一種電動汽車動力電池自動預熱方法與流程
2023-10-09 10:33:39
本發明涉及動力電池領域，特別是涉及一種電動汽車動力電池自動預熱方法。
背景技術：
近年來，為減少二氧化碳的排放和降低不可再生資源帶來的壓力，電動汽車的研發成為汽車行業的熱點。目前的電動汽車是以鋰離子電池作為主要的動力輸出，但鋰離子電池在低溫時電池特性變差。當電池溫度較低時，電池的充放電功率嚴重下降同時電池容量會嚴重衰減，當電池溫度持續降低到環境溫度，電池放電功率接近於0，此時將導致車輛無法啟動或影響車輛的動力性同時車輛的蓄駛裡程也將會受到影響。
面對動力鋰電池低溫條件下充放電功率降低，影響整車啟動和動力性的問題，各大廠家主要採用的技術手段有兩種：1、採用像傳統車的在寒冷條件下提前啟動車輛為發送機加熱的方法，提前手動啟動車輛，在滿足一定條件的情況下使電池加熱模塊啟動對電池進行加熱。因電池在不同環境溫度下，電池所降低的溫度無法估計，造成無法預測提前啟動車輛的時間量。2、啟動車輛，在車輛行駛過程中利用加熱模塊和電池充放電提高電池自身的溫度，此方法會造成電池容量衰減和能量回收率降低，影響司機駕駛的感受度。
根據中國公開專利文件CN201510131561.X的動力電池包預熱裝置及其控制方法，該裝置是通過利用發動機和燃油加熱機對動力電池包進行預熱，當電池溫度低於預設溫度值時，裝置將會啟用發動機和燃油加熱機對電池進行預熱，解決了電池包在低溫環境下充放電的問題。但由於該裝置無法智能通過一些時間參數、電池參數以及環境參數計算預熱時長，只能通過判斷在預熱電池後判斷是否達到電池目標溫度來決定是否停止加熱，在一定程度上會造成電力能源的浪費，使得該預熱方法具有一定的局限性。同樣地，中國公開專利文件CN201510975431.4的一種電動汽車電池組低溫預熱系統及其控制方法也因無法智能通過一些時間參數、電池參數以及環境參數來智能計算預熱時長，使其具有一定的局限性，造成電力能源在一定程度上的浪費。
技術實現要素：
本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種電動汽車動力電池自動預熱方法。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
一種電動汽車動力電池自動預熱方法，包括以下步驟：
步驟1：設定下次啟車時間t1；
步驟2：汽車熄火時間經預設時長Δt1後進入自動預熱流程；
自動預熱流程為：
步驟3：記錄當前進入自動預熱流程的時間t3，並採集當前環境溫度T1和當前電池溫度T2；
步驟4：計算加熱速率dT；
步驟5：計算目標溫度T3；
步驟6：根據加熱速率dT、當前電池溫度T2及目標溫度T3計算加熱時長Δt2＝(T3-T2)*dT；
步驟7：根據預熱時長為Δt2對電池進行加熱；
步驟8：進入下電模式。
在其中一個實施例中，在步驟6之後還包括以下步驟：
若當前進入自動預熱流程的時間t3與下次啟車時間t1的間隔時間小於加熱時長Δt2，則執行步驟7；否則，進入休眠狀態，休眠狀態結束後再次進入自動預熱流程。
在其中一個實施例中，所述步驟7還包括以下步驟：
實時檢測當前電池溫度T2，若當前電池溫度T2大於或者等於目標溫度T3，則執行步驟8。
在其中一個實施例中，所述步驟3還包括採集電池SOC值的步驟；
所述步驟5根據電池SOC值計算目標溫度T3。
在其中一個實施例中，所述步驟5為：
若所述SOC值不小於預設的閾值K，則所述目標溫度T3為T31，否則所述目標溫度T3為T32，T31>T32。
在其中一個實施例中，所述K值為30％，所述T31值為15℃，所述T32值為10℃。
在其中一個實施例中，所述SOC值是由電池最低單體電壓判定。
在其中一個實施例中，所述步驟步驟301的休眠狀態時長範圍為30分鐘至1個小時之間的任意時長。
在其中一個實施例中，所述步驟2為：
步驟201：記錄汽車熄火時間t2；
步驟202：判斷汽車熄火時間t2與下次啟車時間t1的時間間隔是否大於預設時長Δt1，若是則進入自動預熱流程，否則執行步驟8。
在其中一個實施例中，所述當前電池溫度T2為當前電池最低溫度。
