电池包加热架构、电池包加热方法、控制器和车辆与流程

1.本技术涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池包加热架构、电池包加热方法、控制器和车辆。


背景技术：

2.目前新能源汽车零部件的集成化程度越来越高，整车obc(on board charger，车载充电器)&dcdc(dc-dc converter，直流-直流变换器)与电池包集成化的电池ctc(cell to chassis，电芯集成至底盘)结构已经在许多整车厂应用。
3.当整车处于低温慢充工况时，由于充电倍率较小，电芯自生热将小于环境散热。在此过程中，当电池包温度降低至加热开启阈值时，需要通过整车会反复开启加热来增加电量消耗，以延长充电时间。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低电池包加热过程中电量的消耗的电池包加热架构、电池包加热方法、控制器和车辆。
5.一方面，提供一种电池包加热架构，其包括：
6.电池回路，所述电池回路包括：
7.电池包；
8.电池水泵，所述电池水泵与所述电池包的进水口连接；
9.集成回路，所述集成回路包括：
10.集成了车载充电器和直流-直流变换器的集成模块；
11.第一连通模块，设置在所述电池回路和所述集成回路之间，所述第一连通模块用于连通或断开连通所述电池回路和所述集成回路；
12.控制器，用于在所述电池包处于慢充工况时，响应于所述电池包的工作状态处于非加热状态且所述集成模块的工作温度不小于第一预设温度，控制所述第一连通模块将所述电池回路和所述集成回路连通，并控制所述电池水泵工作，以加热所述电池包。
13.在一实施例中，所述架构还包括：
14.电池包外部冷却回路，用于在与所述电池回路连通时对所述电池包进行冷却；
15.第二连通模块，设置在所述电池回路和所述电池包外部冷却回路之间，所述第二连通模块用于连通或断开连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路；
16.集成模块外部冷却回路，用于在与所述集成回路连通时对所述集成模块进行冷却；
17.第三连通模块，设置在所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路之间，所述第三连通模块用于连通或断开连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路；
18.所述控制器还用于在所述电池包处于慢充工况时，响应于所述电池包的工作状态处于非加热状态且所述集成模块的工作温度不小于第一预设温度，控制所述第二连通模块
将所述电池回路和所述电池包外部冷却回路断开连通，并控制所述第三连通模块将所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路断开连通。
19.在一实施例中，所述控制器还用于：在所述电池包处于所述慢充工况时，响应于所述电池包的所述工作状态处于加热状态，或响应于所述电池包的所述工作状态处于非加热状态且所述集成模块的工作温度小于第一预设温度，控制所述第一连通模块断开连通所述电池回路和所述集成回路，控制所述第二连通模块连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并控制所述第三连通模块连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。
20.在一实施例中，，所述电池包加热架构还包括：
21.温度传感器，所述温度传感器设置在所述电池包的进水口端，所述温度传感器用于在控制所述第一连通模块将所述电池回路和所述集成回路连通，并控制所述电池水泵工作，以加热所述电池包步骤之后，检测所述进水口端的温度，得到目标温度；
22.所述控制器还用于：
23.响应于所述目标温度大于第二预设温度，控制所述第一连通模块断开连通所述电池回路和所述集成回路，控制所述第二连通模块连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并控制所述第三连通模块连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。
24.在一实施例中，所述第一连通模块，所述第二连通模块和所述第三连通模块为四通阀。
25.在一实施例中，所述控制器为整车控制器或组合仪表。
26.另一方面，还提供了一种电池包加热方法，通过电池包加热架构对电池包进行加热，所述电池包加热架构包括：集成回路和电池回路，所述集成回路包括集成了车载充电器和直流-直流变换器的集成模块，所述电池回路包括电池包和电池水泵，其中，所述电池包加热方法包括：
27.当所述电池包处于慢充工况时，获取所述电池包的工作状态；
28.确定所述电池包的所述工作状态是否为加热状态；
29.响应于所述电池包的所述工作状态不为所述加热状态，确定所述集成模块的工作温度是否不小于第一预设温度；
30.响应于所述工作温度不小于所述第一预设温度，将所述电池回路和所述集成回路连通，通过所述电池水泵工作对所述电池包进行加热。
