电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制系统及控制方法
阅读说明：本技术 电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制系统及控制方法 (Control system and control method for pulse heating noise of power battery of electric automobile ) 是由 张中元 刘维 翟钧 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制系统及控制方法,用户可以设置脉冲加热时间,进而改变脉冲加热频率,并最终改变脉冲加热产生的车内外噪音值。如果脉冲加热产生的车外噪音值过大以至于影响周围环境时,会提示用户重新设置脉冲加热时间,而如果用户不重新设置,则低速行人报警器发出车外低速报警音；如果用户在车内通过本地设置的方式设置了脉冲加热时间,而该脉冲加热产生的车内噪音值过大以至于影响乘坐感受时,会提示用户重新设置脉冲加热时间,而如果用户不重新设置,则会播放音乐；并且在脉冲加热的过程中,用户也可以再次设置脉冲加热时间,从而改善了脉冲加热时的用户体验,满足用户体验需求。(The invention discloses a control system and a control method for pulse heating noise of a power battery of an electric automobile, wherein a user can set pulse heating time, further change pulse heating frequency and finally change the noise value inside and outside the automobile generated by pulse heating. If the noise value outside the vehicle generated by pulse heating is too large to influence the surrounding environment, prompting a user to reset the pulse heating time, and if the user does not reset, sending out a low-speed alarm outside the vehicle by a low-speed pedestrian alarm; if the user sets the pulse heating time in the vehicle in a local setting mode, and the noise value in the vehicle generated by the pulse heating is too large to influence the riding feeling, the user is prompted to reset the pulse heating time, and if the user does not reset, music is played; in the pulse heating process, the user can set the pulse heating time again, so that the user experience in the pulse heating process is improved, and the user experience requirements are met.)
技术领域
本发明属于电动汽车的动力电池领域，具体涉及一种电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制系统及控制方法。
背景技术
