本發(fā)明涉及電池充放電控制，尤其涉及一種電池自適應(yīng)控制方法、裝置、電子設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、全釩液流電池作為一種新型儲(chǔ)能技術(shù)，其充電和放電過(guò)程依賴于復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)。在充電過(guò)程中，外部電源通過(guò)電池管理系統(tǒng)（bms）控制，向電池的正極和負(fù)極分別供電，促使正極的釩離子從高價(jià)態(tài)還原到低價(jià)態(tài)，同時(shí)負(fù)極的釩離子從低價(jià)態(tài)氧化到高價(jià)態(tài)，這一過(guò)程中電能被轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并儲(chǔ)存在電解質(zhì)溶液中。放電時(shí)，電池內(nèi)部的釩離子在電解質(zhì)溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，釋放出能量并轉(zhuǎn)化為電能供給外部負(fù)載。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流溫度等關(guān)鍵參數(shù)，調(diào)節(jié)電池的充電和放電電流大小，避免過(guò)充或過(guò)放對(duì)電池造成的損害，但是由于全釩液流電池自身的特性，當(dāng)達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，化學(xué)生成物累積后會(huì)導(dǎo)致電池工作在非線性區(qū)域，簡(jiǎn)單地調(diào)整充電和放電電流，無(wú)法保障電池的充電效率以及電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

3、因此，急需一種電池自適應(yīng)控制的方法，能夠通過(guò)多分段控制充放電的工作模式，保障電池的充電效率以及電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，有必要提供一種電池自適應(yīng)控制方法、裝置、電子設(shè)備及系統(tǒng)，能夠通過(guò)多分段控制充放電的工作模式，保障電池的充電效率以及電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明提供了一種電池自適應(yīng)控制方法，包括：

3、確定電池的實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)，根據(jù)所述實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)判斷電池的充電區(qū)間類型；

4、基于預(yù)設(shè)區(qū)間類型與充電模式的映射關(guān)系，根據(jù)所述充電區(qū)間類型確定目標(biāo)充電模式；

5、其中，所述區(qū)間類型包括充電激活區(qū)間、充電非飽和線性區(qū)間、充電飽和線性區(qū)間、充電飽和非線性區(qū)間以及充電涓流浮充區(qū)間，所述充電模式包括與充電激活區(qū)間對(duì)應(yīng)的小電流激活充電模式、與充電非飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的大電流恒流充電模式、與充電飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒功率充電模式、與充電飽和非線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒電壓充電模式以及與充電涓流浮充區(qū)間對(duì)應(yīng)的涓流充電模式。

6、在一種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，確定電池的實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)，包括：

7、獲取由多個(gè)電堆串聯(lián)連接的電池充電時(shí)的實(shí)測(cè)電壓；

8、獲取單個(gè)所述電堆的電芯基準(zhǔn)電壓；

9、根據(jù)所述實(shí)測(cè)電壓、電芯基準(zhǔn)電壓、預(yù)設(shè)氣體常數(shù)、開(kāi)氏溫度以及法拉第常數(shù)計(jì)算電池實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)。

10、在一種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，所述全釩液流電池的荷電狀態(tài)的計(jì)算公式為：

11、，

12、其中，為電池實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)，為充電時(shí)的電池的實(shí)測(cè)電壓，為單個(gè)電堆的電芯基準(zhǔn)電壓，為法拉第常數(shù)，為氣體常數(shù)，為開(kāi)氏溫度，為串聯(lián)電堆的電堆個(gè)數(shù)。

13、在一種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，根據(jù)所述實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)判斷電池的充電區(qū)間類型，之前還包括：

14、根據(jù)歷史充電荷電狀態(tài)和電池充電特性，將電池充電過(guò)程按照充電荷電狀態(tài)從低到高依次劃分為充電激活區(qū)間、充電非飽和線性區(qū)間、充電飽和線性區(qū)間、充電飽和非線性區(qū)間以及充電涓流浮充區(qū)間。

15、在一種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，還包括：

16、確定電池的實(shí)時(shí)放電荷電狀態(tài)，根據(jù)所述實(shí)時(shí)放電荷電狀態(tài)判斷電池的放電區(qū)間類型；

17、基于預(yù)設(shè)放電區(qū)間類型與充電模式的映射關(guān)系，根據(jù)所述放電區(qū)間類型確定目標(biāo)放電模式；

18、其中，所述放電區(qū)間類型包括放電高荷電狀態(tài)區(qū)間、放電飽和線性區(qū)間以及放電非飽和線性區(qū)間，所述放電模式包括與放電高荷電狀態(tài)區(qū)間對(duì)應(yīng)的大電流恒流放電模式、與放電飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒功率放電模式以及與放電非飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的涓流放電模式。

19、在一種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，確定全釩液流電池的實(shí)時(shí)放電荷電狀態(tài)，包括：

20、獲取電池放電時(shí)的實(shí)測(cè)放電電壓；

21、基于所述荷電狀態(tài)的計(jì)算公式，根據(jù)所述實(shí)測(cè)放電電壓計(jì)算得到實(shí)時(shí)放電荷電狀態(tài)。

22、在一種可能實(shí)現(xiàn)的方式中，根據(jù)所述實(shí)時(shí)放電荷電狀態(tài)判斷電池的放電區(qū)間類型，之前還包括：

23、根據(jù)歷史放電荷電狀態(tài)和電池充電特性，將電池放電過(guò)程按照放電荷電狀態(tài)從高到低依次劃分為放電高荷電狀態(tài)區(qū)間、放電飽和線性區(qū)間以及放電非飽和線性區(qū)間。

24、第二方面，本發(fā)明還提供了一種電池自適應(yīng)控制裝置，包括：

25、充電區(qū)間類型確定模塊，用于確定電池的實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)，根據(jù)所述實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)判斷電池的充電區(qū)間類型；

