本發(fā)明實施例涉及電池技術(shù)領(lǐng)域,并且更具體地,涉及一種電池充放電的控制方法、電池充放電的控制設(shè)備和電動車。
背景技術(shù):
為了保證電池的使用壽命,控制系統(tǒng)需要控制電池在其允許工作電壓范圍內(nèi)工作,以防止電池的工作電壓高于最高工作電壓或低于最低工作電壓。為了防止電池的工作電壓高于最高工作電壓或低于最低工作電壓,可以通過控制電池的充放電的電流或功率來實現(xiàn)。具體地,可以估算出電池的最大允許充放電的電流或功率,并在電池的運行過程中,控制電池的充放電的電流或功率不超過最大允許充放電的電流或功率。
目前,為了獲取電池的最大允許充放電的電流或功率,可以通過對樣品電池進行模擬性能測試,根據(jù)測試的結(jié)果,估算出被測樣品電池的最大允許充電或放電電流,或最大允許充電或放電功率。在估算出樣品電池的最大允許充放電的電流或功率之后,利用該估算出的最大允許充放電的電流或功率,對實際使用的電池的充放電的電流或功率進行控制。
由于被測樣品電池和實際使用的電池存在一定差異,利用樣品估算出的最大允許充放電的電流或功率可能會高于實際使用的電池的最大允許充放電的電流或功率,造成在實際使用的電池的工作電壓已經(jīng)超出允許工作電壓范圍時,還未按照最大允許充放電的電流或功率進行電流或功率的控制,從而降低電池的使用壽命,或者,利用樣品估算出的最大允許充放電的電流或功率可能會低于實際使用的電池的最大允許充放電的電流或功率,造成在實際的控制中,電池只能在允許的工作電壓范圍內(nèi)的部分電壓工作,不能充分利用電池的充放電性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種電池充放電的控制方法、電池充放電的控制設(shè)備和電動汽車,可以提高電池的使用壽命,并可以充分利用電池的充放電性能。
第一方面,提供了一種電池充放電的控制方法,包括:
根據(jù)電池在充電或放電過程中的電流,確定目標工況,其中,所述目標工況是所述電池在充電或放電的過程中電流滿足預(yù)定條件的工作狀態(tài);
獲取所述電池在目標工況下的電流和電壓;
根據(jù)所述電池在目標工況下的電流和電壓,確定所述電池的第一直流內(nèi)阻;
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率;
根據(jù)所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,控制所述電池的充電或放電的電流或功率。
結(jié)合第一方面,在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中,所述根據(jù)電池在充電或放電過程中的電流,確定目標工況,包括:
根據(jù)所述電池在充電或放電過程中的電流變化,確定所述目標工況。
結(jié)合第一方面或第一方面的上述任一種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中,所述根據(jù)所述電池在充電或放電過程中的電流變化,確定所述目標工況,包括:
將所述電池在充電或放電的過程中電流滿足以下預(yù)定條件的工況確定為所述目標工況:
所述電池的電流從第一穩(wěn)定階段進入跳變階段,從所述跳變階段進入第二穩(wěn)定階段。
結(jié)合第一方面或第一方面的上述任一種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中,所述電池的電流從第一穩(wěn)定階段進入跳變階段,從所述跳變階段進入第二穩(wěn)定階段,包括:
所述電流的電流從穩(wěn)定時間大于等于第一預(yù)定時間,電流變化值小于等于第一電流預(yù)定值的所述第一穩(wěn)定階段,進入跳變時間小于等于第二預(yù)定時間和電流變化值大于等于第二電流預(yù)定值的所述跳變階段;
從所述跳變階段進入穩(wěn)定時間大于等于第三預(yù)定時間以及電流變化值小于等于第三電流預(yù)定值的所述第二穩(wěn)定階段。
結(jié)合第一方面或第一方面的上述任一種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第四種可能的實現(xiàn)方式中,所述獲取所述電池在目標工況下的電流和電壓,包括:
獲取所述跳變階段的所述電池的電流首次測量值、電流末次電流值、電壓首次測量值和電壓末次電流值,其中,電流首次測量值和電壓首次測量值對應(yīng)相同的測量時間點,電流末次測量值和電壓末次測量值對應(yīng)相同的測量時間點;
根據(jù)所述電池在目標工況下的電流和電壓,確定所述電池的第一直流內(nèi)阻,包括:
將所述電壓末次測量值和所述電壓首次電流值的差值,與所述電流末次測量值和所述電流首次測量值的差值的比值,確定為所述第一直流內(nèi)阻。
結(jié)合第一方面或第一方面的上述任一種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第五種可能的實現(xiàn)方式中,根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,包括:
確定第一溫度和第一荷電狀態(tài),其中,所述第一溫度是所述目標工況下的電池工作溫度,所述第一荷電狀態(tài)是所述目標工況下的電池荷電狀態(tài);
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池在所述第一溫度和所述第一荷電狀態(tài)下,充電或放電的最大允許電流或最大允許功率。
結(jié)合第一方面或第一方面的上述任一種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第六種可能的實現(xiàn)方式中,根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池在所述第一溫度和所述第一荷電狀態(tài)下,充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,包括:
