动力电池加热方法、车辆及可读存储介质与流程

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种动力电池加热方法、车辆及可读存储介质。


背景技术：

2.车辆电动化已成为当下发展趋势。众所周知在低温工作环境下，动力电池的电池容量会存在衰减，若对动力电池加热会耗费动力电池自身的电量。目前对动力电池进行加热的策略为：检测动力电池的温度，将检测得到的动力电池的温度与阈值进行比较。若动力电池的温度小于阈值，则开启加热源直接为动力电池加热；若动力电池的温度不小于阈值，则不对动力电池加热。由于用户行程和电池加热时长存在很大的不确定性，若将加热启动条件直接设置为温度低于某一设定值便启动，则可能会导致由于消耗动力电池的电量，使得动力电池的续航里程无法达到用户需求，影响动力电池续航里程和用户使用。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种动力电池加热方法、车辆及可读存储介质，旨在解决现有技术中由于对动力电池进行加热导致电池续航里程无法满足用户使用的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种动力电池加热方法，该方法包括：
5.实时检测动力电池的当前温度，判断动力电池的当前温度是否低于预设温度阈值；
6.若动力电池的当前温度低于预设温度阈值，则根据所述当前温度和动力电池的性能参数确定动力电池的平衡温度；
7.根据所述平衡温度和所述当前温度确定自所述当前温度加热至所述平衡温度所需的加热时长；
8.确定车辆当前的预估行车时长；
9.根据所述加热时长和所述预估行车时长，确定是否对动力电池进行加热。
10.可选地，所述根据所述加热时长和所述预估行车时长，确定是否对动力电池进行加热的步骤包括：
11.比较所述加热时长和所述预估行车时长；
12.若所述预估行车时长大于所述加热时长，则对动力电池进行加热。
13.可选地，所述比较所述加热时长和所述预估行车时长的步骤之前，还包括：
14.检测外界的环境温度；
15.根据所述当前温度、所述预估行车时长、以及所述环境温度确定预估行车温升；
16.比较所述预估行车温升和所述平衡温度；
17.若所述预估行车温升小于所述平衡温度，则执行：所述比较所述加热时长和所述预估行车时长的步骤。
18.可选地，所述根据所述当前温度、所述预估行车时长、以及所述环境温度确定预估
行车温升的步骤包括：
19.根据所述当前温度和所述预估行车时长确定动力电池的预估自发热温升；
20.根据所述预估行车时长和所述环境温度确定动力电池的预估热交换温差；
21.根据所述预估自发热温升和所述预估热交换温差确定所述预估行车温升。
22.可选地，所述性能参数包括：动力电池的额定能量、电池加热系统效率、动力电池的芯体的比热容、以及动力电池的芯体的质量；所述根据所述当前温度和动力电池的性能参数确定动力电池的平衡温度的步骤包括：
23.根据所述当前温度、所述性能参数和第一预设公式计算得到所述平衡温度；
24.所述第一预设公式为：
[0025][0026][0027]
其中，为动力电池在平衡温度时的容量保持率，为动力电池在当前温度时的容量保持率、w动力电池的额定能量、η为电池加热系统效率、t1为动力电池的平衡温度、t2为动力电池当前温度、为动力电池自当前温度加热至平衡温度所消耗的电量、c为动力电池的芯体的比热容、m为动力电池的芯体的质量，其中，和为根据动力电池的温度与容量保持率的预存映射数据表所确定。
[0028]
可选地，所述确定车辆当前的预估行车时长的步骤包括：
[0029]
获取车辆当前的预行驶路线，根据所述预行驶路线确定车辆当前的预估行车里程；
[0030]
根据所述预估行车里程确定所述预估行车时长。
[0031]
可选地，所述获取车辆当前的预行驶路线，根据所述预行驶路线确定车辆当前的预估行车里程的步骤之前，包括：
[0032]
判断当前的导航系统功能是否启用；
[0033]
若所述导航系统功能已启用，则从导航系统中获取车辆当前的预行驶路线，根据所述预行驶路线确定所述预估行车里程；
[0034]
若所述导航系统功能未启用，则获取车辆的当前位置和历史行驶数据，并根据所述当前位置确定所处的地域区间；
[0035]
从所述历史行驶数据中获取所述地域区间对应的行驶里程信息，根据所述行驶里程信息确定所述预估行车里程。
[0036]
可选地，所述从所述历史行驶数据中确定所述地域区间对应的行驶里程信息，根据所述行驶里程信息确定所述预估行车里程的步骤之前，包括：
[0037]
判断所述地域区间对应的行驶里程信息是否为空；
[0038]
若所述述地域区间对应的行驶里程信息为空，则生成引导信息，以引导用户输入所述预估行车里程；
[0039]
若所述述地域区间对应的行驶里程信息不为空，则执行：所述从所述历史行驶数据中确定所述地域区间对应的行驶里程信息，根据所述行驶里程信息确定所述预估行车里程的步骤。