现有的电动汽车的动力电池脉冲加热在实际应用中，为保证良好的加热速率，需要大幅值的交流电流，但会造成三相电机总成的一些滤波电容和电感等部件产生振动，发出高频尖锐刺耳的噪声，这些噪声会严重影响车内外用户的主观感受。在动力电池脉冲加热的功能设计时，是根据综合噪音和性能需求选择一个固定的动力电池脉冲加热的交流电流频率（即选择一个固定的脉冲加热频率），以致三相电机产生的噪音大小也固定。但是用户使用此功能的车辆环境不相同，其背景噪音不相同，给用户主观感受也不相同。比如在环境噪音比较嘈杂的路边、闹市区等，动力电池脉冲加热产生噪音与车外环境噪音相差不大，基本不会影响周围的人员感受；但是在环境比较安静的停车场、医院、学校等，动力电池脉冲加热产生的噪音很大且很尖锐，开启脉冲加热时噪音很突兀，会给用户或者周围的人员造成惊吓，产生很负面的影响，以致可能会被投诉。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制系统及控制方法，以改善脉冲加热时的用户体验。
本发明所述的电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制系统，包括与动力电池连接的电池管理系统和与动力电池、三相电机连接的电机控制器，还包括噪音识别控制器、用户交互系统、车外噪音传感器、车内噪音传感器和低速行人报警器；车外噪音传感器与噪音识别控制器连接，将采集的车外环境噪音值发送给噪音识别控制器；车内噪音传感器与噪音识别控制器连接，将采集的车内环境噪音值发送给噪音识别控制器；噪音识别控制器与低速行人报警器连接，能控制低速行人报警器发出车外低速报警音；电池管理系统、电机控制器、噪音识别控制器、用户交互系统通过CAN线进行通信连接，用户交互系统能将设置的脉冲加热时间以及设置方式发送给噪音识别控制器，并能在收到噪音识别控制器的相关指令后进行相关提示、播放音乐，电池管理系统将电池温度和电池电量发送给噪音识别控制器，在满足脉冲加热条件时，噪音识别控制器确定脉冲加热频率，并将脉冲加热频率发送给电机控制器，电机控制器根据接收的脉冲加热频率配合三相电机对动力电池进行脉冲加热。
优选的，所述噪音识别控制器为座舱控制器或者整车控制器；所述用户交互系统包括车机和与车机进行无线通讯的移动终端，车机通过CAN线与噪音识别控制器进行通信连接。用户设置脉冲加热时间的方式可分为本地设置和远程设置；本地设置是指用户在车内而通过车机进行的脉冲加热时间设置，车机将本地设置的脉冲加热时间发送给噪音识别控制器；远程设置是指用户不在车内而通过在移动终端的脉冲加热APP上进行的脉冲加热时间设置，移动终端将远程设置的脉冲加热时间发送给车机，车机再发送给噪音识别控制器。
本发明所述的电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制方法，采用上述控制系统，该控制方法包括：
S1、噪音识别控制器实时获取车外环境噪音值、车内环境噪音值、电池温度和电池电量，然后执行S2。
S2、噪音识别控制器判断是否满足脉冲加热条件，如果是，则执行S3，否则结束。
S3、噪音识别控制器根据当前电池温度、当前电池电量和预设的目标电池温度确定默认的脉冲加热时间，然后执行S4。
S4、噪音识别控制器将脉冲加热时间可设置指令发送给用户交互系统，用户交互系统在收到脉冲加热时间可设置指令后，提示可设置脉冲加热时间以调节脉冲加热时的噪音大小，然后执行S5。用户在发现此提示后，可通过用户交互系统设置脉冲加热时间。
S5、噪音识别控制器判断第一预设时间内是否收到用户设置的脉冲加热时间，如果是，则执行S8，否则执行S6。
S6、噪音识别控制器根据当前电池温度、当前电池电量、预设的目标电池温度和默认的脉冲加热时间，计算脉冲加热速率，然后执行S7。
S7、噪音识别控制器根据脉冲加热速率确定脉冲加热频率，然后执行S19。
S8、噪音识别控制器根据当前电池温度、当前电池电量、预设的目标电池温度和设置的脉冲加热时间，计算脉冲加热速率，然后执行S9。
S9、噪音识别控制器根据脉冲加热速率确定脉冲加热频率，再根据脉冲加热频率确定脉冲加热产生的车外噪音值和车内噪音值，然后执行S10。