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定用于存儲以得到所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率的第二直流內(nèi)阻;
存儲所述第二直流內(nèi)阻;
監(jiān)測電池工作溫度和電池荷電狀態(tài);
在電池工作溫度達到所述第一溫度和電池荷電狀態(tài)達到所述第一荷電狀態(tài)時,利用所述第二直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率。
結(jié)合第一方面或第一方面的上述任一種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第七種可能的實現(xiàn)方式中,在所述根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定用于存儲以得到所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率的第二直流內(nèi)阻之前,所述方法還包括:
獲取已存儲的第三直流內(nèi)阻,其中,所述第三直流內(nèi)阻是在電池工作溫度為所述第一溫度、電池荷電狀態(tài)為所述第一荷電狀態(tài),且電池的運行工況與所述目標工況相同的工況下獲取的;
所述根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定第二直流內(nèi)阻,包括:
對所述第一直流內(nèi)阻和所述第三直流內(nèi)阻進行加權(quán)處理,確定所述第二直流內(nèi)阻。
結(jié)合第一方面或第一方面的上述任一種可能的實現(xiàn)方式,在第一方面的第八種可能的實現(xiàn)方式中,所述根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,包括:
根據(jù)充電過程中確定的所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電的最大允許電流或最大允許功率;
根據(jù)放電過程中確定的所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池放電的最大允許電流或最大允許功率。
第二方面,提供了一種電池充放電的控制設(shè)備,包括:
第一確定單元,用于根據(jù)電池在充電或放電過程中的電流,確定目標工況,其中,所述目標工況是所述電池在充電或放電的過程中電流滿足預(yù)定條件的工作狀態(tài);
獲取單元,用于獲取所述電池在目標工況下的電流和電壓;
第二確定單元,用于根據(jù)所述電池在目標工況下的電流和電壓,確定所述電池的第一直流內(nèi)阻;
第三確定單元,用于根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率;
控制單元,用于根據(jù)所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,控制所述電池的充電或放電的電流或功率。
結(jié)合第二方面,在第二方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中,所述第一確定單元具體用于:
根據(jù)所述電池在充電或放電過程中的電流變化,確定所述目標工況。
結(jié)合第二方面或上述第二方面的任一種可能的實現(xiàn)方式,在第二方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中,所述第一確定單元具體用于:
將所述電池在充電或放電的過程中電流滿足以下預(yù)定條件的工況確定為所述目標工況:
所述電池的電流從第一穩(wěn)定階段進入跳變階段,從所述跳變階段進入第二穩(wěn)定階段。
結(jié)合第二方面或上述第二方面的任一種可能的實現(xiàn)方式,在第二方面的第三種可能的實現(xiàn)方式中,所述第三確定單元具體用于:
確定第一溫度和第一荷電狀態(tài),其中,所述第一溫度是目標工況下的電池工作溫度,所述第一荷電狀態(tài)是目標工況下的電池荷電狀態(tài);
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池在所述第一溫度和所述第一荷電狀態(tài)下,充電或放電的最大允許電流或最大允許功率。
第三方面,提供了一種電池充放電的控制設(shè)備。該電池充放電的控制設(shè)備包括存儲器和處理器,該存儲器用于存儲指令,該處理器用于執(zhí)行該存儲器存儲的指令,并且當(dāng)該處理器執(zhí)行該存儲器存儲的指令時,該執(zhí)行使得該處理器執(zhí)行第一方面或第一方面的任意可選的實現(xiàn)方式中的方法。
第四方面,提供了一種計算機存儲介質(zhì),該計算機存儲介質(zhì)中存儲有程序代碼,該程序代碼用于指示執(zhí)行上述第一方面或第一方面的任意可選的實現(xiàn)方式中的方法。
第五方面,提供了一種電動汽車。該電動汽車包括電池和上述第二方面或第三方面的電池充放電的控制設(shè)備,或第四方面的計算機存儲介質(zhì)。
