CN108202609A - 用于车辆电池管理的系统和方法及其车辆 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种用于车辆电池管理的系统和方法及其车辆。电力网络服务器包括控制器和存储要在控制器中执行的程序的存储器。程序包括用于从车辆收集与电池的能量消耗有关的信息和与车辆状态有关的信息的指令，将基于环境温度的能量消耗转换为基于参考温度的已知能量消耗的指令，基于转换的已知能量消耗来计算考虑了当前环境温度的充电或放电能量的量的指令，基于充电或放电能量的量和剩余能量的量设定充电或放电电流的范围的指令，以及基于设定的充电或放电电流的范围来管理电池的指令。

Description

用于车辆电池管理的系统和方法及其车辆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆电池管理系统和方法及其车辆。
背景技术
智能电网是下一代电力网络，其将信息技术(IT)组合至电力网络，通过电力供应商和用户之间的实时信息交换来优化能量效率，从而带来新的附加值。
今天，正在寻求将智能电网技术应用于车辆的许多不同方法。
随着对电动车辆(EV)的需求不断增加，服务运营商已经开始研究一种有效地对EV电池充电的方法，减缓电池的劣化，并将电池中充入的电力用于一些其它目的。
发明内容
本发明提供了一种用于车辆电池管理系统和方法及其车辆，由此可以各种方式使用电池中的电力，并且通过电池的充电和放电管理来减缓电池的劣化。
根据本发明的一个方面，用于车辆电池管理的系统，包括：电力网络服务器，配置为从车辆收集与电池的能量消耗有关的信息和与车辆状态有关的信息，将基于环境温度的能量消耗转换为基于参考温度的已知能量消耗，基于转换的已知能量消耗计算考虑了当前环境温度的充电或放电能量的量，基于充电或放电能量的量和剩余能量的量来设定充电或放电电流的范围，以及基于设定的充电或放电电流的范围来管理电池。
电力网络服务器可将当前充电水平(充电状态)和充电完成时间点的充电水平之间的能量差设定为电池的充电量。
电力网络服务器可根据充电量并且基于以下公式1的充电电流率(chargingcurrent rate)对电池进行充电。
充电电流率(kW)＝(充电完成时间点处的充电水平下的能量(kWh)－当前充电水平的保留能量(kWh))/最小电费率(power rate)时间段(小时)(1)
电力网络服务器可基于充电电流率对电池进行充电，其中，基于电池的温度来改变充电电流率。
电力网络服务器可将当前充电水平与放电完成时间点的充电水平之间的能量差设定为电池的放电量。
电力网络服务器可根据放电量并基于以下公式2的放电电流率(dischargingcurrent rate)来进行电池的放电。
放电电流率(kW)＝(当前充电电平下的保留能量(kWh)－放电完成时间点处的充电水平下的能量(kWh))/最大电费率时间段(小时)(2)
电力网络服务器可基于放电电流率来进行电池的放电，其中，基于电池的温度来改变放电电流率。
在电池闲置(left alone)时，电力网络服务器可通过将电池的温度与参考温度和环境温度中的至少一个进行比较来控制车辆的电池温度升高或降低。
用于车辆电池管理的系统还可包括：车辆，配置为向电力网络服务器发送与电池的能量消耗和车辆状态有关的信息，并且根据从电力网络服务器发送的用于电池的控制信号来控制车辆中装配的对应组件的操作。
根据本发明的一个方面，用于车辆电池管理的方法，包括：收集与车辆的电池的能量消耗有关的信息和与车辆状态有关的信息；将基于环境温度的能量消耗转换为基于参考温度的已知能量消耗；基于转换的已知能量消耗来计算基于当前环境温度的充电或放电能量的量；基于充电或放电能量的量和剩余能量的量来设定充电或放电电流的范围；以及基于设定的充电或放电电流的范围来管理电池。
电池管理方法还可包括：对于电池充电管理，将当前充电水平(充电状态)与充电完成时间点处的充电水平之间的能量差设定为电池的充电量；并且基于充电电流率，根据充电量对电池充电。
基于充电电流率对电池充电的方法可包括：根据电池的温度来改变充电电流率，并且基于改变的充电电流率对电池充电。
基于充电电流率对电池充电的方法还可包括：计算充电电流率；检测车辆的电池风扇是否正在运行；如果检测结果显示车辆的电池风扇正在运行，则将充电电流率降低至第一参考率；检测车辆的电动水泵是否正在运行；如果检测结果显示电动水泵正在运行，则将充电电流率降低至第二参考率；检测车辆的散热器风扇是否正在运行；以及如果检测结果显示车辆的散热器风扇正在运行，则将充电电流率降低至第三参考率。
电池管理方法还可包括：对于电池放电管理，将当前充电水平与放电完成时间点处的充电水平之间的能量差设定为电池的放电量；并且基于放电电流率，根据放电量进行电池的放电。
基于放电电流率使电池放电的方法还可包括：根据电池的温度来改变放电电流率，并且基于改变的放电电流率来使电池放电。
基于放电电流率使电池放电的方法还可包括：计算放电电流率；检测车辆的电池风扇是否正在运行；如果检测结果显示车辆的电池风扇正在运行，则将放电电流降低至第一参考值；检测车辆的电动水泵是否正在运行；如果检测结果显示电动水泵正在运行，则将放电电流降低至第二参考值；检测车辆的散热器风扇是否正在运行；以及如果检测结果显示车辆的散热器风扇正在运行，则将放电电流降低至第三参考值。
