動(dòng)力電池加熱控制方法以及動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及動(dòng)力電池加熱控制方法以及動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)，當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第一電流閾值；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，為動(dòng)力電池加熱，同時(shí)動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第二電流閾值；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于溫度正常閾值時(shí)，停止對動(dòng)力電池加熱，動(dòng)力電池進(jìn)行正常的充放電。這種控制方法重點(diǎn)考慮電池的最大允許充放電電流，只在允許范圍之內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的工作，所以，其大幅度降低對電池的損害，極大地增長了使用壽命。另外，該方法控制參量少，過程較為簡單，控制的可靠性強(qiáng)。
【專利說明】
動(dòng)力電池加熱控制方法以及動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及動(dòng)力電池加熱控制方法以及動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)，屬于新能源車輛電池加熱控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在新能源汽車中，能源系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)是其三大核心技術(shù)。而每個(gè)系統(tǒng)的選型及控制又息息相關(guān)。目前，在寒冷地區(qū)，電池由于其自身的電化學(xué)特性，在低溫情況下無法進(jìn)行大功率的充電及放電，這在一定程度上限制了車輛的推廣，為解決這個(gè)問題，常常需要獨(dú)立的設(shè)計(jì)電池的加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)又需要獨(dú)立的零部件支撐，這無疑增加了整車的能耗及成本。
[0003]為了減少整車的能耗以成本，申請?zhí)枮?01210440271.X的專利申請文件中公開了一種電池預(yù)熱裝置，從發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻循環(huán)路徑中分支出來一條電池加熱路徑，該路徑通過動(dòng)力電池之后，再次連接到冷卻循環(huán)路徑上，利用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量為動(dòng)力電池加熱，在不增加整車能耗的基礎(chǔ)上為動(dòng)力電池預(yù)熱。該方法雖然能夠?yàn)閯?dòng)力電池進(jìn)行加熱，但是，在加熱過程中對動(dòng)力電池的充放電控制過于粗放，只進(jìn)行兩種情況的判斷，滿足一定溫度條件時(shí)對電池充電，不滿足該條件時(shí)不對其充電，即對不同溫度下的電池以同樣的充放電電流進(jìn)行充放電，但是由于電池在較低溫度下時(shí)其充放電能力有限，所以，如果電池在較低溫度下對其以過大電流進(jìn)行充電或者放電的話，就會(huì)對電池造成損害或者無法發(fā)揮電池的正常性能，所以，利用這種充電方式對電池進(jìn)行充放電的話，長久以往會(huì)對電池造成很大的損害，能夠大幅度降低其使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)力電池加熱控制方法，用以解決利用現(xiàn)有的動(dòng)力電池加熱方法對電池進(jìn)行充放電控制時(shí)會(huì)對電池造成損害的問題。本發(fā)明同時(shí)提供一種動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種動(dòng)力電池加熱控制方法，包括以下步驟:
[0006]當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第一電流閾值；
[0007]當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池加熱，同時(shí)動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第二電流閾值；
[0008]當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述溫度正常閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)停止對動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池進(jìn)行正常的充放電；
[0009]所述第一電流閾值小于所述第二電流閾值。
[0010]當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，發(fā)電機(jī)不工作；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛。
[0011]實(shí)現(xiàn)所述當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的手段為:首先控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度上升，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度達(dá)到一個(gè)水溫設(shè)定值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行;所述高轉(zhuǎn)速對應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍為1200rpm-1500rpm。
[0012]實(shí)現(xiàn)所述當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛的手段為:發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能和動(dòng)力電池的電能用于同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)能量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速之差小于一個(gè)設(shè)定的轉(zhuǎn)速差閾值時(shí)，結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0013]所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能和動(dòng)力電池的電能共同構(gòu)成用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能量，其中，驅(qū)動(dòng)能量中的90%來自發(fā)電機(jī)，10%來自動(dòng)力電池。