31.在一实施例中，所述电池包加热架构还包括电池包外部冷却回路，第二连通模块，集成模块外部冷却回路，以及第三连通模块，所述第二连通模块设置在所述电池回路和所述电池包外部冷却回路之间，所述第三连通模块设置在所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路之间，
32.所述响应于所述电池包的所述工作状态不为所述加热状态，确定所述集成模块的工作温度是否不小于第一预设温度步骤之后，还包括：
33.响应于所述集成模块的工作温度不小于所述第一预设温度，通过所述第二连通模块将所述电池回路和所述电池包外部冷却回路断开连通，并通过所述第三连通模块将所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路断开连通。
34.在一实施例中，所述确定所述电池包的所述工作状态是否为加热状态步骤之后，还包括：
35.响应于所述电池包的所述工作状态为所述加热状态，通过所述第一连通模块断开连通所述电池回路和所述集成回路，通过所述第二连通模块连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并通过所述第三连通模块连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。
36.在一实施例中，所述响应于所述电池包的所述工作状态不为所述加热状态，所述确定所述集成模块的工作温度是否不小于第一预设温度步骤之后，还包括：
37.响应于所述集成模块的所述工作温度小于所述第一预设温度，通过所述第一连通模块断开连通所述电池回路和所述集成回路，通过所述第二连通模块连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并通过所述第三连通模块连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。
38.在一实施例中，所述响应于所述工作温度不小于所述第一预设温度，将所述电池回路和所述集成回路连通，并对所述电池包进行加热步骤之后，还包括：
39.检测所述电池包的进水口的温度，得到目标温度；
40.确定所述目标温度是否不大于第二预设温度；
41.响应于大于所述第二预设温度，断开连通所述电池回路和所述集成回路，连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。
42.再一方面，还提供了一种控制器，所述控制器用于执行如上所述的电池包加热方法。
43.又一方面，还提供了一种车辆，车辆包括如上所述的控制器，和/或如上所述的电池包加热架构。
44.上述电池包加热架构，电池包加热方法，控制器和车辆，在电池包处于慢充工况时，通过控制器响应于电池包的工作状态处于非加热状态且集成模块的工作温度不小于第一预设温度，控制第一连通模块将电池回路和集成回路连通，并控制电池水泵工作，以加热电池包，减少了电池包加热过程中电量的消耗。
附图说明
45.图1为本技术实施例提供的电池包加热架构的结构示意图；
46.图2为本技术实施例提供的电池包加热方法的流程示意图；
47.图3为本技术实施例提供的电池包加热方法的另一流程示意图。
具体实施方式
48.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
49.本技术提供了一种车辆，该车辆包括电池包加热架构。请参照图1，图1为本技术实施例提供的电池包加热架构的结构示意图。如图1所示，电池包加热架构1包括电池回路11，集成回路12，第一连通模块13和控制器14。
50.电池回路11包括电池包111和电池水泵112。电池包111包括进水口1111和出水口
1112。电池包111靠近电池水泵112的一端为进水口，远离电池水泵112的一端为出水口，电池包111的进水口与电池水泵112连接。在一实施例中，电池回路11还包括第一管道113和第二管道114。电池包111的一端通过第一管道113与电池水泵112连接，另一端通过第二管道114与第一连通模块13连接。
51.集成回路12包括集成模块121，该集成模块121中集成了车载充电器(obc)和直流-直流变换器(dc-dc)。
52.第一连通模块13设置在电池回路11和集成回路12之间，第一连通模块13用于连通或断开连通电池回路11和集成回路12。在一实施例中，第一连通模块13可以为四通阀，包括第一连通端131，第二连通端132，第三连通端133和第四连通端134。其中，第一连通端131和第四连通端134与集成回路12连接。第二连通端132和第三连通端133与电池回路11连通。当需要连通电池回路11和集成回路12时，第一连通端131和第二连通端132导通，第三连通端133和第四连通端134导通。当需要断开连通电池回路11和集成回路12时，第一连通端131和第四连通端134导通，第三连通端133和第二连通端132导通。
53.控制器14可以为整车控制器(vehicle control unit，vcu)或组合仪表(instrument cluster module，icm)。控制器14可以监测车辆状态信息，比如集成模块121的工作温度，电池包111的进水口1111的水温等，还可以在对该车辆状态信息进行判断处理后，向动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，以控制动力电池系统的工作模式。