S10、噪音识别控制器判断脉冲加热产生的车外噪音值是否大于车外环境噪音值与预设的噪音阈值之和，如果是，则执行S11，否则执行S14。
S11、噪音识别控制器将脉冲加热时间需重新设置指令Ⅰ发送给用户交互系统，用户交互系统在收到脉冲加热时间需重新设置指令Ⅰ后，提示脉冲加热噪音过大影响周围环境需重新设置脉冲加热时间，然后执行S12。用户在发现此提示后，可通过用户交互系统重新设置脉冲加热时间。
S12、噪音识别控制器判断第二预设时间内是否收到用户重新设置的脉冲加热时间，如果是，则返回执行S8，否则（即用户并未重新设置脉冲加热时间时）执行S13。
S13、噪音识别控制器控制低速行人报警器发出车外低速报警音，然后执行S14。
S14、噪音识别控制器判断设置方式（即用户设置脉冲加热时间的方式）是否为本地设置，如果是，则执行S15，否则执行S19。
S15、噪音识别控制器判断脉冲加热产生的车内噪音值是否大于车内环境噪音值与预设的噪音阈值之和，如果是，则执行S16，否则执行S19。
S16、噪音识别控制器将脉冲加热时间需重新设置指令Ⅱ发送给用户交互系统，用户交互系统在收到脉冲加热时间需重新设置指令Ⅱ后，提示脉冲加热噪音过大影响乘坐感受需重新设置脉冲加热时间，然后执行S17。用户在发现此提示后，可通过用户交互系统重新设置脉冲加热时间。
S17、噪音识别控制器判断第三预设时间内是否收到用户重新设置的脉冲加热时间，如果是，则返回执行S8，否则（即用户并未重新设置脉冲加热时间时）执行S18。
S18、噪音识别控制器将开启车内音乐指令发送给用户交互系统，用户交互系统在收到开启车内音乐指令后，播放音乐，然后执行S19。
S19、噪音识别控制器将脉冲加热频率发送给电机控制器，电机控制器根据接收的脉冲加热频率配合三相电机对动力电池进行脉冲加热，然后执行S20。
S20、噪音识别控制器将提示开启指令发送给用户交互系统，用户交互系统在收到提示开启指令后，提示脉冲加热已开启，然后执行S21。
S21、噪音识别控制器判断是否满足脉冲加热停止条件，如果是，则执行S23，否则执行S22。
S22、噪音识别控制器判断是否收到用户重新设置的脉冲加热时间，如果是，则返回执行S8，否则返回执行S21。
S23、噪音识别控制器控制低速行人报警器不发出车外低速报警音，并将提示结束指令发送给用户交互系统，用户交互系统在收到提示结束指令后，提示脉冲加热已结束，不再播放音乐，然后结束。
优选的，确定默认的脉冲加热时间的具体方式为：噪音识别控制器根据当前电池温度、当前电池电量和预设的目标电池温度查询预设的脉冲加热时间表，获得默认的脉冲加热时间；所述预设的脉冲加热时间表为通过标定方式得到的当前电池温度、当前电池电量、目标电池温度与默认的脉冲加热时间的对应关系表。
确定脉冲加热频率的具体方式为：噪音识别控制器根据脉冲加热速率查询预设的频率表，获得脉冲加热频率；其中，所述预设的频率表为通过标定方式得到的脉冲加热速率与脉冲加热频率的对应关系表。
确定脉冲加热产生的车外噪音值的具体方式为：噪音识别控制器根据脉冲加热频率查询预设的车外噪音值表，获得脉冲加热产生的车外噪音值；其中，所述预设的车外噪音值表为通过标定方式得到的脉冲加热频率与车外噪音值的对应关系表。
确定脉冲加热产生的车内噪音值的具体方式为：噪音识别控制器根据脉冲加热频率查询预设的车内噪音值表，获得脉冲加热产生的车内噪音值；其中，所述预设的车内噪音值表为通过标定方式得到的脉冲加热频率与车内噪音值的对应关系表。
优选的，所述步骤S6中计算脉冲加热速率的具体方式为：噪音识别控制器先根据当前电池电量查询预设的电量修正系数表，获得电量修正系数，然后再利用公式：脉冲加热速率=（预设的目标电池温度-当前电池温度）/默认的脉冲加热时间*电量修正系数，计算脉冲加热速率。
所述步骤S8中计算脉冲加热速率的具体方式为：噪音识别控制器先根据当前电池电量查询预设的电量修正系数表，获得电量修正系数，然后再利用公式：脉冲加热速率=（预设的目标电池温度-当前电池温度）/设置的脉冲加热时间*电量修正系数，计算脉冲加热速率。