因此,在本發(fā)明中,根據(jù)電池的充電或放電的電流,確定目標工況,利用目標工況下電池的電流或電壓,確定電池的直流內(nèi)阻,并根據(jù)該電池的直流內(nèi)阻,確定電池充電或放電的最大允許電流或最大運行功率,實現(xiàn)了在電池的實際工作過程中,根據(jù)實際性能獲取其充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,并利用實際性能獲取的電池的充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,進行電池的充放電的控制,避免利用樣品電池估算出的最大允許充放電的電流或功率進行的充放電的控制,所造成的在實際使用的電池的工作電壓已經(jīng)超出允許工作電壓范圍時,還未按照最大允許充放電的電流或功率進行電流或功率的控制的問題,從而可以提高電池的使用壽命,并且可以避免電池只能在允許的工作電壓范圍內(nèi)的部分電壓工作,從而可以充分利用電池的充放電性能。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池電壓范圍示意性圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制方法的示意性圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的電路連接示意性圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的目標工況中的電流變化的示意性圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制方法的示意性圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制方法的示意性圖。
圖7是未進行電壓控制的電壓變化圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的電壓控制方法進行電壓控制的電壓變化圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制設(shè)備的示意性框圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制設(shè)備的示意性框圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1所示,電池電壓可以分為過壓區(qū)域、高壓受限區(qū)域、正常工作區(qū)域、低壓受限區(qū)域、低壓高受限區(qū)域和欠壓。為了保證電池的使用壽命,需要防止工作電壓高于最高工作電壓(即高壓受限區(qū)域的最高電壓)以及低于最低工作電壓(即低壓受限區(qū)域的最低電壓)。其中,最高工作電壓和最低工作電壓可以組成本發(fā)明提到的允許工作電壓范圍。
應(yīng)理解,圖1所示的電池電壓的區(qū)域劃分以及最高工作電壓和最低工作電壓的設(shè)定只是本發(fā)明的一種實施例,本發(fā)明并不限于此。
為防止電池電壓高于最高工作電壓以及低于最低工作電壓,需要對電池的最大允許充電或放電電流,或最大允許充電或放電功率進行估算。
在充電過程中,在電池電壓接近最高工作電壓時,通過降低充電電流或充電功率,防止電池電壓突然超出最高工作電壓,具體可以為降低充電電流或功率的目標值小于等于電池的最大允許充電電流或功率。
可選地,降低實際充電流或充電功率可以通過控制充電機的輸出電流或輸出功率來實現(xiàn)。
在放電過程中,在電池電壓接近最低工作電壓時,通過降低放電電流或功率的形式,防止電池電壓突然低于最低工作電壓,具體可以為降低負載電流或功率的目標值小于等于電池的最大允許放電電流或功率。
可選地,降低實際放電流或放電功率可以通過控制電機控制器輸出扭矩來實現(xiàn)。
電池的最大允許充電電流或功率,或最大允許放電電流或功率,可以通過對樣品電池進行測試得到,但是由于被測樣品電池和實際使用的電池存在一定差異,使用樣品電池的測試數(shù)據(jù)去評價所有實際使用的電池放電能力存在一定誤差,從而降低電池的使用壽命。
本發(fā)明實施例提供的方案可以根據(jù)電池的實際性能獲取其充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,從而提升電池的使用壽命。以下將結(jié)合圖2至圖10對本發(fā)明實施例進行詳細說明。
其中,電池充電的最大允許電流即指電池的最大允許充電電流;電池充電的最大允許功率即指電池的最大允許充電功率;電池放電的最大允許電流即指電池的最大允許放電電流;電池放電的最大允許功率即指電池的最大允許放電功率。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制方法100的示意性流程圖。如圖1所示,該方法100包括。
110,根據(jù)電池在充電或放電過程中的電流,確定目標工況,其中,所述目標工況是所述電池在充電或放電的過程中電流滿足預(yù)定條件的工作狀態(tài);
120,獲取所述電池在目標工況下的電流和電壓;
130,根據(jù)所述電池在目標工況下的電流和電壓,確定所述電池的第一直流內(nèi)阻;
140,根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率;
150,根據(jù)所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,控制所述電池的充電或放電的電流或功率。
因此,在本發(fā)明實施例中,根據(jù)電池的充電或放電的電流,確定目標工況,利用目標工況下電池的電流或電壓,確定電池的直流內(nèi)阻,并根據(jù)該電池的直流內(nèi)阻,確定電池充電或放電的最大允許電流或最大運行功率,實現(xiàn)了在電池的實際工作過程中,根據(jù)實際性能獲取其充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,并利用實際性能獲取的電池的充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,進行電池的充放電的控制,避免利用樣品電池估算出的最大允許充放電的電流或功率進行的充放電的控制,所造成的在實際使用的電池的工作電壓已經(jīng)超出允許工作電壓范圍時,還未按照最大允許充放電的電流或功率進行電流或功率的控制的問題,從而可以提高電池的使用壽命,并且可以避免電池只能在允許的工作電壓范圍內(nèi)的部分電壓工作,從而可以充分利用電池的充放電性能。