54.在一实施例中，控制器14可以在电池包111处于慢充工况时，监测电池包111的工作状态以及集成模块121的工作温度，响应于电池包111的工作状态处于非加热状态且集成模块121的工作温度不小于第一预设温度，控制第一连通模块13将电池回路11和集成回路12连通，并控制电池水泵112工作，以加热电池包111。这样当整车处于慢充状态时，可以将集成模块121从充电桩获取的能量中的一部分能量用于加热电池包111。
55.在一些实施例中，如图1所示，架构1还包括电池包外部冷却回路15，第二连通模块16，集成模块外部冷却回路17以及第三连通模块18。
56.电池包外部冷却回路15用于在与电池回路11连通时对电池包111进行冷却。
57.第二连通模块16设置在电池回路11和电池包外部冷却回路15之间，第二连通模块16用于连通或断开连通电池回路11和电池包外部冷却回路15。在一实施例中，第二连通模块16为四通阀，包括第一导通端161，第二导通端162，第三导通端163和第四导通端164。第一导通端161和第二导通端162与电池包外部冷却回路15连接，第四导通端164和第三导通端163与电池回路11连接。当需要连通电池回路11和电池包外部冷却回路15时，第二导通端162和第三导通端163导通，第一导通端161和第四导通端164导通。当需要断开连通电池回路11和电池包外部冷却回路15时，第一导通端161和第二导通端162导通，第四导通端164和第三导通端163导通。
58.集成模块外部冷却回路17用于在与集成回路12连通时对集成模块12进行冷却。
59.第三连通模块18设置在集成回路12和集成模块外部冷却回路17之间，第三连通模块18用于连通或断开连通集成回路12和集成模块外部冷却回路17。在一实施例中，第三连通模块18为四通阀，包括第一端子181，第二端子182，第三端子183和第四端子184。第一端子181和第四端子184与集成模块外部冷却回路17连接，第三端子183和第二端子182与集成回路12连接。当需要连通集成回路12和集成模块外部冷却回路17时，第一端子181和第二端
子182导通，第三端子183和第四端子184导通。当需要断开连通集成回路12和集成模块外部冷却回路17时，第一端子181和第四端子184导通，第三端子183和第二端子182导通。
60.控制器14还用于在电池包111处于慢充工况时，响应于电池包111的工作状态处于非加热状态且集成模块121的工作温度不小于第一预设温度，控制第二连通模块16将电池回路11和电池包外部冷却回路15断开连通，并控制第三连通模块18将集成回路12和集成模块外部冷却回路17断开连通。
61.在一些实施例中，控制器14还用于：在电池包111处于慢充工况时，响应于电池包111的工作状态处于加热状态，或响应于电池包111的工作状态处于非加热状态且集成模块121的工作温度小于第一预设温度，控制第一连通模块13断开连通电池回路111和集成回路12，控制第二连通模块16连通电池回路11和电池包外部冷却回路15，并控制第三连通模块16连通集成回路12和集成模块外部冷却回路17。
62.在一些实施例中，电池包加热架构1还包括：温度传感器19。温度传感器19设置在电池包11的进水口端，温度传感器19用于检测进水口端111的温度，得到目标温度。此时，控制器14还用于：响应于目标温度大于第二预设温度，控制第一连通模块13断开连通电池回路11和集成回路12，控制第二连通模块16连通电池回路11和电池包外部冷却回路15，并控制第三连通模块18连通集成回路12和集成模块外部冷却回路17。
63.本技术实施例还提供了一种电池包加热方法。请参照图2，图2为本发明实施例提供的电池包加热方法的流程示意图。该电池包加热方法可以由车辆、车载电子装置、车载电脑等执行，也可以由车载电子装置、车载电脑等装置所具有的芯片、处理器执行。在本实施例中，以由整车控制器执行为例进行描述。该电池包加热方法包括如下流程步骤：
64.步骤s101，当电池包处于慢充工况时，获取电池包的工作状态。
65.步骤s102，确定电池包的工作状态是否为加热状态。
66.步骤s103，响应于电池包的工作状态不为加热状态，确定集成模块的工作温度是否不小于第一预设温度。
67.步骤s104，响应于工作温度不小于第一预设温度，将电池回路和集成回路连通，通过电池水泵工作对电池包进行加热。
68.以下对上述步骤进行详细描述：
69.当电池包处于慢充工况时，电池包的充电电流较小，电池包自发热小于电池包对外部环境的散热。因此，当整车控制器检测到电池包处于慢充工况时，首先获取电池包的工作状态，转入步骤s102来判断该工作状态是否为加热状态，如果为加热状态时，说明电池包正常工作，转入如图3所示的步骤s105：通过第一连通模块断开连通电池回路和集成回路，通过第二连通模块连通电池回路和电池包外部冷却回路，并通过第三连通模块连通集成回路和集成模块外部冷却回路。此时，集成回路和集成模块外部冷却回路连通，电池回路和电池包外部冷却回路连通，按照整车热管理控制策略进行正常的冷却和加热。
70.如果整车控制器确定电池包的工作状态不为加热状态，则转入步骤s103，进一步获取集成模块的工作温度，判断集成模块的工作温度是否不小于第一预设温度，如果工作温度小于第一预设温度，同样说明电池包正常工作，因此也转入步骤s105。
