一种电动汽车用可预热充电装置及采用该充电装置对电池组进行预热、充电的方法与流程

本发明涉及电动汽车充电及控制领域。

背景技术：

随着电动汽车的普及，电动汽车充电技术也日益发展。当前不管是充电桩还是一些便携式充电器，采用最广泛的是先恒流再恒压的充电方法。该方法具有较好的充电效果，但是由于恒压阶段的存在，使其充电时间的缩短大大地受到了限制。此外，由于电动汽车电池组充电对电池温度有一定要求，而在低温条件下，由于场地等原因限制，一些充电场所无法为电动车提供合适的温度条件。

而对于低温条件下电池充电的温度问题，需要等电池温度上升，再相应地施加充电电流，这种情况下大功率快充充电装置无法发挥其快速充电的作用。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有电动汽车充电装置先恒流再恒压的充电方式，使缩短充电时间受到了限制，及其低温条件下充电效率低的问题，本发明提供了一种电动汽车用可预热充电装置及采用该充电装置对电池组进行预热、充电的方法。

一种电动汽车用可预热充电装置，包括dc/dc变换器、控制器、电池管理系统，还包括预热装置；

预热装置，用于对电池组进行预热；

电池管理系统，用于采集电池组的温度t和soc信息socb，以及预热装置中供电电源的soc信息socsc，并发出控制指令至控制器；

控制器，根据接收的控制指令对dc/dc变换器进行控制，从而实现电池组和预热装置之间的能量转换；

控制器，还用于对预热装置的通、断进行控制。

优选的是，所述预热装置包括风扇、加热电阻、超级电容和开关k1；

风扇和加热电阻固定在电池组所在的箱体内；

超级电容通过开关k1对风扇和加热电阻进行供电；

风扇，用于使加热电阻产生热量均匀扩散到电池组所在的箱体内；

控制器对开关k1进行控制；

其中，超级电容作为预热装置的供电电源。

优选的是，还包括ac/dc变换器；

充电站的交流电源依次通过ac/dc变换器和dc/dc变换器对电池组进行充电；

控制器，还用于对ac/dc变换器的供电方式进行控制。

采用所述的一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行预热的方法，该方法包括如下过程：

步骤一一：电池管理系统采集超级电容的socsc值，并判断socsc值是否小于阈值λ1，结果为是，则执行步骤一二，结果为否，则执行步骤一六；

步骤一二：使k1处于断开状态，执行步骤一三；

步骤一三：电池管理系统采集电池组的socb值，并判断socb值是否大于等于阈值λ2，结果为是，则执行步骤一四，结果为否，则执行步骤一七；

步骤一四：通过控制器控制dc/dc变换器工作，使电池组通过dc/dc变换器对预热装置中供电电源进行充电10秒；

步骤一五：再次通过电池管理系统采集预热装置中供电电源的socsc值，并判断socsc值是否大于等于λ1，结果为是，dc/dc变换器停止工作，执行步骤一六，结果为否，执行步骤一四；

步骤一六：电池管理系统采集电池组的温度t，并判断温度t的值是否大于等于温度阈值t1，结果为是，执行步骤一七，结果为否，k1闭合，预热装置开始工作，并对电池组进行预热10秒，然后返回执行步骤一一；

步骤一七：k1断开，预热装置保持非工作状态，预热结束。

优选的是，所述λ1的取值为0.7，λ2的取值为0.4，t1的取值为0℃。

采用所述一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行充电的方法，该方法包括如下步骤：

首先，通过预热装置对电池组进行预热；

其次，预热完成后，充电站交流电源依次通过ac/dc变换器和dc/dc变换器对电池组进行充电。

优选的是，通过预热装置对电池组进行预热的具体过程为：

步骤二一：电池管理系统采集超级电容的socsc值，并判断socsc值是否小于阈值λ1，结果为是，则执行步骤二二，结果为否，则执行步骤二六；

步骤二二：使k1处于断开状态，执行步骤二三；

步骤二三：电池管理系统采集电池组的socb值，并判断socb值是否大于等于阈值λ2，结果为是，则执行步骤二四，结果为否，则执行步骤二七；

步骤二四：通过控制器控制dc/dc变换器工作，使电池组通过dc/dc变换器对预热装置中供电电源进行充电10秒，执行步骤二五；

步骤二五：再次通过电池管理系统采集预热装置中供电电源的socsc值，并判断socsc值是否大于等于λ1，结果为是，dc/dc变换器停止工作，执行步骤二六，结果为否，执行步骤二四；