可選地,可以實時采集電池充電或放電過程中的電流,將電流滿足一定條件的工況確定為目標工況。
具體地,在本發(fā)明實施例中,可以先識別工況過程中的數(shù)據(jù),在確定這些數(shù)據(jù)滿足特定條件時,則將這些數(shù)據(jù)對應(yīng)的工況確定為目標工況。
可選地,在本發(fā)明實施例中,除了電流值,進行目標工況識別的數(shù)據(jù)可以是但不限于如圖3所示的電池組的電壓V1、負載電壓V2、電池組中各個電池的電壓值Vc_1、Vc_2、Vc_n。在獲取這些數(shù)據(jù)時,可以判斷當(dāng)前工況是否是目標工況,如果是目標工況,可以獲取進行直流內(nèi)阻計算的運行數(shù)據(jù)。
以下將介紹如何進行目標工況的確定,但應(yīng)理解本發(fā)明實施例并不限于此。
可選地,可以根據(jù)電池的電流變化確定目標工況。
例如,將滿足以下條件的工況確定為目標工況:
電池的電流從第一穩(wěn)定階段進入跳變階段,從跳變階段進入第二穩(wěn)定階段。
例如,如圖4所示,圖4所示的T1階段可以為第一穩(wěn)定階段,T2階段可以為跳變階段,T3階段可以為第二穩(wěn)定階段。
可選地,可以將上述各個階段滿足以下條件的工況確定為目標工況:第一穩(wěn)定階段的時間大于等于第一預(yù)定時間,第一穩(wěn)定階段的電流變化值小于等于第一電流預(yù)定值;跳變階段的時間小于等于第二預(yù)定時間,跳變階段的電流變化值大于等于第二電流預(yù)定值;以及第三穩(wěn)定階段的時間大于等于第三預(yù)定時間,第三穩(wěn)定階段的電流變化值小于等于第三電流預(yù)定值。
例如,如圖5所示,在111中,判斷電流變化是否小于等于A1,以及穩(wěn)定時間是否大于等于t1,如果否,如115中所示,不計算直流內(nèi)阻,如果是,執(zhí)行112,進行下一階段的判斷;在112中,電流變化是否大于等于A2,以及跳變時間是否小于等于t2,如果否,如115中所示,不計算直流內(nèi)阻,如果是,執(zhí)行113,進行下一階段的判斷;在113中,判斷電流變化是否小于等于A3以及穩(wěn)定時間大于等于t3,如果否,如115所示,不計算直流內(nèi)阻,如果是,則如114所示,計算直流內(nèi)阻。
以上已經(jīng)詳細說明了如何確定目標工況,以下將具體描述如何獲取直流內(nèi)阻,但應(yīng)理解本發(fā)明實施例并不限于此。
可選地,可以根據(jù)電池在目標工況下的電流變化和電壓變化,確定所述電池的第一直流內(nèi)阻。
具體地,可以獲取跳變階段的電池的電流首次測量值、電流末次電流值、電壓首次測量值和電壓末次電流值。其中,電流首次測量值和電壓首次測量值對應(yīng)相同的測量時間點,電流末次測量值和電壓末次測量值對應(yīng)相同的測量時間點;可以將跳變階段的電壓末次測量值與電壓首次測量值的差值,與電流的末次測量值與電流首次測量值的差值的比值確定為電池的直流電阻。
例如,如圖4所示的T2階段的測量值V3、V1、I3和I1,則電池的直流電阻可以通過(V3-V1)/(I3-I1)得到,其中,V3是跳變階段的電壓末次測量值,V1是跳變階段的電壓首次測量值,I3是跳變階段的電流末次測量值,I1是跳變階段的電流首次測量值。
應(yīng)理解,除了跳變階段的電流首次測量值、電流末次電流值、電壓首次測量值和電壓末次電流值,本發(fā)明實施例還可以采取其他方式獲取直流電阻,例如,在跳變階段獲取至少三次測量電流和電壓,并根據(jù)至少三次測量的電流和電壓的變化確定直流電阻。
以上已經(jīng)詳細說明了如何確定目標工況和直流內(nèi)阻,以下將具體描述如何根據(jù)直流內(nèi)阻,確定充放電的最大允許電流或功率,但應(yīng)理解本發(fā)明實施例并不限于此。
可選地,在本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式中,根據(jù)充電過程中確定的第一直流內(nèi)阻,確定電池充電的最大允許電流或最大允許功率;根據(jù)放電過程中確定的第一直流內(nèi)阻,確定電池放電的最大允許電流或最大允許功率。
因此,在本發(fā)明實施例中,根據(jù)充電過程中確定的第一直流內(nèi)阻,確定電池充電的最大允許電流或最大允許功率;根據(jù)放電過程中確定的第一直流內(nèi)阻,確定電池放電的最大允許電流或最大允許功率,可以實現(xiàn)在不考慮環(huán)境因素(例如,溫度或荷電狀態(tài))的情況下,充電或放電本身造成的直流內(nèi)阻的不同。
也就是說,通過充電過程獲取的運行數(shù)據(jù)確定的直流內(nèi)阻,可以用來確定電池充電的最大允許電流或最大允許功率;通過放電過程獲取的運行數(shù)據(jù)確定的直流內(nèi)阻,可以用來確定電池放電的最大允許電流或最大允許功率。
但是應(yīng)理解,這僅是本發(fā)明的一種實現(xiàn)方式,本發(fā)明實施例并不排除這樣的方案:通過充電過程獲取的運行數(shù)據(jù)確定的直流內(nèi)阻,確定電池放電的最大允許電流或最大允許功率;通過放電過程獲取的運行數(shù)據(jù)確定的直流內(nèi)阻,確定電池充電的最大允許電流或最大允許功率。
可選地,在本發(fā)明實施例中,可以確定第一溫度和第一荷電狀態(tài),其中,第一溫度是上述目標工況下的電池工作溫度,第一荷電狀態(tài)是上述目標工況下的電池荷電狀態(tài);根據(jù)第一直流內(nèi)阻,獲取電池在第一溫度和第一荷電狀態(tài)下,充電或放電的最大允許電流或最大允許功率。