管理电池状态的方法还可包括：对于闲置电池的管理，确定电池的温度是否低于第一参考温度；如果确定电池的温度不低于第一参考温度，则确定电池的温度是否超过环境温度和第二参考温度；如果确定电池的温度超过环境温度和第二参考温度，则控制车辆的电池风扇被启动；确定电池的温度是否超过环境温度和第三参考温度；如果确定电池的温度超过环境温度和第三参考温度，则控制车辆的电动水泵被启动；确定电池的温度是否超过环境温度和第四参考温度；以及如果确定电池的温度超过环境温度和第四参考温度，则控制车辆的散热器风扇被启动。
用于车辆电池管理的方法还可包括：如果电池的温度低于第一参考温度，则控制电池的温度升高。
根据本发明的一个方面，一种车辆，包括：通信器，配置为与外部设备以及电力网络服务器和充电设备进行有线或无线通信；电池，配置为在连接至充电设备时进行充电和放电；温度传感器，配置为检测电池的温度和环境温度；以及控制器，配置为收集并向电力网络服务器发送与电池的能量消耗、电池的温度和环境温度中的至少一个有关的信息，并且根据从电池网络服务器发送的电池控制信号来管理电池的状况。
车辆还可包括：电池风扇，配置为通过吹风来冷却电池；散热器风扇，通过吹风来冷却散热器；以及电动水泵，配置为通过冷却剂的循环来冷却电池的热量，其中，控制器可根据从电力网络服务器发送的电池控制信号来操作电池风扇、散热器风扇和电动水泵中的至少一个。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：
图1示出车辆的外观；
图2示出车辆的内饰；
图3是用于车辆电池管理的系统的框图；
图4是车辆的控制框图；
图5至图8是用于说明用于车辆电池管理的方法的示图；
图9是用于说明车辆的超出SOH状态的曲线图；
图10是用于示意性地说明用于车辆电池管理的方法的示图；
图11是示出用于车辆电池管理的方法的流程图；以及
图12至图14是示出图11的用于车辆电池管理的方法的各个部分的流程图。
具体实施方式
在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。将不会描述本发明的实施例的所有元件，并且将省略本领域中的公知内容或实施例中彼此重叠的内容的描述。整个说明书中使用的术语如“～部件”、“～模块”、“～构件”、“～块”等可在软件和/或硬件中实施，并且可在单个元件中实施多个“～部件”、“～模块”、“～构件”或“～块”，或者单个“～部件”、“～模块”、“～构件”或“～块”可包括多个元件。
还将理解，术语“连接”或其派生词是指直接和间接连接，并且间接连接包括通过无线通信网络的连接。
除非另有说明，否则术语“包括”或“包含”是包容性的或开放式的，并不排除附加的、未被引用的元件或方法步骤。
应当理解，尽管本文中的术语第一、第二、第三等可用于描述各种元件、组件、区域、层和/或区块，但这些元件、组件、区域、层和/或区块不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或区块与其它区域、层或区块区分开。
应当理解，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数参考，除非上下文另有明确规定。
用于方法步骤的附图标记仅用于说明的方便，而不限制步骤的顺序。因此，除非上下文另有明确规定，否则可以另行实行书写顺序。
现在将参考附图描述本发明的原理和实施例。
图1示出车辆的外观。
参考图1，车辆1的外观可包括构成车辆1的外观的主体10、用于为驾驶员提供车辆1前方视野的挡风玻璃11、用于帮助驾驶员看到车辆1后方视野的侧视镜12、用于将车辆1的内部与外部隔离的车门13以及用于移动包括位于车辆1前部的前轮21和位于车辆1后部的后轮22的车辆1的车轮21和22。
挡风玻璃11安装在主体10的前上部，以允许驾驶员获得车辆1前方的视野。侧视镜12包括分别放置在主体10的左侧和右侧的左侧视镜和右侧视镜，用于帮助驾驶员获得车辆1后方和侧部的视野。
车门13可枢转地安装到主体10的左侧和右侧，并且打开以使驾驶员和乘客上下车辆1，以及关闭以使车辆1的内部与外部隔离。
除了上述内容之外，车辆1可包括用于转动车轮21和22的动力系统16、用于改变车辆1的移动方向的转向系统(未示出)和用于停止车轮移动的制动系统(未示出)。
动力系统16向前轮21或后轮22提供转动力以使主体10向前或向后移动。动力系统16可包括电动机或内燃机(未示出)，该电动机根据从充电电池(未示出)供应的电力来产生转动力，并且该内燃机燃烧燃料以产生转动力。
转向系统可包括由驾驶员操纵以控制行驶方向的转向把手42(见图2)、用于将转向把手42的旋转运动变换为往复运动的转向器(未示出)以及用于将转向器的往复运动传递至前轮21的转向连杆(未示出)。转向系统可通过改变车轮旋转轴的方向来改变车辆1的移动方向。
制动系统可包括由驾驶员操纵以用于制动操作的制动踏板(未示出)、与车轮21和22组合的制动鼓(未示出)以及用于停止制动鼓的旋转的制动蹄(未示出)。制动系统可通过停止车轮21、22的旋转来使车辆1停止行驶。
