高压快充下提高舒适性的方法、控制系统及方法和汽车与流程

1.本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种高压快充下提高舒适性的方法、控制系统及方法和汽车。


背景技术：

2.随着国家政策导向及纯电动汽车技术上突破，国内纯电动汽车普及量逐步增加，纯电动汽车已走入千家万户；但是，纯电动汽车充电时间一直是影响用户体验的痛点，针对该问题，不同公司给出了不同的解决方案，特斯拉为了降低充电时间，开发了
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超级充电桩”，充电桩通提升充电电流来减短充电时间，国内的汽车企业，受限于充电桩技术能力，通过提升电压平台，增加充电电压来缩短充电时间，现在新上市的电动车电压平台已由传统的300~500v提升至450~750v，电压平台提升后，通过提高充电桩电压进行充电，缩短充电时间；充电电压提升后，电流增加，电池发热量增加，电池温度升高，整车在充电时由于电池发热量增加，空调系统制冷量都使用于电池降温，此时乘员舱的温度也会升高，从而导致乘员舱的舒适性将无法保证。
3.如公告号为cn110588277b的发明专利中公开了一种电动汽车的热管理方法，该方法中热管理控制器根据动力电池和乘员舱的热管理请求确定车辆的至少一种热管理工况；热管理控制器根据各热管理工况，控制相应的热管理组件完成车辆在对应热管理工况下的热管理任务，热管理组件包括正温度系数ptc加热组件、第一空调热泵组件以及第二空调热泵组件。上述热管理方法中采用空调热泵组件与ptc加热组件共同作用，根据动力电池和乘员舱不同的热管理请求确定不同的热管理策略，从而满足动力电池和乘员舱的加热或冷却需求。但是上述热管理方法却存在下面的问题：上述热管理方法当动力电池和乘员舱同时需要加热或冷却时，热管理控制器仅仅通过对热管理组件进行控制来满足动力电池和乘员舱对加热或冷却的需求，这样就使得为了满足动力电池和乘员舱同时加热或冷却的需求，热管理组件的功率选择必然加大，这样一方面会大大增加电动汽车上热管理组件的使用成本，另一方面在动力电池和乘员舱不需要同时加热或冷却时，热管理组件的实际工作功率将大大小于额定工作功率，进而出现大马拉小车的情况，降低热管理组件工作时的效率。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种既能满足动力电池和乘员舱的冷却需求，避免因电池温度超标所引起的过热风险，保证乘员舱的舒适性，同时又不会增加使用成本的高压快充下提高舒适性的方法、控制系统及方法和汽车。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：高压快充下提高舒适性的方法，通过对电池温度和乘员舱温度进行实时监控，根据电池温度和乘员舱温度对电池的充电电流和空调系统进行控制，以保证乘员舱在设定的温度范围内，并减小对电池充电时间的影响。
6.本发明的工作原理是：本发明通过对电池温度和乘员舱温度进行实时监控，并根据监控到的电池温度和乘员舱温度数据对电池的充电电流和空调系统进行控制，因此，本方案不仅仅简单的对空调系统进行控制，还综合对电池的充电电流进行控制，同时，整车无需额外新增硬件，通过软件逻辑进行判定，由此实现同时满足电池和乘员舱的冷却需求，避免因电池温度超标所引起的过热风险，保证乘员舱的舒适性，同时又不会增加使用成本。
7.优选的，当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x大于第一设定值，且电池温度a小于安全阈值a1时，空调系统对乘员舱进行降温，电池的充电电流减小到额定电流以下；当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x小于等于第二设定值时，电池以额定充电电流进行充电；当电池温度上升达到安全阈值a1时，空调系统对电池进行降温并停止或减小对乘员舱的降温量，直到电池温度小于安全阈值a1。
8.这样，当乘员舱温度过高且电池温度在安全范围内时，空调系统对乘员舱进行降温以满足乘员舱舒适性的要求，同时通过减小电池的充电电流可以避免电池温度达到或超过安全阀值；当乘员舱温度降低到舒适范围内时，此时电池以额定电流进行充电，以提高电池的充电效率，当电池充电时温度达到安全阈值时，空调系统主要用于对电池进行冷却降温，乘员舱的降温为辅，从而避免电池的温度过高。由此，本方案根据电池温度和乘员舱温度对空调系统和电池的充电电流进行综合控制，既避免了因电池温度超标所引起的过热风险，同时又保证了乘员舱舒适性，并且也不会对电池的充电时间造成较大的影响。
