CN108001269A - 一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法 - Google Patents

一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，在电池放电过程中，对电池的SOC和单体电压进行判断，当电池SOC小于SOC预设下限值时或者电池的最小单体电压小于单体电压下限值时，结束放电，本发明通过在放电过程中，以SOC为判断条件，在特定条件下暂停放电设备对电动汽车放电，获取此时动力电池单体电压的最小值，进而根据SOC和最小单体电压值两重判断标准对电动汽车的放电进行保护，可以有效的保护电池，不使电池发生过放，同时，也能保证电动汽车放出较多的电能，而不存在保护过度，从而导致电动汽车储能失效的情况。

Description

一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法
技术领域
本发明属于电动汽车放电技术领域，具体涉及一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法。
背景技术
电动汽车快速发展带来了汽车产业的重大转变，也给储能产业带来了新的运作模式。电动汽车以车载动力电池系统作为汽车动力的能源来源，本身就是一种新型的储能形式—移动储能。而电动汽车放电过程中，是否会对人身安全、车辆安全、设备安全造成损害，是车辆使用者以及充放电设备运营者着重关注的焦点。动力电池的放电过程是化学能转化为电能的过程，由电动汽车向外放电时，需要保证不会对车辆本身的动力电池造成伤害。
而目前电动汽车通过充电接口经放电设备往外放电时，BMS不向放电设备提供电池单体电压的信息，因此放电设备不能对电动汽车的动力电池进行传统的低压保护。在放电过程中对电池的状态并没有有效的监控，这种盲目粗放的放电，无法对电池作出有效的保护，会对电池的安全和寿命产生严重的影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，通过使放电设备在特定SOC条件下暂停放电，获取电池的最小单体电压值信息，进而对电池进行SOC和单体最小电压的双重放电保护，该方法旨在使电动汽车在合理放电、有效储能的基础上，保证车辆本身和充放电设备等的安全，不损害动力电池的寿命。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，在电池通过电动汽车充电接口进行放电过程中，放电设备获取电池的SOC和电池当前最小单体电压，并对电池的SOC和电池当前最小单体电压进行判断，当电池SOC小于SOC预设下限值时或者电池当前最小单体电压小于单体电压下限值时，结束放电。
电池当前最小单体电压在放电设备暂停放电的情况下从BMS报文中获取。
还包括n个SOC预设比较值D，n≥2且Dn<Dn-1，Dn＝SOC预设下限值；
在电池通过电动汽车充电接口进行放电过程中，将电池的SOC与D1进行比较，当电池的SOC≤D1时，放电设备暂停放电，并获取电池当前最小单体电压并将其与单体电压下限值进行比较：当电池当前最小单体电压大于单体电压下限值时，放电设备对电池放电，并将电池的SOC与D2进行比较，逐级比较直至将电池的SOC与Dn比较，当电池的SOC小于Dn，即电池SOC小于SOC预设下限值，结束放电；在上述循环过程中，当电池当前最小单体电压小于单体电压下限值时，结束放电。
还包括单体电压比较值，单体电压比较值大于单体电压下限值，每当电池SOC小于等于Dm时，m≤n-1，首先将电池当前最小单体电压与单体电压比较值进行比较：当电池当前最小单体电压大于单体电压比较值时，放电设备以当前功率对电池进行放电；当电池当前最小单体电压小于等于单体电压比较值，且大于单体电压下限值时，放电设备以当前功率的预设倍功率对电池进行放电，0<预设倍数<1。
本发明具体包括以下步骤：
S1：放电设备和电动汽车BMS交互；
S2：电动汽车通过放电设备放电；
S3：判断SOC≤D1，若是，则进行S4，若否，则进行S2，其中，D1为第一级SOC预设比较值；
S4：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin；
S5：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，若是则进行S6，若否则进行S7，其中，V2为单体电压比较值；
S6：放电设备对电池放电，并进行S9；
S7：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V1，若是则进行S8，若否，则进行S22，其中，V1为单体电压下限值，且V1<V2；
S8：放电功率降为原来功率的预设倍数P，0<P<1，随后进行S6；
S9：判断SOC≤D2，若是，则进行S10，若否，则进行S6，其中，D2为第二级SOC预设比较值，且D2<D1；
S10：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin；
S11：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，若是则进行S12，若否则进行S13；
S12：放电设备对电池放电，随后进行S15；
S13：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V1，若是则进行S14，若否，则进行S22，其中V1<V2；
S14：放电功率降为原来功率的预设倍数P，随后进行S12；
S15：判断SOC≤D3，若是，则进行S16，若否，则进行S12，其中，D3为第三级SOC预设比较值，D3<D2<D1；
S16：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin；
S17：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，若是则进行S18，若否则进行S19；
S18：放电设备对电池放电，随后进行S21；
