一种汽车用锂离子电池低温充电控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种汽车用锂离子电池低温充电控制方法及系统，当整车起动后，根据当前单体电芯的实时温度控制整车发电机对电池加热膜的供电和充电回路的连通。当整车起动后，整车ECU与BMS进行通讯，实时读取当前系统的电压、电流，实时读取当前单体电芯电压、电流和温度值，通过计算得出当前状态下快速让锂离子电池温度达到规定值的整车发电机输出电量，通过LIN通讯控制整车发电机输出电量，整车发电机通过外部电路与电池加热膜连通，对其进行供能加热，同时调节发电机发电量大小，使锂离子电池根据整车用电情况进行输出放电，锂离子电池放电产生的热能提升加热效率。放电产生的热能提升加热效率。放电产生的热能提升加热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车用锂离子电池低温充电控制方法及系统


[0001]本专利技术属于电池充电管理
，具体涉及一种汽车用锂离子电池低温充电控制方法及系统。

技术介绍

[0002]现有车辆一般都采用普通铅酸蓄电池作为整车的供能和储能介质，而铅酸蓄电池在低温状态下低温冷起动能力差，容易造成整车无法起动。
[0003]采用锂电池电芯组成满足整车用电电压的电池组来代替铅酸蓄电池是现阶段技术发展的一个方向。但低温环境下，锂离子电池充电有一定的风险。因随着温度的降低，石墨负极的动力学特性进步一变差，充电过程中，负极的电化学极化明显加剧，析出的金属锂容易形成锂枝晶，穿破隔膜并导致正负极短路。因此其充电环境温度为0℃～60℃。基于以上原因，在应用锂离子电池替代现有铅酸电池时，需要解决锂离子电池低温充电问题。
[0004]市场上针对锂离子低温充电问题主要解决方案为给电池包搭载空调或者增加一套自加热膜系统的形式，其存在着成本较高且系统较为冗杂的缺点。
[0005]中国专利“一种锂离子电池低温充电方法”，公开号CN110350259A，公开日2019.10.18，公开一种锂离子电池低温充电方法，应用于锂电池低温充电过程中，该方法先获取锂电池实时温度，利用实时温度与电池管理系统中预设温度阈值的比较结果控制电池加热装置的开关以将锂电池保持在安全温度范围，并将锂电池稳定在特定安全充电倍率下进行充电；再利用超声波检测技术检测锂电池内部是否有气体，并依据检测结果控制直接继续充电或降低充电电流后再充电，重复进行超声波检测以及依据检测结果控制直接继续充电或降低充电电流后再充电的操作过程以实现锂电池全程分阶段安全充电。该方法利用超声波检测技术能够在锂电池稳定在特定安全充电倍率下进行充电的过程中检测锂电池内部是否有气体产生，从而判断锂电池是否析锂，及时发现析锂情况，及时调整充电电流，使得锂电池实现全成分阶段安全充电(可以理解为对现有锂电池低温充电技术的进一步修正的充电方法)，也就是说，运用超声波检测电池排气现象，温度低于电池充电温度下限时，开启电池加热装置；温度大于充电下限时，在温度较低时采用较小倍率充电，防止低温环境下过大倍率充电造成的锂电池析锂，而在工作温度较高时增大充电电流，增大充电倍率，提高充电效率，节约充电时间，有效解决了现有锂电池低温充电耗能大、时间久、容易析锂的问题
[0006]中国专利“提高电动汽车低温续航里程的动力电池加热方法和系统”，公开号CN103887578A，公开日2014.06.25，公开一种提高电动汽车低温续航里程的动力电池系统加热方法，能量转换单元将制动能回收转化为电能后，经逆变器输送至能量控制单元，能量控制单元实时监测锂离子电池组温度，并根据如下方法控制对锂离子电池组进行加热或充电：1)监测锂离子电池组温度是否小于或等于第一温度限值，若是，则开启加热器对锂离子电池组进行加热；2)监测锂离子电池组温度是否上升至第二温度限值，若否，则继续开启加热器对锂离子电池组进行持续加热，若是，则关闭加热器进入步骤3)；3)判断此时锂离子电
池组温度是否小于第三温度限值，若是，则进入步骤4)；4)判断锂离子电池组的荷电状态SOC是否小于锂离子电池组的SOC限值，若是，则对锂离子电池组进行充电。
[0007]给电池包搭载空调或者增加一套自加热膜系统的形式存在共同缺点，即需要耗费自身电池的能量且系统较为冗杂，其造成在整车匹配中增加了锂离子电池的容量，导致用户使用成本较高，同时其在非低温市场下工作时电池富余较多容量，增加了整车的质量，预留布置空间变大，不利于整车空间利用。
[0008]而不带加热装置的锂离子电池，使得车辆对使用环境有较高要求，只适用于全年环境温度在0℃以上的地区，市场应用性较差。

