电池包加热控制方法、装置及车辆与流程

1.本发明涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种电池包加热控制方法、装置及车辆。


背景技术：

2.随着车辆控制技术领域的逐渐发展，新能源汽车作为车辆的一个分支也得到了快速的发展，而关于新能源汽车的电池包在冬季的能耗衰减问题也得到了重点关注。
3.目前，能耗衰减的一部分功耗是由于电池包加热引起的，对新能源汽车的电池包的加热技术主要是使用废热或者通过加热器进行加热，在电池包温度低于预设电池包温度的情况下，则启动加热策略，控制加热器通常使用最大的功率进行加热。
4.但是，加热器通常使用最大的功率进行加热，导致热量损失严重，进一步的，导致电池包的能耗衰减严重，降低了车辆的稳定性，降低了用户驾驶体验。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种电池包加热控制方法、装置及车辆，以解决加热器通常使用最大的功率进行加热，导致热量损失严重，进一步的，导致电池包的能耗衰减严重，降低了车辆的稳定性的问题。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.第一方面，本发明实施例提供了一种电池包加热控制方法，应用于车辆的电子控制器，所述方法包括：
8.在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率；
9.获取电池包实时放电功率；
10.基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率；
11.基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率；
12.基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。
13.可选地，所述基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率，包括：
14.基于所述实时放电功率确定电池散热量；
15.基于所述电池散热量确定电池包的瞬时温度上升加热速率。
16.可选地，所述基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率，包括：
17.基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率之间的温度上升速率差；
18.基于所述温度上升速率差确定所述目标加热功率。
19.可选地，所述在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率，包括：
20.在所述电池包温度小于所述预设电池包温度的情况下，通过查询预存的电池包温度和温度上升目标加热速率关系表，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率。
21.可选地，所述基于所述实时放电功率确定电池散热量，包括：
22.获取电芯温度值和电池包剩余电量百分比；
23.基于所述实时放电功率、所述电芯温度值和所述电池包剩余电量百分比，通过查询预存的放电功率、电芯温度、电池包剩余电量百分比和电池散热量关系表，确定所述电池散热量。
24.可选地，所述基于所述电池散热量确定电池包的瞬时温度上升加热速率，包括：
25.获取预设计算时间内的至少两个所述电池散热量；
26.对至少两个所述电池散热量求平均值，获得电池平均散热量；
27.基于所述平均散热量确定所述瞬时温度上升加热速率。
28.第二方面，本发明实施例提供了一种电池包加热控制装置，应用于车辆的电子控制器，所述装置包括：
29.第一确定模块，用于在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率；
30.获取模块，用于获取电池包实时放电功率；
31.第二确定模块，用于基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率；
32.第三确定模块，用于基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率；
33.控制模块，用于基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。
34.可选地，所述第二确定模块包括：
35.第一确定子模块，用于基于所述实时放电功率确定电池散热量；
36.第二确定子模块，用于基于所述电池散热量确定电池包的瞬时温度上升加热速率。
37.可选地，所述第三确定功率包括：
38.第三确定子模块，用于基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率之间的温度上升速率差；
39.第四确定子模块，用于基于所述温度上升速率差确定所述目标加热功率。
40.可选地，所述第一确定模块包括：
41.第五确定子模块，用于在所述电池包温度小于所述预设电池包温度的情况下，通过查询预存的电池包温度和温度上升目标加热速率关系表，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率。
42.可选地，所述第一确定子模块包括：
43.第一获取单元，用于获取电芯温度值和电池包剩余电量百分比；
44.第一确定单元，用于基于所述实时放电功率、所述电芯温度值和所述电池包剩余电量百分比，通过查询预存的放电功率、电芯温度、电池包剩余电量百分比和电池散热量关系表，确定所述电池散热量。
45.可选地，所述第二确定子模块包括：
46.第二获取单元，用于获取预设计算时间内的至少两个所述电池散热量；
47.获得单元，用于对至少两个所述电池散热量求平均值，获得电池平均散热量；
48.第二确定单元，用于基于所述平均散热量确定所述瞬时温度上升加热速率。
49.第三方面，本发明实施例提供了一种车辆，包括第二方面任一所述的电池包加热控制装置。
50.相对于现有技术，本发明实施例具有如下优点：
