基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法及系统，所述确定方法包括：在充电起始时刻，若电池系统的最低温度小于Z1，则根据此时的环境温度、电池系统的最低温度和SOC，查询表得到对应的冷却液进口温度X1和进口流量Y1，将X1、Y1作为发送给整车热管理系统的冷却液进口温度请求值和进口流量请求值；在充电过程中，当电池系统的最低温度大于Z2时，计算冷却液进口温度X2和电池系统温差

【技术实现步骤摘要】
基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法及系统


[0001]本专利技术属于电动汽车的动力电池热管理控制领域，具体涉及一种基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法及系统。

技术介绍

[0002]新能源汽车以纯电动汽车为主要技术路线，其电池主要以三元锂电池或磷酸铁锂电池为主，这两种电池在低温情况下都会出现低温快充时间过长、充电过程温差过大、不同起止SOC快充时间的逻辑错误等问题。
[0003]目前的动力电池热管理参数（包括冷却液进口温度和冷却液进口流量）的确定策略为：在动力电池充电的各个阶段采用保持冷却液进口温度和冷却液进口流量不变的方式来进行设计，或者在动力电池充电的某个阶段单纯的增加或减少冷却液进口温度和冷却液进口流量，其只能阶段性的减少充电时间和电池系统温差，很难保证在整个充电过程中的充电时间和电池系统温差的减少。这些动力电池热管理参数的确定策略主要存在如下问题：（1）较低的冷却液进口水温会导致电池系统的温升速率降低，延长充电时间，较高的冷却液进口水温会引起电池系统不必要的消耗，导致整车能耗增加，严重影响用户使用体验；（2）在低温环境下，车辆从显示的较低起始SOC开始充电至充满（即SOC到达100%）时消耗的时间，比从显示的较高起始SOC开始充电至充满（即SOC到达100%）时消耗的时间更短，严重影响用户的使用体验；（3）当动力电池内电池模组加热温差较大时，会导致因局部温度过低引发BMS（即电池管理系统）对电池系统的充电功率限制，延长充电时间，并且长时间的温差问题，还会导致电池模组局部容量衰减快，从而引发整包容量衰减快，给客户造成严重经济损失。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法及系统，以在低温工况下，缩短快充时间，降低快充温差，保证不同起始SOC快充时间逻辑正确。
[0005]本专利技术所述的基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法，包括：步骤一、在充电起始时刻，若电池系统的最低温度小于预设的第一温度阈值Z1，则根据充电起始时刻的环境温度、电池系统的最低温度和SOC，查询温度
‑
SOC
‑
冷却液进口温度流量表，得到对应的冷却液进口温度X1和冷却液进口流量Y1，将冷却液进口温度X1作为发送给整车热管理系统的冷却液进口温度请求值，将冷却液进口流量Y1作为发送给整车热管理系统的冷却液进口流量请求值，直至电池系统的最低温度达到预设的第二温度阈值Z2。其中，所述温度
‑
SOC
‑
冷却液进口温度流量表为通过标定方式得到且已存储的充电起始时刻的环境温度、充电起始时刻的电池系统的最低温度、充电起始时刻的SOC与冷却液进口温度、冷却液进口流量的对应关系表；该对应关系表中，在充电起始时刻的环境温度相同、充电起始时刻的电池系统的最低温度相同的情况下，冷却液进口温度、冷却液进口流量随
着充电起始时刻的SOC的增加而增加。电池系统的最低温度是指动力电池的所有电池模组温度中的最小值。电池系统的最低温度从小于预设的第一温度阈值Z1上升到预设的第二温度阈值Z2的过程为升温阶段，在升温阶段，BMS请求整车热管理系统控制冷却液进口温度为X1，控制冷却液进口流量为Y1，保证了电池系统的最低温度在指定时间内达到预设的第二温度阈值Z2。
[0006]步骤二、在充电过程中，当电池系统的最低温度大于预设的第二温度阈值Z2时，利用公式：X2=（T
min
+T
max
）/2，计算冷却液进口温度X2，利用公式：
△
T= T
max
ꢀ‑
T
min
，计算电池系统温差
△
T，并确定随着电池系统温差
△
T增加而增加的冷却液进口流量Y2，将冷却液进口温度X2作为发送给整车热管理系统的冷却液进口温度请求值，将冷却液进口流量Y2作为发送给整车热管理系统的冷却液进口流量请求值，直至电池系统的最高温度达到预设的第三温度阈值Z3；其中，T
min
为当前电池系统的最低温度，T
max