9.优选的，第一设定值为3，第二设定值为1。
10.优选的，乘员舱设定温度t大于25℃。
11.一种实现上述高压快充下提高舒适性的方法的控制系统，包括热管理控制器、整车控制器和空调系统；所述热管理控制器的输出端与所述整车控制器的输入端通信连接，用于对高压充电信号进行检测，并在检测到高压充电信号时获取电池温度数据和乘员舱温度数据发送给所述整车控制器；所述整车控制器用于检测高压充电信号，并将检测到的高压充电信号发送到总线上，同时根据所述热管理控制器发送的数据向所述空调系统发出控制信号，并对电池的高压充电电流进行调节；所述空调系统的输入端与所述整车控制器的输出端通信连接，用于根据所述整车控制器发出的控制信号对电池和（或）乘员舱进行冷却降温。
12.这样，当电池在进行高压充电时，整车控制器检测该高压充电信号并发送到总线上，热管理控制器检测到该高压充电信号时，读取此时电池的温度数据a和乘员舱的温度数据，并计算得到乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x；整车控制器读取乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x，当x大于第一设定值且电池温度a小于安全阈值a1时，整车控制器控制空调系统对乘员舱进行降温，且整车控制器减小电池的高压充电电流到额定充电电流以下；当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x小于等于第二设定值时，整车控制器控制电池以额定充电电流进行充电；当电池温度上升达到安全阈值a1时，整车控制器控制空调系统对电池进行降温，且空调系统停止或减小对乘员舱
的降温量，直到电池温度小于安全阈值a1；当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x再次大于第一设定值且电池温度a小于安全阈值a1时，空调系统转换为乘员舱制冷，保证乘员舱舒适性，并依次反复，通过控制电池的充电电流，间接降低电池发热，在不影响乘员舱舒适性下进行充电。因此本方案可以同时满足电池和乘员舱的冷却需求，同时又不会对电池的充电时间造成较大的影响。
13.一种如上述高压快充下提高舒适性的控制系统的控制方法，通过所述整车控制器和所述热管理控制器逻辑联动，所述热管理控制器监控电池温度及乘员舱温度，所述整车控制器通过间歇性限制充电电流并对空调系统进行控制，以保证乘员舱在设定的温度范围内，并减小对电池充电时间的影响。
14.优选的，包括以下步骤：步骤1）所述整车控制器检测高压充电信号；步骤2）所述整车控制器将检测到的高压充电信号发送到总线上；步骤3）所述热管理控制器对高压充电信号进行判断，当乘员舱空调系统开启时，读取电池温度a、乘员舱实际温度t1和乘员舱设定温度t，并计算得到乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x；步骤4）所述整车控制器读取乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x，当x大于第一设定值且电池温度a小于安全阈值a1时，所述整车控制器控制所述空调系统对乘员舱进行降温，且所述整车控制器减小电池的高压充电电流到额定充电电流以下；步骤5）当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x小于等于第二设定值时，所述整车控制器控制电池以额定充电电流进行充电；步骤6）当电池温度上升达到安全阈值a1时，所述整车控制器控制空调系统对电池进行降温，且所述空调系统停止或减小对乘员舱的降温量，直到电池温度小于安全阈值a1；步骤7）当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x再次大于第一设定值且电池温度a小于安全阈值a1时，返回执行步骤4），直到电池充电完成；步骤8）结束。
15.这样，当乘员舱温度过高且电池温度在安全范围内时，空调系统对乘员舱进行降温以满足乘员舱舒适性的要求，同时通过减小电池的充电电流可以避免电池温度达到或超过安全阀值；当乘员舱温度降低到舒适范围内时，此时电池以额定电流进行充电，以提高电池的充电效率，当电池充电时温度达到安全阈值时，空调系统主要用于对电池进行冷却降温，乘员舱的降温为辅，从而避免电池的温度过高，当乘员舱温度再次升高时，空调系统转换为乘员舱制冷，保证乘员舱舒适性，并依次反复，因此，本方案根据电池温度和乘员舱温度对空调系统和电池的充电电流进行综合控制，既避免了因电池温度超标所引起的过热风险，同时又保证了乘员舱舒适性，并且也不会对电池的充电时间造成较大的影响。
