一种车辆电池的插枪保温控制方法及车辆与流程

1.本发明属于车辆电池技术领域，具体涉及一种车辆电池的插枪保温控制方法及车辆。


背景技术：

2.新能源电动汽车动力电池包的工作温度不仅会影响电池包性能，而且直接关系到车辆安全。电池在充满电之后，过一段时间，电池的温度会下降。驾驶员驾驶车辆的时候，若电池的温度不能保持适宜的温度，会影响到车辆的性能。所以，现在车辆会增加插枪保温的功能，以让电池保持适宜的温度。
3.一般现有方案，会使用电池本身的电量来为电池加热，以使电池保持适宜的温度。然而这会造成车辆虽然插着充电枪，但电池实际上并未充满电。而为了使电池保持适宜的温度，并且不消耗电池自身的电量，整车会断开电池端的继电器，以防保温的功率从电池取电，而不是从充电桩取电。
4.如果采用充电桩的电来为电池加热，便涉及到电池预充的问题。电池进行预充是为了保护电池主正极继电器不被冲击的大电流烧毁，目前一般采用在充电桩中增加一个预充电阻回路，当接收到整车插枪保温需求时，充电桩会进入缓慢输出模式，缓慢输出电流，以建立电池预充过程，防止电池的正极继电器被烧毁。虽然在充电桩中增加一个预充电阻回路解决了电池预充的问题，但这又造成了充电桩新增成本的问题。
5.此外，在正常的高压连接过程中，会一直闭合电池的主继电器，同时电池的主继电器包括预充回路。一直闭合电池的主继电器会造成电池保温的功率从电池取电，即消耗的是电池自身的电量。因此，如何在插枪保温过程中，不闭合电池的主继电器，且不增加充电桩成本，同时解决电池预充的问题，是一个难题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，提供一种车辆电池的插枪保温控制方法及车辆，在插枪保温过程中不消耗电池自身的电量，且不增加充电桩成本，同时解决电池预充的问题。
7.本发明的技术方案如下：
8.一种车辆电池的插枪保温控制方法，包括以下步骤：
9.判断车辆是否进入插枪保温流程；若是，则整车控制器综合判断电池的温度、整车高压状态和充电枪类型；
10.若电池的温度低于一定的阈值、高压未连接且充电枪为快充充电枪，则整车控制器先闭合负极继电器和预充继电器，待正极继电器两侧的母线电压达到电池的一定电压值以上，再闭合正极继电器，断开预充继电器，此时预充完成，高压已连接；之后整车控制器控制电池管理系统闭合快充回路；电池管理系统收到闭合快充回路指令后闭合快充继电器，并向整车控制器反馈快充回路已闭合；整车控制器收到快充回路已闭合的反馈后，与快充充电桩通信，向快充充电桩发送快充桩恒压工作模式信号；当快充充电桩完成恒压输出后，
快充充电桩与电池管理系统进行信号交互，告知电池管理系统快充充电桩准备就绪，电池管理系统再将该信号反馈给整车控制器；整车控制器接收到充电桩准备就绪信号后，整车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，并开始控制ptc加热电池；
11.若电池的温度低于一定的阈值、高压未连接且充电枪为慢充充电枪，则整车控制器先闭合负极继电器和预充继电器，待正极继电器两侧的母线电压达到电池的一定电压值以上，再闭合正极继电器，断开预充继电器，此时预充完成，高压已连接；之后整车控制器控制车载充电机闭合慢充回路；车载充电机收到闭合慢充回路指令后闭合慢充继电器，调整输出模式为恒压输出，并向整车控制器反馈车载充电机已处于恒压输出模式；当整车控制器收到反馈后，整车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，同时车载充电机与慢充充电桩通信，以反馈慢充桩准备就绪信号给整车控制器，整车控制器开始控制ptc加热电池。
12.进一步的，判断驾驶员是否设置有出行时间；
13.若驾驶员设置有出行时间，则tbox根据电池的温度、外界环境的温度、ptc加热功率以及电池的目标温度计算加热所需时间，进而确定车辆的唤醒时间点，以在车辆的唤醒时间点唤醒整车，进入插枪保温流程；
14.若驾驶员未设置出行时间，则tbox每隔固定时间唤醒整车，每一次均判断是否进入插枪保温流程。
15.进一步的，tbox整点唤醒整车。
16.进一步的，电池的一定电压值为电池电压的95％。
17.进一步的，若电池的温度未低于一定的阈值，则整车控制器控制整车休眠。
