電動汽車低溫環(huán)境加熱方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，包括在充電的過程中如果判斷電池內(nèi)部最低溫度小于第一預(yù)設(shè)溫度時，則控制OBC停止充電開始進(jìn)行加熱，到電池內(nèi)部最低溫度加熱到大于或等于第二預(yù)設(shè)溫度時，則控制電池繼續(xù)充電。當(dāng)BMS控制OBC停止充電后，判斷電池內(nèi)部最低溫度是否大于或等于第三預(yù)設(shè)溫度，如果是則BMS確認(rèn)充電過程完成，否則控制OBC進(jìn)入加熱保溫狀態(tài)，并進(jìn)行保溫計時，當(dāng)保溫計時時間達(dá)到第一預(yù)設(shè)時間時控制OBC停止加熱保溫狀態(tài)并確認(rèn)充電完成。本發(fā)明的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法拓寬了電動車的應(yīng)用溫度范圍，通過加熱的方式，使電池能夠在環(huán)境溫度較低時仍能正常進(jìn)行充電，在電池充滿電之后使用保溫措施。
【專利說明】電動汽車低溫環(huán)境加熱方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電動汽車低溫環(huán)境加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]純電動汽車在冬天的北方，_20°C的環(huán)境中，電池的活性較低，電池放電電流減??；在-30°C的環(huán)境中，甚至無法啟動，這是鋰離子電池的特性。目前的電動汽車大部分沒有加熱功能或者加熱效果不理想，限制了電動汽車的推廣和使用，不能很好地響應(yīng)國家的新能源汽車的政策。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種保證電池在環(huán)境溫度較低的情況下仍能正常工作的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法。
[0004]一種電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，包括以下步驟:
步驟一:在充電的過程中如果單體電池的最高電壓小于預(yù)設(shè)最高充電電壓，且BMS判斷電池內(nèi)部最低溫度小于第一預(yù)設(shè)溫度時，則控制OBC停止充電開始進(jìn)行加熱；步驟二:在加熱的過程中，當(dāng)判斷電池內(nèi)部最低溫度大于或等于第二預(yù)設(shè)溫度時，BMS控制OBC停止加熱并進(jìn)入充電狀態(tài)；其中第二預(yù)設(shè)溫度大于第一預(yù)設(shè)溫度；以及步驟三:在充電的過程中，如果單體電池的最高電壓大于或等于預(yù)設(shè)最高充電電壓或總回路電流小于額定充電電流時，BMS控 制OBC停止充電。其中，步驟三中，當(dāng)BMS控制OBC停止充電后，會執(zhí)行步驟四:判斷電池內(nèi)部最低溫度是否大于或等于第三預(yù)設(shè)溫度，如果是則BMS確認(rèn)充電過程完成，否則控制OBC進(jìn)入加熱保溫狀態(tài)，并進(jìn)行保溫計時，當(dāng)保溫計時時間達(dá)到第一預(yù)設(shè)時間時控制OBC停止加熱保溫狀態(tài)并確認(rèn)充電完成；第三預(yù)設(shè)溫度大于或等于第二預(yù)設(shè)溫度。
[0005]優(yōu)選的，步驟一中，當(dāng)BMS控制OBC進(jìn)行加熱時，BMS首先向OBC發(fā)出加熱請求，OBC響應(yīng)BMS的加熱請求，判斷電池輸出端電壓小于額定輸出電壓時，閉合電池的加熱回路并通知BMS正在加熱，使BMS修改狀態(tài)為加熱狀態(tài)。
[0006]優(yōu)選的，BMS收到OBC的正在加熱通知時，確認(rèn)加熱回路電流不為OA時，將狀態(tài)修改為加熱狀態(tài)。
[0007]優(yōu)選的，步驟二中，當(dāng)BMS控制OBC停止加熱時，BMS首先向OBC發(fā)出停止加熱請求，OBC響應(yīng)OBC的停止加熱請求，斷開電池的加熱回路并通知BMS停止加熱，使BMS修改狀態(tài)為未加熱狀態(tài)。
