具体实施方式

实施方式1

实施方式1中涉及电动汽车实施例和电池自唤醒加热方法实施例。

如图1所示，本实施方式的电动汽车包括动力电池、电池管理系统(BMS)、动力性能系数输入装置、自唤醒频率输入装置、电池自唤醒加热装置和电池加热设备。

其中，BMS具有定期自唤醒功能的DC/DC，当BMS正常下电后，DC/DC高压处于连接状态，并且具备定期(根据自唤醒频率确定)输出24V功能，当输出24V给BMS后，BMS被唤醒处于工作状态，可对电池温度、电压、荷电状态等进行采集监控。该DC/DC还能给整车控制器和监控主机供电，确保监控数据及时保存并上传后台监控系统，便于查阅记录。

在车辆行驶过程中，BMS实时监测动力电池输出的充放电电流，并将车辆停车前一个控制周期(例如30分钟，具体可根据实际需要设置)内电池输出的最大放电电流发送给电池自唤醒加热装置；车辆驾驶人员通过动力性能系数输入装置输入动力性能系数，动力性能系数输入装置将驾驶人员输入的动力性能系数发送给电池自唤醒加热装置；车辆驾驶人员通过自唤醒频率输入装置输入自唤醒频率，自唤醒频率输入装置将驾驶人员输入的自唤醒频率发送给电池自唤醒加热装置；车辆处于停车状态时，电池自唤醒加热装置根据接收到的自唤醒频率唤醒BMS，BMS被唤醒后检测电池温度和电池荷电状态，并将检测到的电池温度和电池荷电状态发送给电池自唤醒加热装置；电池自唤醒加热装置对接收到的车辆停车前一个控制周期内电池输出的最大放电电流、动力性能系数、检测到的电池温度和电池荷电状态进行处理，以实现本实施方式的电池自唤醒加热方法，进而对电池加热或停止加热进行控制；电池加热设备负责对动力电池加热，加热方式不限于电阻片加热、液体加热或电流震荡加热等方式。

本实施方式中，动力性能系数输入装置是具有不同档位的机械开关，每个档位对应一个动力性能系数，具体如表1所示，动力性能系数越大表示驾驶人员对车辆动力性的要求越高。

表1档位和动力性能系数对应表

自唤醒频率输入装置也是具有不同档位的机械开关，每个档位对应一个自唤醒频率，具体如表2所示：

表2档位和自唤醒频率对应表

表2中自唤醒频率的基础值x的值根据实际需要设置。自唤醒频率的基础值x的设置依据如下：根据一年周期内的气温将车辆行驶环境划分为严寒地区、寒冷地区、温暖地区、炎热地区等区域，不同区域设置不同的x值。如北京地区属于寒冷地区，车辆白天正常运营时电池温度一般维持在一个稳定的范围，夜晚停放时电池温度降低较明显，停放3个小时电池最低温度一般会降低到电池停车加热开启阈值以下，因此可根据每3个小时开启一次加热来设置x值。

作为其他实施方式，动力性能系数输入装置还可以是键盘或触摸屏等，驾驶人员可以直接手动输入动力性能系数取值范围内的任意数值，动力性能系数的取值范围为0.6～1.4；自唤醒频率输入装置也可以是键盘或触摸屏等，驾驶人员可以直接手动输入自唤醒频率。

本实施方式中，动力性系数输入装置和自唤醒频率输入装置分别单独设置，作为其他实施方式，这两个装置可以合并为一个装置。

本实施方式的电池自唤醒加热装置如图2所示，该装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现本实施方式的电池自唤醒加热方法。

其中，处理器是指微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置。存储器包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。例如：利用电能方式存储信息的各式存储器，RAM、ROM等；利用磁能方式存储信息的的各式存储器，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、U盘；利用光学方式存储信息的各式存储器，CD或DVD。当然，还有其他方式的存储器，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。

下面介绍本实施方式的电池自唤醒加热方法，该电池自唤醒加热方法可以形成计算机程序，计算机程序在存储器中存储，在处理器运行时进行调用，从而实现该电池自唤醒加热方法。该方法具体包括以下步骤：

(1)车辆处于停车状态时，按照设定的自唤醒频率定期检测电池温度和电池荷电状态；

(2)当电池荷电状态大于设定阈值(例如30％，具体根据实际需要设置)且检测到的电池温度低于电池停车加热开启阈值时对电池进行加热，在加热过程中判断电池的温度是否达到电池停车加热关闭阈值，若达到，则停止对电池加热；