51.本发明实施例提供的电池包加热控制方法，在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率；获取电池包实时放电功率；基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率；基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率；基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。在本技术中，可以根据所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率确定目标加热功率，并基于该目标加热功率对电池包进行加热，可以实现根据当前的瞬时温度上升加热功率确定对应的目标加热功率，避免了使用单一最大功率进行加热而导致的功耗损失过大的问题，降低了电池包加热过程中的能耗损失，可以减少电池包加热过程中的热损失；并且，根据所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率，该目标加热功率考虑到了瞬时温度上升加热速率和温度上升目标加热速率，可以减少实际加热功率和目标加热功率之间的误差，可以达到节能的效果，进一步的，提高了车辆电池包的稳定性和可靠性。
附图说明
52.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
53.图1示出了本发明实施例一提供的一种电池包加热控制方法的步骤流程图；
54.图2示出了本发明实施例二提供的一种电池包加热控制方法的步骤流程图；
55.图3示出了本发明实施例三提供的一种电池包加热控制装置的结构示意图。
具体实施方式
56.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
57.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
58.参照图1，示出了本发明实施例一提供的一种电池包加热控制方法的步骤流程图，该电池包加热控制方法可以应用于车辆的电子控制器。
59.如图1所示，该电池包加热控制方法具体可以包括如下步骤：
60.步骤101：在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率。
61.目前，能源紧缺的现象日益明显，因此新能源汽车的研究成为一种趋势，新能源汽车的研究中的一个重要分支则是电池包，对于新能源汽车，电池包在冬季的能耗衰减问题是很突出的一个问题，其在冬季的续驶里程衰减甚至高达50％，其中有一部分能耗是被电
池包的加热过程所消耗的。由于电池包的最适宜温度通常在25摄氏度至35摄氏度之间，而在该温度区间，由于冬季气温较低，则需要用外界热量给电池包进行加热，但加热的同时，电池包自身又产生热量，因此，本技术提出在电池包要求一定加热速率的情况下，可以将电池包自身产热的这部分热量加以考虑，然后给加热器以适当的功率进行加热，其中，加热器所提供的功率越高，能耗消耗和管路的能量浪费就越大，本技术则提出一种电池包加热控制方法，通过本技术的电池包加热控制方法，可以提升证词的加热能效利用率。
62.在电池包温度大于或者等于预设电池包温度的情况下，则不需要执行加热策略。
63.在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，说明电池包温度较低，则可以通过查询预存的电池包温度和温度上升目标加热速率关系表，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率。
64.其中，温度上升目标加热速率(v2)是依据车辆定位和动力性需求所定义的，所述预存的电池包温度和温度上升目标加热速率关系表可以依据电池包剩余电量百分比、电芯温度值和实际功率一一对应。
65.在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率之后，执行步骤102。
66.步骤102：获取电池包实时放电功率。
67.电子控制器(electronic control unit，ecu)可以检测电池包实时放电功率。
68.在获取电池包实时放电功率之后，执行步骤103。
69.步骤103：基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率。
70.在ecu检测电池包实时放电功率后，可以基于所述实时放电功率确定电池散热量，并基于所述电池散热量确定电池包的瞬时温度上升加热速率。
71.在基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率之后，执行步骤104。
72.步骤104：基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率。
73.在本技术中，上述步骤104的具体实现过程可以包括：
74.子步骤b1：基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率之间的温度上升速率差。
75.其中，温度上升速率差(
△
v)也即是需要外部加热器提供的加热速率。
76.温度上升速率差(
△
v)＝瞬时温度上升加热速率(v2)-瞬时温度上升加热速率(v1)。
77.子步骤b2：基于所述温度上升速率差确定所述目标加热功率。
78.目标加热功率(q1)＝cm
△
v，其中，c为电池包的热容，m为电池包的质量。
79.在基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率之后，执行步骤105。
80.步骤105：基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。
81.在本技术中，ecu可以基于所述目标加热功率控制加热器对电池包进行加热。
82.本发明实施例提供的电池包加热控制方法，在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率；获取电池包实时放电功率；基
于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率；基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率；基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。在本技术中，可以根据所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率确定目标加热功率，并基于该目标加热功率对电池包进行加热，可以实现根据当前的瞬时温度上升加热功率确定对应的目标加热功率，避免了使用单一最大功率进行加热而导致的功耗损失过大的问题，降低了电池包加热过程中的能耗损失，可以减少电池包加热过程中的热损失；并且，根据所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率，该目标加热功率考虑到了瞬时温度上升加热速率和温度上升目标加热速率，可以减少实际加热功率和目标加热功率之间的误差，可以达到节能的效果，进一步的，提高了车辆电池包的稳定性和可靠性。
