CN110649340B - 动力电池的放电方法、动力电池、电池管理系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力电池的放电方法、动力电池、电池管理系统及车辆。其中，动力电池的电池容量划分为多个容量段，多个容量段包括顶端不可充入容量段、可用容量段、隐藏待释放容量段和底端冗余容量段，动力电池的放电方法包括：检测目标放电量；判断所述可用容量段中的电量是否大于所述目标放电量；如果所述可用容量段中的电量小于所述目标放电量，则释放所述隐藏待释放容量段中的电量以进行放电补偿。本发明的动力电池的放电方法可以保证电池衰减曲线平缓且保证整车动力性输出，极大的提高用户的驾驶体验。

Description

动力电池的放电方法、动力电池、电池管理系统及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种动力电池的放电方法、动力电池、电池管理系统及车辆。
背景技术
动力电池的“安全冗余”是从电池安全的角度考虑的，电池的初始电量中，生产厂家会保留一部分电量不被使用。例如显示给用户的电池电量为0时，其实还预留了6～8％的电量。同样，显示的电池充电已经为100％时，其实也预留了2～3％的余量。这种预留称为“安全冗余”，因为电池既不能充的太满，也不能放的太空。如果充得太满，万一充电系统有故障就可能出现“过充”造成事故。同样，电池管理系统也预留了一定的“底部冗余”作为保底。主要是考虑到车辆可能长期存放，必须在用户认为的0％的状态下还有少量的电量。
存在以下缺点：电池衰减总体趋势是先快后慢，循环和储存均是如此，因此对于新能源汽车交付到客户后，会明显感到里程跟标称的有差距，尤其是开始的一端时间(如前两年)，从而导致客户满意度下降，影响汽车的品牌形象。同时电池在低的荷电状态(SOC，State Of Charge)、低温下阻抗增加，整个输出功率下降明显，动力性下降，影响行车体验。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种动力电池的放电方法。该动力电池的放电方法可以保证电池衰减曲线平缓且保证整车动力性输出，极大的提高用户的驾驶体验。
本发明的第二个目的在于提出一种动力电池。
本发明的第三个目的在于提出一种电池管理系统。
本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种动力电池的放电方法，所述动力电池的电池容量划分为多个容量段，所述多个容量段包括顶端不可充入容量段、可用容量段、隐藏待释放容量段和底端冗余容量段，所述放电方法包括：检测目标放电量；判断所述可用容量段中的电量是否大于所述目标放电量；如果所述可用容量段中的电量小于所述目标放电量，则释放所述隐藏待释放容量段中的电量以进行放电补偿。
根据本发明实施例的动力电池的放电方法，通过隐藏待释放容量的释放，可以保证电池衰减曲线平缓或前两年不衰减，对于车辆的用户而言，就是感觉车辆在一段时间(如前两年)内的里程不衰减或者基本不衰减。同时考虑低SOC和老化对功率影响，通过底端预留电量，即：底端冗余容量段，保证整车动力性输出，避免动力电池过放电。
本发明第二方面的实施例公开了一种动力电池，所述动力电池的电池容量划分为多个容量段，所述多个容量段包括顶端不可充入容量段、可用容量段、隐藏待释放容量段和底端冗余容量段。
根据本发明实施例的动力电池，通过隐藏待释放容量的释放，可以保证电池衰减曲线平缓或前两年不衰减，对于车辆的用户而言，就是感觉车辆在一段时间(如前两年)内的里程不衰减或者基本不衰减。同时考虑低SOC和老化对功率影响，通过底端预留电量，即：底端冗余容量段，保证整车动力性输出，避免动力电池过放电。
本发明第三方面的实施例公开了一种电池管理系统，包括：根据上述的第二方面的实施例所述的动力电池；控制模块，所述控制模块用于检测目标放电量，并判断所述可用容量段中的电量是否大于所述目标放电量，以及当所述可用容量段中的电量小于所述目标放电量时，释放所述隐藏待释放容量段中的电量以进行放电补偿。
根据本发明实施例的电池管理系统，通过对动力电池的隐藏待释放容量的释放控制，可以保证电池衰减曲线平缓或前两年不衰减，对于车辆的用户而言，就是感觉车辆在一段时间(如前两年)内的里程不衰减或者基本不衰减。同时考虑低SOC和老化对功率影响，通过底端预留电量，即：底端冗余容量段，保证整车动力性输出，避免动力电池过放电。