S19：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V1，若是则进行S20，若否，则进行S22，其中V1<V2；
S20：放电功率降为原来功率的预设倍数P，随后进行S18；
S21：判断SOC≤D4，若是，则进行S22，若否，则进行S18，其中，D4为第四级SOC预设比较值，即SOC预设下限值，D4<D3<D2<D1；
S22：结束放电。
还包括判断放电电池种类，并根据不同电池种类选择对应的单体电压下限值。
本发明通过对电池特性和电动汽车放电流程的研究，提出了该放电保护方法，电动汽车在通过放电设备经充电接口进行放电时，当动力电池的SOC下降到特定值时，暂停放电设备对电动汽车的放电，获取动力电池单体最小电压值信息，判断最小电压值与该类型电池二级保护电压阈值V2和一级保护电压阈值V1的大小关系，进而确定放电设备继续原功率放电或降为预设倍数功率放电或停止放电，当放电电池SOC降到特定值时放电设备停止放电，当单体最小电压Vmin低于一级保护电压阈值时放电设备停止放电。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果，本发明通过在放电过程中，以SOC为判断条件，在特定条件下暂停放电设备对电动汽车放电，获取此时动力电池单体电压的最小值，进而根据SOC和最小单体电压值两重判断标准对电动汽车的放电进行保护，可以有效的保护电池，不使电池发生过放，同时，也能保证电动汽车放出较多的电能，而不存在保护过度，从而导致电动汽车储能失效的情况。
进一步的，本发明的判断过程中，设置有多级SOC预设比较值，不仅能够放出较多的电能，而且通过多级SOC预设比较值对SOC的电量区间进行充分合理的划分，获取多次单体电压最小值进行判断，从而避免了电池的过放，实现了对电池放电的有效保护。
进一步的，当电池当前最小单体电压小于单体电压比较值且大于单体电压下限值时，进行降功率放电可以在电池放电曲线的末端对电池的性能起到较好的保护，防止此时大功率放电对电池性能的损害。
附图说明
图1是本发明的放电保护逻辑流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示，以磷酸铁锂为例，电动汽车与放电设备做好物理连接和参数配置准备，电动汽车开始放电，放电保护按如下步骤进行：
S1：放电设备和电动汽车BMS交互；该步骤S1中，包括判断放电电池种类，在本实施例中，放电设备判断出放电电池类型为磷酸铁锂，在本实施例中，磷酸铁锂电池的单体电压下限值V1＝2.75～2.95V，单体电压比较值V2＝2.96～3.06V；
S2：电动汽车通过放电设备放电；
S3：判断SOC≤D1，在本实施例中D1＝40％，若是，则进行S4，若否，则进行S1；
S4：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin，如Vmin＝2.9V；
S5：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，在本实施例中V2＝3.0V，判断结果为否则进行S7；
S6：放电设备对电池放电，随后进行S9；
S7：判断电池当前最小单体电压Vmin≥V1，在本实施例中V1＝2.85V，判断结果为是，则进行S8，其中V1<V2；
S8：放电功率降为原来功率的预设倍数P，如P＝0.6，随后进行S6；
S9：判断SOC≤D2，若是，则进行S10，若否，则进行S6，在本实施例中D2＝30％，其中D2<D1；
S10：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin，如Vmin＝2.85V；
S11：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，在本实施例中V2＝3.0V，判断结果为否，则进行S13；
S12：放电设备对电池放电，随后进行S15；
S13：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V1，在本实施例中V1＝2.85V，判断结果为否，则进行S22，其中V1<V2；
S14：放电功率降为原来功率的预设倍数P，如P＝0.6，随后进行S12；
S15：判断SOC≤D3，若是，则进行S16，若否，则进行S12，在本实施例中D3＝25％，其中D3<D2<D1；
S16：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin；
S17：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，若是则进行S18，若否则进行S19；
S18：放电设备对电池放电，随后进行S21；
S19：判断电池当前最小单体电压Vmin，若是则进行S20，若否，则进行S22，其中V1<V2；
S20：放电功率降为原来功率的预设倍数P，如P＝0.6，随后进行S18；
S21：判断SOC≤D4，若是，则进行S22，若否，则进行S18，在本实施例中D4＝20％，其中D4<D3<D2<D1；
S22：结束放电。
如上步骤进行循环，直至判断条件满足执行S22，则结束此次放电。
本发明通过对电池特性和电动汽车放电流程的研究，提出了该放电保护方法，电动汽车在通过放电设备经充电接口进行放电时，当动力电池的SOC下降到特定值时，暂停放电设备对电动汽车的放电，获取动力电池单体最小电压值信息，判断最小电压值与该类型电池二级保护电压阈值V2和一级保护电压阈值V1的大小关系，进而确定放电设备继续原功率放电或降为预设倍数功率放电或停止放电，当放电电池SOC降到特定值时放电设备停止放电，当单体最小电压Vmin低于一级保护电压阈值时放电设备停止放电，本发明可以有效的保护电池，不使电池发生过放，同时，也能保证电动汽车放出较多的电能，而不存在保护过度，从而导致电动汽车储能失效的情况；该方法适用于磷酸铁锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池、钛酸锂电池等多种电池的放电保护。

