一种新能源汽车低温条件下快速补能方法及系统与流程

1.本发明涉及汽车电池技术领域，特别是涉及一种新能源汽车低温条件下快速补能方法及系统。


背景技术：

2.新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。其中，纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车通常具备可充电的电池。电池在低温下充电会造成不可逆的损伤，因此存在着如何安全高效的对电池包进行加热的技术问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对目前的新能源汽车如何安全高效的对电池包进行加热的问题，提供一种新能源汽车低温条件下快速补能方法及系统。
4.上述目的通过下述技术方案实现：一种新能源汽车低温条件下快速补能方法，其包括：获取电池的状态参数；若状态参数属于第一目标类型，则以第一充电程序进行充电；若状态参数属于第二目标类型，则以第二充电程序进行充电；若状态参数属于第三目标类型，则以第三充电程序进行充电；其中，状态参数至少包括第一温度参数和第二温度参数。
5.在其中一个实施例中，若状态参数属于第一目标类型，则以第一充电程序进行充电，包括：若第一温度参数和第二温度参数均大于或等于第一预设温度，则以第一功率进行充电。
6.在其中一个实施例中，若状态参数属于第二目标类型，则以第二充电程序进行充电，包括：若第一温度参数小于第一预设温度，则以第一加热程序对电池进行加热，以第二充电功率进行充电。
7.在其中一个实施例中，第一加热程序包括：获取预设时间间隔内第一温度参数的变化值，并根据该变化值控制第一加热程序的加热功率；和/或，获取电池的充电阶段信息，并根据该充电阶段信息控制第一加热程序的加热功率。
8.在其中一个实施例中，若状态参数属于第三目标类型，则以第三充电程序进行充
电，包括：若第二温度参数小于第二预设温度，则以第二加热程序对电池进行加热，以第三充电功率进行充电。
9.在其中一个实施例中，第二加热程序包括：获取预设时间间隔内第二温度参数的变化值，并根据该变化值控制第二加热程序的加热功率；和/或，获取电池的总加热功率信息，并根据总加热功率信息控制第二加热程序的加热功率。
10.在其中一个实施例中，电池的状态参数还包括环境温度。
11.在其中一个实施例中，电池的状态参数还包括分区信息。
12.本发明还提供了一种新能源汽车低温条件下快速补能系统，其包括：获取模块，用以获取电池的状态参数；第一执行模块，若状态参数属于第一目标类型，则以第一充电程序进行充电；第二执行模块，若状态参数属于第二目标类型，则以第二充电程序进行充电；第三执行模块，若状态参数属于第三目标类型，则以第三充电程序进行充电；其中，状态参数至少包括第一温度参数和第二温度参数。
13.在其中一个实施例中，电池包括第一加热模块和第二加热模块。
14.本发明的有益效果是：由此，本发明提供的新能源汽车低温条件下快速补能方法及系统，能够根据电池当前的状态参数，合理选择充电方式，使得在尽可能不损伤电池的前提下，以最快速度将电池充满。
附图说明
15.图1为本发明第一方面实施例提供的新能源汽车低温条件下快速补能方法的流程图；图2为本发明第二方面实施例提供的新能源汽车低温条件下快速补能系统的框图。
16.其中：10、获取模块；21、第一执行模块；22、第二执行模块；23、第三执行模块。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
19.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
20.下面参照图1，描述本发明第一方面实施例提供的新能源汽车低温条件下快速补能方法。
21.如图1所示，本发明实施例提供的新能源汽车低温条件下快速补能方法包括以下步骤：s1，获取电池的状态参数；s2，若状态参数属于第一目标类型，则以第一充电程序进行充电；s3，若状态参数属于第二目标类型，则以第二充电程序进行充电；s4，若状态参数属于第三目标类型，则以第三充电程序进行充电；其中，状态参数至少包括第一温度参数和第二温度参数。
22.具体的，当电池处于电池的理想充电状态时，此时电池的状态参数即为第一目标类型；相应的，第一充电程序即为理想状态下的充电程序。例如，电池的理想充电温度为0-40℃，当电池的整体温度均处于该温度范围时，即可按照额定最大充电功率对电池进行充电，由此能够最快速度将电池充满，且不会损伤电池。
23.当电池的温度处于比较恶劣的充电状态时，此时电池的状态参数即为第二目标类型；相应的，第二充电程序即为较为恶劣状态下的充电程序。例如，电池的理想充电温度为0-40℃，当电池的温度处于-10℃-0℃时，认为该状态下的电池充电状态较为恶劣，应当先以较大功率对电池进行充电，并在该过程中通过加热等方式将电池恢复至理想状态，再以最快的充电功率进行充电，由此能够以较快速度将电池充满，且尽可能小地损伤电池。