其中，根据车辆停车前的电池行车加热开启温度确定电池停车加热开启阈值，进而确定电池停车加热关闭阈值，电池行车加热开启温度是用来在车辆处于行车状态时判断是否对电池进行加热的温度。

本实施方式中，电池停车加热开启阈值和电池停车加热关闭阈值的确定过程如图3所示：

1)根据车辆停车前一个控制周期内电池输出的最大放电电流和动力性能系数得到期望最大放电电流；其中，期望最大放电电流＝动力性能系数×电池输出的最大放电电流。

2)通过查询电池充放电电流限制表得到期望最大放电电流对应的温度，作为第一期望温度；其中，每种型号的电池都有各自的电池充放电电流限制表，表中是电池充放电电流、电池温度及电池荷电状态之间的对应关系，这种对应关系可以通过实验获得，也可以通过仿真的方式获得，因此从电池充放电电流限制表中可以获得电池充放电电流和温度之间的对应关系；作为其他实施方式，电池充放电电流和温度之间的对应关系还可以直接用函数或曲线等形式展现，不局限于从电池充放电电流限制表中获得。

3)对第一期望温度进行调整，并将调整后的第一期望温度作为车辆停车前的电池行车加热开启温度；具体地，迭代地执行以下步骤对第一期望温度进行调整：在第一期望温度的基础上，当增加1℃(即第一设定度数，该值可根据实际需要调整)后电池可转换为车辆动力的能量大于零时，令第一期望温度加上1℃，直至增加1℃后电池可转换为车辆动力的能量小于或等于零，得到调整后的第一期望温度。

例如，假设步骤2)中得到的第一期望温度是3℃，则判断当电池温度＝3℃时，电池温度再提高1℃电池可转换为车辆动力的能量是否大于零，若大于零，表示电池温度提高有利于将电池的电量转换为车辆动力，即将电池温度提高有利于提高车辆的经济性，此时令第一期望温度加上1℃，并继续判断当电池温度＝第一期望温度+1℃＝3℃+1℃＝4℃时，电池温度再提高1℃电池可转换为车辆动力的能量是否大于零，若小于零，表示将电池温度提高不利于提高车辆的经济性，则得到调整后的第一期望温度＝4℃。

其中，电池可转换为车辆动力的能量Q0根据电池温度每升高1℃(即设定度数，该值可根据实际需要调整)时，电池的可用能量变量Q1、电池所需的加热电量Q2和电池所增加的散热能量Q3得到，Q0＝Q1-Q2-Q3。若Q0＞0，表示电池温度提高有利于将电池的电量转换为车辆动力，即电池温度提高有利于提高车辆的经济性；若Q0＜0，则表示电池温度提高不利于提高车辆的经济性。其中，Q1可通过查询动力电池的温度-可用能量MAP表得到；Q2可通过不同型号电池的加热实验数据得到，该值主要受电池比热容和导热率的影响，例如对某型号电池进行加热，其温度每升高1℃，消耗电量0.5kWh；Q3是指在每个控制周期内，对应电池所处环境温度，电池每升高1℃散热能量增加的量，该值主要受电池保温性能和电池与环境温差的影响，可通过实验数据得到，例如某型号电池，在环境温度为-10℃时，电池温度是2℃，电池温度升高1℃，温差由12℃增大到13℃，控制周期内散热能量增加0.1kWh，以此类推。

4)根据车辆停车前的电池行车加热开启温度确定电池停车加热开启阈值；其中，电池停车加热开启阈值＝车辆停车前的电池行车加热开启温度+温度修正系数，温度修正系数综合考虑车辆动力性和经济性设置，一般取值为0；作为其他实施方式，还可以令电池停车加热开启阈值＝车辆停车前的电池行车加热开启温度。

5)根据电池停车加热开启阈值和阈值修正系数得到电池停车加热关闭阈值；其中，电池停车加热关闭阈值＝电池停车加热开启阈值+阈值修正系数。

阈值修正系数根据实际需要设置，只要保证电池停车加热开启阈值和电池停车加热关闭阈值两者的差值(以下简称开启阈值和关闭阈值的差值)大于电动汽车电池系统温度传感器的精度即可，一般令开启阈值和关闭阈值的差值不小于温度传感器检测精度的两倍为宜，以防止温度传感器检测误差导致加热频繁开启和关闭，影响电动汽车电池加热系统寿命。阈值修正系数一般取整数，例如2℃或4℃。

