据加热策略和第一温升速率获取从电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长和第二时长，例如，当需要对锂离子电池进行加热时，可以设定新能源汽车充电的目标荷电状态(State Of Charge，SOC)，然后根据充电桩的输出功率、BMS的需求功率，通过BMS的报文解析获取从当前SOC充电至目标SOC所需要消耗的预估的时间，作为第一时长，在一些实施过程中，目标SOC可以设置为100％，还可以根据实施者的需求设置为其他数值，在此不作限定；再预先设置第一温升速率，例如可以设置为0.5℃/min，根据第一温升速率按照每分钟为单位对锂离子电池的温度进行调整，以使锂离子电池的温度得到上升，再根据该温度上升曲线预测从当前SOC充电至目标SOC所需要消耗的时间，作为第二时长，在另一些实施过程中，还可将第一温升速率的初始值设置为0.4℃/min至0.6℃/min之间的数值，并且还可以根据电池的具体型号以及根据温度传感器的精度对第一温升速率的精度进行调整，通过该方式，可以从不同维度预测充电时间，以此对锂离子电池的加热过程进行提前规划，其中，℃为温度的摄氏度单位，min为分钟的单位。
为了判断初始设置的第一温升速率是否满足充电时长要求，在步骤S3中，示例性地说明，根据第一时长与第二时长之间的数值比较结果对第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据第二温升速率、当前最低温度和温度阈值获取加热时长，例如，若按照第一温升速率对锂离子电池进行加热时从当前SOC充电至目标SOC所消耗的第二时长大于第一时长，则说明按照第一温升速率的加热功效会影响锂离子电池的充电速度，即加大了充电时间，此时则需要适量地提升第一温升速率的数值，获取第二温升速率，以更高的加热功效对锂离子电池进行加热，在一些实施过程中，可以将第二温升速率的数值设置为比第一温升速率大0.1℃/min，然后根据第二温升速率对当前最低温度的数值进行调整，直到达到温度阈值，此时则可以计算出所需要的加热时长，通过该方式，可以将初始的第一温升速率进行调整，采用合适的加热速率对电池***中的锂离子电池进行加热，以此更有效地提升加热功效、降低充电时间，同时选取合适的加热速率还可以避免因加热温度过高导致能力消耗大的问题。
在获取了合适的第二温升速率后，则需要对电池***进行加热处理，在步骤S4中，示例性地说明，根据第二温升速率、加热时长获取加热功率，根据加热功率对电池***进行加热处理，例如，当获取第二温升速率与加热时长后，可以计算电池***以及电池***与充电环境之间的各种热量产生和热量交换，然后计算出需要加热设备产生多少热量以及对应的加热效率，以此对电池***进行加热，通过该方式，可以预估新能源汽车在低温快充过程中所需要的消耗的用于对锂离子电池进行加热的能量输出数值，可以有效地避免能源的浪费。
由于锂离子电池的温度会影响充电效率，因此，在一些实施例中，如图3所示，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略的步骤包括：
S11：判断所述当前最低温度是否小于预设的第一温度阈值；
S12：若是，则获取第一加热策略；
S13：若否，则获取第二加热策略，并判断所述当前最低温度是否大于预设的第二温度阈值；若是，则获取第三加热策略；若否，则获取第二加热策略。
如图3所示，在步骤S11至S13中，可以将第一温度阈值设置为-20摄氏度至-15摄氏度之间的数值，设置第二温度阈值为15摄氏度至25摄氏度之间的数值，然后将当前最低温度与第一温度阈值进行比较，若当前最低温度小于第一温度阈值，则获取第一加热策略，即此时应禁止对锂离子电池进行充电，只对电池进行加热；若当前最低温度大于等于第一温度阈值，则获取第二加热策略，即边充电边加热；然而随着电池温度上升，不能持续对电池进行加热，因此此时需要判断当前最低温度是否大于第二温度阈值，若是，则获取第三加热策略，即停止对电池进行加热，只对电池进行充电，若否，则仍然获取第二加热策略，在一些实施过程中，可以根据第一次对电池的当前最低温度进行获取时的数值对第一温度阈值、第二温度阈值进行调整，例如，若当前最低温度小于-20摄氏度，则可以将第一温度阈值设置为-15摄氏度，在当前最低温度小于第一温度阈值期间都可以获取第一加热策略，而随着温度上升，在当前最低温度大于等-15摄氏度时，则获取第二加热策略：边充电边加热，此时可以将第二温度阈值设置为25摄氏度，在当前最低温度大于-15摄氏度并且小于25摄氏度时，仍然获取第二加热策略：边充电边加热，在当前最低温度大于等于25摄氏度时则获取第三加热策略：只充电不加热；在另一些实施过程中，若第一次获取电池***的当前最低温度大于等于-20摄氏度并且小于20摄氏度时，则可以将第二温度阈值设置为25摄氏度，即，在当前最低温度处于大于等于-20摄氏度并且小于25摄氏度时，获取第二加热策略，直到当前最低温度大于等于25摄氏度，此时获取第三加热策略。通过该方式，可以考虑电池***在充电初始的温度，灵活地调整温度阈值，获取合适的加热策略。