可選地,在本發(fā)明實施例中目標工況下的溫度和荷電狀態(tài)可以是目標工況下的平均溫度和荷電狀態(tài);或者是目標工況下某一或多個時間點的溫度或荷電狀態(tài),例如,檢測電流和電壓時的溫度和荷電狀態(tài)。
也就是說,在獲取直流內(nèi)阻時,還需要獲取該直流內(nèi)阻對應(yīng)的電池工作溫度和電池荷電狀態(tài),該直流內(nèi)阻用于獲取該溫度和荷電狀態(tài)下的充電或放電的最大允許電流或功率。
可選地,在本發(fā)明實施例中,在獲取第一直流內(nèi)阻時,可以獲取進行存儲的第二直流內(nèi)阻,以便于在電池達到上述第一溫度和第一荷電狀態(tài)時,可以根據(jù)存儲的該第二直流內(nèi)阻,計算充電或放電的最大允許電流或功率。
其中,電池的存儲形式可以如下表1所示,表1記錄了在各種荷電狀態(tài)和電池工作溫度下的直流電阻值。
表1
應(yīng)理解,以上表格中的A1,A2---,B1--等符號是表征在各個溫度和荷電狀態(tài)下直流內(nèi)阻的數(shù)值,應(yīng)理解,不同的符號并不代表對應(yīng)的數(shù)值不同,具體的數(shù)值應(yīng)以實際測量為準。
應(yīng)理解,對于充電和放電可以對應(yīng)于不同的上述表格,也即,充電過程中獲取的直流電阻可以用于充電的最大允許電流或功率的計算,放電過程中獲取的直流電阻可以用于放電的最大允許電流或功率的計算。
在本發(fā)明實施例中,電池工作溫度的測量可以是通過溫度傳感器進行測量的,該溫度傳感器可以接觸電池的外表面,也可以與電池具有一定的距離,也可以置于電池的內(nèi)部,本發(fā)明實施例并不對此進行特別限定。
可選地,該第二直流內(nèi)阻可以等于該第一直流內(nèi)阻。也即,在獲取到第一直流內(nèi)阻時,可以直接按照上述表格1的方式進行直流內(nèi)阻的存儲,例如,可以將第一直流內(nèi)阻替換之前存儲的在相同溫度和相同荷電狀態(tài)下獲取的直流電阻。
可選地,該第二直流內(nèi)阻也可以是第一直流內(nèi)阻和已存儲的第三直流內(nèi)阻的加權(quán)處理后得到的電阻值,其中,第三直流內(nèi)阻是在電池工作溫度為第一溫度、電池荷電狀態(tài)為第一荷電狀態(tài),且電池的運行工況與目標工況相同的工況下獲取的。本發(fā)明實施例將相同的工況得到的電阻進行加權(quán),可以保證電阻獲取的一致性。
例如,R直流=kR直流新+(1-k)R直流老,將R直流存入控制器存儲器,也即將R直流替換R直流老。其中,R直流老為上述提到的第三直流內(nèi)阻;R直流新為上述提到的第一直流內(nèi)阻;R直流為上述提到的第二直流內(nèi)阻;k為加權(quán)系數(shù),本申請實施例對k的取值不做具體限定。
應(yīng)理解,本發(fā)明實施例提到與目標工況相同的工況可以是指完全相同的工況;也可以是指大致相同的工況,例如,兩個工況的第一穩(wěn)定階段的電流穩(wěn)定時間的差值小于等于一定值,以及電流變化值的差值小于等于一定值;跳變階段的時間的差值小于等于一定值以及電流變化值的差值小于等于一定值;第三穩(wěn)定階段的穩(wěn)定時間的差值小于等于一定值,以及電流變化值的差值小于等于一定值。
可選地,在本發(fā)明實施例中,在電池的工作溫度達到第一溫度和荷電狀態(tài)達到第一荷電狀態(tài)時,可以根據(jù)該溫度和荷電狀態(tài)對應(yīng)的第二直流電阻以及電池的目標電壓,確定電池的最大允許電流或最大允許功率。
例如,可以按照公式I允許=(U當(dāng)前-U目標)/(R直流),來獲取最大允許功率I允許,以及按照公式P允許=I允許*U目標來獲取最大允許功率P允許。其中,R直流上述提到的第二直流內(nèi)阻,P允許為最大允許充電或放電功率,U當(dāng)前為電池的當(dāng)前電壓;U目標為電池最低工作電壓或電池低端限制電壓,該值取決于電池本身。
在本發(fā)明實施例中,在獲取了電池充電的最大允許電流或最大允許功率之后,可以根據(jù)電池的最大允許電流或最大允許功率,控制電池的充電電流或充電功率;以及在獲取了電池放電的最大允許電流或最大允許功率,可以根據(jù)電池放電的最大允許電流或最大允許功率,控制電池的放電電流或放電功率。
以上已結(jié)合圖1至圖5描述了根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制方法和各種可選的實現(xiàn)方式,為了便于更清楚的理解,以下將結(jié)合圖6所示的電池充放電的控制方法,從整體上描述根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制方法。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制方法200的示意性流程圖。
在210中,電池開始工作,例如,電池開始充電過程,或開始放電過程。
在220中,根據(jù)電池的電流,識別目標工況,如果不是目標工況,則執(zhí)行230,如果是目標工況,則執(zhí)行240。
可選地,可以根據(jù)電池的電流變化確定目標工況。
例如,將滿足以下條件的工況確定為目標工況:電池的電流從第一穩(wěn)定階段進入跳變階段,從跳變階段進入第二穩(wěn)定階段。其中,第一穩(wěn)定階段的時間大于等于第一預(yù)定時間,第一穩(wěn)定階段的電流變化值小于等于第一電流預(yù)定值;跳變階段的時間小于等于第二預(yù)定時間,跳變階段的電流變化值大于等于第二電流預(yù)定值;以及第三穩(wěn)定階段的時間大于等于第三預(yù)定時間,第三穩(wěn)定階段的電流變化值小于等于第三電流預(yù)定值。
在230中,確定不進行直流內(nèi)阻的計算。
在240中,計算直流內(nèi)阻。
在250中,將240中獲取的直流內(nèi)阻,與存儲器中已存儲的相同溫度、相同荷電狀態(tài)和相同工況對應(yīng)的直流電阻進行加權(quán),將結(jié)果存儲到存儲器中。