26、充電模式確定模塊，用于基于預(yù)設(shè)區(qū)間類型與充電模式的映射關(guān)系，根據(jù)所述充電區(qū)間類型確定目標(biāo)充電模式；

27、其中，所述區(qū)間類型包括充電激活區(qū)間、充電非飽和線性區(qū)間、充電飽和線性區(qū)間、充電飽和非線性區(qū)間以及充電涓流浮充區(qū)間，所述充電模式包括與充電激活區(qū)間對(duì)應(yīng)的小電流激活充電模式、與充電非飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的大電流恒流充電模式、與充電飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒功率充電模式、與充電飽和非線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒電壓充電模式以及與充電涓流浮充區(qū)間對(duì)應(yīng)的涓流充電模式。

28、第三方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，其中，所述存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)；所述處理器，與所述存儲(chǔ)器耦合，用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的所述程序，實(shí)現(xiàn)如上文所述的電池自適應(yīng)控制方法，和/或，實(shí)現(xiàn)如上文所述的電池自適應(yīng)控制。

29、第四方面，本發(fā)明還提供一種電池自適應(yīng)控制系統(tǒng)，包括所述電池自適應(yīng)控制設(shè)備，還包括：pcs雙向變流器、第一控制開(kāi)關(guān)以及dcdc轉(zhuǎn)換組件；

30、所述電池自適應(yīng)控制設(shè)備均與電池、第一控制開(kāi)關(guān)以及dcdc轉(zhuǎn)換組件連接；

31、所述第一控制開(kāi)關(guān)連接電池組和pcs雙向交流器；

32、所述dcdc轉(zhuǎn)換組件包括串聯(lián)連接的第二控制開(kāi)關(guān)、可移動(dòng)式dcdc轉(zhuǎn)換器以及第三控制開(kāi)關(guān)；

33、所述第一控制開(kāi)關(guān)與dcdc轉(zhuǎn)換組件并聯(lián)連接后與pcs雙向交流器串聯(lián)連接，所述pcs雙向交流器通過(guò)低壓母線外接高壓組件。

34、本發(fā)明的有益效果是：確定電池的實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)，根據(jù)實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)判斷電池的充電區(qū)間類型；基于預(yù)設(shè)區(qū)間類型與充電模式的映射關(guān)系，根據(jù)充電區(qū)間類型確定目標(biāo)充電模式；其中，區(qū)間類型包括充電激活區(qū)間、充電非飽和線性區(qū)間、充電飽和線性區(qū)間、充電飽和非線性區(qū)間以及充電涓流浮充區(qū)間，充電模式包括與充電激活區(qū)間對(duì)應(yīng)的小電流激活充電模式、與充電非飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的大電流恒流充電模式、與充電飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒功率充電模式、與充電飽和非線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒電壓充電模式以及與充電涓流浮充區(qū)間對(duì)應(yīng)的涓流充電模式。本發(fā)明通過(guò)將充電區(qū)間劃分為充電激活區(qū)間、充電非飽和線性區(qū)間、充電飽和線性區(qū)間、充電飽和非線性區(qū)間以及充電涓流浮充區(qū)間，根據(jù)電池的實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)，先判斷充電區(qū)間類型，然后，根據(jù)不同的充電區(qū)間類型采用其對(duì)應(yīng)的不同充電模式，能夠有效地提高電池充電的效率，保障電池系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種電池自適應(yīng)控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池自適應(yīng)控制方法，其特征在于，確定電池的實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池自適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述電池實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)的計(jì)算公式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池自適應(yīng)控制方法，其特征在于，根據(jù)所述實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)判斷電池的充電區(qū)間類型，之前還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池自適應(yīng)控制方法，其特征在于，還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池自適應(yīng)控制方法，其特征在于，確定全釩液流電池的實(shí)時(shí)放電荷電狀態(tài)，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池自適應(yīng)控制方法，其特征在于，根據(jù)所述實(shí)時(shí)放電荷電狀態(tài)判斷電池的放電區(qū)間類型，之前還包括：

8.一種電池自適應(yīng)控制裝置，其特征在于，包括：

9.一種電池自適應(yīng)控制設(shè)備，其特征在于，包括處理器以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述電池自適應(yīng)控制方法的步驟。

10.一種電池自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的電池自適應(yīng)控制設(shè)備，還包括：pcs雙向變流器、第一控制開(kāi)關(guān)以及dcdc轉(zhuǎn)換組件；

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種電池自適應(yīng)控制方法、裝置、電子設(shè)備及系統(tǒng)，屬于電池壽命評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，其方法包括：確定電池的實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)，根據(jù)實(shí)時(shí)充電荷電狀態(tài)判斷電池的充電區(qū)間類型；基于預(yù)設(shè)區(qū)間類型與充電模式的映射關(guān)系確定目標(biāo)充電模式；其中，區(qū)間類型包括激活區(qū)間、非飽和線性區(qū)間、飽和線性區(qū)間、飽和非線性區(qū)間以及涓流浮充區(qū)間，充電模式包括與激活區(qū)間對(duì)應(yīng)的小電流激活充電模式、與非飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的大電流恒流充電模式、與飽和線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒功率充電模式、與飽和非線性區(qū)間對(duì)應(yīng)的恒電壓充電模式以及與涓流浮充區(qū)間對(duì)應(yīng)的涓流充電模式。本發(fā)明根據(jù)電池的充電區(qū)間類型采用不同充電模式，提高了充電效率、安全性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：董睿,楊培新,任紅,張昱科,陳文龍,陳磊,李康,張?zhí)烀?br/>受保護(hù)的技術(shù)使用者：大力電工襄陽(yáng)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2