CN107487211A - 双电池控制方法、装置及系统 - Google Patents

双电池控制方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种双电池控制方法、装置及系统。本公开双电池控制系统，包括：第一电池组、电池管理系统，以及第二电池组插拔接口，所述第二电池组插拔接口用于连接可插拔的第二电池组；其中，所述电池管理系统通过CAN总线与所述第一电池组连接；所述第一电池组与直流母线连接。本公开提高整车布置的灵活性，同时两个电池组的搭配所提供的电量和放电功率可以满足驾驶员的各种驾驶需求，提高电池利用率，达到最佳的动力供应效果。

Description

双电池控制方法、装置及系统
技术领域
本公开涉及汽车电池技术，具体地，涉及一种双电池控制方法、装置及系统。
背景技术
目前纯电动汽车通常由一个大容量的电池包提供整车需求的所有电能，一个大容量的电池包包含有电池包的热管理系统、电池管理系统、电池包的多种传感器及机械结构等，使得电池包的体积很大，空间利用率低，给整车布置带来很大问题。
另外，由于驾驶员的需求不同，对电池包的容量需求也各不相同，当驾驶员没有长途行驶的需求时，不需要大容量的电池包，相对较小容量的电池包可以降低车辆的总质量，减小汽车的能耗；当驾驶员有长途行驶的需求时，车辆配备的电池包可能无法满足驾驶员的续驶里程需求。一个大容量的电池包不能灵活满足驾驶员的需求，导致电池包利用率低。
发明内容
本公开的目的是提供一种双电池控制方法、装置及系统，提高整车布置的灵活性，同时两个电池组的搭配所提供的电量和放电功率可以满足驾驶员的各种驾驶需求，提高电池利用率，达到最佳的动力供应效果。
为了实现上述目的，本公开提供一种双电池控制系统，包括：第一电池组、电池管理系统，以及第二电池组插拔接口，所述第二电池组插拔接口用于连接可插拔的第二电池组；
其中，所述电池管理系统通过控制器局域网络CAN总线与所述第一电池组连接；所述第一电池组与直流母线连接。
可选的，还包括：所述第二电池组和直流变压器；
所述电池管理系统通过CAN总线分别与所述第二电池组和所述直流变压器连接；所述第二电池组通过所述直流变压器与所述直流母线连接。
本公开提供一种双电池控制方法，所述双电池控制方法适用于上述双电池控制系统，所述双电池控制方法包括：
获取第一电池组和/或第二电池组的当前状态，所述第二电池组为可插拔电池组；
根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为。
可选的，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当所述第一电池组的可用电量大于且等于第一可用电量阈值时，控制所述第一电池组向直流母线放电，所述第二电池组不对外放电。
可选的，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当所述第一电池组的可用电量小于所述第一可用电量阈值时，控制所述第二电池组向直流母线放电。
可选的，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当所述第一电池组的可用电量大于第二可用电量阈值，且所述第二电池组的可用电量小于第三可用电量阈值时，控制所述第二电池组从直流母线回收电能。
可选的，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当负载总功率大于所述第一电池组的预设放电功率阈值时，控制所述第一电池组和所述第二电池组均向直流母线放电。
可选的，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当所述第二电池组存在故障时，控制所述第一电池组向直流母线放电，所述第二电池组不对外放电；或者，
当所述第一电池组存在故障时，控制所述第二电池组向直流母线放电，所述第一电池组不对外放电。
本公开提供一种双电池控制装置，所述双电池控制装置应用于上述双电池控制系统，所述双电池控制装置包括：
状态获取模块，用于获取第一电池组和/或第二电池组的当前状态，所述第二电池组为可插拔电池组；
控制模块，用于根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为。
通过上述技术方案，一方面提高整车布置的灵活性，避免电池包的体积很大，空间利用率低的问题，另一方面可以从总体上减轻车辆的重量，减小汽车的能耗，两个电池组的搭配所提供的电量和放电功率可以满足驾驶员的各种驾驶需求，提高电池利用率，达到最佳的动力供应效果。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制系统框图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制系统框图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制系统框图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制方法的流程图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制装置框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制系统框图。参照图1，该双电池控制系统包括：第一电池组、电池管理系统，以及第二电池组插拔接口，第二电池组插拔接口用于连接可插拔的第二电池组；其中，电池管理系统通过控制器局域网络(ControllerArea Network，简称：CAN)总线与第一电池组连接；第一电池组与直流母线连接。
