CN106696725A - 一种电动车动力电池的功率分配方法、装置及电动车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动车动力电池的功率分配方法、装置及电动车，其中电动车动力电池包括至少两组相互并联的串联电池组。功率分配方法包括：判断当前处于工作状态的串联电池组的个数；若当前处于工作状态的串联电池组的个数只有一个，则根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；若当前处于工作状态的串联电池组的个数为两个以上，则根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；根据最大总放电电流确定电动车动力电池的总输出功率。本发明能够对上述电动车动力电池的输出功率进行合理分配和有效利用。

Description

一种电动车动力电池的功率分配方法、装置及电动车

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电动车动力电池的功率分配方法、装置及电动车。

背景技术

当前普遍使用的燃油汽车存在种种弊病，统计表明在占80％以上的道路条件下，一辆燃油汽车仅利用了其动力潜能的40％，在市区还会跌至25％，更为严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来，世界各国对改善环境的呼声日益高涨，各种各样的电动车脱颖而出，如电动汽车、电动列车、电动自行车等。虽然人们普遍认为未来是电动车的天下，但是电池技术问题阻碍了电动车的应用。

现有技术中电池管理系统的结构如图1所示，该系统中的动力电池通常先由多个单体电池并联形成并联电池组，多个并联电池组再串联构成动力电池。又因为单体电池在发生严重故障时，有可能导致内部压力上升，为防止单体电池发生爆炸，有的单体电池内会设置熔断保险，比如某个单体电池发生过流或内部短路时，该单体电池内的熔断保险会熔断，将该单体电池从电路中切除，但由于传统的动力电池中的多个单体电池是并联在一起，即使故障单体电池被从电路中切除，对整个回路中的电流的影响也是很小的，而且发生故障的并联电池组中的单体电池的电压也不会产生明显变化，也即某个或某几个单体电池发生故障时，电池管理系统是很难检测出来的，很可能导致错误的估计动力电池的最大放电能力，引起并联的其它单体电池发生故障，最终导致整个动力电池损坏，无法输出功率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中动力电池中的单体电池发生故障时很难被检测到的缺陷，从而提供一种在单体电池发生故障时能够被及时检测到的电动车动力电池，以及提供一种针对所述电动车动力电池的功率分配方法、装置及电动车。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中发生故障的电池组难以从动力电池中移除的缺陷，从而提供一种能够将故障电池组从动力电池中移除的电动车动力电池，以及提供一种针对所述电动车动力电池的功率分配方法、装置及电动车。

为此，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种电动车动力电池的功率分配方法，所述电动车动力电池包括：

至少两组串联电池组，每个所述串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，所述多个单体电池与所述至少一个可控开关串联连接；

所述串联电池组间并联连接；

所述功率分配方法包括如下步骤：

判断当前处于工作状态的串联电池组的个数；

若当前处于工作状态的串联电池组的个数只有一个，则根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；

若当前处于工作状态的串联电池组的个数为两个以上，则根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；

根据所述最大总放电电流确定所述电动车动力电池的总输出功率。

本发明所述的功率分配方法，所述电动车动力电池中的每个所述串联电池组中包括两个可控开关，其中一个可控开关的输入端与所述串联电池组的总正极相连，另一个可控开关的输出端与所述串联电池组的总负极相连。

本发明所述的功率分配方法，所述根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流包括：将当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流作为所述电动车动力电池的最大总放电电流。

本发明所述的功率分配方法，所述根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流包括：

判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡；

若放电均衡，则将当前处于工作状态的所有串联电池组的最大放电电流之和作为所述电动车动力电池的最大总放电电流。

本发明所述的功率分配方法，所述根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流还包括：

若放电不均衡，则从当前处于工作状态的所有串联电池组中选取出最大放电电流的值最小的串联电池组，将所述最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为所述电动车动力电池的最大总放电电流。

本发明所述的功率分配方法，还包括如下步骤：

判断当前处于工作状态的每个串联电池组的实际放电电流是否超出该串联电池组的最大放电电流，和判断所述电动车动力电池的实际总放电电流是否超出所述电动车动力电池的最大总放电电流；

若判断有串联电池组的实际放电电流超出该串联电池组的最大放电电流或所述电动车动力电池的实际总放电电流超出所述电动车动力电池的最大总放电电流时，降低所述电动车动力电池的最大总放电电流，进而降低所述电动车动力电池的总输出功率。