其中,可以將充電過程中獲取的直流內(nèi)阻與放電過程中獲取的直流內(nèi)阻進行分別存儲,充電過程中獲取的直流內(nèi)阻用于獲取充電過程中的最大允許電流或功率,放電過程中獲取的直流內(nèi)阻用于獲取放電過程中的最大允許電流或功率。
在260中,根據(jù)當(dāng)前的電池工作溫度和荷電狀態(tài),查找對應(yīng)的直流電阻,進行最大允許電流或最大允許功率。
在270中,根據(jù)最大允許充電電流或功率,進行充電電流或功率的控制;或,根據(jù)最大允許放電電流或功率,進行放電電流或功率的控制。
因此,在本發(fā)明實施例中,根據(jù)電池的充電或放電的電流,確定目標工況,利用目標工況下電池的電流或電壓,確定電池的直流內(nèi)阻,并根據(jù)該電池的直流內(nèi)阻,確定電池充電或放電的最大允許電流或最大運行功率,實現(xiàn)了在電池的實際工作過程中,根據(jù)實際性能獲取其充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,并利用實際性能獲取的電池的充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,進行電池的充放電的控制,避免利用樣品電池估算出的最大允許充放電的電流或功率進行的充放電的控制,所造成的在實際使用的電池的工作電壓已經(jīng)超出允許工作電壓范圍時,還未按照最大允許充放電的電流或功率進行電流或功率的控制的問題,從而可以提高電池的使用壽命,并且可以避免電池只能在允許的工作電壓范圍內(nèi)的部分電壓工作,從而可以充分利用電池的充放電性能。
例如,如圖7所示電池電壓在峰谷前面放電,在峰谷后面充電。在放電而接近電池電壓的下限(虛線表示最低工作電壓)時,利用本發(fā)明的技術(shù)方案降低負載電流或功率,起到防止電池電壓突然低于最低工作電壓的作用(如圖8所示)。其中,圖7中和圖8中不同的曲線可以代表不同的電池。
圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制設(shè)備300的示意性框圖。如圖9所示,該設(shè)備300包括第一確定單元310、獲取單元320、第二確定單元330、第二確定單元340和控制單元350。
其中,第一確定單元310,用于根據(jù)電池在充電或放電過程中的電流,確定目標工況,其中,所述目標工況是所述電池在充電或放電的過程中電流滿足預(yù)定條件的工作狀態(tài);
獲取單元320,用于獲取所述電池在目標工況下的電流和電壓;
第二確定單元330,用于根據(jù)所述電池在目標工況下的電流和電壓,確定所述電池的第一直流內(nèi)阻;
第三確定單元340,用于根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率;
控制單元350,用于根據(jù)所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,控制所述電池的充電或放電的電流或功率。
可選地,所述第一確定單元310具體用于:
根據(jù)所述電池在充電或放電過程中的電流變化,確定所述目標工況。
可選地,所述第一確定單元310具體用于:
將所述電池在充電或放電的過程中電流滿足以下預(yù)定條件的工況確定為所述目標工況:
所述電池的電流從第一穩(wěn)定階段進入跳變階段,從所述跳變階段進入第二穩(wěn)定階段。
可選地,所述電池的電流從第一穩(wěn)定階段進入跳變階段,從所述跳變階段進入第二穩(wěn)定階段,包括:
所述電流的電流從穩(wěn)定時間大于等于第一預(yù)定時間,電流變化值小于等于第一電流預(yù)定值的所述第一穩(wěn)定階段,進入跳變時間小于等于第二預(yù)定時間和電流變化值大于等于第二電流預(yù)定值的所述跳變階段;
從所述跳變階段進入穩(wěn)定時間大于等于第三預(yù)定時間以及電流變化值小于等于第三電流預(yù)定值的所述第二穩(wěn)定階段。
可選地,所述獲取單元320具體用于:
獲取所述跳變階段的所述電池的電流首次測量值、電流末次電流值、電壓首次測量值和電壓末次電流值,其中,電流首次測量值和電壓首次測量值對應(yīng)相同的測量時間點,電流末次測量值和電壓末次測量值對應(yīng)相同的測量時間點;
所述第二確定單元330具體用于:
將所述電壓末次測量值和所述電壓首次電流值的差值,與所述電流末次測量值和所述電流首次測量值的差值的比值,確定為所述第一直流內(nèi)阻。
可選地,所述第三確定單元340具體用于:
確定第一溫度和第一荷電狀態(tài),其中,所述第一溫度是獲取目標工況下的電池工作溫度,所述第一荷電狀態(tài)是目標工況下的電池荷電狀態(tài);
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池在所述第一溫度和所述第一荷電狀態(tài)下,充電或放電的最大允許電流或最大允許功率。
可選地,所述第三確定單元340具體用于:
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定用于存儲以獲取電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率的第二直流內(nèi)阻;
存儲所述第二直流內(nèi)阻;
監(jiān)測電池工作溫度和電池荷電狀態(tài);
在電池工作溫度達到所述第一溫度和電池荷電狀態(tài)達到所述第一荷電狀態(tài)時,利用所述第二直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率。
可選地,所述第三確定單元340具體用于:
獲取已存儲的第三直流內(nèi)阻,其中,所述第三直流內(nèi)阻是在電池工作溫度為所述第一溫度、電池荷電狀態(tài)為所述第一荷電狀態(tài),且電池的運行工況與所述目標工況相同的工況下獲取的;