其中，所述预设的电量修正系数表为通过标定方式得到的当前电池电量与电量修正系数的对应关系表。
优选的，在所述步骤S4中，噪音识别控制器还会将默认的脉冲加热时间发送给用户交互系统，用户交互系统在收到默认的脉冲加热时间和脉冲加热时间可设置指令后，会持续显示脉冲加热时间设置窗口，且该设置窗口中显示的脉冲加热时间初始为默认的脉冲加热时间；如果用户在该设置窗口中设置了脉冲加热时间，则该设置窗口中显示的脉冲加热时间为用户设置的脉冲加热时间。
用户交互系统在收到提示开启指令后，还会显示从默认的脉冲加热时间或者最后一次设置的脉冲加热时间开始逐渐递减的脉冲加热倒计时时间。用户交互系统在收到提示结束指令后，还会退出脉冲加热时间设置窗口的显示和脉冲加热倒计时时间的显示。
本发明中，用户可以设置脉冲加热时间，进而改变脉冲加热频率，并最终改变脉冲加热产生的车内外噪音值。将脉冲加热产生的车内外噪音值与车内外环境噪音值进行比较：如果脉冲加热产生的车外噪音值过大以至于影响周围环境时，会提示用户重新设置脉冲加热时间，而如果用户不重新设置，则低速行人报警器发出车外低速报警音，以中和或者覆盖脉冲加热产生的尖锐、突兀噪音；如果用户在车内通过本地设置的方式设置了脉冲加热时间，而该脉冲加热产生的车内噪音值过大以至于影响乘坐感受时，会提示用户重新设置脉冲加热时间，而如果用户不重新设置，则会播放音乐，以中和或者覆盖脉冲加热产生的尖锐、突兀噪音；并且在脉冲加热的过程中，用户也可以再次设置脉冲加热时间，从而改善了脉冲加热时的用户体验，满足用户体验需求。如果用户是通过远程设置的方式设置了脉冲加热时间，则不会考虑脉冲加热产生的车内噪音值，进而节省了电能。
附图说明
图1为本实施例中电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制系统原理框图。
图2为本实施例中电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例中的电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制系统包括与动力电池8连接的电池管理系统1，与动力电池8、三相电机9连接的电机控制器2，噪音识别控制器3、用户交互系统4、车外噪音传感器5、车内噪音传感器6和低速行人报警器7。噪音识别控制器3为座舱控制器或者整车控制器；用户交互系统4包括车机41和与车机41进行无线通讯的移动终端42。车外噪音传感器5与噪音识别控制器3连接，将采集的车外环境噪音值发送给噪音识别控制器3。车内噪音传感器6与噪音识别控制器3连接，将采集的车内环境噪音值发送给噪音识别控制器3。噪音识别控制器3与低速行人报警器7连接，能控制低速行人报警器7发出车外低速报警音。电池管理系统1、电机控制器2、噪音识别控制器3、车机41通过CAN线进行通信连接。车机41能将设置的脉冲加热时间以及设置方式发送给噪音识别控制器3，并能在收到噪音识别控制器3的相关指令后进行相关提示、相关显示以及播放音乐，或者将相关提示、相关显示信息发送给移动终端42进行提示、显示。电池管理系统1将电池温度和电池电量发送给噪音识别控制器3；在满足脉冲加热条件时，噪音识别控制器3确定脉冲加热频率，并将脉冲加热频率发送给电机控制器2；电机控制器2根据接收的脉冲加热频率配合三相电机9对动力电池8进行脉冲加热。用户设置脉冲加热时间的方式可分为本地设置和远程设置；本地设置是指用户在车内而通过车机41进行的脉冲加热时间设置，车机41将本地设置的脉冲加热时间发送给噪音识别控制器3；远程设置是指用户不在车内而通过在移动终端42的脉冲加热APP上进行的脉冲加热时间设置，移动终端42将远程设置的脉冲加热时间发送给车机41，车机41再发送给噪音识别控制器3。
如图2所示，本实施例中的电动汽车的动力电池脉冲加热噪音的控制方法，采用上述控制系统，该控制方法包括：
S1、噪音识别控制器3实时获取车外环境噪音值、车内环境噪音值、电池温度和电池电量，然后执行S2。
S2、噪音识别控制器3判断是否满足脉冲加热条件，如果是，则执行S3，否则结束。