技术实现思路

[0009]针对
技术介绍
存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种汽车用锂离子电池低温充电控制方法及系统，从而解决因锂离子电池自身低温环境使用不良带来的缺陷和不足。
[0010]为达到上述目的，本专利技术设计的汽车用锂离子电池低温充电控制方法，其特征在于：当整车起动后，根据当前单体电芯的实时温度控制整车发电机对电池加热膜的供电和充电回路的连通。
[0011]作为优选方案，获取当前单体电芯的实时温度，比较当前单体电芯的实时温度与预设值：
[0012]A)当前单体电芯的实时温度小于第一预设值，整车发电机断开充电回路，给电池加热膜供电；
[0013]B)当前单体电芯的实时温度位于第一预设值和第二预设值之间，整车发电机接通充电回路，同时给电池加热膜供电；所述第一预设值小于第二预设值；
[0014]C)当前单体电芯的实时温度大于第二预设值，整车发电机停止对电池加热膜供电，并保持充电回路连通。
[0015]优选的，所述第一预设值、第二预设值根据试验进行标定。
[0016]进一步优选的，所述第一预设值T1的范围为
‑
5℃～0℃。
[0017]进一步优选的，所述第二预设值T2的范围为5℃～10℃。
[0018]优选的，当当前单体电芯的实时温度小于第二预设值，根据当前SOC值控制整车发电机的功率。
[0019]进一步优选的，若当前SOC小于第三预设值，则整车发电机断开充电回路，否，则减少整车发电机的发电量，锂离子电池为整车供电，直至SOC小于第四预设值时，锂离子电池停止为整车供电。
[0020]更进一步优选的，所述第三预设值、第四预设值根据试验进行标定。
[0021]再更进一步优选的，所述第三预设值的范围为70％～80％。
[0022]再更进一步优选的，所述第四预设值的范围为15％～20％。
[0023]本专利技术设计的汽车用锂离子电池低温充电控制系统，包括
[0024]锂离子电池，储存电能；
[0025]ECU，监控整车起动状态，控制整车发电机工作状态；
[0026]BMS，监控锂离子电池状态，控制电池加热膜的工作状态；
[0027]整车发电机，根据ECU和BMS的控制信号为锂离子电池、电池加热膜供电；
[0028]电池加热膜，根据BMS控制信号加热锂离子电池；
[0029]整车发电机通过充电回路为锂离子电池供电。
[0030]优选的，在整车起动前BMS控制锂离子电池通过电池内部加热回路为加热膜供电。
[0031]本专利技术的有益效果是：当整车起动后，整车ECU与BMS进行通讯，实时读取当前系统的电压、电流，实时读取当前单体电芯电压、电流和温度值，通过计算得出当前状态下快速让锂电温度达到规定值的整车发电机的转速，通过LIN通讯控制整车发电机输出电量，整车发电机通过外部电路与电池加热膜连通，对其进行供能加热，同时调节发电机发电量大小，使锂离子电池根据整车用电情况进行输出发电，锂离子电池放电产生的热能提升加热效率。
[0032]本专利技术采用整车发电机给电池加热膜供电，同时根据锂离子电池电量控制锂离子电池的输出，结合整车用电情况，采用锂离子电池放电，提升加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车用锂离子电池低温充电控制方法，其特征在于：当整车起动后，根据当前单体电芯的实时温度控制整车发电机对锂离子电池加热膜的供电和充电回路的连通。2.根据权利要求1所述的汽车用锂离子电池低温充电控制方法，其特征在于：获取当前单体电芯的实时温度，比较当前单体电芯的实时温度与预设值：A)当前单体电芯的实时温度小于第一预设值，整车发电机断开充电回路，给锂离子电池加热膜供电；B)当前单体电芯的实时温度位于第一预设值和第二预设值之间，整车发电机接通充电回路，同时给锂离子电池加热膜供电；所述第一预设值小于第二预设值；C)当前单体电芯的实时温度大于第二预设值，整车发电机停止对锂离子电池加热膜供电，并保持充电回路连通。3.根据权利要求2所述的汽车用锂离子电池低温充电控制方法，其特征在于：所述第一预设值、第二预设值根据试验进行标定。4.根据权利要求3所述的汽车用锂离子电池低温充电控制方法，其特征在于：所述第一预设值T1的范围为
‑
5℃～0℃。5.根据权利要求3所述的汽车用锂离子电池低温充电控制方法，其特征在于：所述第二预设值T2的范围为5℃～10℃。6.根据权利要求2至5任一所述的汽车用锂离子电池低温充电控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，张毅，干伟灿，苏毅，段世忠，李溢群，刘爽，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：