步骤二六：电池管理系统采集电池组的温度t，并判断温度t的值是否大于等于温度阈值t1，结果为是，k1断开，预热装置保持非工作状态，预热结束，结果为否，k1闭合，预热装置开始工作，并对电池组进行预热10秒，执行步骤二一；

步骤二七：控制器控制ac/dc变换器工作，使充电站交流电源经ac/dc变换器进行交、直流转换后对预热装置中供电电源进行供电，至充电完成，执行步骤二八；

步骤二八：控制器控制ac/dc变换器停止工作后，执行步骤二六。

优选的是，所述λ1的取值为0.7，λ2的取值为0.4，t1的取值为0℃。

本发明带来的有益效果是，本发明提供了一种电动汽车用可预热充电装置及采用该充电装置对电池组进行预热、充电的方法，能够智能地根据电池当前状态参数优化出当前阶段最优充电电流，缩短充电时间的同时，尽可能的控制衰减量。

同时本发明还能够实现低温下电池组的预热功能，在对电池组进行充电之前，可先将电池温度提升到适宜温度，再以优化后的电流对电池组进行充电，大大节省了充电时间，同时，解决了充电装置低温条件下的使用局限性，先对电池组进行预热，再进行充电，使充电效率提高了20％以上。

本发明所述电动汽车用可预热充电装置，结构简单，可以使用动态规划算法来优化充电策略，能够有效缩短充电时间，提高循环寿命；同时增加了低温预热功能，使得该充电装置在低温条件下也有很好的适用性。

附图说明

图1是本发明所述的一种电动汽车用可预热充电装置的原理框图；

图2为具体实施方式四中，采用本发明所述一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行预热的方法流程图；

图3为具体实施方式五中，采用本发明所述一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行充电的方法流程图；

图4为具体实施方式六中，通过预热装置2对电池组1进行预热的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述一种电动汽车用可预热充电装置，包括dc/dc变换器3、控制器4、电池管理系统5，还包括预热装置2；

预热装置2，用于对电池组1进行预热；

电池管理系统5，用于采集电池组1的温度t和soc信息socb，以及预热装置2中供电电源的soc信息socsc，并发出控制指令至控制器4；

控制器4，根据接收的控制指令对dc/dc变换器3进行控制，从而实现电池组1和预热装置2之间的能量转换；

控制器4，还用于对预热装置2的通、断进行控制。

本实施方式中，电池管理系统5还可根据socb发出相应的控制指令至控制器，对电池组1的充电电流进行优化，电池管理系统5可以使用动态规划算法进行多目标优化，来确定充电策略，其中优化目标为电池损耗及充电时间。可以以电池寿命及充电时间为优化目标。

本发明能够实现低温下电池组的预热，以及基于算法的充电控制策略的实施。

具体实施方式二：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种电动汽车用可预热充电装置的区别在于，

所述预热装置2包括风扇2-1、加热电阻2-2、超级电容2-3和开关k1；

风扇2-1和加热电阻2-2固定在电池组1所在的箱体内；

超级电容2-3通过开关k1对风扇2-1和加热电阻2-2进行供电；

风扇2-1，用于使加热电阻2-2产生热量均匀扩散到电池组1所在的箱体内；

控制器4对开关k1进行控制；

其中，超级电容2-3作为预热装置2的供电电源。

本实施方式中，预热装置2能够提高电池组预热的均匀性。当在电池组1对超级电容2-3供电的时，预热的均匀性可体现在两方面，其一，预热装置2的加热，其二，在电池组1对超级电容2-3供电的时候，电池组1内部也会发热，电池组1能够将内和外部加热结合，提高加热的均匀性。

具体实施方式三：参见图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种电动汽车用可预热充电装置的区别在于，还包括ac/dc变换器6；

充电站的交流电源依次通过ac/dc变换器6和dc/dc变换器3对电池组1进行充电；

控制器4，还用于对ac/dc变换器6的供电方式进行控制。

本实施方式，ac/dc变换器也可以使用开关电源或其他能够输出恒定功率并且该恒定功率数值可调的部件。

具体实施方式四：参见图1和图2说明本实施方式，采用具体实施方式二所述的一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行预热的方法，该方法包括如下过程：