本发明还提供了一种电动车动力电池的功率分配装置，所述电动车动力电池包括：

至少两组串联电池组，每个所述串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，所述多个单体电池与所述至少一个可控开关串联连接；

所述串联电池组间并联连接；

所述功率分配装置包括：

个数判断单元，用于判断当前处于工作状态的串联电池组的个数；

第一电流确定单元，与所述个数判断单元连接，用于在当前处于工作状态的串联电池组的个数只有一个时，根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；

第二电流确定单元，与所述个数判断单元连接，用于在当前处于工作状态的串联电池组的个数为两个以上时，根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；

总输出功率确定单元，与所述第一电流确定单元和所述第二电流确定单元连接，用于根据所述最大总放电电流确定所述电动车动力电池的总输出功率。

本发明所述的功率分配装置，所述第二电流确定单元包括：

均衡判断子单元，与所述个数判断单元连接，用于判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡；

均衡状态电流确定子单元，与均衡判断子单元连接，用于在均衡判断子单元判断放电均衡时，将当前处于工作状态的每个串联电池组的最大放电电流之和作为电动车动力电池的最大总放电电流；

不均衡状态电流确定子单元，与均衡判断子单元连接，用于在均衡判断子单元判断放电不均衡时，从当前处于工作状态的所有串联电池组中选取出最大放电电流的值最小的串联电池组，将最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为电动车动力电池的最大总放电电流。

本发明所述的功率分配装置，还包括：

超限判断单元，与所述总输出功率确定单元连接，用于判断当前处于工作状态的每个串联电池组的实际放电电流是否超出该串联电池组的最大放电电流，和判断所述电动车动力电池的实际总放电电流是否超出所述电动车动力电池的最大总放电电流；

保护单元，用于在所述超限判断单元判断有串联电池组的实际放电电流超出该串联电池组的最大放电电流或所述电动车动力电池的实际总放电电流超出所述电动车动力电池的最大总放电电流时，降低所述电动车动力电池的最大总放电电流，进而降低所述电动车动力电池的总输出功率。

本发明还提供了一种电动车，包括电动车动力电池，所述电动车动力电池包括：

至少两组串联电池组，每个所述串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，所述多个单体电池与所述至少一个可控开关串联连接；

所述串联电池组间并联连接；

所述电动车还包括上述功率分配装置，所述功率分配装置用于对所述电动车动力电池进行功率分配。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供了一种电动车动力电池的功率分配方法及装置，其中，电动车动力电池包括至少两组串联电池组，每个所述串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，所述多个单体电池与所述至少一个可控开关串联连接；所述串联电池组间并联连接。因为本发明所述电动车动力电池，采用先串联再并联的连接方式，因此当某一个串联电池组中单体电池发生故障时，通过采集该串联电池组对应的电流、该串联电池组中单体电池的电压以及该串联电池组的电压等就可以及时检测到是哪一串联电池组发生了故障，并能锁定具体发生故障的单体电池，提高了电池管理系统的故障检测效率和准确率。

另，当确定发生故障的串联电池组时，只需断开与该串联电池组串联连接的可控开关即可将该串联电池组从电动车动力电池中移除，可以在此基础上对其它未发生故障的串联电池组的输出功率进行适应性调节，确保其继续正常工作，延长了电动车动力电池的使用寿命，即使某一组或多组串联电池组发生故障，剩余的未发生故障的串联电池组也能维持电动车继续行驶。

本发明所提供的电动车动力电池的功率分配方法及装置，其中，电动车动力电池中每个串联电池组包括两个可控开关，其中一个可控开关的输入端与所述串联电池组的总正极相连，另一个可控开关的输出端与所述串联电池组的总负极相连。通过这种设置，当某一串联电池组发生故障时，通过断开上述两个可控开关，就可以将该故障串联电池组从电动车动力电池组中瞬间移除，避免了延时对其它串联电池组或用电设备带来的损伤。

本发明所提供的电动车动力电池的功率分配方法及装置，先判断判断当前处于工作状态的串联电池组的个数；若当前处于工作状态的串联电池组的个数只有一个，则根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；若当前处于工作状态的串联电池组的个数为两个以上，则根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；最后根据所述最大总放电电流确定所述电动车动力电池的总输出功率。因此，本发明能够对该电动车动力电池的输出功率进行合理分配和有效利用，使电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下能够尽可能避免出现超限状态工作，延长了其续航里程和使用寿命。