车辆1可为通过充电电池(未示出)驱动的电动车辆，并且可连接至充电设备200以对电池进行充电、使电池放电以及闲置电池。为此，车辆1和充电设备200可连接至电力网络服务器(未示出)，用于通过有线或无线通信传输控制信号以管理电池。
稍后将详细描述电力网络服务器。
在下面的描述中，例如，假设车辆是电动车辆。
图2示出车辆的内饰。
车辆1的内饰可包括：安装有用于驾驶员操纵车辆1的各种系统的仪表板14、驾驶员乘坐的驾驶员座椅15、用于指示与车辆1的操作有关的信息的集群指示器51和52以及用于响应于来自驾驶员的指令而不仅提供路线引导功能以给出指示而且提供音频和视频功能导航系统70。
仪表板14可形成为从挡风玻璃11的底部朝向驾驶员突出，允许驾驶员在向前看的同时操纵安装在仪表板14上的各种系统。
驾驶员座椅15位于仪表板14的对面，允许驾驶员驾驶车辆1，同时保持他/她的眼睛以舒适的位置注视车辆1前方的道路和仪表板上的各种系统。
集群指示器51、52可安装在仪表板14上以面向驾驶员座椅15，并且可包括用于指示车辆1的当前速度的速度计51和用于指示动力力系统的每分钟转数的转速计52。
集群指示器51、52还可指示电池充电水平以及电池状态，例如充电、放电或闲置。除了集群指示器51、52之外，也可在导航系统70的显示器上或在车辆1中装配的额外的显示器上指示电池状态。
导航系统70可包括用于显示与车辆1正在行驶的道路或至驾驶员指定的目的地的路线有关的信息的显示器、以及用于在驾驶员的控制命令下产生声音的扬声器41。近来，存在安装音频视频和导航(AVN)系统的趋势，其中音频和视频播放器与导航系统被并入车辆。
导航系统70可安装在中央饰板上。中央饰板是指在驾驶员与乘客座椅之间位于仪表板14上的控制面板部分，这里仪表板14和换档杆在竖直方向上结合，并且其中安装有导航系统70、空调、加热器控制器、管道、点烟器(cigar jack)和烟灰盘、杯架等。中央饰板也可利用中央控制台在驾驶员座椅与乘客座椅之间画一条界线。
此外，可存在用于操纵包括导航系统70的各种系统的操作的额外微动拨盘(jogdial)60。
在本发明的实施例中，微动拨盘60可不仅通过转动或按压操纵来操作，而且还可具有触摸识别触摸板以识别用户手指的手写或用于操作的额外触摸识别工具。
图3是用于车辆电池管理的系统的框图。
将与用于说明用于车辆电池管理的方法的图5至图8和用于说明车辆的超出健康状态(SOH)的图9一起来描述用于车辆电池管理的系统。
参考图3，用于车辆电池管理的系统可包括装配有可再充电电池的车辆100、用于对车辆100的电池充电的充电设备200以及用于与车辆100或充电设备200通信以收集与车辆100的状态有关的信息并且基于收集的信息管理电池的电力网络服务器300。
尽管未示出，但是电力网络服务器300也可连接至车辆制造商、电池的制造商的服务器等以用于通信。
车辆100可向电力网络服务器300发送与电池的能量消耗和车辆状态有关的信息，并且根据从电力网络服务器300发送的电池控制信号控制车辆100中装配的相应组件(例如，电池风扇、散热器风扇、电动水泵(或EWP)、升温器(heat riser)等)。之后将结合图4来描述车辆100的详细配置。
充电设备200为用于对车辆100的电池充电的设备，并且取决于充电时间，可分为快速充电设备或慢速充电设备。快速充电设备可安装在车辆需要在移动时对其电池紧急充电的地方，例如加油站，慢速充电设备可安装在能够长期停车的地方，例如停车场或商场。充电设备的安装位置不限于此，也可在家中安装。
充电设备200可从车辆100收集与电池的能量消耗和车辆状态有关的信息，将信息传输至电力网络服务器300，以及根据从电力网络服务器300传输的电池控制信号对电池进行充电、使电池放电或闲置电池，或者将电池控制信号转发至车辆100。
为此，充电设备200可通过有线或无线通信连接至车辆100和电力网络服务器(300)。
车辆状态信息可由车辆100通过有线或无线通信直接发送至电力网络服务器300，作为响应，电力网络服务器300可直接向车辆100发送电池控制信号。
电力网络服务器300可包括用于与车辆100或充电设备200通信以收集车辆状态信息的通信器310、用于存储各种信息以及收集的车辆状态信息的存储器320和用于控制每个车辆的电池管理的控制器330。
具体地，控制器330可从车辆100收集与电池的能量消耗有关的信息和与车辆状态有关的信息，将基于环境温度的能量消耗转换为基于参考温度的已知能量消耗，基于转换的已知能量消耗计算考虑了当前环境温度的充电或放电能量的量，基于充电或放电能量的量和剩余能量的量来设定充电或放电电流的范围，以及基于设定的充电或放电电流的范围来管理电池。
参考下表1，控制器330可将环境温度相对于参考温度的贡献度C应用于基于环境温度的能量消耗E，以将能量消耗E转换为基于参考温度T(例如，约23℃)的已知能量消耗(在表1中转换为基于温度T的近期能量消耗[kWh])。基于温度T的近期能量消耗的转换公式可为E*(1+C/100)。应用环境温度的贡献度考虑了车辆的燃料效率由于温度的影响而迅速变化的事实。
控制器330可累积并存储从车辆100传送的能量消耗作为基于参考温度的已知能量消耗。
[表1]
