CN109987001B - 低温环境下直流快充时加热控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温环境下直流快充时加热控制的方法及系统，其中核心在于方法，包括：S1：与直流充电桩进行充电握手后，闭合主回路与充电回路继电器，并在收到整车控制器的加热请求后执行S2，S2：设置充电模式为恒压模式，并在设置完成后向整车控制器请求开启加热器；S3：判断加热器是否开启工作并且是否收到整车控制器的高压下电请求，若为是，则执行S4，反之若超过时间T，则执行S5；S4：断开电池包的主正继电器和主负继电器，对加热器进行恒压供电，并在电池包的最低温度点达到设定温度时向整车控制器请求停止加热，执行S5；S5：设置充电模式为恒流模式，以恒流模式正常充电。与现有技术相比，本发明能够避免加热过程中电流流入到动力电池。

Description

低温环境下直流快充时加热控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池低温充电辅助技术，尤其是涉及一种低温环境下直流快充时加热控制方法及系统。

背景技术

随着新能源汽车的不断发展与普及，用户对车辆性能的要求也不断提高。在北方地区，尤其是一些冬天特别寒冷的地方，经常会遇到低温环境下需要充电的情况，但低温环境下对电池充电会对电池造成不可逆的伤害，这时给电池包加热十分有必要。

现在市面上车辆低温加热方式主要分为两种，使用电池包电量进行加热和使用车载充电机进行加热。

使用电池包电量进行加热，当温度过低需要加热时，整车控制器将PTC功耗功率发送到电池管理系统，由电池管理系统分配电池包电能进行PTC加热控制。

而使用车载充电机进行加热发生在交流慢充过程中，可以分为如下步骤：A：交流慢充流程开始；B：收到加热请求；C：电池管理系统控制车载充电机对PTC进行加热，断开电池包总正总负继电器，避免电流流向电池包；D：加热完成，闭合电池包总正总负继电器，切换回充电模式。

上述使用电池包电量进行加热的方案，只能在电池包电量较高时进行加热控制，当电量较低或没电时，不仅不能进行加热，甚至会因为不能加热导致无法充电。

而使用车载充电机进行加热，虽然是目前应用最普遍的加热方式，但是车载加热的同时将会进一步延长车载充电机连续高负荷运行的时间，随着充电机的老化，发生安全隐患的概率也会逐渐提高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低温环境下直流快充时加热控制方法及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车动力电池在低温环境下直流快充时加热控制方法，包括：

步骤S1：与直流充电桩进行充电握手、参数配置完成后，闭合主回路与充电回路继电器，并在收到整车控制器的加热请求后执行步骤S2，否则执行步骤S5；；

步骤S2：设置充电模式为恒压模式，并在设置完成后向整车控制器请求开启加热器；

步骤S3：判断加热器是否开启工作并且是否收到整车控制器的高压下电请求，若为是，则执行步骤S4，反之则持续监测加热器的工作状态以及整车控制器的高压下电请求，若超过设定时间加热器仍未开启工作或者没有收到整车控制器的高压下电请求，则执行步骤S5；

步骤S4：断开电池包的主正继电器和主负继电器，对加热器进行恒压供电，持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时向整车控制器请求停止加热，当收到整车控制器停止加热及上高压请求后，执行步骤S5；

步骤S5：电池包与充电回路连接，设置充电模式为恒流模式，以恒流模式正常充电，并在设置完成后请求整车控制器关闭加热器。

所述加热器为PTC。

所述步骤S3具体包括：

步骤S31：请求整车控制器启动PTC后，判断PTC已经正常工作并且收到整车控制器请求下高压指令，如果二者同时满足，执行步骤S4，反之则执行步骤S32；

步骤S32：若自请求整车控制器开启PTC后超过设定时间加热器仍未开启工作或者仍未收到整车控制器下高压指令，则执行步骤S4。

所述步骤S4具体包括：

步骤S41：断开电池包的主正继电器和主负继电器，直流充电桩对加热器进行恒压供电；

步骤S42：整车控制器不断提高PTC加热功率，直到达到P₂，直流充电桩工作在恒压模式下，并按照预设置的需求电流，将输出电流限制在I₁以下；

步骤S43：持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时设置恒压模式充电电流需求为0A，并请求整车控制器停止加热；

步骤S44：判断是否收到整车控制器发送的停止加热请求和上高压请求，如果收到，则执行步骤S5，反之，则返回步骤S42。

一种电池管理系统，包括存储器、处理器以及存储于存储器中并由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

步骤S1：与直流充电桩进行充电握手、参数配置完成后，闭合主回路与充电回路继电器，并在收到整车控制器的加热请求后执行步骤S2，否则执行步骤S5；；

步骤S2：设置充电模式为恒压模式，并在设置完成后向整车控制器请求开启加热器；

步骤S3：判断加热器是否开启工作并且是否收到整车控制器的高压下电请求，若为是，则执行步骤S4，反之则持续监测加热器的工作状态以及整车控制器的高压下电请求，若超过设定时间加热器仍未开启工作或者没有收到整车控制器的高压下电请求，则执行步骤S5；