對所述第一直流內(nèi)阻和所述第三直流內(nèi)阻進行加權(quán)處理,確定所述第二直流內(nèi)阻。
可選地,所述第三確定單元340具體用于:
根據(jù)充電過程中確定的所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電的最大允許電流或最大允許功率;
根據(jù)放電過程中確定的所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池放電的最大允許電流或最大允許功率。
應(yīng)理解,圖9所示的電池充放電的控制設(shè)備300可以用于實現(xiàn)圖2、圖5和圖6所示的電池充放電的控制方法,為了簡潔在此不再贅述。
因此,在本發(fā)明實施例中,根據(jù)電池的充電或放電的電流,確定目標工況,利用目標工況下電池的電流或電壓,確定電池的直流內(nèi)阻,并根據(jù)該電池的直流內(nèi)阻,確定電池充電或放電的最大允許電流或最大運行功率,實現(xiàn)了在電池的實際工作過程中,根據(jù)實際性能獲取其充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,并利用實際性能獲取的電池的充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,進行電池的充放電的控制,避免利用樣品電池估算出的最大允許充放電的電流或功率進行的充放電的控制,所造成的在實際使用的電池的工作電壓已經(jīng)超出允許工作電壓范圍時,還未按照最大允許充放電的電流或功率進行電流或功率的控制的問題,從而可以提高電池的使用壽命,并且可以避免電池只能在允許的工作電壓范圍內(nèi)的部分電壓工作,從而可以充分利用電池的充放電性能。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的電池充放電的控制設(shè)備400的示意性框圖。該設(shè)備400包括處理器410和存儲器420。存儲器420,用于存放程序指令。處理器410可以調(diào)用存儲器420中存放的程序指令。可選地,設(shè)備400還包括將處理器410和存儲器420互連的總線系統(tǒng)430。
具體地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
根據(jù)電池在充電或放電過程中的電流,確定目標工況,其中,所述目標工況是所述電池在充電或放電的過程中電流滿足預(yù)定條件的工作狀態(tài);
獲取所述電池在目標工況下的電流和電壓;
根據(jù)所述電池在目標工況下的電流和電壓,確定所述電池的第一直流內(nèi)阻;
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率;
根據(jù)所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,控制所述電池的充電或放電的電流或功率。
可選地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
根據(jù)所述電池在充電或放電過程中的電流變化,確定所述目標工況。
可選地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
將所述電池在充電或放電的過程中電流滿足以下預(yù)定條件的工況確定為所述目標工況:
所述電池的電流從第一穩(wěn)定階段進入跳變階段,從所述跳變階段進入第二穩(wěn)定階段。
可選地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
所述電流的電流從穩(wěn)定時間大于等于第一預(yù)定時間,電流變化值小于等于第一電流預(yù)定值的所述第一穩(wěn)定階段,進入跳變時間小于等于第二預(yù)定時間和電流變化值大于等于第二電流預(yù)定值的所述跳變階段;
從所述跳變階段進入穩(wěn)定時間大于等于第三預(yù)定時間以及電流變化值小于等于第三電流預(yù)定值的所述第二穩(wěn)定階段。
可選地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
獲取所述跳變階段的所述電池的電流首次測量值、電流末次電流值、電壓首次測量值和電壓末次電流值,其中,電流首次測量值和電壓首次測量值對應(yīng)相同的測量時間點,電流末次測量值和電壓末次測量值對應(yīng)相同的測量時間點;
將所述電壓末次測量值和所述電壓首次電流值的差值,與所述電流末次測量值和所述電流首次測量值的差值的比值,確定為所述第一直流內(nèi)阻。
可選地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
確定第一溫度和第一荷電狀態(tài),其中,所述第一溫度是目標工況下的電池工作溫度,所述第一荷電狀態(tài)是目標工況下的電池荷電狀態(tài);
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池在所述第一溫度和所述第一荷電狀態(tài)下,充電或放電的最大允許電流或最大允許功率。
可選地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
根據(jù)所述第一直流內(nèi)阻,確定用于存儲以獲取電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率的第二直流內(nèi)阻;
存儲所述第二直流內(nèi)阻;
監(jiān)測電池工作溫度和電池荷電狀態(tài);
在電池工作溫度達到所述第一溫度和電池荷電狀態(tài)達到所述第一荷電狀態(tài)時,利用所述第二直流內(nèi)阻,確定所述電池充電或放電的最大允許電流或最大允許功率。
可選地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
