CN109709489B - 一种计算电池功率限值的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种计算电池功率限值的方法及系统，该方法为：基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算电池在当前时刻的峰值功率。计算电池在当前时刻的极化电压。基于当前时刻的峰值功率和极化电压，计算电池在当前时刻的功率限值。本发明提供的方案中，通过计算电池在当前时刻的极化电压，结合基于电池在当前时刻的SOC和温度值计算得到的峰值功率，实时计算电池在当前时刻的功率限值，能精确反映电池在动态工况下的实际功率输出能力。

Description

一种计算电池功率限值的方法及系统

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，具体涉及一种计算电池功率限值的方法及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，电动汽车已逐渐成为常见的交通工具。在对电动汽车进行整车控制与电池管理的过程中，需要估计电动汽车的电池在当前状态下的功率输出能力，即电池允许充电和放电的最大功率限值。

目前估计电池功率输出能力的方法为：根据电池的当前温度和荷电状态(StateOfCharge，SOC)，结合电池厂家提供的关于电池SOC和温度的电池峰值功率Map图，查表获得电池当前的脉冲峰值功率和持续峰值功率。但是，电池峰值功率Map图仅与电池的SOC和温度有关，当电池在处于不同工况下时，电池内部会产生动态变化的极化电压降，会影响电池的输出端电压，从而影响电池的功率输出能力。因此，仅通过电池峰值功率Map图得到的脉冲峰值功率和持续峰值功率无法精确反映电池在动态工况下的实际功率输出能力。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种计算电池功率限值的方法及系统，以解决目前通过电池峰值功率Map图估计电池峰值功率无法精确反映电池功率输出能力的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明实施例一方面公开了一种计算电池功率限值的方法，所述方法包括：

基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算所述电池在当前时刻的脉冲峰值功率和持续峰值功率；

计算所述电池在当前时刻的极化电压；

基于所述脉冲峰值功率、所述持续峰值功率和所述当前时刻的极化电压计算所述电池在当前时刻的功率限值。

优选的，所述计算所述电池在当前时刻的极化电压，包括：

基于U_p,0＝0和U_p,k＝U_p,k-1e^-Δt/τ+I_kR_p(1-e^-Δt/τ)，计算所述电池在当前时刻的极化电压U_p,k，其中，U_p,0为电池管理系统上电初始时刻的极化电压，U_p,k-1为所述电池在前一时刻的极化电压，I_k为所述电池在当前时刻的电流值，Δt为当前时刻和所述前一时刻的时间间隔，τ为极化时间常数，R_p为极化内阻。

优选的，所述基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算所述电池在当前时刻的脉冲峰值功率和持续峰值功率，包括：

基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，采用查表线性插值的方式计算所述电池在当前时刻的脉冲充电峰值功率、脉冲放电峰值功率、持续充电峰值功率和持续放电峰值功率。

优选的，所述基于所述脉冲峰值功率、所述持续峰值功率和所述当前时刻的极化电压计算所述电池在当前时刻的功率限值，包括：

基于所述脉冲充电峰值功率、所述持续充电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的充电功率限值；

基于所述脉冲放电峰值功率、所述持续放电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的放电功率限值。

优选的，所述基于所述脉冲充电峰值功率、所述持续充电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的充电功率限值，包括：

若所述当前时刻的极化电压大于等于0，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于所述脉冲充电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压小于等于第一极化电压，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于所述持续充电峰值功率，其中，所述第一极化电压为采用所述持续充电峰值功率进行持续充电时的极化电压值，所述第一极化电压的具体获取方式为：

其中，U_max为充电截止电压，R_p为极化内阻，P_CHA,Ctn,k为所述持续充电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压大于所述第一极化电压并小于0，基于

得到所述电池在当前时刻的充电功率限值P_CHA,lim,k，其中，U_p,k为所述当前时刻的极化电压，P_CHA,Pls,k为所述脉冲充电峰值功率。

优选的，所述基于所述脉冲放电峰值功率、所述持续放电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的放电功率限值，包括：

若所述当前时刻的极化电压小于等于0，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于所述脉冲放电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压大于等于第二极化电压，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于所述持续放电峰值功率，其中，所述第二极化电压为采用所述持续放电峰值功率进行持续放电时的极化电压值，所述第二极化电压的具体获取方式为