本实施方式的电池自唤醒加热方法具有以下优点：

(1)同时检测电池温度和电池荷电状态，当电池荷电状态大于设定阈值且检测到的电池温度低于电池停车加热开启阈值时对电池进行加热，能保证电池加热是在电池不亏电的情况下进行的，实现了对电池的保护；

(2)车辆停车时，通过定期唤醒BMS检测电池温度和电池荷电状态，按照预定的策略对电池进行加热，能够使电池温度始终保持在合理的范围内，保证驾驶人员用车时车辆性能满足预期需求；

(3)由于电池行车加热开启温度是用来在车辆处于行车状态时判断是否对电池进行加热的温度，这一温度的高低体现了行车过程中驾驶人员对车辆性能需求的高低，因此将电池停车加热开启阈值与车辆停车前的电池行车加热开启温度相关联，能够将车辆停车前的行车过程中驾驶人员对车辆性能的需求这一因素添加到电池停车加热开启阈值中，进而按照这一阈值在停车时对电池加热，能够保证加热后的电池温度能满足驾驶人员对车辆性能的需求，电池加热效果好；

(4)计算车辆停车前的电池行车加热开启温度时综合考虑了4方面的因素，相应地电池停车加热开启阈值的设置也综合考虑了4方面的因素，因素1是控制周期内电池输出的最大放电电流，该值会随着车辆的实际行车工况发生变化，因此该因素能体现车辆的实际动力输出情况对阈值设置的影响；因素2是动力性能系数，该值可以根据客户对车辆动力性的具体要求进行设置，因此该因素能体现客户需求对阈值设置的影响；因素3是预先确定的电池充放电电流和温度的对应关系，由于该对应关系会随着电池型号的改变而改变，因此该因素能体现电池型号对阈值设置的影响；因素4是电池可转换为车辆动力的能量，该值的大小能够反映出将电池温度提高是否有利于将电池的电量转换为车辆动力，即将电池温度提高是否有利于提高车辆的经济性，因此该因素能体现车辆经济性对阈值设置的影响；综上所述，该方法的电池停车加热开启阈值综合考虑了车辆的实际动力输出情况、客户对车辆的动力性需求和车辆经济性4种因素，利用该电池停车加热开启阈值进行电池加热控制，不仅能保证加热后的电池温度能满足车辆实际动力性和客户对车辆动力性的特殊需求，还能适用于不同型号的电池，适用范围更广，同时能够兼顾车辆动力性和经济性。

作为其他实施方式，车辆停车前的电池行车加热开启温度还可以选用现有技术中的其他方法确定。

作为其他实施方式，也可以仅检测电池温度，当检测到的电池温度低于电池停车加热开启阈值时就对电池进行加热。

作为其他实施方式，阈值确定过程还可以省略步骤3)，直接将步骤2)中得到的第一期望温度作为车辆停车前的电池行车加热开启温度。

本实施方式中，动力性能系数的取值范围是0.6～1.4，期望最大放电电流＝动力性能系数×电池输出的最大放电电流；作为其他实施方式，动力性能系数的取值范围还可以根据实际需要调整，并且期望最大放电电流还可以等于动力性能系数加上电池输出的最大放电电流。另外，电池停车加热关闭阈值还可以等于电池停车加热开启阈值乘以阈值修正系数，阈值修正系数根据实际需要设置，只要保证电池停车加热开启阈值和电池停车加热关闭阈值两者的差值大于电动汽车电池系统温度传感器的精度即可。

作为其他实施方式，控制周期内电池的最大放电电流，还可以是BMS将该控制周期内的电池放电电流发送给电池自唤醒加热装置，由电池自唤醒加热装置进行处理得到的。

实施方式2：

实施方式2中涉及电动汽车实施例和电池自唤醒加热方法实施例。

本实施方式的电动汽车如图4所示，与实施方式1的区别在于：首先，该电动汽车增加了电制动性能系数输入装置，车辆驾驶人员通过电制动性能系数输入装置输入电制动性能系数，电制动性能系数输入装置将驾驶人员输入的电制动性能系数发送给电池自唤醒加热装置；其次，该电动汽车的BMS还将车辆停车前一个控制周期内电池输出的最大充电电流发送给电池自唤醒加热装置；最后，电池自唤醒加热装置对接收到的车辆停车前一个控制周期内电池输出的最大放电电流及最大充电电流、动力性能系数、电制动性能系数、检测到的电池温度和电池荷电状态进行处理，以实现本实施方式的电池自唤醒加热方法，进而对电池加热或停止加热进行控制。