本发明的第四方面的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述的第三方面的实施例所述的电池管理系统。该车辆通过对动力电池的隐藏待释放容量的释放控制，可以保证电池衰减曲线平缓或前两年不衰减，对于车辆的用户而言，就是感觉车辆在一段时间(如前两年)内的里程不衰减或者基本不衰减。同时考虑低SOC和老化对功率影响，通过底端预留电量，保证整车动力性输出，避免动力电池过放电。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的动力电池的放电方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的动力电池的电池模型的示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的动力电池的电池模型的示意图；
图4是根据本发明一个实施例的动力电池的放电方法中某一个动力电池车型的动力电池衰减估算示意图；
图5是根据本发明一个实施例的动力电池的放电方法中动力电池的衰减指标示意图；
图6是根据本发明一个实施例的电池管理系统的结构框图；
图7是根据本发明一个实施例的车辆的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
以下结合附图描述根据本发明实施例的动力电池的放电方法、动力电池、电池管理系统及车辆。
图1是根据本发明一个实施例的动力电池的放电方法的流程图。
在描述根据本发明实施例的动力电池的放电方法之前，首先对动力电池进行描述，如图2和图3所示，动力电池100的电池容量划分为多个容量段，多个容量段包括顶端不可充入容量段Cap1、可用容量段Cap2、隐藏待释放容量段Cap3和底端冗余容量段Cap4。
如图2所示，多个容量段的位置还可以是如动力电池的电量模型所示，为沿电量模型的顶端至底端依次为所述顶端不可充入容量段Cap1、隐藏待释放容量段Cap3、可用容量段Cap2和底端冗余容量段Cap4。
如图3所示，多个容量段的位置可以是如动力电池的电量模型所示，为沿电量模型的顶端至底端依次为顶端不可充入容量段Cap1、可用容量段Cap2、隐藏待释放容量段Cap3和底端冗余容量段Cap4。
结合图2和图3所示，电池真实容量为：Cap1+Cap2+Cap3+Cap4。显示容量为：发挥的电池容量部分，对电池可能90％放电深度(DOD，Depth Of Discharge)，对外显示为100％放电深度(DOD，Depth Of Discharge)。
隐藏待释放容量段Cap3在相对顶端进行隐藏，具有防护过充，并且保证全荷电状态(SOC，State Of Charge)回馈的优点，提高车辆的乘坐舒适性。
隐藏待释放容量段Cap3在相对底端进行隐藏，并通过相应的策略进行释放，保证动力电池使用的稳定性，并且避免进入低的荷电状态(SOC，State Of Charge)的限功率，另外，避免动力电池过放。
如图3所示，动力电池分成不可充入电量(X)、可用电量(Y)、隐藏待释放电量(Z)、底端冗余电量(U)。
其中，动力电池分成不可充入电量(X)对应顶端不可充入容量段Cap1、可用电量(Y1+Y2)对应可用容量段Cap2、隐藏待释放电量(Z)对应隐藏待释放容量段Cap3、底端冗余电量(U)对应底端冗余容量段Cap4。
本发明实施例的动力电池增加了隐藏待释放容量段Cap3，并且具有底端冗余容量段Cap4。顶端不可充入容量段Cap1用作电压上限下调和温差、一致性差异的容量，例如：三元电池顶端已经从4.2V降为4.1V或4.15V，其实本质是预留了5-8％电量。因此，本发明实施例的动力电池主要是隐藏待释放电量(Z)的设置以及释放原则，当然底端冗余容量段Cap4设置也是如此。
隐藏待释放容量段Cap3的设置，基于动力电池的衰减估算，确定整车电池衰减的设计目标来设定电量值和释放原则。如图4所示，按照图4所示的电池衰减估算，并结合整车设计目标，则如图5所示：前2年衰减率≤3％，则可以得出：隐藏待释放容量段Cap3的容量需在3％-9％之间，即：隐藏待释放容量段Cap3中存储的电量为电池总容量的3％至9％。
底端冗余容量段Cap4的设置，考虑电池老化功率衰减值和整车对电池功率的需求。保额定功率，即SOC＞5％(温度＞5℃)。通过对衰减优化指标和功率老化估算，可以得出隐藏待释放电量和底端冗余设计电量设置，底端冗余设计电量寿命周期内保持设置不动，隐藏待释放电量按以下方法进行释放，如图1所示，根据本发明一个实施例的动力电池的放电方法，包括如下步骤：
S101：检测目标放电量。
S102：判断可用容量段中的电量是否大于目标放电量。
S103：如果可用容量段中的电量小于目标放电量，则释放隐藏待释放容量段中的电量以进行放电补偿。
具体地，判断隐藏待释放容量段中的电量是否大于零；如果是，则释放隐藏待释放容量段中的电量为目标放电量和可用容量段中的电量的差量。
在该示例中，可用电量的估算和整车目标电量的变动调整，在整车放电过程中判定可用电量是否小于整车目标电量，来确定电量是否释放策略。