[0008]優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)溫度取值-1攝氏度至2攝氏度，所述第二預(yù)設(shè)溫度取值4攝氏度至6攝氏度。
[0009]優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)時間取值0.5小時至3小時。
[0010]優(yōu)選的，所述加熱保溫狀態(tài)中，所述OBC首先進(jìn)行加熱，當(dāng)BMS判斷電池內(nèi)部最高溫度和最低溫度的溫差大于或等于第一預(yù)設(shè)溫差時，控制OBC暫停加熱，使電池靜置第二預(yù)設(shè)時間；第二預(yù)設(shè)時間到達(dá)后判斷所述溫差小于或等于第二溫差且電池內(nèi)部最低溫度小于第四預(yù)設(shè)溫度時繼續(xù)加熱；所述第四預(yù)設(shè)溫度大于或等于第三預(yù)設(shè)溫度。優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)溫差取值15到25攝氏度，所述第二預(yù)設(shè)溫差取值5到14攝氏度。優(yōu)選的，所述第四預(yù)設(shè)溫度取值6至10攝氏度。
[0011]本發(fā)明的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法拓寬了電動車的應(yīng)用溫度范圍，通過加熱的方式，保證了電池包處于最佳溫度范圍，使電池能夠在環(huán)境溫度較低時仍能正常工作。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明電動汽車低溫環(huán)境加熱方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0013]本發(fā)明的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法應(yīng)用于現(xiàn)有的電動汽車中，該電動汽車動力電池組、對電池組進(jìn)行管理的電池管理系統(tǒng)(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM, BMS)以及車載充電機(jī)(On Board Charger, OBC)。OBC受BMS控制，主要用于控制動力電池組的充電回路和加熱回路。該加熱回路包括多個加熱器，用于對動力電池組進(jìn)行加熱，可采用現(xiàn)有加熱裝置。
[0014]本實施例中，動力電池組的額定輸出電壓為60V，單體電池的最高充電電壓為
3.7V，當(dāng)單體電池正常充電時，其充電電流在3A以上(此階段的充電電流我們稱為額定充電電流)，當(dāng)達(dá)到最高充電電壓進(jìn)入續(xù)航狀態(tài)時，充電電流小于3A。
[0015]本發(fā)明的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法主要包括以下四個步驟。
[0016]步驟一:在充電的過程中如果單體電池的最高電壓小于預(yù)設(shè)最高充電電壓，且BMS判斷電池內(nèi)部最低溫度小于第一預(yù)設(shè)溫度時，則控制OBC停止充電開始進(jìn)行加熱。其中第一預(yù)設(shè)溫度為_1°C至2°C，本實施例中為0°C。
[0017]具體的，當(dāng)BMS控制OBC進(jìn)行加熱時，BMS向OBC發(fā)出加熱請求。OBC響應(yīng)BMS的加熱請求，判斷電池輸出端電壓小于額定輸出電壓60V時，閉合電池的加熱回路并通知BMS正在加熱，使BMS修改狀態(tài)為加熱狀態(tài)。在一些實際電路中，BMS在向OBC發(fā)送加熱請求時，需首先閉合其控制的加熱繼電器，而OBC閉合回路時需要閉合回路中的高壓繼電器以接通回路，也即BMS和OBC配合才可接通加熱回路，確保電路運(yùn)行的安全性。此外，BMS收到OBC的正在加熱通知時，在確認(rèn)加熱回路電流不為OA時才將狀態(tài)修改為加熱狀態(tài)，以確保電池組確實處于加熱狀態(tài)。