还包括ac/dc变换器6；

充电站的交流电源依次通过ac/dc变换器6和dc/dc变换器3对电池组1进行充电；

控制器4，还用于对ac/dc变换器6的供电方式进行控制。

4、采用权利要求2所述的一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行预热的方法，其特征在于，该方法包括如下过程：

步骤一一：电池管理系统5采集超级电容2-3的socsc值，并判断socsc值是否小于阈值λ1，结果为是，则执行步骤一二，结果为否，则执行步骤一六；

步骤一二：使k1处于断开状态，执行步骤一三；

步骤一三：电池管理系统5采集电池组1的socb值，并判断socb值是否大于等于阈值λ2，结果为是，则执行步骤一四，结果为否，则执行步骤一七；

步骤一四：通过控制器4控制dc/dc变换器3工作，使电池组1通过dc/dc变换器3对预热装置2中供电电源进行充电10秒；

步骤一五：再次通过电池管理系统5采集预热装置2中供电电源的socsc值，并判断socsc值是否大于等于λ1，结果为是，dc/dc变换器3停止工作，执行步骤一六，结果为否，执行步骤一四；

步骤一六：电池管理系统5采集电池组1的温度t，并判断温度t的值是否大于等于温度阈值t1，结果为是，执行步骤一七，结果为否，k1闭合，预热装置2开始工作，并对电池组1进行预热10秒，然后返回执行步骤一一；

步骤一七：k1断开，预热装置2保持非工作状态，预热结束。

本实施方式中，对电池组进行预热的方法，可预先对电池组进行预热，便于对电动汽车的启动。

具体实施方式五：参见图1和图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式四所述的采用一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行预热的方法的区别在于，所述λ1的取值为0.7，λ2的取值为0.4，t1的取值为0℃。

具体实施方式六：参见图1和图3说明本实施方式，采用具体实施方式三所述的一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行充电的方法，该方法包括如下步骤：

首先，通过预热装置2对电池组1进行预热；

其次，预热完成后，充电站交流电源依次通过ac/dc变换器6和dc/dc变换器3对电池组1进行充电。

本实施方式中，首先，通过预热装置2对电池组1进行预热，再进行充电的过程，有效提高充电效率，使充电效率提高了20％以上。

具体实施方式七：参见图1、图3和图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式六所述的采用一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行充电的方法的区别在于，通过预热装置2对电池组1进行预热的具体过程为：

步骤二一：电池管理系统5采集超级电容2-3的socsc值，并判断socsc值是否小于阈值λ1，结果为是，则执行步骤二二，结果为否，则执行步骤二六；

步骤二二：使k1处于断开状态，执行步骤二三；

步骤二三：电池管理系统5采集电池组1的socb值，并判断socb值是否大于等于阈值λ2，结果为是，则执行步骤二四，结果为否，则执行步骤二七；

步骤二四：通过控制器4控制dc/dc变换器3工作，使电池组1通过dc/dc变换器3对预热装置2中供电电源进行充电10秒，执行步骤二五；

步骤二五：再次通过电池管理系统5采集预热装置2中供电电源的socsc值，并判断socsc值是否大于等于λ1，结果为是，dc/dc变换器3停止工作，执行步骤二六，结果为否，执行步骤二四；

步骤二六：电池管理系统5采集电池组1的温度t，并判断温度t的值是否大于等于温度阈值t1，结果为是，k1断开，预热装置2保持非工作状态，预热结束，结果为否，k1闭合，预热装置2开始工作，并对电池组1进行预热10秒，执行步骤二一；

步骤二七：控制器4控制ac/dc变换器6工作，使充电站交流电源经ac/dc变换器6进行交、直流转换后对预热装置2中供电电源进行供电，至充电完成，执行步骤二八；

步骤二八：控制器4控制ac/dc变换器6停止工作后，执行步骤二六。

具体实施方式八：参见图1、图3和图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式七所述的采用一种电动汽车用可预热充电装置对电池组进行充电的方法的区别在于，所述λ1的取值为0.7，λ2的取值为0.4，t1的取值为0℃。

本发明所述一种电动汽车用可预热充电装置的结构不局限于上述各实施方式所记载的具体结构，还可以是上述各实施方式所记载的技术特征的合理组合。