Claims (6)

1.一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，其特征在于，在电池通过电动汽车充电接口进行放电过程中，放电设备获取电池的SOC和电池当前最小单体电压，并对电池的SOC和电池当前最小单体电压进行判断，当电池SOC小于SOC预设下限值时或者电池当前最小单体电压小于单体电压下限值时，结束放电。
2.根据权利要求1所述的一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，其特征在于，电池当前最小单体电压在放电设备暂停放电的情况下从BMS报文中获取。
3.根据权利要求1所述的一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，其特征在于，还包括n个SOC预设比较值D，n≥2且Dn<Dn-1，Dn＝SOC预设下限值；
在电池通过电动汽车充电接口进行放电过程中，将电池的SOC与D1进行比较，当电池的SOC≤D1时，放电设备暂停放电，并获取电池当前最小单体电压并将其与单体电压下限值进行比较：当电池当前最小单体电压大于单体电压下限值时，放电设备对电池放电，并将电池的SOC与D2进行比较，逐级比较直至将电池的SOC与Dn比较，当电池的SOC小于Dn，即电池SOC小于SOC预设下限值，结束放电；在上述循环过程中，当电池当前最小单体电压小于单体电压下限值时，结束放电。
4.根据权利要求3所述的一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，其特征在于，还包括单体电压比较值，单体电压比较值大于单体电压下限值，每当电池SOC小于等于Dm时，m≤n-1，首先将电池当前最小单体电压与单体电压比较值进行比较：当电池当前最小单体电压大于单体电压比较值时，放电设备以当前功率对电池进行放电；当电池当前最小单体电压小于等于单体电压比较值，且大于单体电压下限值时，放电设备以当前功率的预设倍功率对电池进行放电，0<预设倍数<1。
5.根据权利要求1所述的一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：放电设备和电动汽车BMS交互；
S2：电动汽车通过放电设备放电；
S3：判断SOC≤D1，若是，则进行S4，若否，则进行S2，其中，D1为第一级SOC预设比较值；
S4：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin；
S5：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，若是则进行S6，若否则进行S7，其中，V2为单体电压比较值；
S6：放电设备对电池放电，并进行S9；
S7：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V1，若是则进行S8，若否，则进行S22，其中，V1为单体电压下限值，且V1<V2；
S8：放电功率降为原来功率的预设倍数P，0<P<1，随后进行S6；
S9：判断SOC≤D2，若是，则进行S10，若否，则进行S6，其中，D2为第二级SOC预设比较值，且D2<D1；
S10：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin；
S11：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，若是则进行S12，若否则进行S13；
S12：放电设备对电池放电，随后进行S15；
S13：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V1，若是则进行S14，若否，则进行S22，其中V1<V2；
S14：放电功率降为原来功率的预设倍数P，随后进行S12；
S15：判断SOC≤D3，若是，则进行S16，若否，则进行S12，其中，D3为第三级SOC预设比较值，D3<D2<D1；
S16：暂停放电，获取BMS报文，解析得到电池当前最小单体电压Vmin；
S17：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V2，若是则进行S18，若否则进行S19；
S18：放电设备对电池放电，随后进行S21；
S19：判断电池当前最小单体电压Vmin＞V1，若是则进行S20，若否，则进行S22，其中V1<V2；
S20：放电功率降为原来功率的预设倍数P，随后进行S18；
S21：判断SOC≤D4，若是，则进行S22，若否，则进行S18，其中，D4为第四级SOC预设比较值，即SOC预设下限值，D4<D3<D2<D1；
S22：结束放电。
6.根据权利要求1所述的一种基于最小单体电压的电动汽车放电保护方法，其特征在于，还包括判断放电电池种类，并根据不同电池种类选择对应的单体电压下限值。
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Address before: 710077 R & D building 101, 102-2, C science and Technology Industrial Park, 211 Tiangu Road, Xi'an, Shaanxi

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CB02 Change of applicant information
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20180508

Assignee: Xi'an teride lingchong New Energy Technology Co.,Ltd.

Assignor: Xi'an TGOOD Intelligent Charging Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2020370010026

Denomination of invention: An electric vehicle discharge protection method based on minimum cell voltage

License type: Common License

Record date: 20201130

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
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Address after: E206-2, R & D building, building e, HUanpu science and Technology Industrial Park, 211 tianguba Road, high tech Zone, Xi'an City, Shaanxi Province, 710000

Patentee after: Xi'an Telai Intelligent Charging Technology Co.,Ltd.

Address before: 710065 R&D Building E206-2, E Building, No. 211 Tiangu Eighth Road, Xi'an High-tech Zone, Shaanxi Province

Patentee before: XI'AN TGOOD INTELLIGENT CHARGING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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