83.参照图2，示出了本发明实施例二提供的一种电池包加热控制方法的步骤流程图，该电池包加热控制方法可以应用于车辆的电子控制器。
84.如图2所示，该电池包加热控制方法具体可以包括如下步骤：
85.步骤201：在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率。
86.可选地，所述预设电池包温度可以是0摄氏度，还可以是1摄氏度，本技术实施例对此不作具体限定，可以根据实际应用场景做调整标记。
87.在电池包温度大于或者等于预设电池包温度的情况下，则不需要执行加热策略。
88.在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，说明电池包温度较低，则可以通过查询预存的电池包温度和温度上升目标加热速率关系表，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率。
89.其中，温度上升目标加热速率(v2)是依据车辆定位和动力性需求所定义的，所述预存的电池包温度和温度上升目标加热速率关系表可以依据电池包剩余电量百分比、电芯温度值和实际功率一一对应。
90.示例的，表一示出了一种在电池包剩余电量百分比(state of charge，soc)为100％的情况下，不同的电芯温度值、实际功率和温度上升目标加热速率的对应关系表：
[0091][0092]
表1
[0093]
如表一所示，当电芯温度值为-20摄氏度(℃)的情况下，实际功率为8千瓦(kw)，当电芯温度值为-10℃的情况下，实际功率为15kw。则根据车辆定义，在电芯温度值为-20摄氏度(℃)的情况下，电池包的温度上升目标加热塑料吧为1摄氏度/分钟(℃/min)，加热值-10℃的情况下，之后以0.5℃/min的速率加热至0℃，之后停止加热。
[0094]
需要说明的是，在电池包不断的使用过程中，电池的soc是一直变化的，则可以获取预存的不同的soc对应的电池包温度和温度上升目标加热速率关系表，也可以依据相邻的两个预存的soc进行插值获取对应的温度上升目标加热速率。
[0095]
在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上
升目标加热速率之后，执行步骤202。
[0096]
步骤202：获取电池包实时放电功率。
[0097]
电子控制器(electronic control unit，ecu)可以检测电池包实时放电功率。
[0098]
在获取电池包实时放电功率之后，执行步骤203。
[0099]
步骤203：基于所述实时放电功率确定电池散热量。
[0100]
具体地，ecu可以获取电芯温度值和电池包剩余电量百分比，并基于所述实时放电功率、所述电芯温度值和所述电池包剩余电量百分比，通过查询预存的放电功率、电芯温度、电池包剩余电量百分比和电池散热量关系表，确定所述电池散热量。
[0101]
示例的，表2示出了放电功率、电芯温度、电池包剩余电量百分比和电池散热量关系表：
[0102][0103]
表2
[0104]
如表2所示，以-20℃为例，当前电池包的放电功率为5kw的情况下，电池散热量＝放电功率(5kw)*(1-效率(0.83))＝1.35kw。
[0105]
在基于所述实时放电功率确定电池散热量后，执行步骤204。
[0106]
步骤204：基于所述电池散热量确定电池包的瞬时温度上升加热速率。
[0107]
可选地，ecu可以根据电池散热量计算瞬时温度上升加热速率，具体地，可以通过：
[0108]
子步骤a1：获取预设计算时间内的至少两个所述电池散热量。
[0109]
由于电池但热量可能随时间变化，则可以通过获取预设计算时间内的多个电池散热量，其中，预设计算时间可以是30秒，还可以是40秒，本技术实施例对此不作具体限定，可以根据实际应用场景做标记调整。
[0110]
则可以在预设计算时间内每一秒获取一个电池散热量，可以避免加热器出现频繁震荡的问题，提高加热器的稳定性。
[0111]
子步骤a2：对至少两个所述电池散热量求平均值，获得电池平均散热量。
[0112]
ecu可以对在预设计算时间内获取的所有电池散热量进行平均处理，获取电池平均散热量。
[0113]
子步骤a3：基于所述平均散热量确定所述瞬时温度上升加热速率。
[0114]
ecu可以根据平均散热量(q)，依据瞬时温度上升加热速率(v1)＝q/cm，确定瞬时温度上升加热速率，其中，c表示电池包的热容，m表示电池包的质量。
[0115]
在基于所述电池散热量确定电池包的瞬时温度上升加热速率之后，执行步骤205。
[0116]
步骤205：基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率。
[0117]
在本技术中，上述步骤205的具体实现过程可以包括：
[0118]
子步骤b1：基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定
所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率之间的温度上升速率差。
[0119]
其中，温度上升速率差(
△
v)也即是需要外部加热器提供的加热速率。
[0120]
温度上升速率差(
△
v)＝瞬时温度上升加热速率(v2)-瞬时温度上升加热速率(v1)。
[0121]
子步骤b2：基于所述温度上升速率差确定所述目标加热功率。
[0122]
目标加热功率(q1)＝cm
△
v，其中，c为电池包的热容，m为电池包的质量。
[0123]
在本技术中，可以基于电池包内部的热传递效率(η)、以及管路的热损耗系数(α)，对该目标加热功率(q1)进行修正，得到更新后的目标加热功率(q3)。
[0124]
其中，q3＝qi/(η*α)。
[0125]
在基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率之后，执行步骤206。
[0126]
步骤206：基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。
