基于电动汽车的电池脉冲加热控制方法、系统及电动汽车与流程

1.本发明涉及基于电动汽车的电池脉冲加热控制技术领域，具体涉及一种基于电动汽车的电池脉冲加热控制方法、系统及电动汽车。


背景技术：

2.电动车具有全生命周期碳减排优势，电力清洁化、动力电池全产业链低碳化是碳减排的关键举措。动力电池发展是制约电动汽车发展的关键因素，其在市场上主要以三元锂电池（ncm、nca）和磷酸铁锂电池（lifepo4）为主。有数据表明，磷酸铁锂电池在-20℃的放电量仅为常温放电量的55%，在低soc时，电池允许放电功率和充电功率均远低于常温，提高锂电池的低温性能成为电池发展的关键因素。
3.为了解决纯电动汽车极低温情况下（如-20℃以下），电池充放电能力差，通过加热膜、ptc等传统加热方式加热电池，温升速率低且耗能大，电池温升速率低导致充电时间延长，用户体验差，产生抱怨。因此，有必要开发一种基于电动汽车的电池脉冲加热控制方法、系统及电动汽车。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于电动汽车的电池脉冲加热控制方法、系统及电动汽车,在极低温情况下，能有效提高电池的温升速率，使电池温度迅速上升，以节约充电时间，提高动力性。
5.第一方面，本发明所述的一种基于电动汽车的电池脉冲加热控制方法，包括以下步骤：步骤1，判断加热的预约模式；若预约模式为行车加热模式，则判断电池的当前剩余电量soc0是否大于tbd1时，若是，则进入步骤2，若否，则不加热；若预约模式为充电加热模式，则判断电池的当前剩余电量soc0是否大于tbd2时，若是，则进入步骤3，若否，则进入整车充电加热或只加热模式；步骤2，根据电池的当前温度t0和当前剩余电量soc0计算出加热目标温度t
目
，开启脉冲加热，并在t0大于t
目
时，退出脉冲加热；步骤3，开启脉冲加热，根据soc、温度变化实时计算出当前温度下的脉冲加热速率vm和充电加热速率vc，并在vm小于vc时，退出脉冲加热，并进入正常的充电加热模式；其中，tbd1为行车加热开启soc值，tbd2为充电加热开启soc值。
6.进一步，所述步骤2中，基于电池的当前温度t0和soh确定出电池的安全电压u
安
；基于电池的当前温度t0和当前剩余电量soc0确定出电池内阻r0；根据电池ocv电压e、安全电压u
安
和电池内阻r0计算出电池可承受的最大电流i0；将i0与电流过放故障阈值i
max
的较小值作为脉冲加热的峰值电流；
开启脉冲加热，基于脉冲加热的峰值电流和当前剩余电量soc0，控制igbt的开关频率和ud值调节脉冲电流的幅值；判断t0是否大于t
目
，若否，继续脉冲加热，若是，则停止加热。
7.进一步，所述步骤3中：基于电池系统的当前温度t0和soh确定电池的安全电压u
安
；基于电池系统的当前温度t0和当前剩余电量soc0确定电池内阻r0；根据电池ocv电压e、安全电压u
安
和电池内阻r0计算出电池可承受的最大电流i0；将i0与电流过放故障阈值i
max
的较小值作为脉冲加热的峰值电流；开启脉冲加热，基于脉冲加热的峰值电流和当前剩余电量soc0，控制igbt的开关频率和ud值调节脉冲电流的幅值；当电池温度发生变化时，计算当前温度t0和当前剩余电量soc0下的脉冲加热速率vm和充电加热速率vc；判断vm是否小于vc，若否，则继续脉冲加热，若是，则进入正常的充电加热模式。
8.第二方面，本发明所述的一种基于电动汽车的电池脉冲加热控制系统，包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如本发明所述的基于电动汽车的电池脉冲加热控制方法的步骤。
9.第三方面，本发明所述的一种电动汽车，采用如发明所述的基于电动汽车的电池脉冲加热控制系统。
10.本发明具有以下优点：（1）采用本方法后，新能源汽车在极低温情况下，能够有效提高电池的温升速率，使电池温度迅速上升，节约充电时间；（2）在极低温度下，电池的功率性较差，采用本发明后能够使电池的温度迅速上升，大大提高了纯电动新能源汽车的动力性；（3）本发明充分考虑了电池在脉冲加热时，控制脉冲电流峰值大小，能够防止电池过流和欠压故障，在保证对电池寿命不造成影响的情况下，尽可能提高电池的脉冲加热能力。