本发明所提供的功率分配方法及装置，在只有一个串联电池组处于工作状态时，将当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流作为所述电动车动力电池的最大总放电电流，符合电动车动力电池的实际工作状态，能够在电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下使电动车动力电池尽可能不处于超限状态工作，在确保电动车稳定行驶的情况下，能够为电动车提供足够的前进动力。

本发明所提供的功率分配方法及装置，在有两个以上串联电池组处于工作状态时，有可能每个串联电池组间的容量、内阻、最大放电电流相近似，此时电动车动力电池中串联电池组的放电处于均衡状态，不存在放电能力相对较弱的串联电池组；也有可能串联电池组间的容量、内阻、最大放电电流差异较大，此时电动车动力电池中的放电处于不均衡状态，存在放电能力相对较弱的串联电池组。通过先判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡，能够及时获知电动车动力电池中的串联电池组中是否存在放电能力弱的短板，根据电动车动力电池的实际运行状态选择合适的功率分配方法，在确保电动车动力电池尽可能多输出功率的同时也能避免处于短板的串联电池组不会超限工作。若放电均衡，无放电能力弱的串联电池组，则将当前处于工作状态的每个串联电池组的最大放电电流之和作为所述电动车动力电池的最大总放电电流。能够在电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下使每个串联电池组和整个电动车动力电池尽可能不处于超限状态工作，在确保电动车稳定行驶的情况下，能够为电动车提供足够的前进动力。

本发明所提供的功率分配方法及装置，在有两个以上串联电池组处于工作状态时，有可能每个串联电池组间的容量、内阻、最大放电电流相近似，此时电动车动力电池中串联电池组的放电处于均衡状态，不存在放电能力相对较弱的串联电池组；也有可能串联电池组间的容量、内阻、最大放电电流差异较大，此时电动车动力电池中的放电处于不均衡状态，存在放电能力相对较弱的串联电池组。通过先判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡，能够及时获知电动车动力电池中的串联电池组中是否存在放电能力弱的短板，根据电动车动力电池的实际运行状态选择合适的功率分配方法，在确保电动车动力电池尽可能多输出功率的同时也能避免处于短板的串联电池组不会超限工作。若放电不均衡，则从当前处于工作状态的所有串联电池组中选取出最大放电电流的值最小的串联电池组，将所述最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为所述电动车动力电池的最大总放电电流。最大放电电流的值最小的串联电池组即为电动车动力电池中放电能力最弱串联电池组，为整个电动车动力电池中的放电短板，通过将最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为所述电动车动力电池的最大总放电电流，能够使放电能力最弱的串联电池组在电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下也不会处于超限的工作状态，也即能够使电动车动力电池中的每个串联电池组都不超限，符合电动车动力电池的实际工作状态，在合理分配输出功率的同时，能够对电动车动力电池进行有效利用，延长了其续航里程和使用寿命，在确保电动车稳定行驶的情况下，能够为电动车提供足够的前进动力。

本发明所提供的功率分配方法及装置，还会判断当前处于工作状态的每个串联电池组的实际放电电流是否超出该串联电池组的最大放电电流，和判断所述电动车动力电池的实际总放电电流是否超出所述电动车动力电池的最大总放电电流；若判断有串联电池组的实际放电电流超出该串联电池组的最大放电电流或所述电动车动力电池的实际总放电电流超出所述电动车动力电池的最大总放电电流时，降低所述电动车动力电池的最大总放电电流，进而降低所述电动车动力电池的总输出功率。也即无论是串联电池组还是整个的电动车动力电池，只要有任何一个处于超限的异常工作状态，就会做出保护处理，对电动车动力电池的总输出功率进行限制，进而降低流过发生超限情况的串联电池组或者电动车动力电池的电流，消除超限故障，确保电动车动力电池安全高效地使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的电池管理系统的电路图；

