CN105539172A - 一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法,所述控制方法包括如下主要步骤：建立静态荷电状态模型、动态荷电状态模型、根据静态荷电状态模型设置静态荷电阈值、实时监控低压电池的静态荷电状态和动态荷电状态、根据所述静态荷电状态来设定所述斩流器的电压设定点，并根据所述电压设定点设定所述斩流器的输出电压、根据动态荷电状态控制当前情况下低压电池的充放电，本方法可以使高压动力电池向低压电池提供的电能处于较优状态，提高高压动力电池的能量利用率。

Description

一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力电动汽车领域，具体涉及一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法。
背景技术
随着全球环境的不断恶化和能源的紧缺，减少大气污染和对石油能源依赖成为各国越来越关注的问题。为了减少环境污染，缓解能源压力，研究节能、环保的汽车成为各国发展汽车工业一种必然的趋势。目前，研究和生产电动汽车已经成为各国汽车行业的首选。
通常地，混合动力电动汽车包括两个电能存储包：高压动力电池和低压电池。高压动力电池通常是在混动车再生制动时，将车辆动能转化成的电能储存起来；低压电池则用来给车载低压负载供电，而影响高压电池和低压电池转换效率的斩流器的性能成为了对电动汽车综合性能的至关重要的影响因素。
在现有技术当中，针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法较为简单，对直流高低压转换器的低压输出端电压固定，而固定的输出电压灵活性差、往往不能考虑到系统的综合性能，因此，严重影响了电动汽车的运行效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，通过建立静态荷电状态模型、动态荷电状态模型、根据静态荷电状态模型设置静态荷电阈值、实时监控低压电池的静态荷电状态和动态荷电状态、根据所述静态荷电状态来设定所述斩流器的电压设定点，并根据所述电压设定点设定所述斩流器的输出电压、根据动态荷电状态控制当前情况下低压电池的充放电这六个步骤解决混合动力电动汽车运行效率低的问题。
本发明是以如下技术方案实现的，一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，所述电动汽车包括高压动力电池网络、低压电池、监控器和斩流器，所述斩流器用于从电动汽车的高压动力电池网络向电动汽车的低压电池供电，所述控制方法包括以下步骤：
S1.针对低压电池建立静态荷电状态模型，所述静态荷电状态为在当前温度、湿度下、电池所能放出的全部的电量Qn与电池充满电时所能释放出的全部的电量的比值Q，即
S2.针对低压电池进行试验并建立动态荷电状态模型，所述动态荷电状态表示了低压电池电极表面的充放电状态，获取动态荷电状态与瞬时电流、低压电池电压、低压电池电压变化量和电池温度的函数关系；
S3.根据静态荷电状态模型设置静态荷电阈值；
S4.通过监控器实时监控低压电池的静态荷电状态和动态荷电状态；
S5.根据所述静态荷电状态来设定所述斩流器的电压设定点，并根据所述电压设定点设定所述斩流器的输出电压，在所述荷电状态小于静态荷电阈值时，所述电压设定点随着所述荷电状态的升高而升高；在所述荷电状态大于或等于所述静态荷电阈值时，所述电压设定点随着所述荷电状态的降低而降低；
S6.根据动态荷电状态控制当前情况下低压电池采用的最大放电电流、最大输出功率、最大充电电流和/或最大输入功率。
优选的，所述电压设定点随所述静态荷电状态的变化规律符合正态分布曲线或近似正态分布曲线，所述正态分布曲线以静态荷电阈值所标识的纵轴为对称轴。
优选的，所述电压设定点随所述静态荷电状态以直线形式线性变化。
优选的，所述电压设定点随所述静态荷电状态近似符合余弦曲线，所述余弦曲线以静态荷电阈值所标识的纵轴为对称轴。
优选的，通过控制所述电压设定点使得所述静态荷电状态维持在40％～65％之间。
优选的，所述低压电池为12伏、24伏或36伏的电池。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，通过建立静态荷电状态模型、动态荷电状态模型、根据静态荷电状态模型设置静态荷电阈值、实时监控低压电池的静态荷电状态和动态荷电状态、根据所述静态荷电状态来设定所述斩流器的电压设定点，并根据所述电压设定点设定所述斩流器的输出电压、根据动态荷电状态控制当前情况下低压电池的充放电这六个步骤解决混合动力电动汽车运行效率低的问题，使高压动力电池向低压电池提供的电能处于较优状态，提高高压动力电池的能量利用率。
附图说明
图1是本发明一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
在第一个实施例中，如图1所示，包括如下步骤：
S1.针对低压电池建立静态荷电状态模型，所述静态荷电状态为在当前温度、湿度下、电池所能放出的全部的电量Qn与电池充满电时所能释放出的全部的电量的比值Q，即