其中，U_min为放电截止电压，R_p为极化内阻，P_DCH,Ctn,k为所述持续放电峰值功率；若所述当前时刻的极化电压大于0并小于所述第二极化电压，基于

得到所述电池在当前时刻的放电功率限值P_DCH,lim,k，其中，P_DCH,Pls,k为所述脉冲放电峰值功率，U_p,k为所述当前时刻的极化电压。

本发明实施例另一方面公开了一种计算电池功率限值的系统，所述系统包括：

峰值功率计算单元，用于基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算所述电池在当前时刻的脉冲峰值功率和持续峰值功率；

极化电压计算单元，用于计算所述电池在当前时刻的极化电压；

功率限值计算单元，用于基于所述脉冲峰值功率、所述持续峰值功率和所述当前时刻的极化电压计算所述电池在当前时刻的功率限值。

优选的，所述极化电压计算单元，具体用于基于U_p,0＝0和U_p,k＝U_p,k-1e^-Δt/τ+I_kR_p(1-e^-Δt/τ)，计算所述电池在当前时刻的极化电压U_p,k，其中，U_p,0为电池管理系统上电初始时刻的极化电压，U_p,k-1为所述电池在前一时刻的极化电压，I_k为所述电池在当前时刻的电流值，Δt为当前时刻和所述前一时刻的时间间隔，τ为极化时间常数，R_p为极化内阻。

优选的，所述峰值功率计算单元，具体用于基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，查表线性插值的方式计算所述电池在当前时刻的脉冲充电峰值功率、脉冲放电峰值功率、持续充电峰值功率和持续放电峰值功率。

优选的，所述功率限值计算单元，包括：

充电功率限值计算模块，用于基于所述脉冲充电峰值功率、所述持续充电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的充电功率限值；

放电功率限值计算模块，用于基于所述脉冲放电峰值功率、所述持续放电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的放电功率限值。

基于上述本发明实施例提供的一种计算电池功率限值的方法及系统，该方法为：基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算电池在当前时刻的峰值功率。计算电池在当前时刻的极化电压。基于当前时刻的峰值功率和极化电压，计算电池在当前时刻的功率限值。本发明提供的方案中，通过计算电池在当前时刻的极化电压，结合基于电池在当前时刻的SOC和温度值计算得到的峰值功率，实时计算电池在当前时刻的功率限值，能精确反映电池在动态工况下的实际功率输出能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种计算电池功率限值的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种计算电池功率限值的系统的结构框图；

图3为本发明实施例提供的一种计算电池功率限值的系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

由背景技术可知，目前估计电池的功率输出能力的方法通常是据电池的当前温度和SOC，通过电池厂家提供的电池峰值功率Map图查表获得电池的脉冲峰值功率和持续峰值功率。但是当电池在处于不同工况下时，电池内部会产生动态变化的极化电压降，会影响电池的输出端电压，从而影响电池的功率输出能力，因而脉冲峰值功率和持续峰值功率无法精确反映电池在动态工况下的功率输出能力。

因此，本发明实施例提供了一种计算电池功率限值的方法及系统，通过电池在当前时刻的极化电压和峰值功率，实时计算电池在当前时刻的功率限值，以精确反映电池的实际功率输出能力。

参考图1，示出了本发明实施例提供的一种计算电池功率限值的方法流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤S101：基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算所述电池在当前时刻的脉冲峰值功率和持续峰值功率。

需要说明的是，电池在出厂前，电池生产厂家会根据电池内阻和开路电压等性能参数，提供与电池SOC和温度值具有对应关系的脉冲峰值功率Map图和持续峰值功率Map图。脉冲峰值功率包括脉冲放电峰值功率和脉冲充电峰值功率，持续峰值功率包括持续放电峰值功率和持续充电峰值功率。

在具体实现步骤S101的过程中，基于所述电池在当前时刻的SOC和温度值，结合与SOC和温度值的对应关系的脉冲峰值功率Map图和持续峰值功率Map图，通过线性插值查表计算所述电池在当前时刻的脉冲充电峰值功率PCHA,Pls,k、脉冲放电峰值功率PDCH,Pls,k、持续充电峰值功率PCHA,Ctn,k和持续放电峰值功率P_DCH,Ctn,k。具体基于SOC和温度值获取所述电池的峰值功率的过程如下述公式(1)-公式(4)所示：

P_CHA,Pls,k＝f_CHA,Pls(SOC_k,T_k) (1)

P_DCH,Pls,k＝f_DCH,Pls(SOC_k,T_k) (2)

P_CHA,Ctn,k＝f_CHA,Ctn(SOC_k,T_k) (3)