本發明相比於現有技術有如下幾種有益效果：
1.根據電池外的特性，結合啟車停車時間以及環境溫度等相關參數，智能計算電池預熱時長。
2.減少了用戶手動預熱的等待時間，提高了車輛啟動時的動力性和安全性。
3.避免了汽車動力電池低溫條件下容量衰減和低溫條件下使用對電池的損傷，在一定程度上延長了電池的壽命，同時達到了汽車動力電池的最佳狀態，車輛行駛中增加了能量回收，降低了車輛電耗。
附圖說明
圖1為實施例1中的自動預熱流程圖。
具體實施方式
為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。
需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請參閱圖1為電動汽車動力電池自動預熱方法流程圖，包括以下步驟：
步驟1：設定下次啟車時間t1；
步驟2：汽車熄火經預設時長Δt1後進入自動預熱流程；
自動預熱流程為：
步驟3：記錄當前進入自動預熱流程的時間t3，並採集當前環境溫度T1和當前電池溫度T2；
步驟4：計算加熱速率dT；
步驟5：計算目標溫度T3；
步驟6：根據加熱速率dT、當前電池最低溫度T2及目標溫度T3計算加熱時長Δt2＝(T3-T2)*dT；
步驟7：根據預熱時長Δt2對電池進行加熱；
步驟8：進入下電模式。
進一步地，在步驟6之後還包括以下步驟：
若當前進入自動預熱流程的時間t3與下次啟車時間t1的間隔時間小於加熱時長Δt2，則執行步驟7；否則，進入休眠狀態，休眠狀態結束後再次進入自動預熱流程。
進一步地，所述步驟7還包括以下步驟：
實時檢測當前電池溫度T2，若當前電池溫度T2大於或者等於目標溫度T3，則執行步驟8。
進一步地，所述步驟3還包括採集電池SOC值的步驟；
所述步驟5根據電池SOC值計算目標溫度T3。
進一步地，所述步驟5為：
若所述SOC值不小於預設的閾值K，則所述目標溫度T3為T31，否則所述目標溫度T3為T32，T31>T32。
需要說明的是，所述K值為30％，所述T31值為15℃，所述T32值為10℃。
還需要說明的是，所述SOC值是由電池最低單體電壓判定。
還需要說明的是，所述休眠狀態時長範圍為30分鐘至1個小時之間的任意時長。
進一步地，所述步驟2為：
步驟201：記錄汽車熄火時間t2；
步驟202：判斷汽車熄火時間t2與下次啟車時間t1的時間間隔是否大於預設時長Δt1，若是則進入自動預熱流程，否則執行步驟8。
還需要說明的是，所述當前電池溫度T2為當前電池最低溫度。
下面結合兩個具體例子詳細說明自動預熱流程。
實施例1：
司機於2016年9月14號18:00停車並人為設定下次啟車時間為t1＝2016年9月15號6:00，司機關閉車輛後記錄汽車熄火時間t2＝2016年9月14號18:05。
需要說明的是，在實施例1中，預設時長Δt1取值為2小時，此取值是根據電源的保溫和散熱狀態通過實驗數據得到的最佳取值結果，當然可以根據實際的車輛情況進行相應的調整。
根據判斷條件下次啟車時間t1與汽車熄火時間的間隔時間是否大於預設時長Δt，若是則經過預設時長Δt1後車輛第一次進入自動預熱流程，記錄進入自動預熱流程時間t3。具體地，進行判斷比較時，時間的格式為年月日時分秒，在本例子中，下次啟車時間t1的完整格式為2016年09月15日06時00分，汽車熄火時間t2的完整格式為2016年09月14日18點05分，程序中先判定下次啟車時間t1的日期是否大於汽車熄火時間t2的日期，當下次啟車時間t1的日期大於汽車熄火時間t2的日期時，下次啟車時間t1的值轉化為(24+6)*60min，而汽車熄火時間t2的值轉化為18*60min+5min，進而判斷下次啟車時間t1與汽車熄火時間的間隔時間大於預設時長Δt，進入自動預熱流程，記錄進入自動預熱流程時間t3＝2016年9月14號20:05。
採集當前環境溫度T1＝-12℃，當前電池最低溫度T2＝14℃，通過當前環境溫度T1＝-12℃計算電池加熱速率dT＝4.27min/℃，由於電池Soc>＝30％，得出目標溫度T3＝15℃。