此外，控制器330可具有用于累积的已知能量消耗的迟值权重(late-value-weight)，并且对它们进行管理，使得值由于更靠后而更加重要。
例如，如表2所示，控制器330可将通过表1计算的近期能量消耗转换并获知为基于温度T的能量消耗，并且通过将已知的能量消耗划分为由于更靠后的值而权重更大的N个样本数据来管理基于温度T的已知能量消耗。
此外，当使用基于温度T的平均能量消耗进行充电或放电时，控制器330可基于当前环境温度来计算用户的平均能量消耗，以通过考虑当前环境温度相对于参考温度的贡献度进行实际应用。换句话说，由控制器330计算的考虑了当前环境温度的充电或放电能量的量可指代基于当前环境温度的用户的平均能量消耗。
[表2]
具体地，控制器330可将当前SOC与充电完成时的充电水平之间的能量差设定为电池的充电量。
控制器330可根据充电量并且基于以下公式1的充电电流率(C率)进行电池充电：
充电电流率(kW)＝(充电完成时间点处的充电水平下的能量(kWh)－当前充电水平下的保留能量(kWh))/最小电费率时间段(小时)(1)
控制器330可基于充电电流率来进行电池充电，在这种情况下，控制器330可基于电池的温度来改变充电电流率。改变充电电流率是为了防止由于电池的温度升高引起的电池劣化。
控制器330可将当前充电电平(SOC)与放电完成时间点处的充电水平(kWh)之间的能量差设定为电池的放电量。
控制器330可基于以下公式2的放电电流率根据放电量来进行电池放电：
放电电流率(kW)＝(当前充电水平下的保留能量(kWh)－放电完成时间点处的充电水平下的能量(kWh))/最大电费率时间段(小时)(2)
如上所述，电力网络服务器300可在电力高峰时段中使用来自车辆电池的能量用于其它目的，并且管理充电和放电电流率以在廉价电费率时段中对车辆电池进行再充电，因此可预期能够最大限度地提高能量利用率的效果。尽管未示出，但是电力网络服务器300可与其它系统通信，以在电力高峰时段中使用车辆电池中充入的电力用于其它目的。
控制器330可基于放电电流率来进行电池放电，在这种情况下，控制器330可基于电池的温度来改变放电电流率。改变放电电流率是为了防止由于电池的温度上升引起的电池劣化。
控制器330可基于通过上表1和表2管理的基于当前环境温度的用户平均能量消耗来设定电池充电(或放电)量，并且基于设定的电池充电(或放电)量通过考虑充电(或放电)电流率来进行充电(或放电)。
参考图5，在(a)中，在具有最大充电或放电能量比的情况下，电池的劣化可能变得更快。在本发明的实施例中，电力网络服务器300可收集像(b)那样的能量消耗模式，并且计算像(c)那样的基于当前环境温度的充电或放电能量。
此外，考虑到需要与用户放电/充电模式(图5的(b))一样多的电力，电力网络服务器300可减少高峰时段供应的电力，并且因此还可减小充电电流率，如图6的(c)。
例如，如果将2小时充电20kWh的现有方案的容量降低到10kWh，则将在1小时内完成充电。另外，如果在充电时间保持为2小时的情况下将容量降低到10kWh，则充电或放电电流减小一半，从而防止电池的温度突然升高并且预期劣化减慢。
车辆的电池由于重复的充电和放电而劣化，并且即使在闲置情况下也会劣化。充电、放电和闲置的劣化具有由电池两极的组成成分确定的速率。例如，如果存在分别具有90％、60％和30％的SOC的电池，并且电池被闲置相同的时间段，则具有90％的SOC的电池可以最快的速率劣化。电池通常在午夜充电，并保持高SOC的同时被闲置，直到白天进行放电。此外，汽车驾驶员通常使用高SOC范围(图5的(b))。另外，平均一次行驶里程相当短，并且即使电池被使用一点点，也通常几乎总是对车辆充电。通过考虑到这些，如图7的(c)所示，电力网络服务器300管理SOC范围(充电或放电能量R1+剩余能量R2)以降低劣化速率。充电或放电能量为在当前环境温度下驾驶车辆所需的平均能量消耗，剩余能量是指备用能量。
当电池正被闲置时，控制器330可通过将电池的温度与参考温度和环境温度中的至少一个进行比较来控制车辆的电池的温度升高或降低。
具体地，导致电池劣化的重要因素之一是电池的温度。当电池在25℃的温度下时，电池的劣化速率最低。如图8的(a)所示，在保持电池充电和放电的情况下，电池的温度可上升到40℃以上，并且如果在40℃的温度下电池被闲置或被使用，则电池劣化得更快。即使在用户使用的实际情况下，由于电池的温度，电池的劣化也可能加快。电池的温度可能在冬季降至低温而在夏季上升至高温，并且在这些高温和低温条件下，电池的劣化加快(见图8的(a))。
参考图8的(b)，在本发明中，周期性地检查电池温度，因此可控制车辆100中装配的电池风扇、升温器和其它电负载系统以管理电池温度，从而预期减慢电池劣化的效果。
每当电池充电完成时，电力网络服务器300都可向制造商(例如，电池制造商)通知车辆电池的SOH的已知值。然后，制造商可向车辆制造商和车辆所有者发送通知，以对显示与相对于车辆的里程/生产日期的超出SOH区对应的劣化的车辆采取跟进措施，如图9所示。
图4是车辆的控制框图。
参考图4，车辆100可包括通信器110、输入器120、存储器130、显示器140、电池150、温度传感器160、风扇170、电动水泵180和控制器190。