步骤S4：断开电池包的主正继电器和主负继电器，对加热器进行恒压供电，持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时向整车控制器请求停止加热，当收到整车控制器停止加热及上高压请求后，执行步骤S5；

步骤S5：电池包与充电回路连接，设置充电模式为恒流模式，以恒流模式正常充电，并在设置完成后请求整车控制器关闭加热器。

所述加热器为PTC。

所述步骤S3具体包括：

步骤S31：请求整车控制器启动PTC后，判断PTC已经正常工作并且收到整车控制器请求下高压指令，如果二者同时满足，执行步骤S4，反之则执行步骤S32；

步骤S32：若自请求整车控制器开启PTC后超过设定时间加热器仍未开启工作或者仍未收到整车控制器下高压指令，则执行步骤S4。

所述步骤S4具体包括：

步骤S41：断开电池包的主正继电器和主负继电器，直流充电桩对加热器进行恒压供电；

步骤S42：整车控制器不断提高PTC加热功率，直到达到P₂，直流充电桩工作在恒压模式下，并按照预设置的需求电流，将输出电流限制在I₁以下；

步骤S43：持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时设置恒压模式充电电流需求为0A，并请求整车控制器停止加热；

步骤S44：判断是否收到整车控制器发送的停止加热请求和上高压请求，如果收到，则执行步骤S5，反之，则返回步骤S42。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)避免使用动力电池自身的电量进行加热，能够在低温低电量的情况下实现动力电池加热。

2)加热过程中断开电池包主正主负继电器，通过外部直流充电桩直接对PTC加热，能够避免在低温环境加热过程中充电桩输出电流流入到动力电池，从而避免对动力电池的不可逆损害。

3)加热完成后，自动切换到正常充电模式，不需要人为去重新启动充电过程，避免在冬天极寒情况下客户在户外等待过久。

4)通过直流充电桩给电池包进行加热，可以避免出现类似车载充电机长时间连续高负荷运行带来安全隐患的情况。

附图说明

图1为本发明方法的主要步骤流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种电动汽车动力电池在低温环境下直流快充时加热控制方法，如图1所示，包括：

步骤S1：直流充电桩通过充电枪连接到车辆，然后电池管理系统与直流充电桩进行充电握手、参数配置过程，完成后闭合主回路与充电回路继电器，并判断是否收到整车控制器的加热请求，若是为，则执行步骤S2，反之，则执行步骤S5，其中，加热器为PTC；

其中，该过程即为图1中的A部分，具体为：

1)直流充电桩通过充电枪与车辆进行连接，进入2)；

2)电池管理系统与直流充电桩参照GBT 27930-2015国标附录A.2进行握手、参数辨识、参数配置过程的控制。参数配置完成后，闭合主回路与充电回路继电器，进入3)；

3)电池管理系统继续判断是否收到整车控制器发送的加热请求，如果收到，进入步骤B，如果没收到，进入步骤D；

步骤S2：通过发送GBT 27930-2015国标10.3.1章节定义的电池充电需求报文请求设置直流充电桩为恒压模式，并在设置完成后向整车控制器请求开启加热器；

步骤S3：判断加热器是否开启工作并且是否收到整车控制器的高压下电请求，若为是，则执行步骤S4，反之则持续监测加热器的工作状态以及整车控制器的高压下电请求，若超过设定时间加热器仍未开启工作或者没有收到整车控制器的高压下电请求，则执行步骤S5，具体包括：

步骤S31：请求整车控制器启动PTC后，判断PTC已经正常工作并且收到整车控制器请求下高压指令，如果二者同时满足，执行步骤S4，反之则执行步骤S32；

步骤S32：若自请求整车控制器开启PTC后超过设定时间加热器仍未开启工作或者仍未收到整车控制器下高压指令，则执行步骤S4。

步骤S4：断开电池包的主正继电器和主负继电器，对加热器进行恒压供电，持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时向整车控制器请求停止加热，当收到整车控制器停止加热及上高压请求后，执行步骤S5，具体包括：

步骤S41：断开电池包的主正继电器和主负继电器，直流充电桩对加热器进行恒压供电；

步骤S42：整车控制器不断提高PTC加热功率，直到达到P₂，直流充电桩工作在恒压模式下，并按照预设置的需求电流，将输出电流限制在I₁以下；

步骤S43：持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时设置恒压模式充电电流需求为0A，并请求整车控制器停止加热；

步骤S44：判断是否收到整车控制器发送的停止加热请求和上高压请求，如果收到，则执行步骤S5，反之，则返回步骤S42。

步骤S5：电池包与充电回路连接，设置充电模式为恒流模式，以恒流模式正常充电，并在设置完成后请求整车控制器关闭加热器，具体为：

1)电池管理系统通过发送GBT 27930-2015国标10.3.1章节定义的电池充电需求报文请求设置直流充电桩为恒流模式，同时设置恒流需求电压为电池包充电截止电压V2，进入2)；