16.优选的，所述整车控制器减小电池的高压充电电流到额定充电电流的60%-80%。
17.这样，该范围既可以使得电池具有较高的充电效率，同时也使得电池的温度不会过快升高，由此避免了电池温度达到或超过安全阀值，同时又不会对电池的充电效率产生较大额影响。
18.优选的，步骤6）中，当电池温度上升达到安全阈值a1时，所述整车控制器控制空调系统对电池进行降温，且所述空调系统对乘员舱的降温量减小到步骤4）中的20%-30%。
19.这样，在保证对电池降温的同时，也能使得乘员舱保持较高的舒适性。
20.一种汽车，采用上述高压快充下提高舒适性的方法。
21.与现有技术相比，本发明逻辑简单，整车无需额外新增硬件，通过软件逻辑进行判定，并同时对电池温度进行监控，避免了因电池温度超标所引起的过热风险；同时，本发明在整车开发阶段，通过对整车控制器（vcu）和热管理控制器（tms）逻辑联调，在高压快充工况下，乘员舱开启空调时，通过该逻辑保证乘员舱舒适性，避免因乘员舱舒适性降低引起的客户抱怨。
附图说明
22.图1为本发明高压快充下提高舒适性的控制系统的系统框图；图2为本发明高压快充下提高舒适性的控制方法的流程图。
具体实施方式
23.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
24.高压快充下提高舒适性的方法，通过对电池温度和乘员舱温度进行实时监控，根据电池温度和乘员舱温度对电池的充电电流和空调系统进行控制，以保证乘员舱在设定的温度范围内，并减小对电池充电时间的影响。
25.本发明通过对电池温度和乘员舱温度进行实时监控，并根据监控到的电池温度和乘员舱温度数据对电池的充电电流和空调系统进行控制，因此，本方案不仅仅简单的对空调系统进行控制，还综合对电池的充电电流进行控制，同时，整车无需额外新增硬件，通过软件逻辑进行判定，由此实现同时满足电池和乘员舱的冷却需求，避免因电池温度超标所引起的过热风险，保证乘员舱的舒适性，同时又不会增加使用成本。
26.在本实施例中，当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x大于第一设定值，且电池温度a小于安全阈值a1时，空调系统对乘员舱进行降温，电池的充电电流减小到额定电流以下；当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x小于等于第二设定值时，电池以额定充电电流进行充电；当电池温度上升达到安全阈值a1时，空调系统对电池进行降温并停止或减小对乘员舱的降温量，直到电池温度小于安全阈值a1。
27.这样，当乘员舱温度过高且电池温度在安全范围内时，空调系统对乘员舱进行降温以满足乘员舱舒适性的要求，同时通过减小电池的充电电流可以避免电池温度达到或超过安全阀值；当乘员舱温度降低到舒适范围内时，此时电池以额定电流进行充电，以提高电池的充电效率，当电池充电时温度达到安全阈值时，空调系统主要用于对电池进行冷却降温，乘员舱的降温为辅，从而避免电池的温度过高。由此，本方案根据电池温度和乘员舱温度对空调系统和电池的充电电流进行综合控制，既避免了因电池温度超标所引起的过热风险，同时又保证了乘员舱舒适性，并且也不会对电池的充电时间造成较大的影响。
28.在本实施例中，第一设定值为3，第二设定值为1。
29.在本实施例中，乘员舱设定温度t大于25℃。
30.如附图1所示，一种实现上述高压快充下提高舒适性的方法的控制系统，包括热管
理控制器tms、整车控制器vcu和空调系统；热管理控制器tms的输出端与整车控制器vcu的输入端通信连接，用于对高压充电信号进行检测，并在检测到高压充电信号时获取电池温度数据和乘员舱温度数据发送给整车控制器vcu；整车控制器vcu用于检测高压充电信号，并将检测到的高压充电信号发送到总线上，同时根据热管理控制器tms发送的数据向空调系统发出控制信号，并对电池的高压充电电流进行调节；空调系统的输入端与整车控制器vcu的输出端通信连接，用于根据整车控制器vcu发出的控制信号对电池和（或）乘员舱进行冷却降温。