获取了加热策略后，如图4所示，在一些实施例中，根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长的步骤包括：
S21：判断所述加热策略是否为第二加热策略；
S22：若是，则通过电池管理***获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的所述第一时长。
如图4所示，在步骤S21至步骤S22中，示例性地说明，判断加热策略是否为第二加热策略，例如，当加热策略为第二加热策略，即，对电池进行充电的同时对电池进行加热，则通过BMS获取新能源汽车从当前SOC充电至目标SOC所需要消耗的时间，作为第一时长，第一时长受充电至功率、BMS需求功率和电池***的温度影响，因此可以直接从BMS的报文获取预估的剩余充电时间作为第一时长，在本方法，主要针对边充电边加热的情况时需要合理地规划后续的加热时长和加热功效，因此仅针对第二加热策略的情况进行说明，而对于第一加热策略则只进行加热不进行充电，对于第三加热策略则只进行充电不进行加热。
获取第一时长后，需要判断当前温升速率情况下从当前SOC充电至目标SOC所需要消耗的第二时长，如图5所示，根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长的步骤包括：
S31：获取所述电池***在第一时刻的第一电压、第一电流、第一温度，将所述第一时刻加上多个预设的时间步长，获取多个第二时刻；
S32：根据所述第一温升速率与所述第一温度获取所述电池***在多个所述第二时刻的多个第二温度；根据所述第一电压、所述第一电流以及所述电池***的内阻获取所述电池***在多个所述第二时刻的多个第二电压；
S33：根据多个所述第二温度与多个所述第二电压获取多个第二电流，根据多个所述第二电流获取充电曲线，根据所述充电曲线获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长。
通过上述步骤，可灵活地调整温升速率，避免加热速度过慢而导致充电时长增加，以及加热速度过快导致能量消耗过大的问题。
如图5所示，在步骤S31至步骤S33中，示例性地说明，获取电池***在第一时刻的第一电压、第一电流、第一温度，并将第一时刻加上多个预设的时间步长，获取多个第二时刻，例如，从电池***进入第二加热策略的时刻开始，作为第一时刻，在第一时刻获取电池***的第一电压、第一电流和第一温度，然后可以预先设定时间步长为1秒，即，在第一时刻的基础时间上依次增加多个1秒，构成预测的充电时间序列，即，多个第二时刻构成充电时间序列，然后预先设置第一温升速率，例如每分钟上升0.5摄氏度，则第一温升速率的表达式为0.5℃/min，然后按照根据时间步长设置的多个第二时刻的时间数值，按照0.5℃/min对第一温度进行依次递增，获取多个第二温度，再获取多个第二时刻对应的第二电压，最后通过多个第二温度与多个第二电压获取对应的多个第二电流，根据多个第二电流即可以构成充电曲线，根据充电曲线计算从当前SOC充电至目标SOC所消耗的预估时间，作为第二时长，在具体实施过程中，还可以将时间步长设置为0.5秒至2秒之间的任意数值，并且第一温升速率也可以设置为0.4℃/min至0.6℃/min之间的数值。
在获取第二时长以后，为了判断第一温升速率对应的第二时长是否满足要求，如图6所示，将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长的步骤包括：
S41：判断所述第二时长是否大于所述第一时长；
S42：若是，则将所述第一温升速率与预设的温升步长进行相加，获取所述第二温升速率；
S43：若否，则将所述第一温升速率设置为所述第二温升速率；
S44：根据所述第二温升速率对所述当前最低温度进行更新，获取更新后的当前最低温度，记录所述更新后的当前最低温度大于所述温度阈值所需的加热时间长度，作为所述加热时长。
如图6所示，在步骤S41至步骤S44中，示例性地说明，根据第一时长与第二时长的比较结果获取第二温升速率，并根据第二温升速率对电池***进行加热处理，以此获取加热时长，例如，当第二时长小于等于第一时长时，说明按照第一温升速率所获取的从当前SOC充电至目标SOC所消耗的时间小于等于原始预估的第一时长，即，在该情况下，根据第一温升速率对电池***进行加热时，可以使充电时长满足要求，此时则直接将第一温升速率的数值设置为第二温升速率；
当第二时长大于第一时长时，说明按照第一温升速率所获取的从当前SOC充电至目标SOC所消耗的时间大于原始预估的第一时长，即，在该情况下，由于对电池加热性能不足，导致充电时间增加，此时为了改善加热性能，则需要提升温升速率，即，预先设置一个温升步长，将第一温升速率加上温升步长，则得到了第二温升速率，接着计算第二温升速率对应的更新后的第二时长是否能够小于等于第一时长，若更新后的第二时长仍然大于第一时长，则认为当前的第二温升速率仍然无法快速有效地对电池***进行加热，则需要进一步将第二温升速率与温升步长相加，获取更新后的第二温升速率，接着继续将更新后的第二温升速率对应的更新后的第二时长与第一时长进行比较，直到第二时长小于等于第一时长，才选取当前的第二温升速率对电池***进行加热；