通信器110可与外部设备以及电力网络服务器300和充电设备200进行有线/无线通信。
通信器110可包括能够与外部设备进行通信的一个或多个组件，例如短距离通信模块、有线通信模块和无线通信模块中的至少一个。
短距离通信模块可包括用于通过无线通信网络在短距离内传输和接收信号的各种短距离通信模块，例如蓝牙模块、红外通信模块、射频识别(RFID)通信模块、无线局域接入网(WLAN)通信模块、近场通信(NFC)模块、Zigbee通信模块等。
有线通信模块不仅可包括例如控制器区域网(CAN)通信模块、局域网(LAN)模块、广域网(WAN)模块或增值网络(VAN)模块的各种有线通信模块中的一个，还包括例如通用串行总线(USB)、高分辨率多媒体接口(HDMI)、数字视频接口(DVI)、推荐标准(RS)232、电力线缆或普通老式电话服务(POTS)的各种电缆式通信模块中的一个。
无线通信模块可包括用于支持各种无线通信方案的无线通信模块，例如无线电数据系统业务消息信道(RDS-TMC)、数字多媒体广播(DMB)模块、无线保真(Wi-Fi)模块和无线宽带(Wibro)模块、以及全球移动通信系统(GSM)模块、码分多址(CDMA)模块、宽带码分多址(WCDMA)模块、通用移动电信系统(UMTS)、时分多址(TDMA)模块、长期演进(LTE)模块等。
无线通信模块还可包括具有天线的无线通信接口和用于接收业务信息信号的接收器。此外，无线通信模块可包括用于通过无线通信接口将接收到的模拟无线电信号解调为数字控制信号的业务信息信号转换模块。
输入器120可包括用于用户输入的许多不同按钮或开关、踏板、键盘、鼠标、轨迹球、各种杆、把手、棒或一些硬件设备。
输入器120还可包括图形用户界面(GUI)，即软件设备，例如用于用户输入的触摸板。触摸板可利用触摸屏面板(TSP)来实施，从而与显示器150形成夹层结构。
存储器130用于存储与车辆100有关的各种信息，并且可利用非易失性存储器设备(例如高速缓存、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM))、易失性存储器设备(例如随机存取存储器(RAM))和存储介质(例如硬盘驱动器(HDD)或光盘(CD)ROM)中的至少一个来实施，但不限于此。存储器130可为利用与涉及控制器190的前述处理器分离的芯片实施的存储器，或者可在单个芯片中与处理器一体实施。
显示器140显示与车辆100有关的各种信息，并且可包括阴极射线管(CRT)、数字光处理(DLP)面板、等离子体显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)面板、电致发光(EL)面板、电泳显示器(EPD)面板、电致变色显示器(ECD)面板、发光二极管(LED)面板、有机发光二极管(OLED)面板等，但不限于此。
电池150可在连接至充电设备200时充电或放电。例如，电池150中充入的电力可用于电动机驱动。
温度传感器160可用于检测电池150的温度和环境温度。不限于此，可通过充电设备200或电力网络服务器300代替车辆中的温度传感器160来检测环境温度。
风扇170用于产生风并吹风，并且可包括：电池风扇，用于通过吹风来冷却电池150；以及散热器风扇，用于通过吹风来冷却散热器，但不限于此。
电动水泵180可通过冷却剂的循环来冷却电池150的热量。
控制器190可收集并向电力网络服务器300发送与电池150的能量消耗、电池150的温度和环境温度中的至少一个有关的信息，并且根据从电力网络服务器300发送的电池控制信号来管理电池的状况。
具体地，控制器190可根据从电力网络服务器300发送的电池控制信号来操作电池风扇、散热器风扇、电动水泵180和升温器(未示出)中的至少一个。
控制器190可利用存储用于控制车辆100的组件的操作的算法或与实施算法的程序有关的数据的存储器(未示出)、以及利用使用存储在存储器中的数据执行上述操作的处理器(未示出)来实施。存储器和处理器可在分离的芯片中实施。替换地，存储器和处理器可在单个芯片中实施。
图10是用于示意性地说明用于车辆电池管理的方法的示图。
在以下描述中，将根据从电力网络服务器300发送的电池控制信号，将用于车辆电池管理的方法应用于车辆100操作对应组件的情况。
参考图10，①为当电池被闲置(或准备充电/放电)的同时电池温度降低到一定水平以下时，启动升温器以防止电池劣化的时间点，②为在电力高峰时段，针对智能电网应用而释放来自车辆的电池的能量(在这种情况下，能量的估计量基于用户的已知能量消耗和环境温度)的时间点，③由于电池的温度升高而启动第一/第二/第三逻辑(BATT风扇、RAD风扇、EWP等)以降低电池温度的时间点，④为电池放电后闲置车辆的时间点，⑤为设定廉价电费率的整个时段上的电流率(例如，必需能量[kWh]/廉价电费率时间[小时])的时间点。在这方面，由于电流率越低，⑤中电池温升越小，所以电池的耐久性保持在良好的状态，同时可使用智能电网。
图11是示出用于车辆电池管理的方法的流程图。
首先，在410中，电力网络服务器300从车辆100收集与车辆100的状态以及车辆100的电池的能量消耗有关的信息。在这种情况下，电力网络服务器300可直接从车辆100或连接至车辆100的充电设备200收集车辆状态信息。可在车辆100的行驶完成之后收集车辆100的电池的能量消耗。