[0014]所述設(shè)定的第一電流閾值為0.1C，所述工作下限閾值為動(dòng)力電池在最大允許充放電電流為0.1C時(shí)對應(yīng)的溫度值;所述設(shè)定的第二電流閾值為0.2C，所述溫度正常閾值為動(dòng)力電池在最大允許充放電電流為0.2C時(shí)對應(yīng)的溫度值。
[0015]一種動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)，包括:
[0016]第一控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第一電流閾值；
[0017]第二控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池加熱，同時(shí)動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第二電流閾值；
[0018]第三控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述溫度正常閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)停止對動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池進(jìn)行正常的充放電；
[0019]所述第一電流閾值小于所述第二電流閾值。
[0020]當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，發(fā)電機(jī)不工作；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛。
[0021]實(shí)現(xiàn)所述當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的手段為:首先控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度上升，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度達(dá)到一個(gè)水溫設(shè)定值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行;所述高轉(zhuǎn)速對應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍為1200rpm-1500rpm。
[0022]實(shí)現(xiàn)所述當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛的手段為:發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能和動(dòng)力電池的電能用于同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)能量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速之差小于一個(gè)設(shè)定的轉(zhuǎn)速差閾值時(shí)，結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0023]本發(fā)明提供的動(dòng)力電池加熱控制方法中，根據(jù)動(dòng)力電池的溫度所處的溫度范圍而對動(dòng)力電池進(jìn)行相應(yīng)地加熱或者輸出能量的處理。當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并利用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出的熱量為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，同時(shí)由于動(dòng)力電池的溫度較低，其最大的允許充放電電流較小，這時(shí)動(dòng)力電池一般情況下不輸出或者充入電能，即使輸出或者充入電能，其最大充放電電流也有一定的限制；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度增大到工作下限閾值和溫度正常閾值之間時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池加熱的同時(shí)，此時(shí)動(dòng)力電池有一定的工作能力，所以其最大允許充放電電流增大一些，但是還是不能正常的充放電，只有當(dāng)電池的溫度較大時(shí)，此時(shí)無需發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為其進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。這種控制方法根據(jù)動(dòng)力電池的本身的溫度這一最基本、也是最重要的條件來確定是否為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱和對動(dòng)力電池以多大的充放電電流進(jìn)行充放電，所以，這種控制方式能夠從根本上對動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，保證動(dòng)力電池的正常使用，而且相較于現(xiàn)有的粗放時(shí)的充放電控制方法，本發(fā)明提供的方法重點(diǎn)考慮電池的最大允許充放電電流，只在允許范圍之內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的充放電；比如電池在較低溫度下時(shí)，在對其進(jìn)行充放電時(shí)，不能超過最大允許充放電范圍，所以，這種控制方法細(xì)化了動(dòng)力電池在不同的加熱策略下的不同充放電控制，能夠大幅度降低對電池的損害，極大地增長了使用壽命。
[0024]另外，該方法只根據(jù)動(dòng)力電池的溫度這一個(gè)參量來對動(dòng)力電池進(jìn)行加熱控制，控制參量少，過程較為簡單，控制的可靠性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0025]圖1是混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是動(dòng)力電池加熱控制方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0028]方法實(shí)施例
[0029]本發(fā)明提供了一種動(dòng)力電池加熱控制方法，以及一種混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)，其中，該動(dòng)力系統(tǒng)能夠?qū)嵤┰摷訜峥刂品椒?，但是，該加熱控制方法的?shí)施并不局限于該動(dòng)力系統(tǒng)，其還可以適用于其他具體結(jié)構(gòu)的動(dòng)力系統(tǒng)，比如基于【背景技術(shù)】中專利申請文件公開的電池預(yù)熱裝置的動(dòng)力系統(tǒng)。