18.进一步的，若电池的温度低于一定的阈值、高压已连接且充电枪为快充充电枪，则预充完成，高压已连接；整车控制器控制电池管理系统闭合快充回路；电池管理系统收到闭合快充回路指令后闭合快充继电器，并向整车控制器反馈快充回路已闭合；整车控制器收到快充回路已闭合的反馈后，与快充充电桩通信，向快充充电桩发送快充桩恒压工作模式信号；当快充充电桩完成恒压输出后，快充充电桩与电池管理系统进行信号交互，告知电池管理系统快充充电桩准备就绪，电池管理系统再将该信号反馈给整车控制器；整车控制器接收到充电桩准备就绪信号后，整车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，并开始控制ptc加热电池。
19.进一步的，若电池的温度低于一定的阈值、高压已连接且充电枪为慢充充电枪，则预充完成，高压已连接；整车控制器控制车载充电机闭合慢充回路；车载充电机收到闭合慢充回路指令后闭合慢充继电器，调整输出模式为恒压输出，并向整车控制器反馈车载充电机已处于恒压输出模式；当整车控制器收到反馈后，整车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，同时车载充电机与慢充充电桩通信，以反馈慢充桩准备就绪信号给整车控制器，整车控制器开始控制ptc加热电池。
20.进一步的，断开正极继电器的同时断开负极继电器。
21.进一步的，当电池温度加热到设定温度，则停止加热或降低ptc加热功率。
22.一种车辆，该车辆采用上述中任意一项所述的车辆电池的插枪保温控制方法。
23.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
24.本发明通过判断整车高压状态来判断预充是否完成，若高压已连接，则不存在预充问题，若高压未连接，则利用预充继电器以及预充电阻使正极继电器两侧的母线电压达
到电池的一定电压值以上，解决预充问题，随后根据充电枪类型利用充电桩的电来完成插枪保温功能，能够在插枪保温过程中既不消耗电池自身的电量，又不增加充电桩成本，同时解决电池预充的问题。
附图说明
25.图1是整车高压架构原理图；
26.图2是车辆电池的插枪保温控制方法流程图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
28.整车正常的上高压的过程中，一般都会有一个预充的过程。这个预充的过程是闭合负极继电器与预充继电器。当电池管理系统bms检测到直流母线电压达到动力电池的一定电压值以上，预充完成。预充完成后，断开预充继电器，再闭合主正极继电器。而在插枪保温的过程中，为了不让电池在插枪保温过程中损耗电量，需要把主继电器断开，这样就避免了整车在插枪保温过程中损耗电池的电量。其中，主继电器包括正极继电器和负极继电器。
29.而一般的车型中，主继电器断开后，为了完成这个预充过程，一般会在充电桩中新增一个预充电阻和预充继电器，即增加一个预充电阻回路，但是这样会导致成本增加。
30.为了不增加成本，又不消耗电池的电，同时满足电池预充过程，本发明提出了一种车辆电池的插枪保温控制方法及车辆，由整车实现，通过现有的主高压回路建立预充，再闭合慢充/快充保温回路，然后再断开主高压回路。如图1和图2所示，具体控制方案如下：
31.当插枪保温功能打开，若驾驶员设置了出行时间，tbox会根据电池和外界环境的温度，还有电池的目标适宜温度，以及ptc加热功率计算一个加热时间，进而根据计算出来的加热时间确定车辆唤醒时间点，唤醒整车，进入插枪保温的流程。若驾驶员未设置出行时间，则tbox整点唤醒整车，每一次均判断是否进入插枪保温流程。可根据是否设置有出行时间或者其他的插枪保温开启条件，来判断是否进入插枪保温流程。
32.由整车控制器控制整个插枪保温过程。当整车控制器接收到整车插枪保温功能已打开时，整车控制器综合判断整车高压状态、电池的温度和充电枪类型。
33.当电池温度未低于一定的阈值，整车控制器控制整车休眠。
34.当电池温度低于一定的阈值，高压未连接，且充电枪为快充充电枪时。整车控制器控制电池管理系统bms先闭合负极继电器k1与预充继电器k2。当电池管理系统bms检测到直流母线电压达到动力电池的一定电压值以上，例如额定电压值的95％时，断开预充继电器k2，再闭合主正极继电器k3，然后等待电池管理系统bms发送高压主回路已闭合状态。整车控制器接收到电池高压主回路闭合状态信号为已闭合，即此时预充已完成，整车控制器控制电池管理系统bms闭合快充回路。电池管理系统bms接收到快充闭合指令，控制快充继电器k4与k5闭合。当电池管理系统bms反馈快充继电器已闭合，整车控制器和快充充电桩通信，整车控制器发送快充桩恒压工作模式，通过信号告知充电桩，此时整车处于插枪保温状