然后在420中，电力网络服务器300将基于环境温度的能量消耗转换为基于参考温度的已知能量消耗。
然后在430中，电力网络服务器300基于已知能量消耗来计算基于当前环境温度的充电或放电能量的量。充电或放电能量可指代基于当前环境温度的用户的平均能量消耗。
然后在440中，电力网络服务器300基于充电或放电能量的量和剩余能量的量来设定充电或放电电流的范围。
在450中，电力网络服务器300基于设定的充电或放电电流的范围来管理电池(例如，充电、放电和闲置电池)。
现在将参考图12至图14更详细地描述用于管理电池的方法，图12至图14是用于更详细地说明图11的用于车辆电池管理的方法的一些步骤的流程图。
为了管理电池150的充电，用于管理电池的图11的步骤450将被指定如下：
首先，电力网络服务器300可将当前充电水平(SOC)与充电完成时间点处的充电水平之间的能量差设定为电池的充电量。
然后，电力网络服务器300可根据充电量并且基于充电电流率对电池150进行充电。在这方面，电池150的充电可能不是由电力网络服务器300直接进行，而是由从电力网络服务器300接收电池充电控制信号的充电设备200进行。
基于充电电流率对电池150进行充电还可包括：基于电池150的温度来改变充电电流率并且基于改变的充电电流率来对电池150充电。
具体地，参考图12，在510中，电力网络服务器300计算充电电流率。
然后在520中，电力网络服务器300检测车辆100的电池风扇是否正在运行。可基于从车辆100发送的车辆状态信息来检测电池风扇是否正在运行，这也将应用于检测电动水泵或散热器风扇是否正在运行，如下所述。电力网络服务器300可根据电池风扇、EWP和/或散热器风扇正在运行的检测结果来确定温度升高。
如果确定车辆100的电池风扇正在运行，则在530中，电力网络服务器300将充电电流率降低至第一参考率。第一参考率可为约10％，但不限于此。
然后在540中，电力网络服务器300检测车辆100的电动水泵是否正在运行。
如果确定电动水泵正在运行，则在550中，电力网络服务器300将充电电流率降低至第二参考率。第二参考率可为约15％，但不限于此。
然后在560中，电力网络服务器300检测车辆100的散热器风扇是否正在运行。
如果确定车辆100的散热器风扇正在运行，则在570中，电力网络服务器300将充电电流率降低至第三参考率。第三参考率可为约20％，但不限于此。这是为了降低充电电流率，以防止由于电池的温度升高引起的电池劣化。
之后，在580中，确定电池150的充电是否已经完成。
如果确定电池充电已经完成，则在590中，电力网络服务器300将电池的健康状态(SoH)发送至制造商的服务器(例如，电池制造商的服务器、车辆制造商的服务器等)。
车辆制造商是指制造车辆或车辆部件的一方的服务器，用于每当电池充电或放电时接收SoH以管理与例如每个车辆的生产日期/里程/劣化水平有关的信息。
如果由于车辆的生产日期或相对较高的里程而使劣化程度过大，则制造商可与劣化程度成比例地降低电池充电或放电量以及电流率，或者可建议向用户或制造商发送电池劣化的警告，以便在劣化持续时间更长之前检查车辆。
如果在580中确定电池充电未完成，则在595中，电力网络服务器300监视电池的温度，并且重复从步骤510开始的过程。
如果在520、540或560中确定电池风扇、电动水泵或散热器风扇未运行，则电力网络服务器300可进行从步骤580开始的处理。
为了管理电池150的放电，用于管理电池的图11的步骤450将被指定如下：
首先，电力网络服务器300可将当前充电水平(SOC)与放电完成时间点处的充电水平之间的能量差设定为电池的放电量。
然后，电力网络服务器300可根据放电量并基于放电电流率使电池150放电。在这方面，电池150的放电可能不是由电力网络服务器300直接进行，而是由从电力网络服务器300接收电池放电控制信号的充电设备200进行。
基于放电电流率使电池150放电还可包括：基于电池150的温度来改变放电电流率并且基于改变的放电电流率来使电池150放电。
具体地，参考图13，基于放电电流率使电池放电可包括：在610中，通过电力网络服务器300计算放电电流率。
然后在620中，电力网络服务器300检测车辆100的电池风扇是否正在运行。
如果确定车辆100的电池风扇正在运行，则在630中，电力网络服务器300将放电电流降低至第一参考率。第一参考率可为约10％，但不限于此。
然后在640中，电力网络服务器300检测车辆100的电动水泵是否正在运行。
如果确定电动水泵正在运行，则在650中，电力网络服务器300将放电电流降低至第二参考率。第二参考率可为约15％，但不限于此。
然后在660中，电力网络服务器300检测车辆100的散热器风扇是否正在运行。
如果确定车辆100的散热器风扇正在运行，则在670中，电力网络服务器300将放电电流降低至第三参考率。第三参考率可为约20％，但不限于此。
之后，确定电池的放电是否已经完成，并且如果确定电池放电未完成，则在690中，电力网络服务器300监视电池的温度，并重复从步骤610开始的过程。