本实施方式中，电制动性能系数输入装置是具有不同档位的机械开关，每个档位对应一个电制动性能系数，具体如表3所示，电制动性能系数越大表示驾驶人员对车辆电制动效果的要求越高。

表3档位和电制动性能系数对应表

作为其他实施方式，电制动性能系数输入装置还可以是键盘或触摸屏等，驾驶人员可以直接手动输入电制动性能系数取值范围内的任意数值，电制动性能系数的取值范围为0.6～1.4。

本实施方式中，动力性系数输入装置、电制动性能系数输入装置和自唤醒频率输入装置分别单独设置，作为其他实施方式，这三个装置可以合并为一个装置。

下面介绍本实施方式的电池自唤醒加热方法，该方法包括以下步骤：

(1)车辆处于停车状态时，按照设定的自唤醒频率定期检测电池温度和电池荷电状态；

(2)当电池荷电状态大于设定阈值(例如30％，具体根据实际需要设置)且检测到的电池温度低于电池停车加热开启阈值时对电池进行加热，在加热过程中判断电池的温度是否达到电池停车加热关闭阈值，若达到，则停止对电池加热；

其中，根据车辆停车前的电池行车加热开启温度确定电池停车加热开启阈值，进而确定电池停车加热关闭阈值，电池行车加热开启温度是用来在车辆处于行车状态时判断是否对电池进行加热的温度。

本实施方式中，电池停车加热开启阈值和电池停车加热关闭阈值的确定过程如图5所示：

1)根据车辆停车前一个控制周期内电池输出的最大放电电流和动力性能系数得到期望最大放电电流；其中，期望最大放电电流＝动力性能系数×电池输出的最大放电电流。

2)通过查询电池充放电电流限制表得到期望最大放电电流对应的温度，作为第一期望温度；

3)根据车辆停车前一个控制周期内电池输出的最大充电电流和电制动性能系数得到期望最大充电电流；其中，期望最大充电电流＝电制动性能系数×电池输出的最大充电电流。

4)通过查询电池充放电电流限制表得到期望最大充电电流对应的温度，作为第二期望温度；

5)将第一期望温度和第二期望温度作比较，取其中的最大值作为最终期望温度；

6)将最终期望温度作为车辆停车前的电池行车加热开启温度；

7)根据车辆停车前的电池行车加热开启温度确定电池停车加热开启阈值；其中，电池停车加热开启阈值＝车辆停车前的电池行车加热开启温度+温度修正系数，温度修正系数综合考虑车辆动力性和经济性设置，一般取值为0；作为其他实施方式，还可以令电池停车加热开启阈值＝车辆停车前的电池行车加热开启温度。

8)根据电池停车加热开启阈值和阈值修正系数得到电池停车加热关闭阈值；其中，电池停车加热关闭阈值＝电池停车加热开启阈值+阈值修正系数。

阈值修正系数根据实际需要设置，只要保证电池停车加热开启阈值和电池停车加热关闭阈值两者的差值(以下简称开启阈值和关闭阈值的差值)大于电动汽车电池系统温度传感器的精度即可，一般令开启阈值和关闭阈值的差值不小于温度传感器检测精度的两倍为宜，以防止温度传感器检测误差导致加热频繁开启和关闭，影响电动汽车电池加热系统寿命。阈值修正系数一般取整数，例如2℃或4℃。

本实施方式的电池自唤醒加热方法在计算车辆停车前的电池行车加热开启温度时，综合考虑了5方面的因素，因素1是控制周期内电池输出的最大放电电流，该值会随着车辆的实际行车工况发生变化，因此该因素能体现车辆的实际动力输出情况对阈值设置的影响；因素2是动力性能系数，该值可以根据客户对车辆动力性的具体要求进行设置，因此该因素能体现客户需求对阈值设置的影响；因素3是预先确定的电池充放电电流和温度的对应关系，由于该对应关系会随着电池型号的改变而改变，因此该因素能体现电池型号对阈值设置的影响；因素4是控制周期内电池输出的最大充电电流，该值会随着车辆的实际行车工况发生变化，该因素体现了车辆的实际电制动情况对阈值设置的影响；因素5是电制动性能系数，该值可以根据客户对车辆电制动效果的具体要求进行设置，该因素体现了客户需求对阈值设置的影响；综上所述，该方法的电池停车加热开启阈值综合考虑了车辆的实际动力输出情况和实际电制动情况、客户对车辆的动力性和电制动性效果的需求、电池型号5种因素，利用该电池停车加热开启阈值进行电池加热控制，不仅能保证加热后的电池温度能满足车辆实际动力性和客户对车辆动力性的特殊需求，还能满足车辆实际电制动性和客户对车辆电制动效果的特殊需求，同时还能适用于不同型号的电池，适用范围更广。