态。当充电桩完成恒压输出，电池管理系统bms反馈快充桩准备就绪信号给整车控制器pdcu，整车控制器pdcu控制电池管理系统断开正极继电器，并控制汽车加热器ptc输出，开始加热电池。
35.当电池温度低于一定的阈值，高压已连接，且充电枪为快充充电枪时。高压已连接，代表此时预充已完成。整车控制器控制电池管理系统bms闭合快充回路。电池管理系统bms接收到快充闭合指令，控制快充继电器k4与k5闭合。当电池管理系统bms反馈快充继电器已闭合，整车控制器和快充充电桩通信，整车控制器发送快充桩恒压工作模式，通过信号告知充电桩，此时整车处于插枪保温状态。当充电桩完成恒压输出，电池管理系统bms反馈快充桩准备就绪信号给整车控制器pdcu，整车控制器pdcu控制电池管理系统断开正极继电器，并控制汽车加热器ptc输出，开始加热电池。
36.当电池温度低于一定的阈值，高压未连接，且充电枪为慢充充电枪。整车控制器闭合负极继电器k1与预充继电器k2，让高压回路电池主继电器两侧的母线电压达到动力电池的一定电压值以上，例如额定电压值的95％时，断开预充继电器k2，再闭合主正极继电器k3，然后等待电池发送高压主回路已闭合状态。整车控制器接收到电池高压主回路闭合状态信号为已闭合，即此时预充已完成，整车控制器控制车载充电机obc闭合慢充回路。车载充电机obc接收到慢充回路闭合指令，控制慢充回路继电器s2闭合。车载充电机obc接收到插枪保温功能打开的状态，调整输出模式为恒压输出，当车载充电机obc反馈输出模式已调整为恒压输出，车载充电机反馈整车控制器obc已处于恒压输出模式。整车控制器pdcu接收到obc反馈为恒压输出模式，整车控制器控制高压主继电器断开，同时车载充电机和慢充充电桩维持通信，持续保持恒压输出模式。整车控制器pdcu控制ptc启动，加热电池。
37.当电池温度低于一定的阈值，高压已连接，且充电枪为慢充充电枪时。高压已连接，代表此时预充已完成。整车控制器接收到电池高压主回路闭合状态信号为已闭合，即此时预充已完成，整车控制器控制车载充电机obc闭合慢充回路。车载充电机obc接收到慢充回路闭合指令，控制慢充回路继电器s2闭合。车载充电机obc接收到插枪保温功能打开的状态，调整输出模式为恒压输出，当车载充电机obc反馈输出模式已调整为恒压输出，车载充电机反馈整车控制器obc已处于恒压输出模式。整车控制器pdcu接收到obc反馈为恒压输出模式，整车控制器通过电池管理系统bms控制高压主继电器断开，同时车载充电机和慢充充电桩维持通信，持续保持恒压输出模式。整车控制器pdcu控制ptc启动，加热电池。
38.本发明还提供一种车辆，该车辆采用上述中任意一项所述的车辆电池的插枪保温控制方法。
39.本发明为了不增加整车成本，新增软件控制逻辑，用软件去覆盖硬件的变更。使用这样的控制方案，既可避免电池在预充未完成前，充电桩即输出电压，导致继电器烧毁，又可避免消耗电池自身的电量，同时也可解决给整车或者充电桩增加成本的问题。
40.需要指出，根据实施的需要，可将本技术中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
41.本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，包括以下步骤：判断车辆是否进入插枪保温流程；若是，则整车控制器综合判断电池的温度、整车高压状态和充电枪类型；若电池的温度低于一定的阈值、高压未连接且充电枪为快充充电枪，则整车控制器先闭合负极继电器和预充继电器，待正极继电器两侧的母线电压达到电池的一定电压值以上，再闭合正极继电器，断开预充继电器，此时预充完成，高压已连接；之后整车控制器控制电池管理系统闭合快充回路；电池管理系统收到闭合快充回路指令后闭合快充继电器，并向整车控制器反馈快充回路已闭合；整车控制器收到快充回路已闭合的反馈后，与快充充电桩通信，向快充充电桩发送快充桩恒压工作模式信号；当快充充电桩完成恒压输出后，快充充电桩与电池管理系统进行信号交互，告知电池管理系统快充充电桩准备就绪，电池管理系统再将该信号反馈给整车控制器；整车控制器接收到充电桩准备就绪信号后，整车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，并开始控制ptc加热电池；若电池的温度低于一定的阈值、高压未连接且充电枪为慢充充电枪，则整车控制器先闭合负极继电器和预充继电器，待正极继电器两侧的母线电压达到电池的一定电压值以上，再闭合正极继电器，断开预充继电器，此时预充完成，高压已连接；之后整车控制器控制车载充电机闭合慢充回路；车载充电机收到闭合慢充回路指令后闭合慢充继电器，调整输出模式为恒压输出，并向整车控制器反馈车载充电机已处于恒压输出模式；当整车控制器收到反馈后，整车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，同时车载充电机与慢充充电桩通信，以反馈慢充桩准备就绪信号给整车控制器，整车控制器开始控制ptc加热电池。