S3、噪音识别控制器3根据当前电池温度、当前电池电量和预设的目标电池温度（比如0℃）确定默认的脉冲加热时间，然后执行S4。
具体方式为：噪音识别控制器3根据当前电池温度、当前电池电量和预设的目标电池温度查询预设的脉冲加热时间表，获得默认的脉冲加热时间；预设的脉冲加热时间表为通过标定方式得到的当前电池温度、当前电池电量、目标电池温度与默认的脉冲加热时间的对应关系表。
S4、噪音识别控制器3将默认的脉冲加热时间和脉冲加热时间可设置指令发送给车机41，车机41在收到默认的脉冲加热时间和脉冲加热时间可设置指令后，执行脉冲加热时间可设置指令，然后执行S5。
车机41执行脉冲加热时间可设置指令的具体方式为：
如果用户的移动终端42上的脉冲加热APP打开了且与车机41通讯连接成功，车机41将默认的脉冲加热时间和脉冲加热时间可设置指令发送给移动终端42，在移动终端42的脉冲加热APP上进行相关显示和提示，移动终端42的脉冲加热APP通过文字（也可以是语音）提示可设置脉冲加热时间以调节脉冲加热时的噪音大小，会持续显示脉冲加热时间设置窗口，且该设置窗口中显示的脉冲加热时间初始为默认的脉冲加热时间。用户在发现此提示后，可通过移动终端42上的脉冲加热时间设置窗口来设置脉冲加热时间；如果用户在该设置窗口中设置了脉冲加热时间，则该设置窗口中显示的脉冲加热时间为用户设置的脉冲加热时间。
如果用户的移动终端42上的脉冲加热APP未打开或者未与车机41通讯连接成功，车机41通过文字（也可以是语音）提示可设置脉冲加热时间以调节脉冲加热时的噪音大小，会持续显示脉冲加热时间设置窗口，且该设置窗口中显示的脉冲加热时间初始为默认的脉冲加热时间。用户在发现此提示后，可通过车机41上的脉冲加热时间设置窗口来设置脉冲加热时间；如果用户在该设置窗口中设置了脉冲加热时间，则该设置窗口中显示的脉冲加热时间为用户设置的脉冲加热时间。
S5、噪音识别控制器3判断第一预设时间（比如3s）内是否收到用户设置的脉冲加热时间，如果是，则执行S8，否则执行S6。
S6、噪音识别控制器3根据当前电池温度、当前电池电量、预设的目标电池温度和默认的脉冲加热时间，计算脉冲加热速率，然后执行S7。
具体方式为：噪音识别控制器3先根据当前电池电量查询预设的电量修正系数表，获得电量修正系数；然后再利用公式：脉冲加热速率=（预设的目标电池温度-当前电池温度）/默认的脉冲加热时间*电量修正系数，计算脉冲加热速率。
S7、噪音识别控制器3根据脉冲加热速率确定脉冲加热频率，然后执行S19。
具体方式为：噪音识别控制器3根据脉冲加热速率查询预设的频率表，获得脉冲加热频率；其中，预设的频率表为通过标定方式得到的脉冲加热速率与脉冲加热频率的对应关系表。
S8、噪音识别控制器3根据当前电池温度、当前电池电量、预设的目标电池温度和设置的脉冲加热时间，计算脉冲加热速率，然后执行S9。
具体方式为：噪音识别控制器3先根据当前电池电量查询预设的电量修正系数表，获得电量修正系数；然后再利用公式：脉冲加热速率=（预设的目标电池温度-当前电池温度）/设置的脉冲加热时间*电量修正系数，计算脉冲加热速率。
S9、噪音识别控制器3根据脉冲加热速率确定脉冲加热频率，再根据脉冲加热频率确定脉冲加热产生的车外噪音值和车内噪音值，然后执行S10。
具体方式为：噪音识别控制器3根据脉冲加热速率查询预设的频率表，获得脉冲加热频率；噪音识别控制器3根据脉冲加热频率查询预设的车外噪音值表，获得脉冲加热产生的车外噪音值；噪音识别控制器3根据脉冲加热频率查询预设的车内噪音值表，获得脉冲加热产生的车内噪音值。其中，预设的频率表为通过标定方式得到的脉冲加热速率与脉冲加热频率的对应关系表；预设的车外噪音值表为通过标定方式得到的脉冲加热频率与车外噪音值的对应关系表；预设的车内噪音值表为通过标定方式得到的脉冲加热频率与车内噪音值的对应关系表。
S10、噪音识别控制器3判断脉冲加热产生的车外噪音值是否大于车外环境噪音值与预设的噪音阈值（比如10dB）之和，如果是，则执行S11，否则执行S14。
S11、噪音识别控制器3将脉冲加热时间需重新设置指令Ⅰ发送给车机4，车机41在收到脉冲加热时间需重新设置指令Ⅰ后，执行脉冲加热时间需重新设置指令Ⅰ，然后执行S12。
