【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于车辆功率管理的车辆控制单元及相应方法、一种车辆充电控制系统和一种云网络的网络设备。本专利技术尤其涉及电动车辆和hv(high voltage，高压)电池低温充电领域。具体来说，本专利技术涉及使用外部充电器和外部加热器进行时间最优的hv电池低温充电。
技术介绍
1、由于电池单体化学带来的功率限制，hv电池低温充电是原始设备制造商(original equipment manufacturer，oem)和电动车辆(electric vehicle，ev)用户面临的问题。电池单体在低温下的电阻更高，这限制了可提供给电池的充电电流量。另一个问题是锂电镀，在低温下，高充电电流可能会加剧锂电镀。电池单体制造商通常提供有关功率降额的信息，这些信息可以表示为充电/放电功率或电流限制曲线与电池单体温度的关系。在系统层面，电池管理系统(battery management system，bms)供应商可以整合这些信息，并提供电池组层面的功率降额曲线。
2、生活在寒冷地区的ev用户，若希望使用家用充电器或电动车辆供电设备(electric vehicle supply equipment，evse)在夜间为汽车充电，则面临着通常因bms功率限制而带来的充电受限的问题。用户次日发现车辆电池的荷电状态(state-of-charge，soc)水平低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于在低温下对电动车辆的电池高效充电的方案。
2、本专利技术的目的
3、此目的通过独立权利要求的特征来实现。在从属权利要求、说明书和附图中清楚地表明了其它实施方式。
4、ev配备了加热系统，加热系统可以使用电能为包括电池在内的车辆部件提供热量。通过提高电池温度，功率限制增加，可以向电池单体提供更多的充电电流。
5、本专利技术描述了一种以最优方式利用充电过程之前的加热过程的机制，以便实现向电池传递最大量的能量，从而实现尽可能高的soc。
6、本专利技术中提出的方案对应于最优控制问题的解。最优控制问题的解的目标在于：在提供给电池用于充电的功率和热系统为电池提供热量所消耗的功率之间找到由obc提供的充电功率的最优功率分配λ。
7、该方案基于先验知识或经验数据的存在或以下信息的数学模型：取决于不同充电电流和/或功率的电池自热模型；基于传递到电池的热量的电池温度曲线；电池ocv与soc的关系的曲线(开路电压与荷电状态的关系)；热系统的功耗与热系统产生的热量的关系。
8、为详细描述本专利技术，使用以下术语、缩略语和符号：
9、oem 原始设备制造商
10、ev 电动车辆
11、vcu 车辆控制单元
12、bms 电池管理系统
13、hv 高压
14、lv 低压
15、soc 荷电状态
16、soh 健康状态
17、ocv 开路电压
18、obc 车载充电器
19、dc 直流电
20、ac 交流电
21、evse 电动车辆供电设备
22、在本专利技术中，描述了电动车辆、车辆控制单元和电池管理系统。电动车辆(electric vehicle，ev)是使用一个或多个电动机进行推进的车辆。电动车辆可以由电池自主供电。ev包括但不限于道路和铁路车辆、水面和水下船只、电动飞机和电动航天器。
23、车辆控制单元或vcu是电动车辆或混合动力车辆的监测控制器。车辆控制单元充当电动车辆或混合动力车辆的域控制器。vcu读取传感器信号，例如制动、高压互锁回路(high-voltage interlock loop，hvil)或充电器连接。然后，vcu的作用是平衡系统能量，优化扭矩，控制电机、hv电池组和车载充电系统，直到充电器锁定。
24、电池管理系统(battery management system，bms)是管理可充电电池(电池单体或电池组)的任何电子系统，例如通过保护电池不在其安全工作区外工作、监测电池状态、计算次级数据、报告该数据、控制电池环境、对电池进行验证和/或平衡。
25、根据第一方面，本专利技术涉及一种用于车辆功率管理的车辆控制单元。其中，所述车辆控制单元用于：接收电池温度数据，所述电池温度数据指示所述车辆的电池的电池温度；根据所述电池温度与温度阈值的比较，确定功率分配，所述功率分配用于分配由充电系统提供的充电功率，其中，所述功率分配指示将所述充电功率分成用于通过所述充电系统对所述电池充电的第一部分和用于通过加热系统对所述电池加热的第二部分；将关于所述充电功率的所述第一部分的信息发送到所述充电系统，并将关于所述充电功率的所述第二部分的信息发送到所述加热系统。
26、该车辆控制单元提供了一种用于在低温下对电动车辆的电池充电的高效方案。vcu可以检测根据最优控制解的全局最优功率分配。vcu使得可以根据与obc最大功率、电池化学或热系统类型无关的最优充电策略进行与应用无关的充电。vcu可以有利地扩展到多目标优化，例如，通过soc边界条件优化最终温度；通过最终soc和最终温度的不同加权因子优化成本函数。