图2为本发明实施例1的电动车动力电池的结构框图；

图3为本发明实施例1的电动车动力电池的一个具体应用实例的电路图；

图4为本发明实施例1的电动车动力电池的另一个具体应用实例的电路图；

图5为本发明实施例1的电动车动力电池的功率分配方法的流程图；

图6为本发明实施例1的根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流的流程图；

图7为本发明实施例2的电动车动力电池的功率分配装置的结构框图。

附图标记：

1-个数判断单元；2-第一电流确定单元；3-第二电流确定单元；4-总输出功率确定单元；5-超限判断单元；6-保护单元；31-均衡判断子单元；32-均衡状态电流确定子单元；33-不均衡状态电流确定子单元。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种电动车动力电池的功率分配方法，其中，电动车动力电池的结构如图2所示，包括：至少两组串联电池组，每个串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，多个单体电池与至少一个可控开关串联连接；串联电池组间并联连接。

具体地，可控开关可以选用高压接触器，可以精准便捷的实现可控开关的上述功能。本实施例中的电动车动力电池，采用先串联再并联的连接方式，因此当某一个串联电池组中单体电池发生故障时，通过采集该串联电池组对应的电流、该串联电池组中单体电池的电压以及该串联电池组的电压等就可以及时检测到是哪一串联电池组发生了故障，并能锁定具体发生故障的单体电池，提高了电池管理系统的故障检测效率和准确率。

另，当确定发生故障的串联电池组时，只需断开与该串联电池组串联连接的可控开关即可将该串联电池组从电动车动力电池中移除，可以在此基础上对其它未发生故障的串联电池组的输出功率进行适应性调节，确保其继续正常工作，延长了电动车动力电池的使用寿命，即使某一组或多组串联电池组发生故障，剩余的未发生故障的串联电池组也能维持电动车继续行驶。

图3给出了上述电动车动力电池的一个具体应用示例，其中，电动车动力电池应用于电池管理系统中，电池管理系统包括电动车动力电池和外围的电路。具体地，电动车动力电池包括有两组串联电池组，分别为串联电池组A’和串联电池组B’。电动车动力电池中的串联电池组的总正极与外围的正极继电器连接，串联电池组的总负极与外围的负极继电器连接。每个串联电池组串联一个可控开关，分别为K1’和K2’(可以选用两个高压接触器)，其中K1’为串联电池组A’与总正极之间的可控开关，若串联电池组A’发生故障，可以控制K1’断开，将串联电池组A’从动力电池中迅速移除。K2’为串联电池组B’与总正极之间的可控开关，若串联电池组B’发生故障，可以控制K2’断开，将串联电池组B’从动力电池中迅速移除。因此，串联电池组A’和串联电池组B’中的任意一个发生故障时，通过断开与之串联连接的可控开关，都可以将故障串联电池组从动力电池中移除，使剩余的串联电池组独立供电，电池管理系统可以根据剩余串联电池组的SOC、温度等查表得到当前剩余串联电池组的最大放电能力，以此确定当前故障模式下的放电功率，防止剩余串联电池组过功率工作，使电动车动力电池降低功率输出，维持车辆继续行驶，移动到维修站维修。

优选地，每个串联电池组中可以包括两个可控开关，其中一个可控开关的输入端与串联电池组的总正极相连，另一个可控开关的输出端与串联电池组的总负极相连。

具体地，通过在串联电池组的两端都设置开关，能够将出现故障的串联电池组完全移除，通常优先断开正极端的开关，紧接着断开负极端的开关。若只断开一个开关，当出现绝缘故障时，无法保证故障电池组完全移除，有可能仍与某些用电设备间形成供电回路，最终导致整个电动车动力电池组的损坏。通过这种设置，即当某一串联电池组发生故障时，通过断开上述两个可控开关，就可以将该故障串联电池组从电动车动力电池组中瞬间完全移除，避免了延时对其它串联电池组或用电设备带来的损伤。