[0030]如圖1所示，該混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電池、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)機(jī)械傳動(dòng)連接，發(fā)電機(jī)通過一個(gè)離合器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)械傳動(dòng)連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛，動(dòng)力電池分別與發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接。該動(dòng)力系統(tǒng)還包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括一條冷卻循環(huán)路徑，冷卻循環(huán)路徑在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)通過并形成閉合回路，而且在路徑內(nèi)流通溫度介質(zhì)，冷卻循環(huán)路徑上串設(shè)有一個(gè)溫控閥，該溫控閥與水暖系統(tǒng)并聯(lián)，該水暖系統(tǒng)設(shè)置在電池倉內(nèi)，與動(dòng)力電池對應(yīng)設(shè)置，能夠?yàn)閯?dòng)力電池進(jìn)行加熱。[0031 ]上述提到，該動(dòng)力系統(tǒng)能夠?qū)嵤┍景l(fā)明提供的動(dòng)力電池加熱控制方法，該控制方法是加載在控制器中來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)地控制的，該控制器可以是車輛中的整車控制器，還可以是該動(dòng)力系統(tǒng)中的控制器HCU，如圖1所示，不管設(shè)置在哪一個(gè)控制器中，其控制過程以及控制對象均是相同的，本實(shí)施例以控制器HCU為例。而且，該加熱控制方法在整個(gè)過程中是根據(jù)動(dòng)力電池的溫度來進(jìn)行相應(yīng)地控制的，所以，在動(dòng)力電池的相應(yīng)位置處設(shè)置溫度傳感器來檢測電池的溫度是必不可少的，而且，控制器HCU采樣連接該溫度傳感器，用于時(shí)刻獲知電池的溫度。由于這一部分屬于常規(guī)技術(shù)手段，這里不再具體說明。
[0032]另外，控制器HCU還控制連接該動(dòng)力系統(tǒng)中的溫控閥，在一般情況下，動(dòng)力電池是不需要加熱的，只有動(dòng)力電池在較為寒冷的環(huán)境中才需要對其進(jìn)行加熱，所以，該溫控閥的常態(tài)是開通狀態(tài)，水循環(huán)不通過水暖系統(tǒng)。
[0033]控制器HCU在進(jìn)行電池加熱控制時(shí)，實(shí)時(shí)采集動(dòng)力電池的溫度，當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，此時(shí)由于動(dòng)力電池的溫度較低，其最大允許充放電電流較小，設(shè)定為第一電流閾值，當(dāng)然，在這種電池溫度較低的情況下，為了保證電池的性能，動(dòng)力電池一般是不輸出能量或者充入能量的；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池加熱，此時(shí)動(dòng)力電池的溫度升高了一些，具備一定的工作能力，這時(shí)動(dòng)力電池最大允許充放電電流增大了一些，設(shè)定為第二電流閾值；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述溫度正常閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)停止對動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，此時(shí)動(dòng)力電池進(jìn)行正常的充放電。
[0034]其中，工作下限閾值和溫度正常閾值均為設(shè)定的用于比較的閾值，其可以根據(jù)加熱的嚴(yán)格程度進(jìn)行設(shè)定，由于電池在不同的溫度下，其能夠放電或者充電的最大電流是不同的，也就是說，電池的不同的溫度值與最大充放電電流是--對應(yīng)的，這里稱最大充放電電流為充放電深度。也即是，工作下限閾值對應(yīng)的電池的最大允許充放電電流為第一電流閾值，溫度正常閾值對應(yīng)的電池的最大允許充放電電流為第二電流閾值，所以，第一電流閾值和第二電流閾值根據(jù)工作下限閾值和溫度正常閾值的不同設(shè)定而不同。在本實(shí)施例中，工作下限閾值對應(yīng)動(dòng)力電池的最大充放電電流(充放電深度)為0.1C，溫度正常閾值對應(yīng)動(dòng)力電池的最大充放電電流(充放電深度)為0.2C。
[0035]另外，動(dòng)力電池的溫度變化可以按照上述三個(gè)溫度范圍依次進(jìn)行，即動(dòng)力電池的實(shí)際溫度首先在低溫度區(qū)間內(nèi)，經(jīng)過加熱后，其溫度在中間溫度區(qū)間內(nèi)，繼續(xù)加熱后，最后到達(dá)高溫度區(qū)間內(nèi)。當(dāng)然，動(dòng)力電池的溫度變化也可以不按照上述三個(gè)溫度范圍依次進(jìn)行，比如:在初始狀態(tài)下，動(dòng)力電池的溫度不在低溫度區(qū)間內(nèi)，而是在中間溫度區(qū)間內(nèi)，那么，在進(jìn)行加熱后，動(dòng)力電池的溫度由中間溫度區(qū)間變換到高溫度區(qū)間，而不涉及到低溫度區(qū)間。所以，上述電池進(jìn)行加熱控制時(shí)，并非一定按照上述三個(gè)溫度區(qū)間的順序依次進(jìn)行加熱控制。
[0036]以下對上述控制方法中的動(dòng)力電池的溫度所在的三個(gè)區(qū)間分別進(jìn)行說明:
[0037]在低溫條件下，動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值，即電池的允許充放電深度小于0.1C時(shí)，此時(shí)由于動(dòng)力電池的能力不足，其最大允許充放電電流較小，在此以動(dòng)力電池不輸出能量為例;并且，控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制溫控閥關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)通過水暖系統(tǒng)為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱。而且，在該情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程為:首先控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的冷卻水溫度會(huì)逐漸上升，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度達(dá)到一個(gè)水溫設(shè)定值(該水溫設(shè)定值的具體數(shù)值是根據(jù)實(shí)際需要，比如控制要求嚴(yán)格程度進(jìn)行具體設(shè)置的)時(shí)，控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高轉(zhuǎn)速區(qū)(高轉(zhuǎn)速對應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍為1200rpm-1500rpm)，使發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行，在此過程中，水暖系統(tǒng)對電池進(jìn)行持續(xù)加熱。另外，該過程中，控制器高壓系統(tǒng)待機(jī)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況是有一定關(guān)系的，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度到達(dá)一定值時(shí)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)就進(jìn)入了工作經(jīng)濟(jì)區(qū)，該一定值就為上述的水溫設(shè)定值，該水溫設(shè)定值對應(yīng)著發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入工作經(jīng)濟(jì)區(qū)的臨界值。當(dāng)然，要想獲取發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度，就需要在冷卻系統(tǒng)中設(shè)置溫度傳感器，該控制器HCU采樣連接該溫度傳感器。