71.如果整车控制器确定集成模块的工作温度不小于第一预设温度，则转入步骤s104，将电池回路和集成回路连通，并控制电池回路中的电池水泵工作，使水路循环，实现
对电池包的加热。通过电池回路和集成回路循环，可以将集成模块121从充电桩获取的能量中的一部分能量用于加热电池包111，不仅可以使电池包温度均衡，还可以使电池包保温维温。在一实施例中，整车控制器还通过第二连通模块将电池回路和电池包外部冷却回路断开连通，并通过第三连通模块将集成回路和集成模块外部冷却回路断开连通。其中，第一预设温度可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。在一实施例中，第一预设温度可以为电池平均温度。
72.在通过电池回路和集成回路连通，电池水泵工作，实现对电池包加热的过程中，还需要时刻监测电池包的进水口的温度，避免超温。因此，在一些实施例中，响应于工作温度不小于第一预设温度，将电池回路和集成回路连通，并对电池包进行加热步骤之后，还包括：步骤s106，检测电池包的进水口的温度，得到目标温度。步骤s107，确定目标温度是否不大于第二预设温度。响应于大于第二预设温度，转入步骤s105。响应于不大于第二预设温度，转入步骤s106。
73.其中，第二预设温度可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。在一实施例中，第二预设温度可以由电池包的电芯可接受的最高温度确定，比如45摄氏度。当整车控制器确定目标温度大于第二预设温度时，说明电池包温度超温，因此需要使电池包转入正常工作状态，即转入步骤s105。当整车控制器确定目标温度不大于第二预设温度时，则继续检测电池包的进水口的温度，即转回步骤s106。
74.应该理解的是，虽然图2-3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
75.本技术实施例提供的电池包加热架构，电池包加热方法，控制器和车辆，在电池包处于慢充工况时，通过控制器响应于电池包的工作状态处于非加热状态且集成模块的工作温度不小于第一预设温度，控制第一连通模块将电池回路和集成回路连通，并控制电池水泵工作，以加热电池包，减少了电池包加热过程中电量的消耗。
76.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。
77.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，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，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种电池包加热架构，其特征在于，包括：电池回路，所述电池回路包括：电池包；电池水泵，所述电池水泵与所述电池包的进水口连接；集成回路，所述集成回路包括：集成了车载充电器和直流-直流变换器的集成模块；第一连通模块，设置在所述电池回路和所述集成回路之间，所述第一连通模块用于连通或断开连通所述电池回路和所述集成回路；控制器，用于在所述电池包处于慢充工况时，响应于所述电池包的工作状态处于非加热状态且所述集成模块的工作温度不小于第一预设温度，控制所述第一连通模块将所述电池回路和所述集成回路连通，并控制所述电池水泵工作，以加热所述电池包。2.根据权利要求1所述的电池包加热架构，其特征在于，所述架构还包括：电池包外部冷却回路，用于在与所述电池回路连通时对所述电池包进行冷却；第二连通模块，设置在所述电池回路和所述电池包外部冷却回路之间，所述第二连通模块用于连通或断开连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路；集成模块外部冷却回路，用于在与所述集成回路连通时对所述集成模块进行冷却；第三连通模块，设置在所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路之间，所述第三连通模块用于连通或断开连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路；所述控制器还用于在所述电池包处于慢充工况时，响应于所述电池包的工作状态处于非加热状态且所述集成模块的工作温度不小于第一预设温度，控制所述第二连通模块将所述电池回路和所述电池包外部冷却回路断开连通，并控制所述第三连通模块将所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路断开连通。3.根据权利要求2所述的电池包加热架构，其特征在于，所述控制器还用于：在所述电池包处于所述慢充工况时，响应于所述电池包的所述工作状态处于加热状态，或响应于所述电池包的所述工作状态处于非加热状态且所述集成模块的工作温度小于第一预设温度，控制所述第一连通模块断开连通所述电池回路和所述集成回路，控制所述第二连通模块连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并控制所述第三连通模块连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。4.