图4给出了上述电动车动力电池的另一个具体应用示例，其中，电动车动力电池应用于电池管理系统中，电池管理系统包括电动车动力电池和外围的电路。具体地，电动车动力电池包括有两组串联电池组，分别为串联电池组A和串联电池组B。电动车动力电池中的串联电池组的总正极与外围的正极继电器连接，电动车动力电池中的串联电池组的总负极与外围的负极继电器连接。K1、K2、K3、K4可以选用四个高压接触器，其中K1为串联电池组A与总负极之间的可控开关，K3为串联电池组A与总正极之间的可控开关，若串联电池组A发生故障，可以控制K1、K3断开，将串联电池组A从动力电池中快速移除。K2为串联电池组B与总负极之间的可控开关，K4为串联电池组B与总正极之间的可控开关，若串联电池组B发生故障，可以控制K2、K4断开，将串联电池组B从动力电池中快速移除。因此，串联电池组A和串联电池组B中的任意一个发生故障时，通过断开与之串联连接的两个可控开关，可以将故障串联电池组从动力电池中快速移除，使剩余的串联电池组独立供电，电池管理系统可以根据剩余串联电池组的SOC、温度等查表得到当前剩余串联电池组的最大放电能力，以此确定当前故障模式下的放电功率，防止剩余串联电池组过功率工作，使电动车动力电池降低功率输出，维持车辆继续行驶，移动到维修站维修。

本领域技术人员应当知道，图3中公开的1个可控开关以及图4中公开的2个可控开关仅仅为了示例，并非对本发明所作的限制，可控开关的个数可以根据需要扩展。

本实施例中的功率分配方法，如图5所示，包括如下步骤：

S1.判断当前处于工作状态的串联电池组的个数。具体选取哪几组串联电池组处于工作状态，可以根据电动车行驶状态、电动车动力电池当前所处的状态、驾驶员的实际需求等来确定。比如，为了使电动车动力电池处于均衡的放电状态且具有较长时间的续航能力，上电前电池管理系统可以通过检测支路先采集各个串联电池组的电压、温度、电流等信息，据此估算出每个串联电池组的工作电压和放电能力，如果各个串联电池组的工作电压相接近，则将电动车动力电池中的所有串联电池组均并入电动车动力电池；若各个串联电池组间的工作电压差异较大，则综合考虑各个串联电池组的工作电压和放电能力，选取出能够使电动车动力电池具有最大放电能力和较高电压的一个或者多个串联电池组并入电动车动力电池。在车辆运行过程中，根据各个串联电池组电压的变化情况，也可以对并入电动车动力电池的串联电池组进行适应性调整以确保电动车动力电池始终具有较高的功率输出。处于工作状态的串联电池组的个数可能只有一个，也可能有多个，通过判断当前处于工作状态的串联电池组的个数，能够确定出一种适用于电动车动力电池当前工作状态的功率分配方法。若当前处于工作状态的串联电池组的个数只有一个，则进入步骤S2；若当前处于工作状态的串联电池组的个数为两个以上，则进入步骤S3。

S2.根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流。优选地，可以将当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流作为电动车动力电池的最大总放电电流。当然也可以对当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流进行一些修正，将修正后的值作为电动车动力电池的最大总放电电流。符合电动车动力电池的实际工作状态，能够在电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下使电动车动力电池尽可能不处于超限状态工作，在确保电动车稳定行驶的情况下，能够为电动车提供足够的前进动力。具体应用中，串联电池组的最大放电电流可以采用现有技术中的任何一种放电电流估算方法来获取，比如可以根据每个串联电池组的电压、温度、SOC、内阻、容量等信息来估算每个串联电池组的最大放电电流；也可以根据通过实验获得的数据或者由电池厂商提供的电池特性参数，通过查表来获得每个串联电池组的最大放电电流，具体的，可以通过查询最大放电电流与SOC和温度关系的二维表，来获得串联电池组的最大放电电流；也可以考虑更多的因素，比如根据电池的电压、SOC、温度、SOH、系统故障等级，有些算法会考虑电池能够短时过载的特性，除了估算电池的持续放电能力外，还能估算电池短时的放电能力，如5S脉冲放电能力等。

S3.根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流。

优选地，如图6所示，根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流包括：

S31.判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡。有可能每个串联电池组间的容量、内阻、最大放电电流相近似，此时电动车动力电池中串联电池组的放电处于均衡状态，不存在放电能力相对较弱的串联电池组；也有可能串联电池组间的容量、内阻、最大放电电流差异较大，此时电动车动力电池中的放电处于不均衡状态，存在放电能力相对较弱的串联电池组。通过先判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡，能够及时获知电动车动力电池中的串联电池组中是否存在放电能力弱的短板，根据电动车动力电池的实际运行状态选择合适的功率分配方法，在确保电动车动力电池尽可能多输出功率的同时也能避免处于短板的串联电池组超限工作。具体应用中，可以选用现有技术中的任何一种判断电池组放电是否均衡的方法来判断所有串联电池组之间的放电是否均衡。比如通过电池的SOC、SOH、温度、最大放电电流等进行判断，SOC为电池荷电状态，能够反映电池剩余的电量，SOH为电池健康状态，能够反映电池容量的衰减以及内阻的增加量，最大放电电流的计算中会考虑电池SOC及温度。可见电池的各个状态量是相关的，可以通过对一些状态量的比较判断来判定各个串联电池组之间的放电是否均衡；另外，也可以通过实验数据和电池特性来建立电池的等效模型，估算电池等效模型参数，比较电池等效模型参数，以此判定各个串联电池组之间的放电是否均衡。若放电均衡，则进入步骤S32；若放电不均衡，则进入步骤S33。