獲取已存儲的第三直流內(nèi)阻,其中,所述第三直流內(nèi)阻是在電池工作溫度為所述第一溫度、電池荷電狀態(tài)為所述第一荷電狀態(tài),且電池的運行工況與所述目標工況相同的工況下獲取的;
對所述第一直流內(nèi)阻和所述第三直流內(nèi)阻進行加權(quán)處理,確定所述第二直流內(nèi)阻。
可選地,處理器410用于調(diào)用存儲器420中存儲的指令,執(zhí)行以下操作:
根據(jù)充電過程中確定的所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池充電的最大允許電流或最大允許功率;
根據(jù)放電過程中確定的所述第一直流內(nèi)阻,確定所述電池放電的最大允許電流或最大允許功率。
應(yīng)理解,圖10所示的電池充放電的控制設(shè)備400可以用于實現(xiàn)圖2、圖5和圖6所示的電池充放電的控制方法,為了簡潔在此不再贅述。
因此,在本發(fā)明實施例中,根據(jù)電池的充電或放電的電流,確定目標工況,利用目標工況下電池的電流或電壓,確定電池的直流內(nèi)阻,并根據(jù)該電池的直流內(nèi)阻,確定電池充電或放電的最大允許電流或最大運行功率,實現(xiàn)了在電池的實際工作過程中,根據(jù)實際性能獲取其充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,并利用實際性能獲取的電池的充電或放電的最大允許電流或最大允許功率,進行電池的充放電的控制,避免利用樣品電池估算出的最大允許充放電的電流或功率進行的充放電的控制,所造成的在實際使用的電池的工作電壓已經(jīng)超出允許工作電壓范圍時,還未按照最大允許充放電的電流或功率進行電流或功率的控制的問題,從而可以提高電池的使用壽命,并且可以避免電池只能在允許的工作電壓范圍內(nèi)的部分電壓工作,從而可以充分利用電池的充放電性能。
本發(fā)明實施例還提供一種電動車,可以包括電池和如上所示的控制控制設(shè)備300或電池充放電的控制設(shè)備400。電池充放電的控制設(shè)備300或電池充放電的控制設(shè)備400可以實現(xiàn)對電池的工作電壓的控制。具體實現(xiàn)方式可以參考上文的描述,為了簡潔,在此不再贅述。
本發(fā)明實施例的電動汽車可以是電動自行車或電動汽車,其中電動汽車可以是純電動汽車,混合動力汽車,插電式混合動力汽車,增程式混合動力汽車等。
應(yīng)理解,本發(fā)明實施例的電池充放電的控制方法和電池充放電的控制設(shè)備除了電動汽車,還可以應(yīng)用于其他場景,本發(fā)明實施例并不對此做特別限定。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到,結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟,能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結(jié)合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行,取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能,但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程,可以參考前述方法實施例中的對應(yīng)過程,在此不再贅述。
在本發(fā)明所提供的幾個實施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法,可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如,以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的,例如,所述單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式,例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另一點,所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口,裝置或單元的間接耦合或通信連接,可以是電性,機械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上??梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中,也可以是各個單元單獨物理存在,也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。
所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時,可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?;谶@樣的理解,本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來,該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中,包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機,服務(wù)器,或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM,Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
以上所述,僅為本發(fā)明的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。