隐藏待释放容量的释放可以保证电池衰减曲线平缓或前两年不衰减，对于车辆的用户而言，就是感觉车辆在一段时间(如前两年)内的里程不衰减或者基本不衰减。同时考虑低SOC和老化对功率影响，通过底端预留电量，保证整车动力性输出，极大的提高用户的驾驶体验。
根据本发明实施例的动力电池的放电方法，通过隐藏待释放容量的释放，可以保证电池衰减曲线平缓或前两年不衰减，对于车辆的用户而言，就是感觉车辆在一段时间(如前两年)内的里程不衰减或者基本不衰减。同时考虑低SOC和老化对功率影响，通过底端预留电量，即：底端冗余容量段，保证整车动力性输出，避免动力电池过放电。
如图6所示，本发明的实施例公开了一种电池管理系统600，包括：根据上述任一个实施例所述的动力电池100以及控制模块610。
其中，控制模块610用于检测目标放电量，并判断可用容量段中的电量是否大于目标放电量，以及当可用容量段中的电量小于目标放电量时，释放隐藏待释放容量段中的电量以进行放电补偿。
本发明实施例的电池管理系统，通过对动力电池的隐藏待释放容量的释放控制，可以保证电池衰减曲线平缓或前两年不衰减，对于车辆的用户而言，就是感觉车辆在一段时间(如前两年)内的里程不衰减或者基本不衰减。同时考虑低SOC和老化对功率影响，通过底端预留电量，即：底端冗余容量段，保证整车动力性输出，避免动力电池过放电。
如图7所示，本发明的实施例公开了一种车辆700，包括：根据上述任一个实施例所述的电池管理系统600。该车辆为电动汽车，该车辆通过对动力电池的隐藏待释放容量的释放控制，可以保证电池衰减曲线平缓或前两年不衰减，对于车辆的用户而言，就是感觉车辆在一段时间(如前两年)内的里程不衰减或者基本不衰减。同时考虑低SOC和老化对功率影响，通过底端预留电量，即：底端冗余容量段，保证整车动力性输出，避免动力电池过放电。
另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种动力电池的放电方法，其特征在于，所述动力电池的电池容量划分为多个容量段，所述多个容量段包括顶端不可充入容量段、可用容量段、隐藏待释放容量段和底端冗余容量段，所述放电方法包括：
检测目标放电量；
判断所述可用容量段中的电量是否大于所述目标放电量；
如果所述可用容量段中的电量小于所述目标放电量，则释放所述隐藏待释放容量段中的电量以进行放电补偿；
其中，所述隐藏待释放容量段的释放原则是基于所述动力电池的衰减确定释放的电量。
2.根据权利要求1所述的动力电池的放电方法，其特征在于，所述隐藏待释放容量段中存储的电量为电池总容量的3％至9％。
3.根据权利要求1所述的动力电池的放电方法，其特征在于，所述动力电池的电量模型为沿所述电量模型的顶端至底端依次为所述顶端不可充入容量段、所述可用容量段、所述隐藏待释放容量段和所述底端冗余容量段。
4.根据权利要求1所述的动力电池的放电方法，其特征在于，所述动力电池的电量模型为沿所述电量模型的顶端至底端依次为所述顶端不可充入容量段、所述隐藏待释放容量段、所述可用容量段和所述底端冗余容量段。
5.根据权利要求1所述的动力电池的放电方法，其特征在于，所述如果所述可用容量段中的电量小于所述目标放电量，则释放所述隐藏待释放容量段中的电量以进行放电补偿，包括：
判断所述隐藏待释放容量段中的电量是否大于零；
如果是，则释放所述隐藏待释放容量段中的电量为所述目标放电量和所述可用容量段中的电量的差量。
6.一种电池管理系统，其特征在于，包括：
动力电池，所述动力电池的电池容量划分为多个容量段，所述多个容量段包括顶端不可充入容量段、可用容量段、隐藏待释放容量段和底端冗余容量段，其中，所述隐藏待释放容量段的释放原则是基于所述动力电池的衰减确定释放的电量；
控制模块，所述控制模块用于检测目标放电量，并判断所述可用容量段中的电量是否大于所述目标放电量，以及当所述可用容量段中的电量小于所述目标放电量时，释放所述隐藏待释放容量段中的电量以进行放电补偿。
7.根据权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述隐藏待释放容量段中存储的电量为电池总容量的3％至9％。
8.根据权利要求6或7所述的电池管理系统，其特征在于，所述动力电池的电量模型为沿所述电量模型的顶端至底端依次为所述顶端不可充入容量段、所述可用容量段、所述隐藏待释放容量段和所述底端冗余容量段，或者，所述动力电池的电量模型为沿所述电量模型的顶端至底端依次为所述顶端不可充入容量段、所述隐藏待释放容量段、所述可用容量段和所述底端冗余容量段。
9.一种车辆，其特征在于，包括：根据权利要求6-8中任一项所述的电池管理系统。
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