S32.将当前处于工作状态的所有串联电池组的最大放电电流之和作为电动车动力电池的最大总放电电流。因为每个串联电池组放电均衡的状态下，每个串联电池组的最大放电电流的值相近似，也即整个电动车动力电池不存在放电能力弱的串联电池组，无放电短板。因此将每个串联电池组的最大放电电流之和作为所述电动车动力电池的最大总放电电流符合电动车动力电池的实际工作状态，能够在电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下使每个串联电池组和整个电动车动力电池尽可能不处于超限状态工作，在确保电动车稳定行驶的情况下，能够为电动车提供足够的前进动力。

S33.从当前处于工作状态的所有串联电池组中选取出最大放电电流的值最小的串联电池组，将最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为电动车动力电池的最大总放电电流。因为最大放电电流的值最小的串联电池组即为电动车动力电池中放电能力最弱串联电池组，为整个电动车动力电池中的放电短板，通过将最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为所述电动车动力电池的最大总放电电流，能够使放电能力最弱的串联电池组在电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下也不会处于超限的工作状态，也即能够使电动车动力电池中的每个串联电池组都不超限，符合电动车动力电池的实际工作状态，在合理分配输出功率的同时，能够对电动车动力电池进行有效利用，延长了其续航里程和使用寿命，在确保电动车稳定行驶的情况下，能够为电动车提供足够的前进动力。

S4.根据最大总放电电流确定电动车动力电池的总输出功率。根据最大总放电电流确定电动车动力电池的总输出功率的过程中，可以选用现有技术中的任何一种根据放电电流对电动车动力电池的输出功率进行估算的方法。例如进行时间离散化后，可近似认为电压不变，将最大放电电流乘以电动车动力电池电压可以得到电动车动力电池允许的最大放电功率，最大放电功率减去电动车动力电池内阻上消耗的功率即为电动车动力电池的总输出功率了。根据电动车动力电池的最大总放电电流来对电动车动力电池的总输出功率进行估算，能够对电动车动力电池进行有效利用。

S5.判断当前处于工作状态的每个串联电池组的实际放电电流是否超出该串联电池组的最大放电电流，和判断电动车动力电池的实际总放电电流是否超出电动车动力电池的最大总放电电流。具体应用中，可以通过串联于各个串联电池组的电流传感器来采集各个串联电池组的实际放电电流，通过串联于电动车动力电池输出端的电流传感器来采集电动车动力电池的实际总放电电流，非常便捷。

S6.若判断有串联电池组的实际放电电流超出该串联电池组的最大放电电流或电动车动力电池的实际总放电电流超出电动车动力电池的最大总放电电流时，降低电动车动力电池的最大总放电电流，进而降低电动车动力电池的总输出功率。也即无论是串联电池组还是整个的电动车动力电池，只要有任何一个处于超限的异常工作状态，就会做出保护处理，对电动车动力电池的总输出功率进行限制，进而降低流过发生超限情况的串联电池组或者电动车动力电池的电流，消除超限故障，确保电动车动力电池安全高效地使用。具体应用中，可以通过大量测试确定一个或者多个超限系数(大于0小于1),通过上述超限系数进行控制标定，若串联电池组或者电动车动力电池出现超限故障，则选取对应的超限系数，将超限系数和之前的总输出功率的乘积或者修正后的数值作为电动车动力电池的新的总输出功率，实现对电动车动力电池的总输出功率的限制，以消除串联电池组或者电动车动力电池的超限故障。

综上所述，本实施例提供了一种能够对电动车动力电池的输出功率进行合理分配和有效利用，使电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下能够尽可能避免出现超限状态工作，延长了其续航里程和使用寿命。