确定了第二温升速率后，则可以按照该数值对电池***的当前最低温度进行更新，当更新后的当前最低温度大于温度阈值，即，从第二加热策略转换至第三加热策略时，记录该更新期间所消耗的时长，作为加热时长。
在具体实施过程中，温升步长可以从0.1℃/min至0.5℃/min之间进行选择。
如图7所示，根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理的步骤包括：
S51：获取所述电池***的需求热量，获取所述第二温升速率对应的所述电池***的生成热量，获取所述第二温升速率对应的所述电池***与充电环境之间的散热量；
S52：根据所述需求热量、所述生成热量、所述散热量获取加热设备的输出热量，其数学表达为：
Q4＝Q1-Q2+Q3
其中，Q1代表所述需求热量，Q2代表所述生成热量，Q3代表所述散热量，Q4代表所述输出热量；
S53：根据所述输出热量、预设的热效率、所述加热时长获取所述加热功率，其数学表达为：
P＝Q4/(η*t)
其中，P代表所述加热功率，η代表所述热效率，t代表所述加热时长。
如图7所示，在步骤S51至步骤S52中，示例性地说明，根据电池***的需求热量、生成热量和散热量获取加热设备的输出热量，例如，通过BMS的报文解析以及实施者选择的锂电池对应的特性，获取电池***在加热过程中需要的热量作为需求热量Q1，而在加热过程中，电池***本身也会产生热量，作为生成热量Q2，其数学表达为：Q2＝∑(I*I*R*Δt)，其中，Δt为选取的时间间隔，此处可以选择为1秒，I为当前时刻对应的电流数值，R为电池***的内阻数值，∑(·)为求和函数，而电池***与充电环境之间的散热量Q3可以根据电池的特性计算电池***的温度与环境温度差值而得到，最后，发热设备需要输出的热量Q4＝Q1-Q2+Q3，在具体实施过程中，Δt还可以根据实施者对数值精度的需求修改成0.5秒。
如图7所示，在步骤S53中，示例性地说明，根据输出热量、预设的热效率和加热时长获取加热功率，例如，在获取了加热设备的输出热量Q4后，获取加热设备的热效率，然后将输出热量Q4除以热效率与加热时间的乘积，以此得到加热设备需要的加热功率，后续则可以按照该功率对加热设备的输出进行控制，其中，不同型号、不同规格、不同使用年限的加热设备的热效率可能存在差异，在具体实施过程中可以按需进行选取，
为了更好地考虑充电桩的输出功率与电池***的允许充电功率之间的关系，如图8所示，获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较之前的步骤还包括：
S61：获取所述电池***的允许充电功率与充电桩的输出功率，并判断所述输出功率是否小于所述允许充电功率；
S62：若是，则保持所述电池***处于所述当前最低温度；
S63：若否，则获取所述当前最低温度，将所述当前最低温度与所述温度阈值进行比较。
如图8所示，在步骤S61至步骤S63中，示例性地说明，根据电池***的允许充电功率与充电桩的输出功率的比较结果决定是否对电池***进行加热，例如，当充电桩的输出功率小于电池***的允许充电功率时，则不对电池***开启低温加热，而是只对电池***进行充电；当充电桩的输出功率大于等于电池***的允许充电功率时，则获取电池***的当前最低温度，并将当前最低温度与温度阈值进行比较，然后在后续过程中获取加热策略。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种锂离子电池低温快充加热装置，所述锂离子电池低温快充加热装置包括：
加热策略获取模块，用于获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
充电时长获取模块，用于根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
加热时长获取模块，用于将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
加热处理模块，用于根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