[0038]另外，當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，動(dòng)力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)是不工作，SP是不進(jìn)行發(fā)電的。
[0039]動(dòng)力電池由上述加熱之后其溫度增高，在大于或者等于工作下限閾值、且小于溫度正常閾值的范圍內(nèi)時(shí)，或者在初始情況下動(dòng)力電池的溫度本就在大于或者等于工作下限閾值、且小于溫度正常閾值的范圍內(nèi)時(shí)，即電池的允許充放電深度在0.1C和0.2C之間時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)持續(xù)為動(dòng)力電池加熱，并且，由于此時(shí)動(dòng)力電池的能力有了提升，其最大允許充放電電流相較于上述情況來說增大了一些，動(dòng)力電池能夠輸出能量;并且發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。此時(shí)如果司機(jī)踩踏加速踏板(油門踏板)時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能和動(dòng)力電池輸出的電能同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)能量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。由于此時(shí)動(dòng)力電池并不能正常功能，其動(dòng)力電池的允許充放電深度有一定的限制，所以，驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量中有90 %來自發(fā)電機(jī)，10 %來自動(dòng)力電池。驅(qū)動(dòng)電機(jī)由于獲得能量，其轉(zhuǎn)速逐漸增大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速之差小于一個(gè)設(shè)定的轉(zhuǎn)速差閾值(以5rpm為例)時(shí)，結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，保證車輛的驅(qū)動(dòng)行駛。另外，車輛在制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，發(fā)電機(jī)待機(jī)不發(fā)電，回饋能量控制在動(dòng)力電池的允許充電范圍內(nèi)，不足的制動(dòng)能量由整車制動(dòng)系統(tǒng)輔助。另外，為了能夠使司機(jī)實(shí)時(shí)獲知電池的狀態(tài)，控制器HCU可以控制將電池的信息反映到車載儀表中。
[0040]按照上述工況運(yùn)行一段時(shí)間后，動(dòng)力電池的溫度會(huì)上升到大于溫度正常閾值，SP電池的允許充放電深度大于0.2C，控制器HCU控制溫控閥閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)不再經(jīng)過電池倉水暖系統(tǒng)為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，此時(shí)動(dòng)力電池是可以正常充放電的。此時(shí)整車的控制就與電池加熱無關(guān)，其可以按照現(xiàn)有的動(dòng)力控制方式進(jìn)行控制，本實(shí)施例中，給出如下控制方式:如果車輛存在異常，那么將不可行車信息反饋到儀表。如果車輛沒有異常，控制器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，車輛低速運(yùn)行。當(dāng)電池SOC較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速越來越大，當(dāng)發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)速差在5rpm以內(nèi)時(shí)，離合器結(jié)合。當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，整車根據(jù)電池SOC情況進(jìn)行驅(qū)動(dòng)放電及制動(dòng)能量回收。該控制方法的全部流程見圖2所示。
[0041]該動(dòng)力系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢:借助自身的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速加熱的目的；通過控制策略控制發(fā)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作區(qū)間，實(shí)現(xiàn)低溫工況下的持續(xù)運(yùn)行，保證使用;通過雙電機(jī)系統(tǒng)的配合，在一定程度上讓電池加入小能量循環(huán)，進(jìn)一步加快電池的加熱速度；整個(gè)快速加熱系統(tǒng)只增加一個(gè)可控閥及水暖系統(tǒng)，不需要外加獨(dú)立供熱源，控制了系統(tǒng)的成本，提高產(chǎn)品的適應(yīng)性;系統(tǒng)無論熱量還是能量都可以通過內(nèi)部循環(huán)進(jìn)行，提高了系統(tǒng)能量的利用率，保證了系統(tǒng)的節(jié)能，高效。
[0042]系統(tǒng)實(shí)施例
[0043]該動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)，包括:
[0044]第一控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第一電流閾值；
[0045]第二控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池加熱，同時(shí)動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第二電流閾值；
[0046]第三控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于溫度正常閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)停止對動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池進(jìn)行正常的充放電；
[0047]第一電流閾值小于第二電流閾值。