实施例2

本实施例提供了一种电动车动力电池的功率分配装置，其中，电动车动力电池的结构如图2所示，包括：至少两组串联电池组，每个串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，多个单体电池与至少一个可控开关串联连接；串联电池组间并联连接。

功率分配装置如图7所示，包括：个数判断单元1、第一电流确定单元2、第二电流确定单元3、总输出功率确定单元4、超限判断单元5以及保护单元6。其中：

个数判断单元1，用于判断当前处于工作状态的串联电池组的个数。

第一电流确定单元2，与个数判断单元1连接，用于在当前处于工作状态的串联电池组的个数只有一个时，根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流。优选地，第一电流确定单元2可以将当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流作为电动车动力电池的最大总放电电流。

第二电流确定单元3，与个数判断单元1连接，用于在当前处于工作状态的串联电池组的个数为两个以上时，根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流。优选地，第二电流确定单元3包括：均衡判断子单元31、均衡状态电流确定子单元32和不均衡状态电流确定子单元33。均衡判断子单元31，与个数判断单元1连接，用于判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡。均衡状态电流确定子单元32，与均衡判断子单元31连接，用于在均衡判断子单元31判断放电均衡时，将当前处于工作状态的所有串联电池组的最大放电电流之和作为电动车动力电池的最大总放电电流。不均衡状态电流确定子单元33，与均衡判断子单元31连接，用于在均衡判断子单元31判断放电不均衡时，从当前处于工作状态的所有串联电池组中选取出最大放电电流的值最小的串联电池组，将最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为电动车动力电池的最大总放电电流。

总输出功率确定单元4，与第一电流确定单元2和第二电流确定单元3连接，用于根据最大总放电电流确定电动车动力电池的总输出功率。

超限判断单元5，与总输出功率确定单元4连接，用于判断当前处于工作状态的每个串联电池组的实际放电电流是否超出该串联电池组的最大放电电流，和判断电动车动力电池的实际总放电电流是否超出电动车动力电池的最大总放电电流。

保护单元6，用于在超限判断单元5判断有串联电池组的实际放电电流超出该串联电池组的最大放电电流或电动车动力电池的实际总放电电流超出电动车动力电池的最大总放电电流时，降低电动车动力电池的最大总放电电流，进而降低电动车动力电池的总输出功率。

综上所述，本实施例提供了一种电动车动力电池的功率分配装置，能够对该电动车动力电池的输出功率进行合理分配和有效利用，使电动车动力电池达到最大的功率输出的情况下能够尽可能避免出现超限状态工作，延长了其续航里程和使用寿命。

实施例3

本实施例提供了一种电动车，包括电动车动力电池，该电动车动力电池包括：至少两组串联电池组，每个所述串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，所述多个单体电池与所述至少一个可控开关串联连接所述串联电池组间并联连接。

电动车还包括实施例2中的功率分配装置，用于对该电动车动力电池进行功率分配。

本实施例中的电动车，通过功率分配装置来对电动车动力电池的输出功率进行控制。根据车辆运行过程中电动车动力电池的实际工作状态确定相应的功率配置方法，能够对该电动车动力电池的输出功率进行合理分配和有效利用。无论是串联电池组还是整个的电动车动力电池，只要有任何一个处于超限的异常工作状态，就会做出保护处理，对电动车动力电池的总输出功率进行限制，进而降低流过发生超限情况的串联电池组或者电动车动力电池的电流，消除超限故障，确保电动车动力电池安全高效地使用。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (10)

1.一种电动车动力电池的功率分配方法，其特征在于，所述电动车动力电池包括：

至少两组串联电池组，每个所述串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，所述多个单体电池与所述至少一个可控开关串联连接；

所述串联电池组间并联连接；

所述功率分配方法包括如下步骤：

判断当前处于工作状态的串联电池组的个数；

若当前处于工作状态的串联电池组的个数只有一个，则根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；

若当前处于工作状态的串联电池组的个数为两个以上，则根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；

根据所述最大总放电电流确定所述电动车动力电池的总输出功率。

2.根据权利要求1所述的功率分配方法，其特征在于，所述电动车动力电池中的每个所述串联电池组中包括两个可控开关，其中一个可控开关的输入端与所述串联电池组的总正极相连，另一个可控开关的输出端与所述串联电池组的总负极相连。