在加热策略获取模块中，示例性地说明，示例性地说明，当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略，例如，可以通过BMS获取锂离子电池的当前最低温度，然后预先设置温度阈值，优选地，可以将温度阈值设置为-20摄氏度，当锂离子电池的当前最低温度小于-20摄氏度时则获取对锂离子电池进行加热的加热策略，在具体实施过程中还可以根据实施者所处环境的海拔高度、温度以及锂离子电池的使用年限对温度阈值进行调整，例如，为了进一步保证对锂离子电池进行及时加热，还可以将温度阈值设置为-22摄氏度至-18摄氏度之间，当锂离子电池的当前最低温度属于该区间时，为了不影响锂离子电池充电效率，可以停止对锂离子电池进行充电，只对锂离子电池进行加热，直到锂离子电池的当前最低温度逐步上升并且达到-15摄氏度，以此获取锂离子电池低温快充过程中的加热策略。
在充电时长获取模块中，示例性地说明，分别根据加热策略和第一温升速率获取从电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长和第二时长，例如，当需要对锂离子电池进行加热时，可以设定新能源汽车充电的目标荷电状态，然后根据充电桩的输出功率、BMS的需求功率，通过BMS的报文解析获取从当前SOC充电至目标SOC所需要消耗的预估的时间，作为第一时长，在一些实施过程中，目标SOC可以设置为100％，还可以根据实施者的需求设置为其他数值，在此不作限定；再预先设置第一温升速率，例如可以设置为0.55℃/min，根据第一温升速率按照每分钟为单位对锂离子电池的温度进行调整，以使锂离子电池的温度得到上升，再根据该温度上升曲线预测从当前SOC充电至目标SOC所需要消耗的时间，作为第二时长，在另一些实施过程中，还可将第一温升速率的初始值设置为0.4℃/min至0.6℃/min之间的数值，并且还可以根据电池的具体型号以及根据温度传感器的精度对第一温升速率的精度进行调整，通过该方式，可以从不同维度预测充电时间，以此对锂离子电池的加热过程进行提前规划，其中，℃为温度的摄氏度单位，min为分钟的单位。
在加热时长获取模块中，示例性地说明，根据第一时长与第二时长之间的数值比较结果对第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据第二温升速率、当前最低温度和温度阈值获取加热时长，例如，若按照第一温升速率对锂离子电池进行加热时从当前SOC充电至目标SOC所消耗的第二时长大于第一时长，则说明按照第一温升速率的加热功效会影响锂离子电池的充电速度，即加大了充电时间，此时则需要适量地提升第一温升速率的数值，获取第二温升速率，以更高的加热功效对锂离子电池进行加热，在一些实施过程中，可以将第二温升速率的数值设置为比第一温升速率大0.2℃/min，然后根据第二温升速率对当前最低温度的数值进行调整，直到达到温度阈值，此时则可以计算出所需要的加热时长，通过该方式，可以将初始的第一温升速率进行调整，采用合适的加热速率对电池***中的锂离子电池进行加热，以此更有效地提升加热功效、降低充电时间，同时选取合适的加热速率还可以避免因加热温度过高导致能力消耗大的问题。
在加热处理模块中，示例性地说明，根据第二温升速率、加热时长获取加热功率，根据加热功率对电池***进行加热处理，例如，当获取第二温升速率与加热时长后，可以计算电池***以及电池***与充电环境之间的各种热量产生和热量交换，然后计算出需要加热设备产生多少热量以及对应的加热效率，以此对电池***进行加热，通过该方式，可以预估新能源汽车在低温快充过程中所需要的消耗的用于对锂离子电池进行加热的能量输出数值，可以有效地避免能源的浪费。
上述装置可应用于新能源汽车低温快充过程对锂离子电池进行加热的场景中，首先通过将当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，以此获取加热策略；然后分别根据电池管理***与预设的第一温升速率获取从当前荷电状态充电至目标荷电状态所需的第一时长与第二时长；再根据第二时长与第一时长的比较结果对第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据第二温升速率、当前最低温度、温度阈值获取加热时长；最后根据第二温升速率和加热时长获取加热功率，并根据加热功率对电池***进行加热处理，以此解决新能源汽车低温快充过程中对锂离子电池加热不及时、能源消耗较大等问题。
关于锂离子电池低温快充加热装置的具体限定可以参见上文中对于锂离子电池低温快充加热方法的限定，在此不再赘述。上述锂离子电池低温快充加热装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储低温快充加热过程中各参数的数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种锂离子电池低温快充加热方法。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种锂离子电池低温快充加热方法，其特征在于，包括：
获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池低温快充加热方法，其特征在于，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略的步骤包括：