上述过程是为了降低电流率，以试图防止由于电池的温度上升引起的电池劣化。
如果在620、640或660中确定电池风扇、电动水泵或散热器风扇未运行，则电力网络服务器300可进行从步骤680开始的处理。
为了管理电池150的放电，用于管理电池的图11的步骤450将被指定如下：
参考图14，为了管理电池的状态，在710中，电力网络服务器300确定电池的温度是否低于第一参考温度。第一参考温度可为约10℃，但不限于此。
如果确定电池的温度不低于第一参考温度，则在720中，电力网络服务器300确定电池的温度是否超过环境温度和第二参考温度。第二参考温度可为约30℃，但不限于此。
如果确定电池的温度超过环境温度和第二参考温度，则在730中，电力网络服务器300控制车辆的电池风扇被启动。
在740中，电力网络服务器300确定电池的温度是否超过环境温度和第三参考温度。第三参考温度可为约35℃，但不限于此。
如果确定电池的温度超过环境温度和第三参考温度，则在750中，电力网络服务器300控制车辆的电动水泵被启动。
在760中，电力网络服务器300确定电池的温度是否超过环境温度和第四参考温度。第四参考温度可为约40℃，但不限于此。
如果确定电池的温度超过环境温度和第四参考温度，则在770中，电力网络服务器300控制车辆的散热器风扇被启动。
如果在步骤710中确定电池温度低于第一参考温度，则在780中，电力网络服务器300可控制电池的温度上升。
如果在步骤720中确定电池温度不超过环境温度和第二参考温度，在步骤740中确定电池温度不超过环境温度和第三参考温度，或在步骤760中确定电池温度不超过环境温度和第四参考温度，则电力网络服务器300可停止该过程。
同时，本发明的实施例可以用于存储由计算机执行的指令的记录介质的形式来实施。指令可以程序代码的形式存储，并且当由处理器执行时，可生成用于实现本发明的实施例中的操作的程序模块。记录介质可对应于计算机可读记录介质。
计算机可读记录介质包括其上存储有之后可被计算机读取的数据的任何类型的记录介质。例如，其可为ROM、RAM、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储设备等。
到此为止已经参考附图描述了本发明的实施例。对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不改变本发明的技术思想或本质特征的情况下，本发明可以不同于上述实施例的其它形式来实施。上述实施例仅作为示例，而不应被解释为限制性的意义。

Claims (20)

1.一种用于车辆电池管理的系统，所述系统包括：
电力网络服务器，包括控制器和存储器，所述存储器存储将要在所述控制器中执行的程序，所述程序包括指令，用于：
从所述车辆收集与所述电池的能量消耗有关的信息和与车辆状态有关的信息，
将基于环境温度的能量消耗转换为基于参考温度的已知能量消耗，
基于转换的已知能量消耗来计算考虑了当前环境温度的充电或放电能量的量，
基于所述充电或放电能量的量和剩余能量的量来设定充电或放电电流的范围，以及
基于设定的充电或放电电流的范围来管理所述电池。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述程序包括进一步的指令，用于：
将当前充电水平(充电状态)与充电完成时间点处的充电水平之间的能量差设定为所述电池的充电量。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述程序包括进一步的指令，用于：
根据所述充电量并且基于以下方式的充电电流率来对所述电池进行充电，其中，所述方式计算充电完成时间点处的充电水平下的能量(kWh)与当前充电水平下的保留能量(kWh)之间的差值，并将所述充电电流率(kW)计算为等于计算出的差值除以最小电费率时间段(小时)。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述程序包括进一步的指令，用于：
基于所述充电电流率来对所述电池进行充电，其中，基于所述电池的温度来改变所述充电电流率。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述程序包括进一步的指令，用于：
将当前充电水平与放电完成时间点处的充电水平之间的能量差设定为所述电池的放电量。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述程序包括进一步的指令，用于：
根据所述放电量并基于以下方式的放电电流率来使所述电池放电，其中，所述方式计算当前充电水平下的保留能量(kWh)与放电完成时间点处的充电水平下的能量(kWh)之间的差值，并且将所述放电电流率(kW)计算为等于计算出的差值除以最大电费率时间段(小时)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述程序包括进一步的指令，用于：
基于所述放电电流率来使所述电池放电，其中，基于所述电池的温度来改变所述放电电流率。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述程序包括进一步的指令，用于：