[0040]
本发明提供了一种车辆，其特征在于，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的动力电池加热方法的步骤。
[0041]
本发明还提供了一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质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如上所述动力电池加热方法的步骤。
[0042]
可知的是，对电池加热会使动力电池的容量保持率提升，本发明运用了若该容量保持率的提升所带来的续航里程的释放，大于对电池加热所消耗电量而减小的续航里程，则对动力电池加热的原理。本发明通过实时检测动力电池的当前温度，判断动力电池的当前温度是否低于预设温度阈值的步骤，来判断是否需要对动力电池进行加热；通过当前温度和动力电池的性能参数实时确定平衡温度，再通过平衡温度和当前温度确定加热时长，通过根据加热时长和预估行车时长，确定是否对动力电池进行加热，通过设置该加热的开启条件，从而避免盲目对动力电池加热造成能源资源的浪费，进而提升车辆的续航里程，有效优化动力电池续航能力。
附图说明
[0043]
图1是本发明实施例车辆的模块结构示意图；
[0044]
图2为本发明动力电池加热方法第一实施例的流程示意图；
[0045]
图3为本发明动力电池加热方法第二实施例中步骤s500的细化流程示意图；
[0046]
图4为本发明动力电池加热方法第三实施例的部分流程示意图；
[0047]
图5为本发明动力电池加热方法第四实施例中步骤s400的细化流程示意图；
[0048]
图6为本发明动力电池加热方法第五实施例中步骤s410的细化流程示意图；
[0049]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0050]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0051]
请参照图1，图1为本发明各个实施例中所提供的车辆的模块结构示意图。所述车辆包括通信模块01、存储器02及处理器03等部件。本领域技术人员可以理解，图1中所示出的车辆还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中，所述处理器03分别与所述存储器02和所述通信模块01连接，所述存储器02上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被处理器03执行。
[0052]
通信模块01，可通过网络与外部设备连接。通信模块01可以接收外部设备发出的数据，还可发送数据、指令及信息至所述外部设备，所述外部设备可以是数据管理终端、手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑等电子设备。
[0053]
存储器02，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器02可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(基于父进程创建所述指令对应的目标子进程、第一监控子进程和共享文件)等；存储数据区可存储被控车辆的运行情况和行驶环境以及信号机的相位变化所创建的数据或信息等。此外，存储器02可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0054]
处理器03，是车辆的控制中心，利用各种接口和线路连接整个车辆的各个部分，通过运行或执行存储在存储器02内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器02内的数据，执行车辆的各种功能和处理数据。处理器03可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器03可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器03中。尽管图1未示出，但上述车辆还可以包括电路控制模块，电路控制模块用于与市电连接，实现电源控制，保证其他部件的正常工作。
[0055]
本领域技术人员可以理解，图1中示出的车辆模块结构并不构成对车辆的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0056]
根据上述模块结构，提出本发明方法各个实施例。
[0057]
参照图2，图2为本发明第一实施例的流程示意图，所述动力电池加热方法包括：
[0058]
步骤s100，实时检测动力电池的当前温度，判断动力电池的当前温度是否低于预设温度阈值；
[0059]
