CN103683391B - 一种电池管理系统的功率控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池管理系统的功率控制方法，包括如下步骤：建立温度、SOC的二维功率表；检测当前温度和SOC值，查表并按照线性插值法估算当前最大允许放电功率值；自适应功率修正；若检测到系统有异常时，找出系统异常的相关参数值，根据该相关参数值设定此时最大允许的目标放电功率；功率值的平滑处理；最后将设定的最大允许目标放电功率传送给整车控制器，整车控制器做出相应控制。与现有技术相比，本发明具有如下优点：一、能够自适应环境与电池实际容量衰退或者电池内阻增加等情况的变化，对允许功率值进行修正，灵活性高；二、采用平滑处理，能够有效防止功率值的突变，减少有突变带来的影响，提高驾驶过程中的舒适感。
Description
技术领域
本发明涉及一种功率控制方法，具体地说是一种电池管理系统的功率控制方法。
背景技术
随着电动汽车的发展，无论是整车厂家，电池厂家都提出了功率控制的要求。整车厂家从车辆运行稳定性，安全性，可靠性等方面考虑，希望将电池功率控制策略细化。功率控制影响驾驶性能，控制不好会使人感觉车辆动力不足，开车有顿挫感，行驶里程短等。从电池厂的角度，也希望将电池功率控制做好，电池在不同的电压、电流、温度情况下，电池的允许充放电功率需要做合理调整，否则会对电池造成过充或过放，影响电池的使用寿命。
当前的功率控制策略主要是基于电池温度和SOC的查表控制，基本上是分段的进行控制，分段控制带来的问题是功率变化不是连续的，在分段点甚至会有较大跳变，影响整车的控制。功率控制另外的问题是出现电池欠压故障时需要限制功率，关键在于欠压多少需要限制，限制到多少，如何渐变到限制值等都还没有系统性的定论。此外电池持续出现故障时，是否依然按照允许的功率运行，直到电池出现过放，这些都有待研究。
发明内容
针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是：提供一种电池管理系统的功率控制方法，考虑温度、SOC、电压、电流、故障报警等因素对功率控制的影响，使功率控制平滑，电池性能得到充分利用，电池过充过放现象尽量减少。
为了解决上述问题，本发明的电池管理系统的功率控制方法，该方法包括
S1:建立最大允许放电功率和温度、SOC的二维功率表；
S2:检测电池组当前工作状态下的温度和SOC值，查表并按照线性插值法估算电池组当前最大允许放电功率值P1；
S3:基于最大允许放电电流值的自适应功率修正；
S4:检测系统是否有异常,如果正常则跳转至S6，如果异常则执行下一步；
S5:找出系统异常的相关参数值，根据该相关参数值设定此时最大允许的目标放电功率；
S6:对当前功率值的平滑处理；
S7:将设定的最大允许目标放电功率传送给整车控制器，整车控制器做出相应控制。
所述的基于最大允许放电电流值的自适应功率修正方法为：
获取当前最大允许放电电流值；
通过所述最大允许放电电流值得出功率值P2；
比较基于最大允许放电电流值的功率值P2与基于查表得出的最大允许放电功率值P1，取数值小的作为当前最大允许放电功率值P。
所述的根据电池单体电压值设定此时最大允许的目标放电功率的方法为：
如果最低单体电池电压值低于允许的电压下限值二级阀值，则最大允许目标放电功率为0；
如果最低单体电池电压值处于允许的最低电压下限值二级阀值和一级阀值之间，则最大允许目标放电功率降为0.5*P；
如果最低单体电池电压值大于允许的最低电压下限值一级阀值，那么最大允许目标放电功率设为P。
所述的对当前功率值的平滑处理方法为：
如果实际功率值小于最大允许目标功率值，则通过每秒增加0.1单位量电流值来增加实际功率值或使实际功率值以每秒0.5KW递增；
如果实际功率值等于最大允许目标功率值，则直接输出实际功率值作为最大允许功率值；
如果实际功率值大于最大允许目标功率值，则通过每秒减少0.1单位量电流值来减小实际功率值或使实际功率值以每秒0.5KW递减；
与现有技术相比，本发明具有如下优点：一、采用自适应方案，解决了电池实际容量衰退或者电池内阻增加的情况下，电池可接受的充放电功率不能够按照原有查表值去进行的问题，灵活性更高；二、采用平滑处理，能够有效防止功率值的突变，减少有突变带来的影响，提高驾驶过程中的舒适感。
附图说明
图1为本发明实施的电池管理系统的功率控制方法的总体流程图。
图2为图1中基于最大允许放电电流值的自适应功率修正方法的流程图
图3为图1中根据相关参数设定最大允许的目标放电功率方法的流程图
图4为图1中对功率值平滑处理方法的流程图
图5为具体实施例中根据单体电压值设定最大允许的目标放电功率方法的流程图
图6为当前功率平滑变化至目标功率示意图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
本发明的具体实施方式如图1～图4所示，一种电池管理系统的功率控制方法，该方法包括
S1：建立最大允许放电功率和温度、SOC的二维功率表。
其中，该表由电池厂家在电池生产的时候根据新电池特性测试得出的。
S2：检测电池组当前工作状态下的温度和SOC值，根据实际温度和SOC查表和线性插值的方法得出允许的功率值。
首先判断温度区间，确定当前温度下SOC对应的功率划分区间，然后根据SOC值，用线性插值的方法得出最终的允许功率值。
本实施例中，假设某电池允许放电电流为I，当前电池组的SOC为45%，温度为30℃，则计算此时最大允许放电电流步骤如下：
根据温度插值计算温度在30℃,SOC值在45%时的电流值I=((i2–i1)/(40-20))*(30-20)+i1。