本公开提供了一种用于电动汽车的双电池控制系统，包括第一电池组、电池管理系统，以及第二电池组插拔接口，第二电池组插拔接口用于连接第二电池组，其中，第一电池组为主电池组，是电动汽车的主要动力来源，其一直装配在汽车上，不管是否有第二电池组，第一电池组都可以工作；另外为了提高汽车的电池组的灵活性，设置有第二电池组插拔接口，该插拔接口用于连接第二电池组，第二电池组为辅电池组，其可以不用一直装配在汽车上，当驾驶员有需求时再将其装配上，然后通过插拔接口连接上即可使用。例如，驾驶员日常上下班开车时，第一电池组提供的电量和放电功率足以满足这段行驶距离的需求，此时驾驶员可以不用装配第二电池组，这样可以从总体上减轻车辆的重量，减小汽车的能耗，并且提高第一电池组的利用率。又例如，驾驶员假期自驾游，需要行驶的距离可能比较远，第一电池组提供的电量和放电功率不足以支持这段行驶距离，此时驾驶员可以根据具体需求给汽车装配上第二电池组，这样第二电池组作为第一电池组的补充，使得汽车可以行驶更远的距离。电池管理系统采集电池组的电压、电流、温度等信息，是电池组的管理组件，当汽车上没有装配第二电池组时，可以对第一电池组的工作状态进行监控，当汽车上装配有第二电池组时，除了对两个电池组的工作状态进行监控，还可以控制两个电池组的收放电行为，使得两个电池组相互配合，达到最佳的动力供应效果。
图2是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制系统框图。参照图2，在图1所示框图基础上，该双电池控制系统还包括：第二电池组和直流变压器；电池管理系统通过CAN总线分别与第二电池组和直流变压器连接；第二电池组通过直流变压器与直流母线连接。
图2为插上第二电池组的示意图，直流变压器可以采用双向直流电(DirectCurrent，简称：DC)/DC变换器，可以对第二电池组的电压进行调整，只要调整后的第二电源组与直流母线电压范围一致即可。电池管理系统通过CAN总线发送控制信号至直流变压器，以控制流经直流变压器的功率和电流方向。
本公开将电动汽车原本一个大电池包分拆为由主电池组和可插拔辅电池组组成的两个电池组，一方面提高整车布置的灵活性，避免电池包的体积很大，空间利用率低的问题，另一方面可以从总体上减轻车辆的重量，减小汽车的能耗，两个电池组的搭配所提供的电量和放电功率可以满足驾驶员的各种驾驶需求，提高电池利用率，达到最佳的动力供应效果。
图3是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制系统框图。参照图3，在图2所示框图基础上，该双电池控制系统还包括：整车控制器和多个高压负载；整车控制器通过CAN总线分别与电源管理系统和多个高压负载连接；多个高压负载均与直流母线连接。高压负载可以包括电机驱动系统、高压热敏电阻加热器及电动压缩机。
图4是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制方法的流程图，如图4所示，双电池控制方法可以适用于图1～图3任一实施例所示的双电池控制系统框图，双电池控制方法包括以下步骤。
步骤101、获取第一电池组和/或第二电池组的当前状态，该第二电池组为可插拔电池组。
本实施例中，为了使得第一电池组和第二电池组的相互配合达到最佳动力供应效果，首先要获取第一电池组和/或第二电池组的当前状态，例如，当第一电池组的状态不足以支持以后的行驶需求，或者第一电池组故障而第二电池组正常，此时可以考虑由第二电池组给汽车提供动力。这里执行该步骤的可以是上述双电池控制系统中的电池管理系统，也可以是整车控制器。
步骤102、根据第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制第一电池组和第二电池组的收放电行为。
根据第一电池组和/或第二电池组的当前状态可以归纳为以下几种场景，不同的场景对应由哪个电池组给整车提供动力。第一电池组作为汽车的主动力供应组件，只要其可用电量或放电功率满足行驶需求，汽车都主要由第一电池组提供动力。与第二电池组连接的直流变压器具备双向功能，可以向直流母线放电，也可以从直流母线回收电能，可以由电池管理系统或整车控制器发出控制信号对其电流方向进行控制。
常规放电场景：当第一电池组的可用电量大于且等于第一可用电量阈值时，控制第一电池组向直流母线放电，第二电池组不对外放电。第一可用电量阈值是第一电池组剩余可用电量的最小可用边界值，当第一电池组的可用电量小于该第一可用电量阈值时，表示第一电池组的电量所剩不多，不足以支持汽车的后续行驶需求。因此只要第一电池组的可用电量大于第一可用电量阈值，就表示还可以给整车供应动力，此时控制第一电池组向直流母线放电，第二电池组不对外放电，即第二电池组还不需要启动放电。