3.根据权利要求1或2所述的功率分配方法，其特征在于，所述根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流包括：将当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流作为所述电动车动力电池的最大总放电电流。

4.根据权利要求1或2所述的功率分配方法，其特征在于，所述根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流包括：

判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡；

若放电均衡，则将当前处于工作状态的所有串联电池组的最大放电电流之和作为所述电动车动力电池的最大总放电电流。

5.根据权利要求4所述的功率分配方法，其特征在于，所述根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流还包括：

若放电不均衡，则从当前处于工作状态的所有串联电池组中选取出最大放电电流的值最小的串联电池组，将所述最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为所述电动车动力电池的最大总放电电流。

6.根据权利要求1-5任一项所述的功率分配方法，其特征在于，还包括如下步骤：

判断当前处于工作状态的每个串联电池组的实际放电电流是否超出该串联电池组的最大放电电流，和判断所述电动车动力电池的实际总放电电流是否超出所述电动车动力电池的最大总放电电流；

若判断有串联电池组的实际放电电流超出该串联电池组的最大放电电流或所述电动车动力电池的实际总放电电流超出所述电动车动力电池的最大总放电电流时，降低所述电动车动力电池的最大总放电电流，进而降低所述电动车动力电池的总输出功率。

7.一种电动车动力电池的功率分配装置，其特征在于，所述电动车动力电池包括：

至少两组串联电池组，每个所述串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，所述多个单体电池与所述至少一个可控开关串联连接；

所述串联电池组间并联连接；

所述功率分配装置包括：

个数判断单元(1)，用于判断当前处于工作状态的串联电池组的个数；

第一电流确定单元(2)，与所述个数判断单元(1)连接，用于在当前处于工作状态的串联电池组的个数只有一个时，根据当前处于工作状态的串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；

第二电流确定单元(3)，与所述个数判断单元(1)连接，用于在当前处于工作状态的串联电池组的个数为两个以上时，根据当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡以及各串联电池组的最大放电电流确定电动车动力电池的最大总放电电流；

总输出功率确定单元(4)，与所述第一电流确定单元(2)和所述第二电流确定单元(3)连接，用于根据所述最大总放电电流确定所述电动车动力电池的总输出功率。

8.根据权利要求7所述的功率分配装置，其特征在于，所述第二电流确定单元(3)包括：

均衡判断子单元(31)，与所述个数判断单元(1)连接，用于判断当前处于工作状态的各个串联电池组之间的放电是否均衡；

均衡状态电流确定子单元(32)，与均衡判断子单元(31)连接，用于在均衡判断子单元(31)判断放电均衡时，将当前处于工作状态的每个串联电池组的最大放电电流之和作为电动车动力电池的最大总放电电流；

不均衡状态电流确定子单元(33)，与均衡判断子单元(31)连接，用于在均衡判断子单元(31)判断放电不均衡时，从当前处于工作状态的所有串联电池组中选取出最大放电电流的值最小的串联电池组，将最大放电电流的值最小的串联电池组的最大放电电流与当前处于工作状态的所有串联电池组的个数的乘积作为电动车动力电池的最大总放电电流。

9.根据权利要求7或8所述的功率分配装置，其特征在于，还包括：

超限判断单元(5)，与所述总输出功率确定单元(4)连接，用于判断当前处于工作状态的每个串联电池组的实际放电电流是否超出该串联电池组的最大放电电流，和判断所述电动车动力电池的实际总放电电流是否超出所述电动车动力电池的最大总放电电流；

保护单元(6)，用于在所述超限判断单元(5)判断有串联电池组的实际放电电流超出该串联电池组的最大放电电流或所述电动车动力电池的实际总放电电流超出所述电动车动力电池的最大总放电电流时，降低所述电动车动力电池的最大总放电电流，进而降低所述电动车动力电池的总输出功率。

10.一种电动车，其特征在于，包括电动车动力电池，所述电动车动力电池包括：

至少两组串联电池组，每个所述串联电池组包括多个单体电池和至少一个可控开关，所述多个单体电池与所述至少一个可控开关串联连接；

所述串联电池组间并联连接；

所述电动车还包括如权利要求7-9任一项所述的功率分配装置，所述功率分配装置用于对所述电动车动力电池进行功率分配。