判断所述当前最低温度是否小于预设的第一温度阈值；
若是，则获取第一加热策略；
若否，则获取第二加热策略，并判断所述当前最低温度是否大于预设的第二温度阈值；若是，则获取第三加热策略；若否，则获取第二加热策略。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池低温快充加热方法，其特征在于，根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长的步骤包括：
判断所述加热策略是否为第二加热策略；
若是，则通过电池管理***获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的所述第一时长。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池低温快充加热方法，其特征在于，根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长的步骤包括：
获取所述电池***在第一时刻的第一电压、第一电流、第一温度，将所述第一时刻加上多个预设的时间步长，获取多个第二时刻；
根据所述第一温升速率与所述第一温度获取所述电池***在多个所述第二时刻的多个第二温度；根据所述第一电压、所述第一电流以及所述电池***的内阻获取所述电池***在多个所述第二时刻的多个第二电压；
根据多个所述第二温度与多个所述第二电压获取多个第二电流，根据多个所述第二电流获取充电曲线，根据所述充电曲线获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池低温快充加热方法，其特征在于，将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长的步骤包括：
判断所述第二时长是否大于所述第一时长；
若是，则将所述第一温升速率与预设的温升步长进行相加，获取所述第二温升速率；
若否，则将所述第一温升速率设置为所述第二温升速率；
根据所述第二温升速率对所述当前最低温度进行更新，获取更新后的当前最低温度，记录所述更新后的当前最低温度大于所述温度阈值所需的加热时间长度，作为所述加热时长。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池低温快充加热方法，其特征在于，根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理的步骤包括：
获取所述电池***的需求热量，获取所述第二温升速率对应的所述电池***的生成热量，获取所述第二温升速率对应的所述电池***与充电环境之间的散热量；
根据所述需求热量、所述生成热量、所述散热量获取加热设备的输出热量，其数学表达为：
Q4＝Q1-Q2+Q3
其中，Q1代表所述需求热量，Q2代表所述生成热量，Q3代表所述散热量，Q4代表所述输出热量；
根据所述输出热量、预设的热效率、所述加热时长获取所述加热功率，其数学表达为：
P＝Q4/(η*t)
其中，P代表所述加热功率，η代表所述热效率，t代表所述加热时长。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池低温快充加热方法，其特征在于，获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较之前的步骤还包括：
获取所述电池***的允许充电功率与充电桩的输出功率，并判断所述输出功率是否小于所述允许充电功率；
若是，则保持所述电池***处于所述当前最低温度；
若否，则获取所述当前最低温度，将所述当前最低温度与所述温度阈值进行比较。
8.一种锂离子电池低温快充加热装置，其特征在于，包括：
加热策略获取模块，用于获取电池***的当前最低温度，将所述当前最低温度与预设的温度阈值进行比较，根据比较结果获取加热策略；
充电时长获取模块，用于根据所述加热策略获取从所述电池***的当前荷电状态充电至预设的目标荷电状态所需的第一时长；根据预设的第一温升速率获取从所述当前荷电状态充电至所述目标荷电状态所需的第二时长；
加热时长获取模块，用于将所述第二时长与所述第一时长进行比较，根据比较结果对所述第一温升速率进行调整，获取第二温升速率，并根据所述第二温升速率、所述当前最低温度、所述温度阈值获取加热时长；
加热处理模块，用于根据所述第二温升速率、所述加热时长获取加热功率，根据所述加热功率对所述电池***进行加热处理。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述锂离子电池低温快充加热方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述锂离子电池低温快充加热方法的步骤。
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