在所述电池闲置时，通过将所述电池的温度与参考温度和环境温度中的至少一个进行比较来控制所述车辆的电池的温度升高或降低。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括：
车辆，配置为向所述电力网络服务器发送与所述电池的能量消耗和所述车辆的状态有关的信息，并且根据从所述电力网络服务器发送的电池的控制信号来控制所述车辆中装配的对应组件的操作。
10.一种用于车辆电池管理的方法，所述方法包括：
收集与车辆的电池的能量消耗有关的信息和与车辆状态有关的信息；
将基于环境温度的能量消耗转换为基于参考温度的已知能量消耗；
基于转换的已知能量消耗来计算基于当前环境温度的充电或放电能量的量；
基于所述充电或放电能量的量和剩余能量的量来设定充电或放电电流的范围；以及
基于设定的充电或放电电流的范围来管理所述电池。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，管理所述电池包括：
将当前充电水平(充电状态)与充电完成时间点处的充电水平之间的能量差设定为所述电池的充电量；以及
基于充电电流率，根据所述充电量对所述电池充电。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，基于所述充电电流率对所述电池充电包括：
根据所述电池的温度来改变所述充电电流率，并且根据改变的充电电流率来对所述电池充电。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，基于所述充电电流率对所述电池充电包括：
计算所述充电电流率；
检测所述车辆的电池风扇是否正在运行；
如果检测结果显示所述车辆的电池风扇正在运行，则将所述充电电流率降低至第一参考率；
检测所述车辆的电动水泵是否正在运行；
如果检测结果显示所述电动水泵正在运行，则将所述充电电流率降低至第二参考率；
检测所述车辆的散热器风扇是否正在运行；以及
如果检测结果显示所述车辆的散热器风扇正在运行，则将所述充电电流率降低至第三参考率。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，管理所述电池包括：
将当前充电水平与放电完成时间点处的充电水平之间的能量差设定为所述电池的放电量；以及
基于放电电流率，根据所述放电量使所述电池放电。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，基于所述放电电流率使所述电池放电包括：
根据所述电池的温度来改变所述放电电流率，并且基于改变的放电电流率来使所述电池放电。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，基于所述放电电流率使所述电池放电包括：
计算所述放电电流率；
检测所述车辆的电池风扇是否正在运行；
如果检测结果显示所述车辆的电池风扇正在运行，则将所述放电电流降低至第一参考值；
检测所述车辆的电动水泵是否正在运行；
如果检测结果显示所述电动水泵正在运行，则将所述放电电流降低至第二参考值；
检测所述车辆的散热器风扇是否正在运行；以及
如果检测结果显示所述车辆的散热器风扇正在运行，则将所述放电电流降低至第三参考值。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，管理所述电池的状态包括：
确定所述电池的温度是否低于第一参考温度；
响应于确定所述电池的温度不低于所述第一参考温度，确定所述电池的温度是否超过环境温度和第二参考温度；
如果确定所述电池的温度超过所述环境温度和所述第二参考温度，则控制所述车辆的电池风扇被启动；
确定所述电池的温度是否超过所述环境温度和第三参考温度；
如果确定所述电池的温度超过所述环境温度和所述第三参考温度，则控制所述车辆的电动水泵被启动；
确定所述电池的温度是否超过所述环境温度和第四参考温度；以及
如果确定所述电池的温度超过所述环境温度和所述第四参考温度，则控制所述车辆的散热器风扇被启动。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
响应于确定所述电池的温度低于第一参考温度，控制所述电池的温度升高。
19.一种车辆，包括：
通信器，配置为与外部设备以及电力网络服务器和充电设备进行有线或无线通信；
电池，配置为在连接至所述充电设备时进行充电和放电；
温度传感器，配置为检测所述电池的温度和环境温度；以及
控制器，配置为收集并向所述电力网络服务器发送与所述电池的能量消耗、所述电池的温度和所述环境温度中的至少一个有关的信息，并且根据从所述电力网络服务器发送的电池控制信号来管理所述电池的状况。
20.根据权利要求19所述的车辆，还包括：
电池风扇，配置为通过吹风来冷却所述电池；
散热器风扇，配置为通过吹风来冷却散热器；以及
电动水泵，配置为通过冷却剂的循环来冷却所述电池的热量，其中，所述控制器配置为根据从所述电力网络服务器发送的电池控制信号来操作所述电池风扇、所述散热器风扇和所述电动水泵中的至少一个。
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