P_DCH,Ctn,k＝f_DCH,Ctn(SOC_k,T_k) (4)

其中，f_CHA,Pls(SOC,T)为脉冲充电峰值功率与SOC和温度的关系；f_DCH,Pls(SOC,T)为脉冲放电峰值功率与SOC和温度的关系；f_CHA,Ctn(SOC,T)为持续充电峰值功率与SOC和温度的关系；f_DCH,Ctn(SOC,T)为持续放电峰值功率与SOC和温度的关系。

需要说明的是，所述电池的充电功率为负数，放电功率为正数。

步骤S102：计算所述电池在当前时刻的极化电压。

在具体实现步骤S102的过程中，基于公式(5)和公式(6)计算所述电池在当前时刻的极化电压U_p,k。

U_p,0＝0 (5)

U_p,k＝U_p,k-1e^-Δt/τ+I_kR_p(1-e^-Δt/τ) (6)

其中，U_p,0为电池管理系统(batterymanagement system，BMS)上电初始时刻的极化电压，U_p,k-1为所述电池在前一时刻的极化电压，I_k为所述电池在当前时刻的电流值，Δt为当前时刻和所述前一时刻的时间间隔，τ为极化时间常数，R_p为极化内阻。

需要说明的是，所述电池的充电电流为负数，放电电流为正数。极化时间τ和极化内阻R_p为所述电池的一阶RC等效电路模型的模型参数。

步骤S103：基于所述脉冲峰值功率、所述持续峰值功率和所述当前时刻的极化电压计算所述电池在当前时刻的功率限值。

在具体实现步骤S103的过程中，所述电池的功率限值包括放电功率限值和/或充电功率限值。

若需要计算所述电池的充电功率限值，则在执行上述步骤S101的过程中，通过结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，得到公式(1)示出的脉冲充电峰值功率P_CHA,Pls,k，以及公式(3)示出的持续充电峰值功率P_CHA,Ctn,k。

基于所述电池在当前时刻的极化电压的大小，结合所述脉冲充电峰值功率和持续充电峰值功率，计算所述电池在当前时刻的充电功率限值。具体计算过程见下述详细说明：

若所述当前时刻的极化电压大于等于0，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于所述脉冲充电峰值功率。

若所述当前时刻的极化电压小于等于第一极化电压，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于所述持续充电峰值功率。需要说明的是，所述第一极化电压为采用所述持续充电峰值功率进行持续充电时的极化电压值，具体通过公式(7)计算得到所述第一极化电压U'_p,CHA,k。在所述公式(7)中，U_max为充电截止电压。需要说明的是，所述充电截止电压是电池在充电过程中电压上升到不宜再继续充电的最高工作电压。充电截止电压的具体取值由电池厂家提供。

若所述当前时刻的极化电压大于所述第一极化电压并小于0，使用公式(8)计算得到所述电池在当前时刻的充电功率限值P_CHA,lim,k。

若需要计算所述电池的放电功率限值，则在执行上述步骤S101的过程中，通过结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，得到公式(2)示出的脉冲放电峰值功率P_DCH,Pls,k，以及公式(4)示出的持续放电峰值功率P_DCH,Ctn,k。

基于所述电池在当前时刻的极化电压的大小，结合所述脉冲放电峰值功率和持续放电峰值功率，计算所述电池在当前时刻的放电功率限值。具体计算过程见下述详细说明：

若所述当前时刻的极化电压小于等于0，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于所述脉冲放电峰值功率。

若所述当前时刻的极化电压大于等于第二极化电压，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于所述持续放电峰值功率。

需要说明的是，所述第二极化电压为采用所述持续放电峰值功率进行持续放电时的极化电压值，具体通过公式(9)计算所述第二极化电压U'_p,DCH,k。在所述公式(9)中，U_min为放电截止电压。其中，放电截止电压是是电池在放电过程中电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压。需要说明的是，不同类型的电池和不同的放电条件，放电截止电压不同。放电截止电压的具体取值需由电池厂家提供。

若所述当前时刻的极化电压大于0并小于所述第二极化电压，使用公式(10)计算得到所述电池在当前时刻的放电功率限值P_DCH,lim,k。

需要说明的是，可单独计算所述电池的放电功率限值或充电功率限值，也可同时计算所述电池的放电功率限值和充电功率限值，技术人员根据实际情况计算所述电池的放电功率限值和/或充电功率限值。