当第二电池组存在故障时，控制第一电池组向直流母线放电，第二电池组不对外放电。即监控到第二电池组存在故障，不可用，此时也是由第一电池组提供整车动力，而第二电池组不启动放电。
能量辅助放电场景：当第一电池组的可用电量小于第一可用电量阈值时，控制第二电池组向直流母线放电。如上所述，当第一电池组的可用电量小于第一可用电量阈值，已不足以支持后续行驶需求，此时就需要第二电池组启动放电，提高放电效率并延长汽车的续驶里程。另外，当第一电池组的温度低时，其放电功率和可用电量会大幅度的降低，为了保持第一电池组原有的续航能力，需要对其加热，但是如果由第一电池组给自身加热，则可用的功率会更小，此时，可以由汽车中的高压热敏电阻加热器，但是需要第二电池组放电以对高压热敏电阻加热器补充供电。
功率辅助放电场景：当负载总功率大于第一电池组的预设放电功率阈值时，控制第一电池组和第二电池组均向直流母线放电。当汽车的高压负载所需的总功率大于第一电池组的预设放电功率阈值时，表示第一电池组的放电功率不能满足汽车的负载需求，此时也需要第二电池组提供补充功率，因此在该场景下第一电池组和第二电池组可以同时向直流母线放电，提供整车所需的电量和功率。
功率辅助回收场景：当第一电池组的可用电量大于第二可用电量阈值，且第二电池组的可用电量小于第三可用电量阈值时，控制第二电池组从直流母线回收电能。当第一电池组的可用电量大于第二可用电量阈值，此时第一电池组不能进行能量回收，如果第二电池组的可用电量小于第三可用电量阈值，即第二电池组的可用电量允许，可以通过直流变压器从直流母线回收电能。
第一电池组故障场景：当第一电池组存在故障时，控制第二电池组向直流母线放电，第一电池组不对外放电。在该场景下，由于第一电池组有故障，只能启动第二电池组启动放电，是车辆跛行行驶。
本公开，通过根据第一电池组和/或第二电池组的当前状态，控制第一电池组和第二电池组的收放电行为，两个电池组的搭配所提供的电量和放电功率可以满足驾驶员的各种驾驶需求，达到最佳的动力供应效果，另外由于将电动汽车原本一个大电池包分拆为由主电池组和可插拔辅电池组组成的两个电池组，一方面提高整车布置的灵活性，避免电池包的体积很大，空间利用率低的问题，另一方面可以从总体上减轻车辆的重量，减小汽车的能耗。
图5是根据一示例性实施例示出的一种双电池控制装置框图。参照图5，该双电池控制装置包括：状态获取模块11和控制模块12。其中，状态获取模块11，用于获取第一电池组和/或第二电池组的当前状态，所述第二电池组为可插拔电池组；控制模块12，用于根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种双电池控制系统，其特征在于，包括：第一电池组、电池管理系统，以及第二电池组插拔接口，所述第二电池组插拔接口用于连接可插拔的第二电池组；
其中，所述电池管理系统通过控制器局域网络CAN总线与所述第一电池组连接；所述第一电池组与直流母线连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：所述第二电池组和直流变压器；
所述电池管理系统通过CAN总线分别与所述第二电池组和所述直流变压器连接；所述第二电池组通过所述直流变压器与所述直流母线连接。
3.一种双电池控制方法，其特征在于，所述双电池控制方法适用于权利要求1或2所述的双电池控制系统，所述双电池控制方法包括：
获取第一电池组和/或第二电池组的当前状态，所述第二电池组为可插拔电池组；
根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当所述第一电池组的可用电量大于且等于第一可用电量阈值时，控制所述第一电池组向直流母线放电，所述第二电池组不对外放电。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当所述第一电池组的可用电量小于所述第一可用电量阈值时，控制所述第二电池组向直流母线放电。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当所述第一电池组的可用电量大于第二可用电量阈值，且所述第二电池组的可用电量小于第三可用电量阈值时，控制所述第二电池组从直流母线回收电能。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当负载总功率大于所述第一电池组的预设放电功率阈值时，控制所述第一电池组和所述第二电池组均向直流母线放电。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为，包括：
当所述第二电池组存在故障时，控制所述第一电池组向直流母线放电，所述第二电池组不对外放电；或者，
当所述第一电池组存在故障时，控制所述第二电池组向直流母线放电，所述第一电池组不对外放电。
9.一种双电池控制装置，其特征在于，所述双电池控制装置应用于权利要求1或2所述的双电池控制系统，所述双电池控制装置包括：
状态获取模块，用于获取第一电池组和/或第二电池组的当前状态，所述第二电池组为可插拔电池组；
控制模块，用于根据所述第一电池组和/或第二电池组的当前状态控制所述第一电池组和所述第二电池组的收放电行为。
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