[0018]步驟二:在加熱的過程中，當(dāng)判斷電池內(nèi)部最低溫度大于或等于第二預(yù)設(shè)溫度時，BMS控制OBC停止加熱并進(jìn)入充電狀態(tài)。其中第二預(yù)設(shè)溫度大于第一預(yù)設(shè)溫度。第二預(yù)設(shè)溫度取值4攝氏度至6攝氏度。本實施例中為5°C。
[0019]具體的，當(dāng)BMS控制OBC停止加熱時，BMS首先向OBC發(fā)出停止加熱請求，OBC響應(yīng)OBC的停止加熱請求，斷開電池的加熱回路并通知BMS停止加熱，使BMS修改狀態(tài)為未加熱狀態(tài)。然后，BMS向OBC發(fā)送請求充電指令。OBC響應(yīng)BMS的充電請求，并為電池組進(jìn)行充電，并反饋正在充電通知給BMS。BMS接收到正在充電的反饋后，需檢查總會路電流不為0A，再修改當(dāng)前的狀態(tài)為充電狀態(tài)。
[0020]在一些實際電路中，OBC斷開加熱回路時需要斷開回路中的高壓繼電器。BMS接收到OBC反饋的停止加熱通知時，斷開其控制的加熱繼電器，并修改狀態(tài)為未加熱狀態(tài)。BMS向OBC發(fā)送請求充電指令之前需要閉合其控制的位于充電回路上的正、負(fù)極繼電器。OBC在為電池組充電時，也需要閉合其控制的位于充電回路上的高壓繼電器。[0021]步驟三:在充電的過程中，如果單體電池的最高電壓大于或等于預(yù)設(shè)最高充電電壓3.7V或總回路電流小于額定充電電流3A時，BMS控制OBC停止充電。
[0022]在這個過程中，BMS和OBC之間的通信過程與步驟一和步驟二類似，兩者要協(xié)調(diào)工作，確保電路運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性。例如，BMS要向OBC發(fā)出請求，OBC操作之后做出反饋，BMS接收到反饋后要確認(rèn)總會路電流是否為OA再修改狀態(tài)為未充電狀態(tài)等。
[0023]此外，在步驟三中BMS控制OBC停止充電后，會執(zhí)行步驟四:判斷電池內(nèi)部最低溫度是否大于或等于第三預(yù)設(shè)溫度，如果是則BMS確認(rèn)充電過程完成，否則控制OBC進(jìn)入加熱保溫狀態(tài)，并進(jìn)行保溫計時，當(dāng)保溫計時時間達(dá)到第一預(yù)設(shè)時間時控制OBC停止加熱保溫狀態(tài)并確認(rèn)充電完成。第三預(yù)設(shè)溫度大于或等于第二預(yù)設(shè)溫度，本實施例中，第三預(yù)設(shè)溫度等于第二預(yù)設(shè)溫度。第一預(yù)設(shè)時間取值0.5小時至3小時，本實施例中為2小時。
[0024]特別的，在加熱保溫狀態(tài)中，OBC會首先進(jìn)行加熱，而BMS實時監(jiān)控電池內(nèi)部溫度，當(dāng)電池內(nèi)部最高溫度和最低溫度的溫差大于或等于第一預(yù)設(shè)溫差時，控制OBC暫停加熱，使電池靜置第二預(yù)設(shè)時間，以防止某些單體電池過熱。其中第一預(yù)設(shè)溫差取值15到25攝氏度，本實施例中為20°C。第二預(yù)設(shè)時間取值0.1至I小時，本實施例中為0.5小時。如果電池靜置的過程中保溫計時達(dá)到第一預(yù)設(shè)時間，則停止加熱保溫狀態(tài)并確認(rèn)充電完成。如果電池靜置結(jié)束后保溫計時仍未達(dá)到第一預(yù)設(shè)時間，且最高溫度和最低溫度的溫差小于第二預(yù)設(shè)溫差，同時電池內(nèi)部最低溫度大于第三預(yù)設(shè)溫度但小于第四溫度時繼續(xù)加熱。其中第二預(yù)設(shè)溫差取值5到14攝氏度，本實施例為10°C。第四預(yù)設(shè)溫度大于或等于第三預(yù)設(shè)溫度，可取值6至10攝氏度，本實施例中為8V。
[0025]本發(fā)明的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法拓寬了電動車的應(yīng)用溫度范圍，通過加熱的方式，保證了電池包處于最佳溫度范圍，使電池能夠在環(huán)境溫度較低時仍能正常進(jìn)行充電；在電池充滿電之后使用保溫措施，確保電池可以正常工作。
