[发明专利]一种电动汽车动力电池加热系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车动力电池加热系统，包括充电机、充电枪、外部充电设备、整车控制器、电池管理系统、PTC加热器和动力电池。本发明的电动汽车动力电池加热系统及控制方法中，充电机可综合判断自身输出能力、充电枪额定功率、外部充电设施能力、电池包需求的加热功率，确保电动汽车充电加热功能正常进行；此外，还能最大限度利用充电机实际输出功率，缩短电动汽车动力电池充电加热时间。

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力电池加热系统及控制方法。

背景技术

近年来，传统内燃机汽车所造成的环境问题和石油资源紧缺问题，使人们将视野投向了电动汽车。电动汽车由于其具有节能、低碳、环保的优势，被越来越多的消费者接受和使用。

大多数电动汽车使用锂离子电池作为其动力电池，是因为锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长，比能量高的优点。但是在低温环境下，锂离子电池容易产生析锂现象，重复充放电会对电池造成损害，降低电池安全性。目前电动汽车主要通过车载充电机和非车载充电机为PTC加热器供电，PTC加热器通过加热电动汽车冷却液的方式为动力电池低温充电状态下预热，确保充电开始前动力电池达到指定温度。已公开的专利，涉及动力电池加热的控制方法有以下三项发明：

CN103427137B中公开了一种纯电动汽车动力电池充电方法，能缩短低温充电加热时间，保证动力电池的正常充电，同时不影响动力电池的使用寿命。

CN107611522A涉及一种用于电动汽车电池管理系统的电池加热控制方法，解决了BMS中电池组在低温条件对电池充、放电的限制问题，保证了电池在环境温度较低条件下充、放电的安全性，充分考虑了混合动力、纯电动汽车动力电池的特性及安全需要，同时满足了驾驶员的需求。

CN106129507B提供了一种电动汽车电池充电的控制方法，解决低温环境下，可能存在不能对电动汽车进行充电/加热的问题。同时，该控制方法利用电动汽车自身的耗电附件和控制装置，不会增加额外的设备和成本。

上述三种动力电池加热的控制方法，均未提及充电加热过程中，由于充电机本身具备功率降额的特性，当充电机为PTC加热器供电时，存在PTC加热器功率超出充电机输出能力导致充电机输出电压降低从而关机保护的问题。上述专利未针对该问题提出有效的解决方案。

发明内容

本发明目的是提供一种电动汽车动力电池加热系统及控制方法，用于解决由于充电机低温或高温下限制输出功率的特性，PTC加热器功率超出充电机输出能力，导致的充电机输出电压降低从而关机保护的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种电动汽车动力电池加热系统，包括充电机、充电枪、外部充电设备、整车控制器、电池管理系统(BMS)、PTC加热器和动力电池；

所述外部充电设备用于为电动汽车提供电能；

所述充电枪用于连接外部充电设备与充电机，将外部充电设备提供的电能传输给充电机；

所述充电机用于将外部充电设备提供的电能转化为高压直流电能；

所述整车控制器与充电机进行CAN通信，用于实时接收充电机汇报的最大许用功率信号，并将充电机汇报的最大许用功率作为限值，指令PTC加热器按照限值输出既定功率；

所述电池管理系统与整车控制器和充电机进行CAN通信，用于将加热过程中动力电池所需的电压和电流值汇报给充电机，同时对动力电池的电压、电流和温度等状态进行实时监控与管理；

所述PTC加热器与整车控制器进行CAN通信，并根据整车控制器指令控制输出功率，为电动汽车动力电池充电前加热。

进一步，所述高压直流电能用于为动力电池和PTC加热器提供电能。