本领域技术人员可知的是，往往随着温度的升高，动力电池活性增强，温度过低会影响电池的活性，使动力电池蓄电容量减少，严重影响动力电池的续航里程。一般情况下，动力电池可进行充放电的工作温度为－20℃～40℃。本领域技术人员可根据实际情况设置预设温度阈值，该预设温度阈值可根据不同类型的电池所适应的工作温度进行设定。在一实施例中，预设温度阈值为10℃，若当前温度不低于10℃，则表示动力电池在当前温度下可较好的进行充/放电工作，而不需要对动力电池进行加热。
[0060]
步骤s200，若动力电池的当前温度低于预设温度阈值，则根据所述当前温度和动力电池的性能参数确定动力电池的平衡温度；
[0061]
进一步地，动力电池的性能参数包括：动力电池的额定能量、电池加热系统效率、动力电池的芯体的比热容、以及动力电池的芯体的质量等，所述性能参数为可对动力电池的工作性能进行评价的参数。可以理解的是，动力电池都具有本身所固有的性能参数，一般情况下，同一品牌且同一型号的动力电池，它们的性能参数相同。
[0062]
需要说明的是，平衡温度为确定是否对动力电池进行加热的临界温度，若动力电池的当前温度加热至平衡温度以上，则说明电池加热后容量保持率提升所释放的续航里程，大于对电池加热所消耗电量而减小的续航里程，若动力电池加热后小于平衡温度，则说明电池加热后容量保持率提升所释放的续航里程，小于对电池加热所消耗电量而减小的续航里程。
[0063]
在一实施例中，所述步骤s200包括：
[0064]
根据所述当前温度、所述性能参数和第一预设公式计算得到所述平衡温度；
[0065]
所述第一预设公式为：
[0066][0067][0068]
其中，为动力电池在平衡温度时的容量保持率，容量保持率单位为％；为动力电池在当前温度时的容量保持率；w动力电池的额定能量，能量单位为j；η为电池加热系统效率；t1为动力电池的平衡温度；t2为动力电池当前温度，温度单位为℃；为动力
电池自当前温度加热至平衡温度所消耗的电量，电量单位j；c为动力电池的芯体的比热容，比热容单位为j/(kg
·
℃)；m为动力电池的芯体的质量，质量单位为kg；和为根据动力电池的温度与容量保持率的预存映射数据表所确定。动力电池的温度与容量保持率的预存映射数据表为本领域技术人员预先根据多次试验数据标定得到的。
[0069]
可以理解的是，0＜η＜1。
[0070]
进一步地，在该预存映射数据表中，动力电池的温度分为若干个温度区间，不同的温度区间对应不同计算容量保持率公式，该公式可以是以温度为变量的二元一次方程。例如一实施例中，将温度分为四个连续的温度区间，分别为：第一温度区间、第二温度区间、第三温度区间、以及第四温度区间。
[0071]
第一温度区间对应的该二元一次方程为：c
(t)
＝a1t b1；
[0072]
第二温度区间对应的该二元一次方程为：c
(t)
＝a2t b2；
[0073]
第三温度区间对应的该二元一次方程为：c
(t)
＝a3t b3；
[0074]
第四温度区间对应的该二元一次方程为：c
(t))
＝a4t b4；
[0075]
其中，t为动力电池的温度，c
(t)
为动力电池在电池温度为t时的容量保持率。其中，a1、b1、a2、b2、a3、b3、a4以及b4为计算系数，本领域技术人员可根据实际情况进行预先设置计算系数。
[0076]
在一实施例中，
[0077]
第一温度区间为(25℃，40℃]，对应的该二元一次方程为：c
(t))
＝325/3
‑
t/3；
[0078]
第二温度区间为(10℃，25℃]，对应的该二元一次方程为：c
(t)
＝t/3 275/3；
[0079]
第三温度区间为(－10℃，10℃]，对应的该二元一次方程为：c
(t))
＝1.5t 80；
[0080]
第四温度区间为(－30℃，－10℃]，对应的该二元一次方程为：c
(t))
＝3t 95；
[0081]
根据动力电池的当前温度确定该当前温度所属的温度区间，确定与该温度区间对应的计算公式，联立第一预设公式，可求解得到平衡温度t1的值。
[0082]
步骤s300，根据所述平衡温度和所述当前温度确定自所述当前温度加热至所述平衡温度所需的加热时长；
[0083]
具体地，根据所述平衡温度、所述当前温度和第二预设公式确定自所述当前温度加热至所述平衡温度所需的加热时长；
[0084]
所述第二预设公式为：
[0085][0086]
其中，为动力电池自当前温度加热至平衡温度所消耗的电量、p为电池加热系统功率、t为动力电池自当前温度加热至平衡温度所需的时间。
[0087]
步骤s400，确定车辆当前的预估行车时长；
[0088]
该预估行车时长为用户本次将要行驶的行驶里程中预计车辆需要行驶的时长。
[0089]
步骤s500，根据所述加热时长和所述预估行车时长，确定是否对动力电池进行加热。
[0090]
可根据加热时长与预估行车时长的长短来判断是否进行加热，对动力电池加热至预设最佳放电温度。
[0091]
其中，预设最佳放电温度为动力电池可进行充/放电的合适温度，该预设最佳放电