2)继续设置恒流模式需求电流为I2：

2.1)如果是从步骤S1进入该步骤，I2按照正常充电流程进行设置；

2.2)如果是从步骤S3进入该步骤，I2设置为0，这时直流充电桩在恒流模式下工作，电池管理系统请求电流为0A；

2.3)如果是从步骤S4进入该步骤，I2按照正常充电流程进行设置；

3)电池管理系统判断电池包最低温度是否低于K，如果是，电池管理系统设置恒流模式充电电流需求为0A，进入4)；

4)直流充电桩按照恒流模式对电池包进行充电，电池管理系统判断充电是否结束，如果没有结束，返回2)，如果有，进入步骤E，本次充电加热流程结束。

Claims (2)

1.一种电动汽车动力电池在低温环境下直流快充时加热控制方法，其特征在于，包括：

步骤S1：与直流充电桩进行充电握手、参数配置完成后，闭合主回路与充电回路继电器，并在收到整车控制器的加热请求后执行步骤S2，否则执行步骤S5，

步骤S2：设置充电模式为恒压模式，并在设置完成后向整车控制器请求开启加热器，

步骤S3：判断加热器是否开启工作并且是否收到整车控制器的高压下电请求，若为是，则执行步骤S4，反之则持续监测加热器的工作状态以及整车控制器的高压下电请求，若超过设定时间加热器仍未开启工作或者没有收到整车控制器的高压下电请求，则执行步骤S5，

步骤S4：断开电池包的主正继电器和主负继电器，对加热器进行恒压供电，持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时向整车控制器请求停止加热，当收到整车控制器停止加热及上高压请求后，执行步骤S5，

步骤S5：电池包与充电回路连接，设置充电模式为恒流模式，以恒流模式正常充电，并在设置完成后请求整车控制器关闭加热器；

所述加热器为PTC；

所述步骤S3具体包括：

步骤S31：请求整车控制器启动PTC后，判断PTC已经正常工作并且收到整车控制器请求下高压指令，如果二者同时满足，执行步骤S4，反之则执行步骤S32，

步骤S32：若自请求整车控制器开启PTC后超过设定时间加热器仍未开启工作或者仍未收到整车控制器下高压指令，则执行步骤S5；

所述步骤S4具体包括：

步骤S41：断开电池包的主正继电器和主负继电器，直流充电桩对加热器进行恒压供电，

步骤S42：整车控制器不断提高PTC加热功率，直到达到P₂，直流充电桩工作在恒压模式下，并按照预设置的需求电流，将输出电流限制在I₁以下，

步骤S43：持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时设置恒压模式充电电流需求为0A，并请求整车控制器停止加热，

步骤S44：判断是否收到整车控制器发送的停止加热请求和上高压请求，如果收到，则执行步骤S5，反之，则返回步骤S42。

2.一种电池管理系统，包括存储器、处理器以及存储于存储器中并由所述处理器执行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

步骤S1：与直流充电桩进行充电握手、参数配置完成后，闭合主回路与充电回路继电器，并在收到整车控制器的加热请求后执行步骤S2，否则执行步骤S5，

步骤S2：设置充电模式为恒压模式，并在设置完成后向整车控制器请求开启加热器，

步骤S3：判断加热器是否开启工作并且是否收到整车控制器的高压下电请求，若为是，则执行步骤S4，反之则持续监测加热器的工作状态以及整车控制器的高压下电请求，若超过设定时间加热器仍未开启工作或者没有收到整车控制器的高压下电请求，则执行步骤S5，

步骤S4：断开电池包的主正继电器和主负继电器，对加热器进行恒压供电，持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时向整车控制器请求停止加热，当收到整车控制器停止加热及上高压请求后，执行步骤S5，

步骤S5：电池包与充电回路连接，设置充电模式为恒流模式，以恒流模式正常充电，并在设置完成后请求整车控制器关闭加热器；

所述加热器为PTC；

所述步骤S3具体包括：

步骤S31：请求整车控制器启动PTC后，判断PTC已经正常工作并且收到整车控制器请求下高压指令，如果二者同时满足，执行步骤S4，反之则执行步骤S32，

步骤S32：若自请求整车控制器开启PTC后超过设定时间加热器仍未开启工作或者仍未收到整车控制器下高压指令，则执行步骤S5；

所述步骤S4具体包括：

步骤S41：断开电池包的主正继电器和主负继电器，直流充电桩对加热器进行恒压供电，

步骤S42：整车控制器不断提高PTC加热功率，直到达到P₂，直流充电桩工作在恒压模式下，并按照预设置的需求电流，将输出电流限制在I₁以下，

步骤S43：持续监测电池包的温度，并在电池包的最低温度点达到设定温度时设置恒压模式充电电流需求为0A，并请求整车控制器停止加热，

步骤S44：判断是否收到整车控制器发送的停止加热请求和上高压请求，如果收到，则执行步骤S5，反之，则返回步骤S42。