24.当电池的温度处于极为恶劣的充电状态时，此时电池的状态参数即为第三目标类型；相应的，第三充电程序即为极为恶劣状态下的充电程序。例如，电池的理想充电温度为0-40℃，当电池的温度处于-10℃以下时，认为该状态下的电池充电状态极为恶劣，应当先以较小功率对电池进行充电或者不充电，并尽快通过加热等方式将电池恢复至较为恶劣的状态，再以较快的充电功率进行充电，由此能够尽可能小地损伤电池。
25.此外，由于新能源汽车的电池通常是将多个电芯组合为一个或多个电池包，在充电时通常按照一定顺序对多个电芯充电，即使同时对多个电芯进行充电，也会由于电芯的分布、内部理化状态不一致，导致多个电芯存在温度差异。因此电池的状态参数还包括电池分区，例如可以将电池分为位于电池内部的第一区域和位于电池外部的第二区域，第一区域的温度为第一温度参数，第二区域的温度为第二温度参数。电池在充电时自身会产生一定热量，这些热量通常是由第一区域传递至第二区域再传递至外部环境，由此，通常情况下第一区域的温度要高于第二区域，特别是环境温度较低时。在判断电池的状态参数的目标类型时，需要考虑电池的区域信息，具体判断方式将在下述实施例中详细说明。
26.由此，本发明第一方面实施例提供的新能源汽车低温条件下快速补能方法，能够
根据电池当前的状态参数，合理选择充电方式，使得在尽可能不损伤电池的前提下，以最快速度将电池充满。
27.为便于说明，在下述实施例中，将电池分为位于电池内部的第一区域和位于电池外部的第二区域，第一区域的温度为第一温度参数，第二区域的温度为第二温度参数。
28.在其中一个实施例中，若第一温度参数和第二温度参数均大于或等于第一预设温度，则以第一功率进行充电。其中，第一预设温度为电池理想充电状态的温度下限值，第一功率为电池的最大设定充电功率。当第一温度参数和第二温度参数均大于或等于电池理想充电状态的温度下限值时，说明电池整体均处于较为理想的充电状态，此时以最大功率对电池充电，既不会损伤电池，又能够最快地将电池充满。
29.在其中一个实施例中，若第一温度参数小于第一预设温度且大于第二预设温度，则以第一加热程序对电池进行加热，以第二充电功率进行充电。其中，第一预设温度为电池理想充电状态的温度下限值，第二预设温度为电池较为恶劣充电状态的温度下限值，第二充电功率为一个较大但是明显小于最大充电功率的充电功率，例如第一预设温度为0℃，第二预设温度为-10℃，第二充电功率为最大充电功率的50%。当第一温度参数小于电池理想充电状态的温度下限值但大于时电池较为恶劣充电状态的温度下限值，说明电池整体均处于较为恶劣的充电状态，此时应当先以较大功率充电，并对电池以第一加热程序进行加热，使电池尽快恢复至理想状态，再以理想状态进行充电。
30.进一步的，第一加热程序可以包括获取预设时间间隔内第一温度参数的变化值，并根据该变化值控制第一加热程序的加热功率。对电池加热时，需考虑电池受热造成的影响，因此需要控制电池的加热速率，可以根据电池的温度变化，实时调控第一加热程序中的加热功率。
31.同理，第一加热程序还可包括获取电池的充电阶段信息，并根据该充电阶段信息控制第一加热程序的加热功率。电池充电一般具有明显的区域划分，例如电池在充至80%以后进入涓流充电，此时充电功率较低，即使温度距离理想状态具有一定差距，其也不会影响充电效果，可以适当降低第一加热程序中的加热功率。
32.在其中一个实施例中，若第二温度参数小于第二预设温度，则以第二加热程序对电池进行加热，以第三充电功率进行充电。其中，第二预设温度为电池较为恶劣充电状态的温度下限值，第三充电功率为一个较小或为零的充电功率。当第二温度参数小于电池较为恶劣充电状态的温度下限值，说明电池整体均处于极为恶劣的充电状态，此时应当先以较小功率充电或者不充电，并对电池以第二加热程序进行加热，使电池尽快脱离极为恶劣的充电状态，再逐步提升充电功率。
33.进一步的，第二加热程序可以包括获取预设时间间隔内第二温度参数的变化值，并根据该变化值控制第二加热程序的加热功率。对电池加热时，需考虑电池受热造成的影响，因此需要控制电池的加热速率，可以根据电池的温度变化，实时调控第二加热程序中的加热功率。
34.同理，第二加热程序还可包括获取电池的总加热功率信息，并根据该总加热功率信息控制第二加热程序的加热功率。电池可能具有多种加热来源，例如电池充电时本身会发热，或是通过电热丝等加热设备主动对电池进行加热，在加热时，不仅要考虑主动加热的加热功率，还要考虑电池的综合加热功率，以避免电池加热过快导致的问题。在上述实施例
中，电池具有设置于第一区域内的第一加热模块和第二区域内的第二加热模块，设置两个独立的加热模块，能够针对不同使用场景进行针对性控制。