附图说明
11.图1为本实施例的流程图；参数说明：tbd1-行车加热开启soc值，soc
0-电池的当前剩余电量，e-电池ocv电压，v
m-脉冲加热速率，t
0-温度参数，tbd2-充电加热开启soc值，r
0-电池内阻，i
0-电池可承受的最大电流，v
c-充电加热速率，t
0-电池的当前温度，u
安-安全电压，i
max-电流过放故障阈值，t
目-加热目标温度。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明作进一步说明。
13.如图1所示，本实施例中，一种基于电动汽车的电池脉冲加热控制方法，包括以下步骤：
步骤1，判断加热的预约模式；若用户选择的预约模式为行车加热模式，则判断电池的当前剩余电量soc0是否大于tbd1（如soc为30%）时，若是，则进入步骤2，若否，则不加热；若用户选择的预约模式为充电加热模式，则判断电池的当前剩余电量soc0是否大于tbd2（如soc为20%）时，若是，则进入步骤3，若否，则进入整车充电加热或只加热模式；其中，tbd1为行车加热开启soc值，tbd2为充电加热开启soc值。
14.步骤2，根据电池的当前温度t0和当前剩余电量soc0计算出加热目标温度t
目
，开启脉冲加热，并在t0大于t
目
时，退出脉冲加热；具体为：s21,根据电池的当前温度t0和当前剩余电量soc0计算出加热目标温度t
目
；s22,基于电池的当前温度t0和soh（即蓄电池容量、健康度、性能状态，即蓄电池满充容量相对额定容量的百分比）确定出电池的安全电压u
安
；基于电池的当前温度t0和当前剩余电量soc0确定出电池内阻r0；根据电池ocv电压e（即开路电压，指的是电池不放电开路时，两极之间的电位差）、安全电压u
安
和电池内阻r0计算出电池可承受的最大电流i0，i0=（e-u
安
）/ r0；s23,将i0与电流过放故障阈值i
max
的较小值作为脉冲加热的峰值电流；s24,开启脉冲加热，基于脉冲加热的峰值电流和当前剩余电量soc0，控制igbt的开关频率和ud值（占空比）调节脉冲电流的幅值；s25,判断t0是否大于t
目
；若否，继续脉冲加热，在加热过程中，若温度发生变化，则返回步骤s22；若是，则停止加热。
15.步骤3，开启脉冲加热，根据soc、温度变化实时计算出当前温度下的脉冲加热速率vm和充电加热速率vc，并在vm小于vc时，退出脉冲加热，并进入正常的充电加热模式；具体为：s31,基于电池系统的当前温度t0和soh确定电池的安全电压u
安
；基于电池系统的当前温度t0和当前剩余电量soc0确定电池内阻r0；根据电池ocv电压e、安全电压u
安
和电池内阻r0计算出电池可承受的最大电流i0；s32,将i0与电流过放故障阈值i
max
的较小值作为脉冲加热的峰值电流；s33,开启脉冲加热，基于脉冲加热的峰值电流和当前剩余电量soc0，控制igbt的开关频率和ud值调节脉冲电流的幅值；s34,当电池温度发生变化时，计算当前温度t0和当前剩余电量soc0下的脉冲加热速率vm和充电加热速率vc；s35,判断vm是否小于vc；若否，则继续脉冲加热，若温度发生变化，即t0=t0 1时，则返回步骤s31；若是，则进入正常的充电加热模式。
16.本实施例中，当达到退出脉冲加热条件或电池vcu（即纯电动汽车整车控制器）发送停止脉冲加热命令，ipu收到脉冲加热关闭请求及不允许命令后，电机停止工作，脉冲加热功能关闭。
17.本发明解决了纯电动汽车在极低温情况下（如-20℃以下），电池充放电能力差，通过加热膜、ptc等传统加热方式加热电池，温升速率低且耗能大，电池温升速率低导致充电
时间延长，用户体验差，产生抱怨的问题。
18.本实施例中，一种基于电动汽车的电池脉冲加热控制系统，包括存储器和控制器，所述存储器内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用时能执行如本实施例所述的基于电动汽车的电池脉冲加热控制方法的步骤。
19.本实施例中，一种电动汽车，采用如实施例中所述的基于电动汽车的电池脉冲加热控制系统。