为当前电池系统的最高温度。电池系统的最高温度是指动力电池的所有电池模组温度中的最大值。当电池系统的最低温度达到预设的第二温度阈值Z2时，电池结束升温阶段，此后进入快充阶段，BMS请求整车热管理系统控制冷却液进口温度为X2，控制冷却液进口流量为Y2，保证了电池系统温度一直维持在快充区间，此时电池充电电流较大，电池系统温度上升较快。
[0007]优选的，上述动力电池热管理参数的确定方法还包括：步骤三、在充电过程中，当电池系统的最高温度大于预设的第三温度阈值Z3时，将当前的环境温度X4作为发送给整车热管理系统的冷却液进口温度范围的下限请求值，将预设的冷却液进口温度X3作为发送给整车热管理系统的冷却液进口温度范围的上限请求值，将预设的冷却液进口流量Y3作为发送给整车热管理系统的冷却液进口流量请求值，直至充电完成。当电池系统的最高温度达到预设的第三温度阈值Z3时，电池结束快充阶段，此后进入均温阶段，BMS请求整车热管理系统控制冷却液进口温度维持在当前环境温度X4与预设的冷却液进口温度X3之间，控制冷却液进口流量为Y3，保证了整车热管理系统低能耗循环工作（冷却液保持循环流动），此时电池充电电流较小，电池系统温度上升较慢，直至充电完成后结束。
[0008]本专利技术所述的基于低温快充的动力电池热管理参数的确定系统，包括电池管理系统（即BMS），所述电池管理系统被编程以便执行上述动力电池热管理参数的确定方法。
[0009]本专利技术具有如下效果：（1）在升温阶段，冷却液进口温度保持X1，冷却液进口流量保持Y1，且在充电起始时刻的环境温度相同、电池系统的最低温度相同的情况下，X1和Y1随着充电起始时刻的SOC的增加而增加；从而使车辆从较高起始SOC开始充电至充满时消耗的时间比从较低起始SOC开始充电至充满时消耗的时间更短，符合用户的认知，保证了不同起始SOC快充时间逻辑正确。
[0010]（2）随着充电起始时刻的SOC增加而提升冷却液进口温度和冷却液进口流量的热管理参数确定策略未明显提高充电过程加热导致的能耗，反而因为加热时长较短，电池热管理导致的能耗降低了。
[0011]（3）在快充阶段，根据电池系统的最低温度和最高温度确定冷却液进口温度请求值和冷却液进口流量请求值，保证了电池系统温度一直维持在快充区间，电池系统温度上升较快，避免了出现因电池系统温差过大导致充电功率限制，充电时间延长，容量衰减过快
的问题。
[0012]（4）在均温阶段保持冷却液循环对改善电池温度一致性作用明显，此阶段的充电过程中，保持冷却液循环的电池系统温差比直接关闭冷却液循环的电池系统温差小。
附图说明
[0013]图1为本实施例中基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法流程图。
具体实施方式
[0014]如图1所示，本实施例中基于低温快充的动力电池热管理参数的确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低温快充的动力电池热管理参数的确定方法，其特征在于，包括：步骤一、在充电起始时刻，若电池系统的最低温度小于预设的第一温度阈值Z1，则根据充电起始时刻的环境温度、电池系统的最低温度和SOC，查询温度
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SOC
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冷却液进口温度流量表，得到对应的冷却液进口温度X1和冷却液进口流量Y1，将冷却液进口温度X1作为发送给整车热管理系统的冷却液进口温度请求值，将冷却液进口流量Y1作为发送给整车热管理系统的冷却液进口流量请求值，直至电池系统的最低温度达到预设的第二温度阈值Z2；其中，所述温度
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SOC
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冷却液进口温度流量表为通过标定方式得到且已存储的充电起始时刻的环境温度、电池系统的最低温度、SOC与冷却液进口温度、冷却液进口流量的对应关系表；该对应关系表中，在充电起始时刻的环境温度相同、电池系统的最低温度相同的情况下，冷却液进口温度、冷却液进口流量随着充电起始时刻的SOC的增加而增加；步骤二、在充电过程中，当电池系统的最低温度大于预设的第二温度阈值Z2时，利用公式：X2=（T
min
+T
max
）/2，计算冷却液进口温度X2，利用公式：
△

【专利技术属性】
技术研发人员：肖圣龙，陈小平，岳泓亚，袁昌荣，牟丽莎，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：