车机41执行脉冲加热时间需重新设置指令Ⅰ的具体方式为：
如果前次设置的脉冲加热时间是远程设置的，则车机41将脉冲加热时间需重新设置指令Ⅰ发送给移动终端42，移动终端42的脉冲加热APP通过文字（也可以是语音）提示脉冲加热噪音过大影响周围环境需重新设置脉冲加热时间。用户在发现此提示后，可通过移动终端42上的脉冲加热时间设置窗口来重新设置脉冲加热时间（即改变脉冲加热时间）。
如果前次设置的脉冲加热时间是本地设置的，则车机41通过文字（也可以是语音）提示脉冲加热噪音过大影响周围环境需重新设置脉冲加热时间。用户在发现此提示后，可通过车机41上的脉冲加热时间设置窗口来重新设置脉冲加热时间（即改变脉冲加热时间）。
S12、噪音识别控制器3判断第二预设时间（比如3s）内是否收到用户重新设置的脉冲加热时间，如果是，则返回执行S8，否则（即用户并未重新设置脉冲加热时间时）执行S13。
S13、噪音识别控制器3控制低速行人报警器7发出车外低速报警音，然后执行S14。
S14、噪音识别控制器3判断设置方式（即用户设置脉冲加热时间的方式）是否为本地设置，如果是，则执行S15，否则执行S19。
S15、噪音识别控制器3判断脉冲加热产生的车内噪音值是否大于车内环境噪音值与预设的噪音阈值（比如10dB）之和，如果是，则执行S16，否则执行S19。
S16、噪音识别控制器3将脉冲加热时间需重新设置指令Ⅱ发送给车机41，车机41在收到脉冲加热时间需重新设置指令Ⅱ后，通过文字（也可以是语音）提示脉冲加热噪音过大影响乘坐感受需重新设置脉冲加热时间，然后执行S17。用户在发现此提示后，可通过车机41上的脉冲加热时间设置窗口来重新设置脉冲加热时间（即改变脉冲加热时间）。
S17、噪音识别控制器3判断第三预设时间（比如3s）内是否收到用户重新设置的脉冲加热时间，如果是，则返回执行S8，否则（即用户并未重新设置脉冲加热时间时）执行S18。
S18、噪音识别控制器3将开启车内音乐指令发送给车机41，车机41在收到开启车内音乐指令后，播放音乐，然后执行S19。
S19、噪音识别控制器3将脉冲加热频率发送给电机控制器2，电机控制器2根据接收的脉冲加热频率配合三相电机9对动力电池8进行脉冲加热，然后执行S20。
S20、噪音识别控制器3将提示开启指令发送给车机41，车机41在收到提示开启指令后，执行提示开启指令，然后执行S21。
车机41执行提示开启指令的具体方式为：
如果是远程设置的脉冲加热时间，则车机41将提示开启指令发送给移动终端42，移动终端42的脉冲加热APP通过文字（也可以是语音）提示脉冲加热已开启，显示从最后一次设置的脉冲加热时间开始逐渐递减的脉冲加热倒计时时间。
如果脉冲加热时间是默认的脉冲加热时间或者是本地设置的脉冲加热时间，则车机41通过文字（也可以是语音）提示脉冲加热已开启，显示从默认的脉冲加热时间或者最后一次设置的脉冲加热时间开始逐渐递减的脉冲加热倒计时时间。
S21、噪音识别控制器3判断是否满足脉冲加热停止条件，如果是，则执行S23，否则执行S22。
S22、噪音识别控制器3判断是否收到用户重新设置的脉冲加热时间，如果是，则返回执行S8，否则返回执行S21。
S23、噪音识别控制器3控制低速行人报警器7不发出车外低速报警音，并将提示结束指令发送给车机41，车机41在收到提示结束指令后，执行提示结束指令，然后结束。
车机41执行提示结束指令的具体方式为：
如果是远程设置的脉冲加热时间，则车机41将提示结束指令发送给移动终端42，移动终端42的脉冲加热APP通过文字（也可以是语音）提示脉冲加热已结束，并退出脉冲加热时间设置窗口的显示和脉冲加热倒计时时间的显示。
如果脉冲加热时间是默认的脉冲加热时间或者是本地设置的脉冲加热时间，则车机41通过文字（也可以是语音）提示脉冲加热已结束，并退出脉冲加热时间设置窗口的显示和脉冲加热倒计时时间的显示；另外，如果车机41此前在播放音乐，则停止播放音乐；如果车机41此前未播放音乐，则保持不播放音乐的状态。
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