为更好解释说明所述步骤S103中电池放电功率限值的计算过程，结合电池的一阶RC等效电路模型，下述针对计算电池放电功率限值的推导过程进行解释说明：

确定所述一阶RC等效电路模型的电压外特性方程，所述电压外特性方程如公式(11)：

U_t,k＝OCV_k-I_k·R₀-U_p,k (11)

其中，U_t,k是当前时刻的端电压，OCV_k是当前时刻的开路电压，R₀是所述电池的欧姆内阻。

在放电过程中，通过将所述电池在当前状态下的电流值控制在一定范围内，从而确保所述电池的输出端电压在一定电压范围内。如公式(12)和公式(13)所示。

OCV_k-I_k·R₀-U_p,k≥U_min (12)

其中，I_k为所述电池在当前时刻的电流值，U_p,k为所述电池在当前时刻的极化电压，U_min为放电截止电压。

根据电压限制条件，确定所述电池的理论放电极限电流值

如公式(14)所示。

基于上述公式(14)中计算得到的理论放电极限电流值，计算所述电池的理论放电极限功率值

如公式(15)所示。

由于在实际情况中存在误差的影响，比如电压测量误差、模型误差和计算误差等。因此，基于保守估计系数α和所述理论放电极限功率值，计算得到所述电池实际需要输出的电池放电功率限值P_DCH,lim,k，如公式(16)所示。需要说明的是，α的取值范围为0至1。

从上述公式(16)中可以观察到极化电压的大小会影响到电池的功率限值。对电池进行脉冲峰值功率Map图标定时，电池处于充分静置状态。当电池处于充分静置状态时电池的极化电压为0，因此脉冲放电峰值功率为极化电压为0时的电池放电功率限值，结合所述公式(16)，得到电池的脉冲放电峰值功率P_DCH,Pls,k如公式(17)所示。

电池的持续峰值功率是指电池处于持续充电或放电状态下所允许的功率限值。由上述公式(6)可知，当电流持续时间较大，即当Δt＞5τ时，当前时刻的极化电压值如公式(18)所示。由此可以计算电池以持续峰值功率持续放电时，所述电池的极化电压近似等于公式(19)，也就是说，持续放电峰值功率为极化电压等于公式(19)时的电池放电功率限值。结合所述公式(16)，得到持续放电峰值功率如公式(20)所示。

U_p,k≈I_k·R_p (18)

结合上述公式(16)、公式(17)和公式(20)，电池的放电功率限值P_DCH,lim,k如上述公式(10)所示。

为确保保守估计电池的放电功率限值，预先设置如下规则：当所述当前时刻的极化电压小于等于0，所述电池的放电功率限值等于所述脉冲放电峰值功率。当所述当前时刻的极化电压大于等于所述第二极化电压，所述电池的放电功率限值等于所述持续放电峰值功率。当所述当前时刻的极化电压大于0并小于所述第二极化电压，所述电池的放电功率限值如上述公式(10)所示。

需要说明的是，上述内容为计算电池的放电功率限值的推导过程，计算电池的充电功率限值的推导过程与上述过程类似，在此就不再进行赘述。

在本发明实施例中，通过计算电池在当前时刻的极化电压，结合基于电池在当前时刻的SOC和温度值计算得到的峰值功率，实时计算电池在当前时刻的功率限值，能精确反映电池在动态工况下的功率输出能力。

与上述本发明实施例涉及到的一种计算电池功率限值的方法相对应，参考图2，本发明实施例还提供了一种计算电池功率限值的系统的结构框图，所述系统包括：峰值功率计算单元201、极化电压计算单元202、功率限值计算单元203。

峰值功率计算单元201，用于基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算所述电池在当前时刻的峰值功率。

在具体实现中，所述峰值功率计算单元201，具体用于基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，查表线性插值的方式计算所述电池在当前时刻的脉冲充电峰值功率、脉冲放电峰值功率、持续充电峰值功率和持续放电峰值功率。计算所述电池的峰值功率的具体内容参见上述本发明实施例图1示出的步骤S101相对应的内容。

极化电压计算单元202，用于计算所述电池在当前时刻的极化电压。

在具体实现中，所述极化电压计算单元202具体用于基于上述公式(5)和公式(6)计算所述电池在当前时刻的极化电压。具体计算过程参见上述本发明实施例图1示出的步骤S102相对应的内容。