S2.针对低压电池进行试验并建立动态荷电状态模型，所述动态荷电状态表示了低压电池电极表面的充放电状态，获取动态荷电状态与瞬时电流、低压电池电压、低压电池电压变化量和电池温度的函数关系；
S3.根据静态荷电状态模型设置静态荷电阈值；
S4.通过监控器实时监控低压电池的静态荷电状态和动态荷电状态；
S5.根据所述静态荷电状态来设定所述斩流器的电压设定点，并根据所述电压设定点设定所述斩流器的输出电压，在所述荷电状态小于静态荷电阈值时，所述电压设定点随着所述荷电状态的升高而升高；在所述荷电状态大于或等于所述静态荷电阈值时，所述电压设定点随着所述荷电状态的降低而降低；
S6.根据动态荷电状态控制当前情况下低压电池采用的最大放电电流、最大输出功率、最大充电电流和/或最大输入功率。
所述电压设定点随所述静态荷电状态的变化规律符合正态分布曲线，所述正态分布曲线以静态荷电阈值所标识的纵轴为对称轴。
优选的，所述电压设定点随所述静态荷电状态以直线形式线性变化，通过控制所述电压设定点使得所述静态荷电状态维持在40％～65％之间。
所述低压电池为12伏。
本发明第二个实施例，包括以下步骤：
S1.针对低压电池建立静态荷电状态模型，所述静态荷电状态为在当前温度、湿度下、电池所能放出的全部的电量Qn与电池充满电时所能释放出的全部的电量的比值Q，即
S2.针对低压电池进行试验并建立动态荷电状态模型，所述动态荷电状态表示了低压电池电极表面的充放电状态，获取动态荷电状态与瞬时电流、低压电池电压、低压电池电压变化量和电池温度的函数关系；
S3.根据静态荷电状态模型设置静态荷电阈值；
S4.通过监控器实时监控低压电池的静态荷电状态和动态荷电状态；
S5.根据所述静态荷电状态来设定所述斩流器的电压设定点，并根据所述电压设定点设定所述斩流器的输出电压，在所述荷电状态小于静态荷电阈值时，所述电压设定点随着所述荷电状态的升高而升高；在所述荷电状态大于或等于所述静态荷电阈值时，所述电压设定点随着所述荷电状态的降低而降低；
S6.根据动态荷电状态控制当前情况下低压电池采用的最大放电电流、最大输出功率、最大充电电流和/或最大输入功率。
所述电压设定点随所述静态荷电状态的变化规律符合近似正态分布曲线，所述正态分布曲线以静态荷电阈值所标识的纵轴为对称轴。
所述电压设定点随所述静态荷电状态近似符合余弦曲线，所述余弦曲线以静态荷电阈值所标识的纵轴为对称轴。
通过控制所述电压设定点使得所述静态荷电状态维持在40％～65％之间，所述低压电池为24伏或36伏的电池
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，其特征在于，所述电动汽车包括高压动力电池网络、低压电池、监控器和斩流器，所述斩流器用于从电动汽车的高压动力电池网络向电动汽车的低压电池供电，所述控制方法包括以下步骤：
S1.针对低压电池建立静态荷电状态模型，所述静态荷电状态为在当前温度、湿度下、电池所能放出的全部的电量Qn与电池充满电时所能释放出的全部的电量的比值Q，即
S2.针对低压电池进行试验并建立动态荷电状态模型，所述动态荷电状态表示了低压电池电极表面的充放电状态，获取动态荷电状态与瞬时电流、低压电池电压、低压电池电压变化量和电池温度的函数关系；
S3.根据静态荷电状态模型设置静态荷电阈值；
S4.通过监控器实时监控低压电池的静态荷电状态和动态荷电状态；
S5.根据所述静态荷电状态来设定所述斩流器的电压设定点，并根据所述电压设定点设定所述斩流器的输出电压，在所述荷电状态小于静态荷电阈值时，所述电压设定点随着所述荷电状态的升高而升高；在所述荷电状态大于或等于所述静态荷电阈值时，所述电压设定点随着所述荷电状态的降低而降低；
S6.根据动态荷电状态控制当前情况下低压电池采用的最大放电电流、最大输出功率、最大充电电流和/或最大输入功率。
2.根据权利要求1所述的一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，其特征在于，所述电压设定点随所述静态荷电状态的变化规律符合正态分布曲线或近似正态分布曲线，所述正态分布曲线以静态荷电阈值所标识的纵轴为对称轴。
3.根据权利要求1所述的一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，其特征在于，所述电压设定点随所述静态荷电状态以直线形式线性变化。
4.根据权利要求1所述的一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，其特征在于，所述电压设定点随所述静态荷电状态近似符合余弦曲线，所述余弦曲线以静态荷电阈值所标识的纵轴为对称轴。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，其特征在于，通过控制所述电压设定点使得所述静态荷电状态维持在40％～65％之间。
6.根据权利要求5所述的一种针对混合动力电动汽车的电池充、放电控制方法，其特征在于，所述低压电池为12伏、24伏或36伏的电池。
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