35.例如，在环境温度低于-10℃时，第二区域的温度接近环境温度，同样低于-10℃，此时第二加热模块启动；若此时车辆刚刚由运行状态停止（如车辆行驶至充电地点准备进行充电），由于车辆之前一直处于运行状态，电池内部持续向外供电并放热，此时第一区域温度高于0℃，处于较为理想的充电状态，第一加热模块不启动。并且，由于第二加热模块已经能够消除环境温度造成的电池降温，此时第一加热模块始终不启动。
36.又例如，在环境温度低于-10℃时，第二区域的温度接近环境温度，同样低于-10℃，此时第二加热模块启动；若此时车辆已经较长时间处于停机状态，此时第一区域的温度基本等于第二区域的温度，此时第一加热模块启动，即第一加热模块和第二加热模块同时加热，以尽快提高电池温度。而在一定时间的加热后，第二区域由于直接和环境进行换热，温度提升较低，而第一区域由于不与环境发生换热，温度提升较高，此时再根据第一区域和第二区域的具体温度，对不同分区的加热模块进行独立调节。
37.简言之，第一加热程序为对应环境较为恶劣时的加热程序，其仅对部分电池和/或以较低加热功率对电池进行加热；第二加热程序为对应环境极为恶劣时的加热程序，其对全部电池和/或以较高加热功率对电池进行加热。例如，在上述设置有第一加热模块和第二加热模块的实施例当中，第一加热程序即为第一加热模块启动，第二加热模块不启动，第二加热程序即为第一加热模块和第二加热模块同时启动。
38.此外，第二加热模块还能够根据车辆的运行信息提前开启。例如，当环境温度低于-10℃时，车辆在运行过程当中，电池内部持续向外供电并放热，此时第一区域温度高于0℃，处于较为理想的充电状态，而第二区域由于直接和环境进行换热，温度低于-10℃时。且此时车辆接收到了即将充电的信息，例如车机当中的导航信息显示车辆即将前往充电地区，此时，车辆在运行过程中即可开启第二加热模块，以对电池进行预热。当车辆行驶至充电地点后，即可直接以较为理想的充电状态进行充电。
39.第一加热模块可以是置于电池内部的电加热丝等升温设备，第二加热模块可以是包覆于电池包外部的加热丝等升温设备。
40.在其中一个实施例中，车辆的状态信息包括车辆的运行状态、累计运行时长和停机时长等，当车辆的运行状态为停机、累计运行时长较长、停机时长较短时，即可认为车辆刚刚停机，并认为此时车辆电池包温度较高；当车辆的运行状态为停机、停机时长较长时，即可认为车辆已经停机一段时间，并认为此时车辆电池包温度较低。需要说明的是，车辆的状态信息应当作为一个辅助判断，例如当车辆刚刚停机时，若以第二充电程序进行，可以适应性降低加热功率。
41.在其中一个实施例中，第一区域和第二区域可以按照电池的分区进行划分，不同分区对应标识有分区信息，在获取电池的状态参数时可直接获取对应的分区信息即可。例如目前有些电动车，按照电池的功能将电池进行分区，此时应当按照电池的功能分类划分第一区域和第二区域，而并非简单按照电池的空间位置进行分区。又例如，电池也可按照内层和外层划分为内层区域和外层区域，内层区域被标识有内层区域标识信号，外层区域被标识有外层区域标识信号，获取电池的状态参数时可根据获取到的标识信号判断电池的分区。可以理解的是，电池分区的数量也可以是两个以上。在其中一个实施例中，第一区域为
电池包的上半部，第二区域为电池包的下半部。通常的，电池包设置于车辆的底部，电池包的上半部较为靠近座舱，电池包的下半部直接暴露于外部环境。由于上半部靠近座舱，在车辆行驶后停车时，座舱内的余热可以对电池包的上半部起到一定的加热或保温作用，并且相较于直接暴露于环境，上半部的电池包散热速度更慢，温度下降也更慢。同样的，对于其他方式布置的电池，也可按照散热速率划分第一区域和第二区域。
42.可以理解的是，上述实施例中，均是对电池进行升温以对电池进行温度管控，在其他实施例中，本领域技术人员也可根据实际需求通过上述方法对电池进行降温以进行温度管控。
43.如图2所示，本发明第二方面实施例提供了一种新能源汽车低温条件下快速补能系统，其包括：获取模块10，用以获取电池的状态参数；第一执行模块21，若状态参数属于第一目标类型，则以第一充电程序进行充电；第二执行模块22，若状态参数属于第二目标类型，则以第二充电程序进行充电；第三执行模块23，若状态参数属于第三目标类型，则以第三充电程序进行充电；其中，状态参数至少包括第一温度参数和第二温度参数。
44.在其中一个实施例中，本发明第二方面实施例提供的新能源汽车低温条件下快速补能系统，应用了本发明第一方面实施例提供的新能源汽车低温条件下快速补能方法。
45.在其中一个实施例中，电池包括第一加热模块和第二加热模块。第一加热模块可以是置于电池内部的电加热丝等升温设备，第二加热模块可以是包覆于电池包外部的加热丝等升温设备。电池也可以具备两个以上的加热模块。
46.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
47.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。