功率限值计算单元203，用于基于所述脉冲峰值功率、所述持续峰值功率和所述当前时刻的极化电压计算所述电池在当前时刻的功率限值。

在本发明实施例中，通过计算电池在当前时刻的极化电压，结合基于电池在当前时刻的SOC和温度值计算得到的峰值功率，实时计算电池在当前时刻的功率限值，能精确反映电池在动态工况下的实际功率输出能力。

优选的，参考图3，示出了本发明实施例提供的一种计算电池功率限值的系统的结构框图，所述功率限值计算单元203包括：充电功率限值计算模块2031和放电功率限值计算模块2032。

充电功率限值计算模块2031，用于基于所述脉冲充电峰值功率、持续充电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的充电功率限值。

在具体实现中，所述充电功率限值计算单元2031具体用于：

若所述当前时刻的极化电压大于等于0，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于所述脉冲充电峰值功率。

若所述当前时刻的极化电压小于等于所述第一极化电压，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于所述持续充电峰值功率。

若所述当前时刻的极化电压大于所述第一极化电压并小于0，基于上述公式(8)计算所述电池在当前时刻的充电功率限值。

具体计算充电功率限值的过程参见上述本发明实施例图1示出的步骤S103相对应的内容。

放电功率限值计算模块2032，用于基于所述脉冲放电峰值功率、持续放电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的放电功率限值。

在具体实现中，放电功率限值计算单元2032具体用于：

若所述当前时刻的极化电压小于等于0，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于所述脉冲放电峰值功率。

若所述当前时刻的极化电压大于等于所述第二极化电压，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于所述持续放电峰值功率。

若所述当前时刻的极化电压大于0并小于所述第二极化电压，基于上述公式(10)计算得到所述电池在当前时刻的放电功率限值。

具体计算所述电池的放电功率限值的过程参见上述本发明实施例图1公开的步骤S103相对应的内容。

综上所述，本发明实施例提供一种计算电池功率限值的方法及系统，该方法为：基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算电池在当前时刻的峰值功率。计算电池在当前时刻的极化电压。基于当前时刻的峰值功率和极化电压，计算电池在当前时刻的功率限值。本发明提供的方案中，通过计算电池在当前时刻的极化电压，结合基于电池在当前时刻的SOC和温度值计算得到的峰值功率，实时计算电池在当前时刻的功率限值，能精确反映电池在动态工况下的实际功率输出能力。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种计算电池功率限值的方法，其特征在于，所述方法包括：

基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算所述电池在当前时刻的脉冲峰值功率和持续峰值功率；

计算所述电池在当前时刻的极化电压，其中，所述极化电压由所述电池的历史电流值和当前时刻的电流值迭代计算确定，且，所述电池的充电电流为负数，放电电流为正数；

基于所述脉冲峰值功率、所述持续峰值功率和所述当前时刻的极化电压计算所述电池在当前时刻的功率限值，所述功率限值包括充电功率限值和/或放电功率限值；

其中，若计算的是所述电池在当前时刻的充电功率限值，则计算所述电池在当前时刻的充电功率限值的过程为：

若所述当前时刻的极化电压大于等于0，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于脉冲充电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压小于等于第一极化电压，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于持续充电峰值功率，其中，所述第一极化电压为采用所述持续充电峰值功率进行持续充电时的极化电压值，所述第一极化电压的具体获取方式为：

其中，U_max为充电截止电压，R_p为极化内阻，P_CHA,Ctn,k为所述持续充电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压大于所述第一极化电压并小于0，基于

得到所述电池在当前时刻的充电功率限值P_CHA,lim,k，其中，U_p,k为所述当前时刻的极化电压，P_CHA,Pls,k为所述脉冲充电峰值功率；

若计算的是所述电池在当前时刻的放电功率限值，则计算所述电池在当前时刻的放电功率限值的过程为：

若所述当前时刻的极化电压小于等于0，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于脉冲放电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压大于等于第二极化电压，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于持续放电峰值功率，其中，所述第二极化电压为采用所述持续放电峰值功率进行持续放电时的极化电压值，所述第二极化电压的具体获取方式为

其中，U_min为放电截止电压，R_p为极化内阻，P_DCH,Ctn,k为所述持续放电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压大于0并小于所述第二极化电压，基于

得到所述电池在当前时刻的放电功率限值P_DCH,lim,k，其中，P_DCH,Pls,k为所述脉冲放电峰值功率，U_p,k为所述当前时刻的极化电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述电池在当前时刻的极化电压，包括：