2.根据权利要求1所述的车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，判断驾驶员是否设置有出行时间；若驾驶员设置有出行时间，则tbox根据电池的温度、外界环境的温度、ptc加热功率以及电池的目标温度计算加热所需时间，进而确定车辆的唤醒时间点，以在车辆的唤醒时间点唤醒整车，进入插枪保温流程；若驾驶员未设置出行时间，则tbox每隔固定时间唤醒整车，每一次均判断是否进入插枪保温流程。3.根据权利要求2所述的车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，tbox整点唤醒整车。4.根据权利要求1所述的车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，电池的一定电压值为电池电压的95％。5.根据权利要求1所述的车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，若电池的温度未低于一定的阈值，则整车控制器控制整车休眠。6.根据权利要求1所述的车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，若电池的温度低于一定的阈值、高压已连接且充电枪为快充充电枪，则预充完成，高压已连接；整车控制器控制电池管理系统闭合快充回路；电池管理系统收到闭合快充回路指令后闭合快充继电器，并向整车控制器反馈快充回路已闭合；整车控制器收到快充回路已闭合的反馈后，与快充充电桩通信，向快充充电桩发送快充桩恒压工作模式信号；当快充充电桩完成恒压输出后，快充充电桩与电池管理系统进行信号交互，告知电池管理系统快充充电桩准备就绪，电池管理系统再将该信号反馈给整车控制器；整车控制器接收到充电桩准备就绪信号后，整
车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，并开始控制ptc加热电池。7.根据权利要求1所述的车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，若电池的温度低于一定的阈值、高压已连接且充电枪为慢充充电枪，则预充完成，高压已连接；整车控制器控制车载充电机闭合慢充回路；车载充电机收到闭合慢充回路指令后闭合慢充继电器，调整输出模式为恒压输出，并向整车控制器反馈车载充电机已处于恒压输出模式；当整车控制器收到反馈后，整车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，同时车载充电机与慢充充电桩通信，以反馈慢充桩准备就绪信号给整车控制器，整车控制器开始控制ptc加热电池。8.根据权利要求1所述的车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，断开正极继电器的同时断开负极继电器。9.根据权利要求1所述的车辆电池的插枪保温控制方法，其特征在于，当电池温度加热到设定温度，则停止加热或降低ptc加热功率。10.一种车辆，其特征在于，该车辆采用权利要求1至9中任意一项所述的车辆电池的插枪保温控制方法。

技术总结
本发明公开了一种车辆电池的插枪保温控制方法及车辆，该方法包括：整车控制器综合判断电池的温度、整车高压状态和充电枪类型；若电池的温度低于一定的阈值、高压未连接且充电枪为快充充电枪，则整车控制器先闭合负极继电器和预充继电器，待正极继电器两侧的母线电压达到一定电压值以上，再闭合正极继电器，断开预充继电器，此时预充完成，高压已连接；之后整车控制器控制电池管理系统闭合快充回路，并与快充充电桩通信；当快充充电桩完成恒压输出并反馈准备就绪之后，整车控制器控制电池管理系统断开正极继电器，并使能PTC开始加热电池。本发明能够在插枪保温过程中既不消耗电池自身的电量，又不增加充电桩成本，同时解决电池预充的问题。充的问题。充的问题。


技术研发人员：许朋涛 王冰 陈孔武 吕冬利 姜成龙
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/7/7