温度本领域技术人员可根据实际情况进行设置，本实施例不作具体的限定。预设最佳放电温度可以等于预设温度阈值，也可以大于预设温度阈值。在一实施例中，预设最佳放电温度为10℃，在另一实施例中，最佳放电温度为25℃。
[0092]
可知的是，对电池加热会使动力电池的容量保持率提升，本实施例运用了若该容量保持率的提升所带来的续航里程的释放，大于对电池加热所消耗电量而减小的续航里程，则对动力电池加热的原理。本实施例通过实时检测动力电池的当前温度，判断动力电池的当前温度是否低于预设温度阈值的步骤，来判断是否需要对动力电池进行加热；通过当前温度和动力电池的性能参数实时确定平衡温度，再通过平衡温度和当前温度确定加热时长，通过根据加热时长和预估行车时长，确定是否对动力电池进行加热，通过设置该加热的开启条件，从而避免盲目对动力电池加热造成能源资源的浪费，进而提升车辆的续航里程，有效优化动力电池续航能力。
[0093]
进一步地，参照图3，图3为本发明第二实施例的部分流程示意图，基于第一实施例，所述步骤s500包括：
[0094]
步骤s510，比较所述加热时长和所述预估行车时长；
[0095]
步骤s520，若所述预估行车时长大于所述加热时长，则对动力电池进行加热。
[0096]
本实施例通过比较所述加热时长和所述预估行车时长的步骤，判断是否可在预估行车时长内，将动力电池加热到平衡温度以上。若所述预估行车时长大于所述加热时长，则说明可在预估行车时长内，将动力电池加热到平衡温度以上，以通过对电池加热使动力电池处于较佳的工作状态下，从而提升动力电池的容量保持率，使得容量保持率的提升所带来的续航里程的释放，大于对电池加热所消耗电量而减小的续航里程，此时对动力电池加热，提升了车辆的续航里程和动力电池的放电特性。
[0097]
进一步地，参照图4，图4为第三实施例中步骤s300的细化流程示意图，基于第二实施例，所述步骤s510之前包括：
[0098]
步骤s610，检测外界的环境温度；
[0099]
步骤s620，根据所述当前温度、所述预估行车时长、以及所述环境温度确定预估行车温升；
[0100]
进一步地，所述步骤s620包括：
[0101]
步骤a，根据所述当前温度和所述预估行车时长确定动力电池的预估自发热温升；
[0102]
其中，车辆在行驶过程中，动力电池处于工作状态时，动力电池本身会产生一定的热量，再根据预估行车时长确定动力电池的预估工作时长，从而根据动力电池的预估工作时长确定动力电池的预估自发热温差，根据该预估自发热温差和动力电池的当前温度确定动力电池的预估自发热温升。可以理解的是，预估行车时长越长，该预估自发热温升越大。在一实施例中，预估行车时长为两小时，动力电池的两小时的预估工作时长对应的预估自发热温差为﹢7℃，动力电池的当前温度为5摄氏度，此时，可确定动力电池的预估自发热温升为12摄氏度，即，该预估自发热温升等于预估自发热温差与动力电池的当前温度的和。
[0103]
步骤b，根据所述预估行车时长和所述环境温度确定动力电池的预估热交换温差；
[0104]
其中，确定所述环境温度和预估行车时长在历史预存数据集合中对应的预估热交换差值。所述历史预存数据集合为所述环境温度和所述预估行车时长映射相对应的预估热交换差值的映射数据表，该映射数据表为本领域技术人员预先标定的。例如，在一实施例
中，环境温度为(35℃，40℃]时，预估行车时长为(80分钟，100分钟]，对应的预估热交换差值为﹢10℃；环境温度为(－20℃，－15℃]时，预估行车时长为(80分钟，100分钟]，对应的预估热交换差值为－10℃。
[0105]
步骤c，根据所述预估自发热温升和所述预估热交换温差确定所述预估行车温升。
[0106]
其中，该预估行车温升等于预估自发热温升与预估热交换温差的和。
[0107]
在一实施例中，预估自发热温升为15℃，预估热交换温差为 10℃，则此时预估行车温升为25℃。
[0108]
步骤c之后执行步骤s630，比较所述预估行车温升和所述平衡温度；
[0109]
若所述预估行车温升小于所述平衡温度，则执行步骤s510。
[0110]
其中，若所述预估行车温升大于或等于所述平衡温度，则不对电池加热。
[0111]
本实施例通过根据所述当前温度和所述预估行车时长确定动力电池的预估自发热温升的步骤，考虑了动力电池处于工作状态时，动力电池本身所产生的热量对动力电池温度的影响。通过根据所述预估行车时长和所述环境温度确定动力电池的预估热交换温差的步骤，考虑了外界环境温度对动力电池温度的影响。通过根据所述预估自发热温升和所述预估热交换温差确定所述预估行车温升的步骤，在根据外界环境温度对动力电池的热交换和动力电池工作时自发产生的热量，确定在行车过程中动力电池的温度变化趋势。通过若所述预估行车温升小于所述平衡温度，则执行所述比较所述加热时长和所述预估行车时长的步骤，判断在不对动力电池进行加热的情况下，根据该动力电池的温度变化趋势确定，行车过程中动力电池的温度是否将大于或等于平衡温度，若动力电池的温度大于或等于平衡温度，则说明无需对动力电池加热，动力电池的温度也可上升到平衡温度以上。通过设置判断预估行车温升是否小于平衡温度的判断条件，避免动力电池在未考虑外界环境温度因素与工作自发热因素对动力电池温度变化趋势的影响，盲目对动力电池进行加热，从而导致的能源资源浪费、以及续航里程减少的情况，从而使车辆的续航里程达到最优。