[0127]
在本技术中，ecu可以基于所述目标加热功率控制加热器对电池包进行加热。
[0128]
本发明实施例提供的电池包加热控制方法，在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率；获取电池包实时放电功率；基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率；基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率；基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。在本技术中，可以根据所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率确定目标加热功率，并基于该目标加热功率对电池包进行加热，可以实现根据当前的瞬时温度上升加热功率确定对应的目标加热功率，避免了使用单一最大功率进行加热而导致的功耗损失过大的问题，降低了电池包加热过程中的能耗损失，可以减少电池包加热过程中的热损失；并且，根据所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率，该目标加热功率考虑到了瞬时温度上升加热速率和温度上升目标加热速率，可以减少实际加热功率和目标加热功率之间的误差，可以达到节能的效果，进一步的，提高了车辆电池包的稳定性和可靠性。
[0129]
参照图3，示出了本发明实施例三提供的一种电池包加热控制装置的结构示意图，该电池包加热控制装置应用于车辆的电子控制器。
[0130]
如图3所示，该电池包加热控制装置300具体可以包括：
[0131]
第一确定模块301，用于在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率；
[0132]
获取模块302，用于获取电池包实时放电功率；
[0133]
第二确定模块303，用于基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率；
[0134]
第三确定模块304，用于基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率；
[0135]
控制模块305，用于基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。
[0136]
可选地，所述第二确定模块包括：
[0137]
第一确定子模块，用于基于所述实时放电功率确定电池散热量；
[0138]
第二确定子模块，用于基于所述电池散热量确定电池包的瞬时温度上升加热速
率。
[0139]
可选地，所述第三确定功率包括：
[0140]
第三确定子模块，用于基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率之间的温度上升速率差；
[0141]
第四确定子模块，用于基于所述温度上升速率差确定所述目标加热功率。
[0142]
可选地，所述第一确定模块包括：
[0143]
第五确定子模块，用于在所述电池包温度小于所述预设电池包温度的情况下，通过查询预存的电池包温度和温度上升目标加热速率关系表，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率。
[0144]
可选地，所述第一确定子模块包括：
[0145]
第一获取单元，用于获取电芯温度值和电池包剩余电量百分比；
[0146]
第一确定单元，用于基于所述实时放电功率、所述电芯温度值和所述电池包剩余电量百分比，通过查询预存的放电功率、电芯温度、电池包剩余电量百分比和电池散热量关系表，确定所述电池散热量。
[0147]
可选地，所述第二确定子模块包括：
[0148]
第二获取单元，用于获取预设计算时间内的至少两个所述电池散热量；
[0149]
获得单元，用于对至少两个所述电池散热量求平均值，获得电池平均散热量；
[0150]
第二确定单元，用于基于所述平均散热量确定所述瞬时温度上升加热速率。
[0151]
本发明实施例中的电池包加热控制装置的具体实现方式在方法侧已经详细介绍，故在此不再做赘述。
[0152]
本发明实施例提供的电池包加热控制装置，在电池包温度小于预设电池包温度的情况下，确定所述电池包温度对应的温度上升目标加热速率；获取电池包实时放电功率；基于所述实时放电功率确定电池包的瞬时温度上升加热速率；基于所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率；基于所述目标加热功率控制对所述电池包进行加热。在本技术中，可以根据所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率确定目标加热功率，并基于该目标加热功率对电池包进行加热，可以实现根据当前的瞬时温度上升加热功率确定对应的目标加热功率，避免了使用单一最大功率进行加热而导致的功耗损失过大的问题，降低了电池包加热过程中的能耗损失，可以减少电池包加热过程中的热损失；并且，根据所述瞬时温度上升加热速率和所述温度上升目标加热速率，确定目标加热功率，该目标加热功率考虑到了瞬时温度上升加热速率和温度上升目标加热速率，可以减少实际加热功率和目标加热功率之间的误差，可以达到节能的效果，进一步的，提高了车辆电池包的稳定性和可靠性。
[0153]
本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述的电池包加热控制装置。
[0154]
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0155]
尽管已描述了本发明实施例的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括可选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
[0156]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[0157]
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的原理及实现方式，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。