[0048]該系統(tǒng)中的三個(gè)控制模塊均為軟件模塊，其設(shè)置在控制器中，比如整車控制器或者是動(dòng)力系統(tǒng)中的控制器HCU，控制器實(shí)施對應(yīng)的功能。所以，該控制系統(tǒng)本質(zhì)上還是加熱控制方法，由于該方法在上述方法實(shí)施例中已經(jīng)有了詳細(xì)描述，這里不再贅述。
[0049]以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)力電池加熱控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第一電流閾值； 當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池加熱，同時(shí)動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第二電流閾值； 當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述溫度正常閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)停止對動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池進(jìn)行正常的充放電； 所述第一電流閾值小于所述第二電流閾值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池加熱控制方法，其特征在于，當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，發(fā)電機(jī)不工作；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池加熱控制方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的手段為:首先控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度上升，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度達(dá)到一個(gè)水溫設(shè)定值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行;所述高轉(zhuǎn)速對應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍為1200rpm-1500rpm。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池加熱控制方法，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛的手段為:發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能和動(dòng)力電池的電能用于同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)能量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速之差小于一個(gè)設(shè)定的轉(zhuǎn)速差閾值時(shí)，結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)力電池加熱控制方法，其特征在于，所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能和動(dòng)力電池的電能共同構(gòu)成用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能量，其中，驅(qū)動(dòng)能量中的90%來自發(fā)電機(jī)，10%來自動(dòng)力電池。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池加熱控制方法，其特征在于，所述設(shè)定的第一電流閾值為0.1C，所述工作下限閾值為動(dòng)力電池在最大允許充放電電流為0.1C時(shí)對應(yīng)的溫度值；所述設(shè)定的第二電流閾值為0.2C，所述溫度正常閾值為動(dòng)力電池在最大允許充放電電流為0.2C時(shí)對應(yīng)的溫度值。7.一種動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第一電流閾值； 第二控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)為動(dòng)力電池加熱，同時(shí)動(dòng)力電池最大允許充放電電流為設(shè)定的第二電流閾值； 第三控制模塊，用于當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述溫度正常閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)停止對動(dòng)力電池進(jìn)行加熱，動(dòng)力電池進(jìn)行正常的充放電； 所述第一電流閾值小于所述第二電流閾值。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，發(fā)電機(jī)不工作；當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述當(dāng)動(dòng)力電池的溫度小于工作下限閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的手段為:首先控制發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度上升，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻水溫度達(dá)到一個(gè)水溫設(shè)定值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)行;所述高轉(zhuǎn)速對應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍為1200rpm-1500rpm。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)力電池加熱控制系統(tǒng)，其特征在于，實(shí)現(xiàn)所述當(dāng)動(dòng)力電池的溫度大于或者等于所述工作下限閾值、且小于溫度正常閾值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，用于驅(qū)動(dòng)車輛行駛的手段為:發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能和動(dòng)力電池的電能用于同時(shí)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)能量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速之差小于一個(gè)設(shè)定的轉(zhuǎn)速差閾值時(shí)，結(jié)合驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】B60W10/26GK105946604SQ201610277794
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】楊泗鵬, 雷躍鋒, 鄭維, 陳萬銀, 喬理想, 張廣利, 韓光輝, 張冬
【申請人】鄭州宇通客車股份有限公司