其中，上述计算基于40℃的最大允许电流值i2比20℃最大允许电流值i1的大，即i2>i1;如果i1>i2，则I=i1-((i1–i2)/(40-20))*(30-20)+i2。
对于温度的选择，采用最小温度查表获取一个允许电流值i1，再采用最高温度查表获取第二个允许电流值i2，两者取较小值为最终的最大允许电流值。
再在通过该最大允许电流值I确定此时的最大允许功率值P1。
S3：基于最大允许放电电流值的自适应功率修正。
在行车的任意时刻，获取当前最大允许放电电流值；
通过所获取的当前最大允许放电电流值得出当前功率值P2；
比较基于当前最大允许放电电流值的当前功率值P2与基于查表得出的最大允许放电功率值P1，取数值小的作为当前最大允许放电功率值P。
S4：检测系统是否有异常，如果正常则跳转至S6，如果异常则执行下一步。
本实施例中，设所述异常情况为SOC值与单体电压出现不匹配。
由于SOC的估算存有误差，当SOC误差较大的时候，根据SOC估算的允许功率值可能会有偏差，当整车按有偏差的允许功率值进行充放电时，有可能会使单体电压接近于上下限电压。为此，当整车控制器检测到在SOC值与单体电压出现不匹配的情况时，启动根据最低电池单体电压值设定此时最大允许的目标放电功率的步骤，对按SOC和温度表得出的允许功率值进行修正。不同的情况可灵活配置阀值，以及对本部分功能的配置是使用或者不使用。
S5：找出系统异常的相关参数值，根据该相关参数值设定此时最大允许的目标放电功率的步骤。
在本实施例中，当整车控制器检测到在SOC值与单体电压出现不匹配的情况时，所述系统异常的相关参数为电池组内各单体电压的电压值以及电池组内电压最低的电池单体的电压值。根据该最低电池单体电压值设定此时最大允许的目标放电功率值，具体方法流程如图5所示。
电压阀值的配置设为两级；当最低单体电池电压值低于允许的电压下限值二级阀值设为系统的二级故障，当最低单体电池电压值处于允许的最低电压下限值二级阀值和一级阀值之间设置为系统一级故障。
因此，当最低单体电池电压值低于允许的电压下限值二级阀值，则最大允许目标放电功率为0；
当最低单体电池电压值处于允许的最低电压下限值二级阀值和一级阀值之间，则最大允许目标放电功率降为0.5*P；
当最低单体电池电压值大于允许的最低电压下限值一级阀值，那么最大允许目标放电功率设为P。
S6：对当前功率值的平滑处理。
当此时的实际功率值与所得到的修正后的最大允许功率值相差较大时，可能会出现跳变。为了防止功率值的跳变对整车控制造成影响，对实际发送给整车的最大允许功率值做平滑处理。平滑处理过程的电流变化量可以有不同的配置。在本实施例中，电流变化量设置为每秒0.1单位量电流值或者将功率变化量设置为每秒0.5KW。
如果实际功率值小于最大允许目标功率值，则通过每秒增加0.1单位量电流值来增加实际功率值或使实际功率值以每秒0.5KW递增；
如果实际功率值等于最大允许目标功率值，则直接输出实际功率值作为最大允许功率值；
如果实际功率值大于最大允许目标功率值，则通过每秒减少0.1单位量电流值来减小实际功率值或使实际功率值以每秒0.5KW递减。
图6中，当前电流值比目标电流值少0.4个单位量，采取每秒以0.1个单位量递增，直至带到目标值为止。
S7：将设定的最大允许目标放电功率传送给整车控制器，整车控制器做出相应控制。
在本实施例中，对允许电流值的控制，均是为了实现对功率的控制，电流值的变化是功率值变化的一个表征。
以上所述为本发明的较佳实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种电池管理系统的功率控制方法，其特征在于：该方法为：
S1:建立最大允许放电功率和温度、SOC的二维功率表；
S2:检测电池组当前工作状态下的温度和SOC值，查表并按照线性插值法估算电池组当前最大允许放电功率值P1；
S3:基于最大允许放电电流值的自适应功率修正；
S4:检测系统是否有异常,如果正常则跳转至S6，如果异常则执行下一步；
S5:找出系统异常的相关参数值，根据该相关参数值设定此时最大允许的目标放电功率；
S6:对当前最大允许的目标放电功率的平滑处理；
S7:将设定的最大允许的目标放电功率传送给整车控制器，整车控制器做出相应控制；
所述的对当前最大允许的目标放电功率的平滑处理方法为：
如果实际功率值小于最大允许的目标放电功率，则通过每秒增加0.1单位量电流值来增加实际功率值或使实际功率值以每秒0.5KW递增；
如果实际功率值等于最大允许的目标放电功率，则直接输出实际功率值作为最大允许功率值；
如果实际功率值大于最大允许的目标放电功率，则通过每秒减少0.1单位量电流值来减小实际功率值或使实际功率值以每秒0.5KW递减。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统的功率控制方法，其特征在于，所述的基于最大允许放电电流值的自适应功率修正方法为：
获取当前最大允许放电电流值；
通过所述最大允许放电电流值得出功率值P2；
比较基于最大允许放电电流值的功率值P2与基于查表得出的最大允许放电功率值P1，取数值小的作为当前最大允许放电功率值P。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统的功率控制方法，其特征在于，所述的根据相关参数值设定此时最大允许的目标放电功率的方法为：
根据相关参数值设置二级故障与一级故障；
如果系统存在二级故障，则最大允许的目标放电功率为0；
如果系统存在一级故障，则最大允许的目标放电功率降为0.5*P；
如果系统正常，那么最大允许的目标放电功率设为P。
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