根据权利要求2所述的电池包加热架构，其特征在于，所述电池包加热架构还包括：温度传感器，所述温度传感器设置在所述电池包的进水口端，所述温度传感器用于在控制所述第一连通模块将所述电池回路和所述集成回路连通，并控制所述电池水泵工作，以加热所述电池包步骤之后，检测所述进水口端的温度，得到目标温度；所述控制器还用于：响应于所述目标温度大于第二预设温度，控制所述第一连通模块断开连通所述电池回路和所述集成回路，控制所述第二连通模块连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并控制所述第三连通模块连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。5.根据权利要求2所述的电池包加热架构，其特征在于，所述第一连通模块，所述第二连通模块和所述第三连通模块为四通阀。6.根据权利要求1所述的电池包加热架构，其特征在于，所述控制器为整车控制器或组
合仪表。7.一种电池包加热方法，通过电池包加热架构对电池包进行加热，所述电池包加热架构包括：集成回路和电池回路，所述集成回路包括集成了车载充电器和直流-直流变换器的集成模块，所述电池回路包括电池包和电池水泵，其特征在于，所述电池包加热方法包括：当所述电池包处于慢充工况时，获取所述电池包的工作状态；确定所述电池包的所述工作状态是否为加热状态；响应于所述电池包的所述工作状态不为所述加热状态，确定所述集成模块的工作温度是否不小于第一预设温度；响应于所述工作温度不小于所述第一预设温度，将所述电池回路和所述集成回路连通，通过所述电池水泵工作对所述电池包进行加热。8.根据权利要求7所述的电池包加热方法，其特征在于，所述电池包加热架构还包括电池包外部冷却回路，第二连通模块，集成模块外部冷却回路，以及第三连通模块，所述第二连通模块设置在所述电池回路和所述电池包外部冷却回路之间，所述第三连通模块设置在所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路之间，所述响应于所述电池包的所述工作状态不为所述加热状态，确定所述集成模块的工作温度是否不小于第一预设温度步骤之后，还包括：响应于所述集成模块的工作温度不小于所述第一预设温度，通过所述第二连通模块将所述电池回路和所述电池包外部冷却回路断开连通，并通过所述第三连通模块将所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路断开连通。9.根据权利要求8所述的电池包加热方法，其特征在于，所述确定所述电池包的所述工作状态是否为加热状态步骤之后，还包括：响应于所述电池包的所述工作状态为所述加热状态，通过所述第一连通模块断开连通所述电池回路和所述集成回路，通过所述第二连通模块连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并通过所述第三连通模块连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。10.根据权利要求8所述的电池包加热方法，其特征在于，所述响应于所述电池包的所述工作状态不为所述加热状态，所述确定所述集成模块的工作温度是否不小于第一预设温度步骤之后，还包括：响应于所述集成模块的所述工作温度小于所述第一预设温度，通过所述第一连通模块断开连通所述电池回路和所述集成回路，通过所述第二连通模块连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并通过所述第三连通模块连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。11.根据权利要求7所述的电池包加热方法，其特征在于，所述响应于所述工作温度不小于所述第一预设温度，将所述电池回路和所述集成回路连通，并对所述电池包进行加热步骤之后，还包括：检测所述电池包的进水口的温度，得到目标温度；确定所述目标温度是否不大于第二预设温度；响应于大于所述第二预设温度，断开连通所述电池回路和所述集成回路，连通所述电池回路和所述电池包外部冷却回路，并连通所述集成回路和所述集成模块外部冷却回路。12.一种控制器，其特征在于，所述控制器用于执行如权利要求7-11任一项所述的电池
包加热方法。13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求12所述的控制器，和/或如权利要求1-6任一项所述的电池包加热架构。

技术总结
本申请涉及一种电池包加热架构、电池包加热方法、控制器和车辆。架构包括：电池回路，电池回路包括：电池包；电池水泵，电池水泵与电池包的进水口连接；集成回路，集成回路包括：集成了车载充电器和直流-直流变换器的集成模块；第一连通模块，设置在电池回路和集成回路之间，第一连通模块用于连通或断开连通电池回路和集成回路；控制器，用于在电池包处于慢充工况时，响应于电池包的工作状态处于非加热状态且集成模块的工作温度不小于第一预设温度，控制第一连通模块将电池回路和集成回路连通，并控制电池水泵工作，以加热电池包。采用上述方案能够降低电池包加热过程中电量的消耗。案能够降低电池包加热过程中电量的消耗。案能够降低电池包加热过程中电量的消耗。


技术研发人员：孟斐
受保护的技术使用者：华人运通（山东）科技有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/10/8