27、可以从电池管理系统(battery management system，bms)接收包括电池温度在内的电池温度数据。电池管理系统连接到电池组的所有电池单体，并从每个模块接收通过传感器监测的电压和温度信息。bms还有一个电流传感器用于监测电池组中的电流。bms向vcu传送电池单体的最低和最高温度，以及soc、soh等。
28、温度阈值是指在该温度以下无法进行满功率充电。例如10℃，但温度阈值高度取决于电池单体制造商和电池内部的电池单体拓扑(例如，有多少电池单体串联或并联)。
29、在车辆控制单元的示例性实施方式中，所述功率分配包括功率分配因子，所述功率分配因子指示用于对所述电池充电的所述充电功率的第一部分和用于对所述电池加热的所述充电功率的第二部分。
30、这提供了一项优势，即功率分配因子可以轻松用于计算充电功率的第一部分和第二部分。
31、在车辆控制单元的示例性实施方式中，所述功率分配基于充电策略，所述充电策略根据充电时间内所述电池的充电状态和所述电池温度指示功率分配。
32、这提供了一项优势，即可以离线确定充电策略，并且可以(例如)从存储最优充电策略的云高效请求针对不同初始条件的最优充电策略的方案。
33、最优充电策略是指遵循从求解优化问题中获得的功率分配。
34、在车辆控制单元的示例性实施方式中，所述功率分配(基于以下至少一个：所述电池的热模型、所述电池的降额模型、所述加热系统的功耗模型、所述加热系统产生的热量与相应的功耗之间的关系，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于车辆功率管理的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述车辆控制单元(110)用于：
2.根据权利要求1所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述功率分配(133)基于以下至少一个：
5.根据权利要求3或4所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述车辆控制单元(110)用于：
9.根据前述权利要求中任一项所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述功率分配(133)基于：
10.根据前述权利要求中任一项所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述功率分配(133)基于：
11.根据前述权利要求中任一项所述的车辆控制单元(1
12.一种车辆充电控制系统(100)，其特征在于，所述车辆充电控制系统(100)包括：
13.根据权利要求12所述的车辆充电控制系统(100)，其特征在于，
14.根据权利要求12或13所述的车辆充电控制系统(100)，其特征在于，
15.根据权利要求12至14中任一项所述的车辆充电控制系统(100)，其特征在于，所述车辆控制单元(110)用于：
16.一种用于车辆功率管理的方法(600)，其特征在于，所述方法(600)包括：
17.一种云网络(160)的网络设备，其特征在于，所述网络设备用于：
18.根据权利要求17所述的网络设备，其特征在于，所述车辆状态(161)还包括以下信息中的至少一个：
19.根据权利要求18所述的网络设备，其特征在于，
20.根据权利要求19所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备用于：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于车辆功率管理的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述车辆控制单元(110)用于：
2.根据权利要求1所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述功率分配(133)基于以下至少一个：
5.根据权利要求3或4所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述车辆控制单元(110)用于：
9.根据前述权利要求中任一项所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述功率分配(133)基于：
10.根据前述权利要求中任一项所述的车辆控制单元(110)，其特征在于，所述功率分配(133)基于：
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