基于U_p,0＝0和U_p,k＝U_p,k-1e^-Δt/τ+I_kR_p(1-e^-Δt/τ)，计算所述电池在当前时刻的极化电压U_p,k，其中，U_p,0为电池管理系统上电初始时刻的极化电压，U_p,k-1为所述电池在前一时刻的极化电压，I_k为所述电池在当前时刻的电流值，Δt为当前时刻和所述前一时刻的时间间隔，τ为极化时间常数，R_p为极化内阻。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算所述电池在当前时刻的脉冲峰值功率和持续峰值功率，包括：

基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，采用查表线性插值的方式计算所述电池在当前时刻的脉冲充电峰值功率、脉冲放电峰值功率、持续充电峰值功率和持续放电峰值功率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述脉冲峰值功率、所述持续峰值功率和所述当前时刻的极化电压计算所述电池在当前时刻的功率限值，包括：

基于所述脉冲充电峰值功率、所述持续充电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的充电功率限值；

基于所述脉冲放电峰值功率、所述持续放电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的放电功率限值。

5.一种计算电池功率限值的系统，其特征在于，所述系统包括：

峰值功率计算单元，用于基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，计算所述电池在当前时刻的脉冲峰值功率和持续峰值功率；

极化电压计算单元，用于计算所述电池在当前时刻的极化电压，其中，所述极化电压由所述电池的历史电流值和当前时刻的电流值迭代计算确定，且，所述电池的充电电流为负数，放电电流为正数；

功率限值计算单元，用于基于所述脉冲峰值功率、所述持续峰值功率和所述当前时刻的极化电压计算所述电池在当前时刻的功率限值，所述功率限值包括充电功率限值和/或放电功率限值；

其中，若计算的是所述电池在当前时刻的充电功率限值，则计算所述电池在当前时刻的充电功率限值的过程为：

若所述当前时刻的极化电压大于等于0，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于脉冲充电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压小于等于第一极化电压，所述电池在当前时刻的充电功率限值等于持续充电峰值功率，其中，所述第一极化电压为采用所述持续充电峰值功率进行持续充电时的极化电压值，所述第一极化电压的具体获取方式为：

其中，U_max为充电截止电压，R_p为极化内阻，P_CHA,Ctn,k为所述持续充电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压大于所述第一极化电压并小于0，基于

得到所述电池在当前时刻的充电功率限值P_CHA,lim,k，其中，U_p,k为所述当前时刻的极化电压，P_CHA,Pls,k为所述脉冲充电峰值功率；

若计算的是所述电池在当前时刻的放电功率限值，则计算所述电池在当前时刻的放电功率限值的过程为：

若所述当前时刻的极化电压小于等于0，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于脉冲放电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压大于等于第二极化电压，所述电池在当前时刻的放电功率限值等于持续放电峰值功率，其中，所述第二极化电压为采用所述持续放电峰值功率进行持续放电时的极化电压值，所述第二极化电压的具体获取方式为

其中，U_min为放电截止电压，R_p为极化内阻，P_DCH,Ctn,k为所述持续放电峰值功率；

若所述当前时刻的极化电压大于0并小于所述第二极化电压，基于

得到所述电池在当前时刻的放电功率限值P_DCH,lim,k，其中，P_DCH,Pls,k为所述脉冲放电峰值功率，U_p,k为所述当前时刻的极化电压。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述极化电压计算单元，具体用于基于U_p,0＝0和U_p,k＝U_p,k-1e^-Δt/τ+I_kR_p(1-e^-Δt/τ)，计算所述电池在当前时刻的极化电压U_p,k，其中，U_p,0为电池管理系统上电初始时刻的极化电压，U_p,k-1为所述电池在前一时刻的极化电压，I_k为所述电池在当前时刻的电流值，Δt为当前时刻和所述前一时刻的时间间隔，τ为极化时间常数，R_p为极化内阻。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述峰值功率计算单元，具体用于基于电池在当前时刻的荷电状态SOC和温度值，结合预先存储的峰值功率与SOC和温度值的对应关系，查表线性插值的方式计算所述电池在当前时刻的脉冲充电峰值功率、脉冲放电峰值功率、持续充电峰值功率和持续放电峰值功率。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述功率限值计算单元，包括：

充电功率限值计算模块，用于基于所述脉冲充电峰值功率、所述持续充电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的充电功率限值；

放电功率限值计算模块，用于基于所述脉冲放电峰值功率、所述持续放电峰值功率和所述当前时刻的极化电压，计算所述电池在当前时刻的放电功率限值。

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