31.这样，当电池在进行高压充电时，整车控制器vcu检测该高压充电信号并发送到总线上，热管理控制器tms检测到该高压充电信号时，读取此时电池的温度数据a和乘员舱的温度数据，并计算得到乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x；整车控制器vcu读取乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x，当x大于第一设定值且电池温度a小于安全阈值a1时，整车控制器vcu控制空调系统对乘员舱进行降温，且整车控制器vcu减小电池的高压充电电流到额定充电电流以下；当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x小于等于第二设定值时，整车控制器vcu控制电池以额定充电电流进行充电；当电池温度上升达到安全阈值a1时，整车控制器vcu控制空调系统对电池进行降温，且空调系统停止或减小对乘员舱的降温量，直到电池温度小于安全阈值a1；当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x再次大于第一设定值且电池温度a小于安全阈值a1时，空调系统转换为乘员舱制冷，保证乘员舱舒适性，并依次反复，通过控制电池的充电电流，间接降低电池发热，在不影响乘员舱舒适性下进行充电。因此本方案可以同时满足电池和乘员舱的冷却需求，同时又不会对电池的充电时间造成较大的影响。
32.一种如上述高压快充下提高舒适性的控制系统的控制方法，通过整车控制器vcu和热管理控制器tms逻辑联动，热管理控制器tms监控电池温度及乘员舱温度，整车控制器vcu通过间歇性限制充电电流并对空调系统进行控制，以保证乘员舱在设定的温度范围内，并减小对电池充电时间的影响。
33.如附图2所示，在本实施例中，包括以下步骤：步骤1）整车控制器vcu检测高压充电信号；步骤2）整车控制器vcu将检测到的高压充电信号发送到总线上；步骤3）热管理控制器tms对高压充电信号进行判断，当乘员舱空调系统开启时，读取电池温度a、乘员舱实际温度t1和乘员舱设定温度t（t》25℃），并计算得到乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x；步骤4）整车控制器vcu读取乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x，当x大于第一设定值（x》3）且电池温度a小于安全阈值a1时，整车控制器vcu控制空调系统对乘员舱进行降温，优先保证乘员舱舒适性，电池冷却位于次优先级，且整车控制器vcu减小电池的高压充电电流到额定充电电流以下，避免电池温度达到或超过安全阀值a1，通过控制充电电流，间接降低电池发热，以在不影响乘员舱舒适性下进行充电；步骤5）当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x小于等于第二设定值（x≤1）时，整车控制器vcu控制电池以额定充电电流进行充电；
步骤6）当电池温度上升达到安全阈值a1时，整车控制器vcu控制空调系统对电池进行降温，且空调系统停止或减小对乘员舱的降温量，直到电池温度小于安全阈值a1；步骤7）当乘员舱实际温度t1与乘员舱设定温度t之间的差值x再次大于第一设定值且电池温度a小于安全阈值a1时，返回执行步骤4），直到电池充电完成；步骤8）结束。
34.这样，当乘员舱温度过高且电池温度在安全范围内时，空调系统对乘员舱进行降温以满足乘员舱舒适性的要求，同时通过减小电池的充电电流可以避免电池温度达到或超过安全阀值；当乘员舱温度降低到舒适范围内时，此时电池以额定电流进行充电，以提高电池的充电效率，当电池充电时温度达到安全阈值时，空调系统主要用于对电池进行冷却降温，乘员舱的降温为辅，从而避免电池的温度过高，当乘员舱温度再次升高时，空调系统转换为乘员舱制冷，保证乘员舱舒适性，并依次反复，因此，本方案根据电池温度和乘员舱温度对空调系统和电池的充电电流进行综合控制，既避免了因电池温度超标所引起的过热风险，同时又保证了乘员舱舒适性，并且也不会对电池的充电时间造成较大的影响。
35.在本实施例中，整车控制器vcu减小电池的高压充电电流到额定充电电流的60%-80%。
36.这样，该范围既可以使得电池具有较高的充电效率，同时也使得电池的温度不会过快升高，由此避免了电池温度达到或超过安全阀值，同时又不会对电池的充电效率产生较大额影响。
37.在本实施例中，步骤6）中，当电池温度上升达到安全阈值a1时，整车控制器vcu控制空调系统对电池进行降温，且空调系统对乘员舱的降温量减小到步骤4）中的20%-30%。
38.这样，在保证对电池降温的同时，也能使得乘员舱保持较高的舒适性。
39.一种汽车，采用上述高压快充下提高舒适性的方法。
40.与现有技术相比，本发明逻辑简单，整车无需额外新增硬件，通过软件逻辑进行判定，并同时对电池温度进行监控，避免了因电池温度超标所引起的过热风险；同时，本发明在整车开发阶段，通过对整车控制器vcu和热管理控制器tms逻辑联调，在高压快充工况下，乘员舱开启空调时，通过该逻辑保证乘员舱舒适性，避免因乘员舱舒适性降低引起的客户抱怨。
41.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。