需要說明的是，計算加熱速率dT時，根據當前環境溫度T1通過預先存儲的加熱速率表通過對應關係找到不同環境溫度T1對應的不同加熱速率dT，這是在汽車電池領域慣用的技術方法。
計算加熱時長t4＝(T3-T2)*dT＝(15-14)*4.27＝4.7min，判斷自動預熱流程時間t3經過加熱時長t4後是否超過下次啟車時間t1，其中自動預熱流程時間t3＝20*60min+5min，下次啟車時間t1＝(24+6)*60min，判斷進入休眠狀態，經過休眠狀態時長再次喚醒，需要說明的是，在本實施例中，休眠狀態時長取值30min，返回執行步驟3，再次判斷下次啟車時間t1與汽車熄火時間的間隔時間是否大於預設時長Δt來判定是否再次進入自動預熱流程。
需要說明的是，當第二次進入自動預熱流程時，第一次進入自動預熱流程時間t3的值會自動更新會第二次進入自動預熱流程的時間，以此類推，當第N次進入自動預熱流程時，自動預熱流程時間t3就會被第N次更新記錄。例如在本實施例1中，第一次進入自動預熱流程時間t3＝t2+Δt，在步驟701中經過判定進入休眠狀態，時長30min後返回步驟3，當執行到步驟301時，此時第二次進入自動預熱流程，而第二次進入自動預熱流程t3＝t2+Δt+休眠狀態時長，以此類推。
與此相同的是，環境溫度T1和電池溫度T2以及加熱速率dT的值也根據N次進入自動預熱流程而被N次更新記錄，即實時採集環境溫度T1和電池溫度T2。
與此相反的是，當第二次進入自動預熱流程時，下次啟車時間t1和汽車熄火時間t2的值仍為第一次進入自動預熱流程前記錄的時間，以此類推，當第N次進入自動預熱流程時，時間t1和t2仍為第一次進入自動預熱前記錄的時間直至結束自動預熱流程後，下次啟車時間t1和汽車熄火時間t2的值不再有效。
如此循環判斷當自動預熱流程時間t3＝2016年9月15號5:05時，當前電池最低溫度T2＝1℃，由於加熱速率dT受環境溫度T1影響較小，所以加熱速率仍為dT＝4.27min/℃。計算加熱時長t4＝(T3-T2)*dT＝(15-1)*4.27＝59.78min，此時加熱時長t4+自動預熱時間t3＝59.78+(24+5)*60min>＝下次啟車時間t1＝(24+6)*60min，判定對電池進行預熱。
因此，開始對電池預熱，預熱時長為t4。當記錄的當前電池溫度T2>＝目標溫度T3時，進入下電模式，停止加熱。
實施例二：
司機於2016年9月14號18:00停車並人為設定下次啟車時間為t1＝2016年9月14號19:00，司機關閉車輛後記錄汽車熄火時間t2＝2016年9月14號18:05。
根據判斷條件下次啟車時間t1與汽車熄火時間的間隔時間是否大於預設時長Δt，在本實施例中，預設時長Δt1取值為3個小時，若是則進入自動預熱流程，經過預設時長Δt1後進入自動預熱流程時間t3。具體地，進行判斷比較時，時間的格式為年月日時分秒，在本例子中，下次啟車時間t1的完整格式為2016年09月14日19時00分，汽車熄火時間t2的完整格式為2016年09月14日18點05分，程序中先判定下次啟車時間t1的日期是否大於汽車熄火時間t2的日期，當下次啟車時間t1的日期等於汽車熄火時間t2的日期時，下次啟車時間t1的值轉化為19*60min，而汽車熄火時間t2的值轉化為18*60min+5min，進而判斷下次啟車時間t1與汽車熄火時間的間隔時間小於預設時長Δt，不進入自動預熱流程，進入下電模式，同時，下次啟車時間t1和汽車熄火時間t2不再有效。
本發明公開了一種電動汽車動力電池自動預熱方法，根據電池的特性，結合啟車停車時間以及環境溫度等相關參數，智能計算電池預熱時長。減少了用戶手動預熱的等待時間，提高了車輛啟動時的動力性和安全性。避免了汽車動力電池低溫條件下容量衰減和低溫條件下使用對電池的損傷，在一定程度上延長了電池的壽命，同時達到了汽車動力電池的最佳狀態，車輛行駛中增加了能量回收，降低了車輛電耗。本發明適用於對電動汽車動力電池的預熱使用。
以上所述實施方式僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發、明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。