[0026]雖然對本發(fā)明的描述是結(jié)合以上具體實施例進(jìn)行的，但是，熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員能夠根據(jù)上述的內(nèi)容進(jìn)行許多替換、修改和變化、是顯而易見的。因此，所有這樣的替代、改進(jìn)和變化都包括在附后的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:在充電的過程中如果單體電池的最高電壓小于預(yù)設(shè)最高充電電壓，且BMS判斷電池內(nèi)部最低溫度小于第一預(yù)設(shè)溫度時，則控制OBC停止充電開始進(jìn)行加熱； 步驟二:在加熱的過程中，當(dāng)判斷電池內(nèi)部最低溫度大于或等于第二預(yù)設(shè)溫度時，BMS控制OBC停止加熱并進(jìn)入充電狀態(tài)；其中第二預(yù)設(shè)溫度大于第一預(yù)設(shè)溫度； 步驟三:在充電的過程中，如果單體電池的最高電壓大于或等于預(yù)設(shè)最高充電電壓或總回路電流小于額定充電電流時，BMS控制OBC停止充電； 其中，步驟三中，當(dāng)BMS控制OBC停止充電后，會執(zhí)行步驟四:判斷電池內(nèi)部最低溫度是否大于或等于第三預(yù)設(shè)溫度，如果是則BMS確認(rèn)充電過程完成，否則控制OBC進(jìn)入加熱保溫狀態(tài)，并進(jìn)行保溫計時，當(dāng)保溫計時時間達(dá)到第一預(yù)設(shè)時間時控制OBC停止加熱保溫狀態(tài)并確認(rèn)充電完成；第三預(yù)設(shè)溫度大于或等于第二預(yù)設(shè)溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于，步驟一中，當(dāng)BMS控制OBC進(jìn)行加熱時，BMS首先向OBC發(fā)出加熱請求，OBC響應(yīng)BMS的加熱請求，判斷電池輸出端電壓小于額定輸出電壓時，閉合電池的加熱回路并通知BMS正在加熱，使BMS修改狀態(tài)為加熱狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于，BMS收到OBC的正在加熱通知時，確認(rèn)加熱回路電流不為OA時，將狀態(tài)修改為加熱狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于，步驟二中，當(dāng)BMS控制OBC停止加熱時，BMS首先向OBC發(fā)出停止加熱請求，OBC響應(yīng)OBC的停止加熱請求，斷開電池的加熱回路并通知BMS停止加熱，使BMS修改狀態(tài)為未加熱狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)溫度取值-1攝氏度至2攝氏度，所述第二預(yù)設(shè)溫度取值4攝氏度至6攝氏度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)時間取值0.5小時至3小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于，所述加熱保溫狀態(tài)中，所述OBC首先進(jìn)行加熱，當(dāng)BMS判斷電池內(nèi)部最高溫度和最低溫度的溫差大于或等于第一預(yù)設(shè)溫差時，控制OBC暫停加熱，使電池靜置第二預(yù)設(shè)時間；第二預(yù)設(shè)時間到達(dá)后判斷所述溫差小于或等于第二溫差且電池內(nèi)部最低溫度小于第四預(yù)設(shè)溫度時繼續(xù)加熱；所述第四預(yù)設(shè)溫度大于或等于第三預(yù)設(shè)溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)溫差取值15到25攝氏度，所述第二預(yù)設(shè)溫差取值5到14攝氏度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動汽車低溫環(huán)境加熱方法，其特征在于，所述第四預(yù)設(shè)溫度取值6至10攝氏度。
【文檔編號】H01M10/625GK103682519SQ201310716384
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】劉飛, 文鋒, 阮旭松, 姜久春, 李長濤 申請人:惠州市億能電子有限公司