实施方式3：

实施方式3中涉及电动汽车实施例和电池自唤醒加热方法实施例。

本实施方式的电动汽车的结构与实施方式2相同，区别在于：本实施方式的电动汽车中电池自唤醒加热装置所能实现的电池自唤醒加热方法与实施方式2不同。

下面介绍本实施方式的电池自唤醒加热方法，该方法包括以下步骤：

(1)车辆处于停车状态时，按照设定的自唤醒频率定期检测电池温度和电池荷电状态；

(2)当电池荷电状态大于设定阈值(例如30％，具体根据实际需要设置)且检测到的电池温度低于电池停车加热开启阈值时对电池进行加热，在加热过程中判断电池的温度是否达到电池停车加热关闭阈值，若达到，则停止对电池加热；

其中，根据车辆停车前的电池行车加热开启温度确定电池停车加热开启阈值，进而确定电池停车加热关闭阈值，电池行车加热开启温度是用来在车辆处于行车状态时判断是否对电池进行加热的温度。

本实施方式中，电池停车加热开启阈值和电池停车加热关闭阈值的确定过程如图6所示：

1)根据车辆停车前一个控制周期内电池输出的最大放电电流和动力性能系数得到期望最大放电电流；其中，期望最大放电电流＝动力性能系数×电池输出的最大放电电流。

2)通过查询电池充放电电流限制表得到期望最大放电电流对应的温度，作为第一期望温度；

3)根据车辆停车前一个控制周期内电池输出的最大充电电流和电制动性能系数得到期望最大充电电流；其中，期望最大充电电流＝电制动性能系数×电池输出的最大充电电流。

4)通过查询电池充放电电流限制表得到期望最大充电电流对应的温度，作为第二期望温度；

5)将第一期望温度和第二期望温度作比较，取其中的最大值作为最终期望温度；

6)对最终期望温度进行调整，并将调整后的最终期望温度作为车辆停车前的电池行车加热开启温度；具体地，迭代地执行以下步骤对最终期望温度进行调整：在最终期望温度的基础上，当增加1℃(即第二设定度数，该值可根据实际需要调整)后电池可转换为车辆动力的能量大于零时，令最终期望温度加上1℃，直至增加1℃后电池可转换为车辆动力的能量小于或等于零，得到调整后的最终期望温度。

7)根据车辆停车前的电池行车加热开启温度确定电池停车加热开启阈值；其中，电池停车加热开启阈值＝车辆停车前的电池行车加热开启温度+温度修正系数，温度修正系数综合考虑车辆动力性和经济性设置，一般取值为0；作为其他实施方式，还可以令电池停车加热开启阈值＝车辆停车前的电池行车加热开启温度。

8)根据电池停车加热开启阈值和阈值修正系数得到电池停车加热关闭阈值；其中，电池停车加热关闭阈值＝电池停车加热开启阈值+阈值修正系数。

阈值修正系数根据实际需要设置，只要保证电池停车加热开启阈值和电池停车加热关闭阈值两者的差值(以下简称开启阈值和关闭阈值的差值)大于电动汽车电池系统温度传感器的精度即可，一般令开启阈值和关闭阈值的差值不小于温度传感器检测精度的两倍为宜，以防止温度传感器检测误差导致加热频繁开启和关闭，影响电动汽车电池加热系统寿命。阈值修正系数一般取整数，例如2℃或4℃。

本实施方式的电池自唤醒加热方法与实施方式2的区别在于，计算车辆停车前的电池行车加热开启温度时，对最终期望温度进行调整，若在最终期望温度的基础上继续提高电池温度有利于将电池的电量转换为车辆动力，就将最终期望温度调高，并将调高后的最终期望温度作为车辆停车前的电池行车加热开启温度，使得设置电池停车加热开启阈值时进一步考虑了经济性的影响，利用该电池停车加热开启阈值进行电池加热控制，有利于同时兼顾车辆动力性、电制动效果和经济性。