本发明涉及两轮电动车,具体为两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的方法。
背景技术:
1、两轮电动车具有轻便、省力、价格便宜、使用成本低和零排放等优点,已成为深受老百姓欢迎的的出行交通工具,截至2023年,我国两轮电动车年市场销量达到5400万辆,保有量达到3.5亿辆。其中有很多两轮电动车都采用了锂离子动力电池,其单次充电的续驶里程相对于铅酸电池显著延长,从而使得两轮电动车的使用便利性更加突出。但冬季低温环境下,锂离子动力电池的性能衰减给用户的使用带来极大的不便;
2、低温导致锂离子动力电池性能衰减的主要原因是在低温环境下:1)电解液的黏度增大,导致锂离子电池的导电率下降;2)电解液与负极、隔膜之间的相容性变差;3)锂离子电池的负极容易析锂,并且析出的金属锂与电解液反应,其产物沉积导致固态电解质界面(sei)厚度增加,从而使锂离子电池中的活性锂减少;4)锂离子电池在活性物质内部扩散系统降低,充放电内阻显著增大。为了缓解上述问题,很多纯电动汽车和两轮电动车都配置了电加热装置,利用储存在动力电池中的电能来为动力电池加热和保温,但电加热方式的能效比不高,大量电能被消耗在加和保温环节,导致整车续驶里程达成率严重打折,对用户的冬季使用体验改善效果有限;
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的方法,能在两轮电动车冬季低温行驶场景下通过择机捕捉回馈制动能量来实现锂离子动力电池的加热和保温,从而提高了两轮电动车在冬季低温环境下的使用便利性。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的方法,具体包括如下步骤:
3、步骤一:通过在锂离子动力电池包中增加加热电能捕捉装置、电池加热元件和温度传感器等装置,并将加热电能捕捉装置、电池管理系统bms、充放电保护装置和电机控制装置等通过通讯总线连接成一套系统,该系统在冬季低温行驶场景下,当锂离子电池模组温度低于一定阈值时,通过系统各装置中软硬件的协同控制,择机捕捉不能由锂离子电池模组吸收的回馈制动能量来为锂离子电池模组加热和保温;
4、步骤二:能在确保锂离子电池模组应收尽收回馈制动能量的基础上,择机将锂离子电池模组因低温而不能回收的部分回馈制动电能应用于锂离子电池模组的加热和保温,并通过温度传感器、电池管理系统bms、通讯总线、电机控制装置、动力电池包内部通讯总线、加热电能捕捉装置彼此配合,在低温行驶的三种不同状态下终止判断条件,从而能有效地确保加热过程的安全性;
5、步骤三:在冬季低温充电场景下,当锂离子电池模组温度低于一定阈值时,通过电池加热元件、温度传感器、电池管理系统bms、充放电保护装置、动力电池包内部通讯总线、加热电能捕捉装置彼此配合,实现对锂离子电池模组“先加热再充电”的控制策略,确保锂离子电池模组仅在达到安全温度以上才开始充电,从而提高了电动两轮车的充电安全性。
6、本发明还公开了两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池加热和保温的系统,包括动力电池包,所述动力电池包内部设置有电池加热元件、温度传感器、锂离子电池模组、电池管理系统bms、直流母线、控制接口、通讯总线、充放电保护装置、动力电池包内部通讯总线和加热电能捕捉装置,所述电池管理系统bms动力电池包内部通讯总线分别充放电保护装置、加热电能捕捉装置电性连接,所述动力电池包通过通讯总线与电机控制装置连接,所述电机控制装置分别连接有制动控制手柄、加速控制手柄、驱动电机。
7、优选的,所述温度传感器分别与电池管理系统bms、加热电能捕捉装置电性连接。
8、优选的,所述电池管理系统bms通过通讯总线与电机控制装置电性连接。
9、优选的,所述锂离子电池模组分别与电池管理系统bms、充放电保护装置、加热电能捕捉装置连接。
10、优选的,所述控制接口分别与通讯总线、动力电池包内部通讯总线连接。
11、优选的,所述电池加热元件分别与温度传感器、锂离子电池模组连接,所述加热电能捕捉装置与电池加热元件电性连接。
12、优选的,所述充放电保护装置、加热电能捕捉装置均与电机控制装置电性连接。
13、有益效果
14、本发明提供了两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的方法。与现有技术相比具备以下有益效果:
15、(1)、该两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的方法,通过系统各装置中软硬件的协同控制,择机捕捉不能由锂离子动力电池吸收的回馈制动能量来为动力电池加热和保温,从而有利于延长电动两轮车的续驶里程,改善和提高电动两轮车在冬季的使用体验。
16、(2)、该两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的方法,通过在系统内设置加热电能捕捉装置,在确保锂离子动力电池应收尽收回馈制动能量的基础上,择机将锂离子动力电池因低温而不能回收的那部分回馈制动电能应用于动力电池的加热和保温,此外,该策略还设计了三种加热过程终止判断条件,从而能有效地确保加热过程的安全性。
17、(3)、该两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的方法,通过在系统内设置捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的软硬件系统,在冬季低温充电场景下,当锂离子动力电池温度低于一定阈值时,采用“先加热再充电”的控制策略,确保锂离子动力电池仅在达到安全温度以上才开始充电,从而提高了电动两轮车的充电安全性。
1.两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池的方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
2.两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池加热和保温的系统,包括动力电池包(3),其特征在于:所述动力电池包(3)内部设置有电池加热元件(1)、温度传感器(2)、锂离子电池模组(4)、电池管理系统bms(5)、直流母线(6)、控制接口(7)、通讯总线(8)、充放电保护装置(9)、动力电池包内部通讯总线(14)和加热电能捕捉装置(15),所述电池管理系统bms(5)动力电池包内部通讯总线(14)分别充放电保护装置(9)、加热电能捕捉装置(15)电性连接,所述动力电池包(3)通过通讯总线(8)与电机控制装置(10)连接,所述电机控制装置(10)分别连接有制动控制手柄(11)、加速控制手柄(12)、驱动电机(13)。
3.根据权利要求2所述的两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池加热和保温的系统,其特征在于:所述温度传感器(2)分别与电池管理系统bms(5)、加热电能捕捉装置(15)电性连接。
4.根据权利要求2所述的两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池加热和保温的系统,其特征在于:所述电池管理系统bms(5)通过通讯总线(8)与电机控制装置(10)电性连接。
5.根据权利要求2所述的两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池加热和保温的系统,其特征在于:所述锂离子电池模组(4)分别与电池管理系统bms(5)、充放电保护装置(9)、加热电能捕捉装置(15)连接。
6.根据权利要求2所述的两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池加热和保温的系统,其特征在于:所述控制接口(7)分别与通讯总线(8)、动力电池包内部通讯总线(14)连接。
7.根据权利要求2所述的两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池加热和保温的系统,其特征在于:所述电池加热元件(1)分别与温度传感器(2)、锂离子电池模组(4)连接,所述加热电能捕捉装置(15)与电池加热元件(1)电性连接。
8.根据权利要求2所述的两轮电动车捕捉回馈制动能量加热锂离子动力电池加热和保温的系统,其特征在于:所述充放电保护装置(9)、加热电能捕捉装置(15)均与电机控制装置(10)电性连接。