[0112]
进一步地，参照图5，图5为本发明第四实施例中步骤s400的细化流程示意图，基于第一实施例，所述步骤s400包括：
[0113]
步骤s410，获取车辆当前的预行驶路线，根据所述预行驶路线确定车辆当前的预估行车里程；
[0114]
其中，可通过与车辆连接的移动终端、与车载系统连接的服务器等获取该预行驶路线。
[0115]
步骤s420，根据所述预估行车里程确定所述预估行车时长。
[0116]
本实施例通过获取车辆当前的预行驶路线，根据所述预行驶路线确定车辆当前的预估行车里程；根据所述预估行车里程确定所述预估行车时长的步骤，来较准确的获得车辆的预估行车时长，进而提升动力电池加热方法的适应性和鲁棒性。
[0117]
进一步地，参照图6，图6为本发明第五实施例中步骤s410的细化流程示意图，所述步骤s410包括：
[0118]
步骤s411，判断当前的导航系统功能是否启用；
[0119]
步骤s412，若所述导航系统功能已启用，则从导航系统中获取车辆当前的预行驶路线，根据所述预行驶路线确定所述预估行车里程；
[0120]
其中，用户可通过在车辆自身搭载的导航系统，或与车辆连接的移动终端中的导
航软件中输入行车目的地，该导航系统或该导航软件根据该行车目的地和车辆的当前位置，并可经过大数据处理推送出以时间长短进行排序，或以路程长短进行排序的若干条推荐行驶路线，用户可通过从该若干条推荐行驶路线中选择一条作为当前的预行驶路线。
[0121]
步骤s413，若所述导航系统功能未启用，则获取车辆的当前位置和历史行驶数据，并根据所述当前位置确定所处的地域区间；
[0122]
步骤s414，从所述历史行驶数据中获取所述地域区间对应的行驶里程信息，根据所述行驶里程信息确定所述预估行车里程。
[0123]
其中，在该历史行驶数据中，不同的地域区间对应不同的行驶里程信息，行驶里程信息包括在该地域区间对应的所有行驶路线、以及该所有行驶路线对应的行车里程的数据。需要说明的是，该地域区间本领域技术人员可根据实际需要进行划分，本实施例不作具体的限定。在一实施例中，该地域区间通过面积均匀划分，例如平均10000
㎡
划分一个地域区间。在另一实施例中，通过现有的行政区间划分，例如长沙市的芙蓉区、天心区、以及开福区等各为一个地域区间。
[0124]
若用户并没有通过app或者导航输入行车目的地，即未启用导航系统时，则通过从所述历史行驶数据中获取所述地域区间对应的行驶里程信息，根据所述行驶里程信息确定所述预估行车里程的步骤，较准确的确定用户的预估行车时长，进而提升动力电池加热方法的适应性和鲁棒性。
[0125]
进一步地，所述步骤s414之前包括：
[0126]
判断所述地域区间对应的行驶里程信息是否为空；
[0127]
若所述述地域区间对应的行驶里程信息为空，则生成引导信息，以引导用户输入所述预估行车里程。
[0128]
若所述述地域区间对应的行驶里程信息不为空，则执行所述步骤s414。
[0129]
其中，可以理解的是，所述地域区间对应的行驶里程信息可能为空，例如车辆为第一次开入该地域区间，若所述述地域区间对应的行驶里程信息为空，可通过生成引导信息的步骤，以引导用户输入所述预估行车里程，从而准确的获得车辆当前的预估行车里程，进而提升动力电池加热方法的适应性和鲁棒性。
[0130]
本发明还提出一种可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述可读存储介质可以是图1的终端中的存储器02，也可以是如rom(read－only memory，只读存储器)/ram(random access memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干信息用以使得终端执行本发明各个实施例所述的方法。
[0131]
本发明可读存储介质的具体实施例与上述动力电池加热方法各实施例基本相同，在此不作赘述。
[0132]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0133]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0134]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方
法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。
[0135]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。