CN111114379A - 电池控制方法和装置、系统、车辆 - Google Patents

电池控制方法和装置、系统、车辆 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种电池控制方法和装置、系统、车辆，其中，方法包括：确定电池的第一功率值和第二功率值；确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量；根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或第二功率值进行工作；本实施例通过电池当前时刻的发热量和冷却转移量来控制电池的工作功率，可有效减少由于电池过热而产生的危险，且在安全情况下保证电池以适合的功率进行工作，提高了电池使用的效率。

Description

电池控制方法和装置、系统、车辆
技术领域
本申请涉及电池管理技术领域，尤其是一种电池控制方法和装置、系统、车辆。
背景技术
电动汽车发展快近二十年，近几年来，世界主要的汽车强国纷纷表示将其提升至国家战略，尤其是欧盟一些国家不仅是提出“禁止销售燃油时间表”，电动汽车的重要性越来越明显。电池管理系统(BMS)是电动汽车的核心部件之一，SOP策略是电池管理系统的重要策略之一，告知整车合理使用电池。
而现有技术针对电动汽车上的电池管理系统的电池功率状态(State of Power，SOP)策略比较简单，不能实现合理且高效的控制电池工作。
发明内容
本申请实施例提供的一种电池控制方法和装置、系统、车辆。
根据本申请实施例的一个方面，提供的一种电池控制方法，包括：
确定电池的第一功率值和第二功率值；
确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量；
根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或第二功率值进行工作。
可选地，所述根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或所述第二功率值进行工作，包括：
响应于所述发热量和所述冷却转移量符合第一预设条件，控制所述电池以所述第一功率值进行工作；
响应于所述发热量和所述冷却转移量符合第二预设条件，控制所述电池以所述第二功率值进行工作。
可选地，所述第一预设条件包括：所述电池在当前时刻的发热量小于第一设定倍数的所述冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
可选地，所述第二预设条件包括：所述电池在当前时刻的发热量大于第二设定倍数的所述冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
可选地，所述确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量，包括：
基于发热功率模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述电池的发热量；
基于冷却模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述冷却系统的冷却转移量。
可选地，所述基于发热功率模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述电池的发热量，包括：
通过测试所述电池在不同倍率下充放电的发热功率，确定所述发热功率模型；
基于所述发热功率模型和累计时间确定发热量模型，基于所述发热量模型确定所述电池开始工作到当前时刻的时间差对应的所述电池的发热量。
可选地，所述基于所述冷却模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述电池的冷却转移量，包括：
通过测试所述电池在冷却液的不同流量下的冷却能量，确定所述冷却模型；
基于所述冷却模型和累计时间确定冷却转移量模型，基于所述冷却转移量模型确定所述电池开始工作到当前时刻的时间差对应的所述电池的冷却转移量。
可选地，所述第一功率值为所述电池的允许使用功率峰值，所述第二功率为所述电池的允许持续使用功率值。
根据本申请实施例的另一方面，提供的一种电池控制装置，包括：
功率确定模块，用于确定电池的第一功率值和第二功率值；
相关量确定模块，用于确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量；
工作控制模块，用于根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或所述第二功率值进行工作。
可选地，所述工作控制模块，具体用于响应于所述发热量和所述冷却转移量符合第一预设条件，控制所述电池以所述第一功率值进行工作；响应于所述发热量和所述冷却转移量符合第二预设条件，控制所述电池以所述第二功率值进行工作。
可选地，所述第一预设条件包括：所述电池在当前时刻的发热量小于第一设定倍数的所述冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
可选地，所述第二预设条件包括：所述电池在当前时刻的发热量大于第二设定倍数的所述冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
可选地，所述相关量确定模块，包括：
发热量确定单元，用于基于发热功率模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述电池的发热量；
冷却量确定单元，用于基于冷却模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述冷却系统的冷却转移量。
可选地，所述发热量确定单元，具体用于通过测试所述电池在不同倍率下充放电的发热功率，确定所述发热功率模型；基于所述发热功率模型和累计时间确定发热量模型，基于所述发热量模型确定所述电池开始工作到当前时刻的时间差对应的所述电池的发热量。
可选地，所述冷却量确定单元，具体用于通过测试所述电池在冷却液的不同流量下的冷却能量，确定所述冷却模型；基于所述冷却模型和累计时间确定冷却转移量模型，基于所述冷却转移量模型确定所述电池开始工作到当前时刻的时间差对应的所述电池的冷却转移量。
可选地，所述第一功率值为所述电池的允许使用功率峰值，所述第二功率为所述电池的允许持续使用功率值。
根据本申请实施例的又一方面，提供的一种电池控制系统，包括：如上述任意一项实施例所述的电池控制装置。
根据本申请实施例的还一方面，提供的一种车辆，包括：如上述任意一项实施例所述的电池控制装置，或如上述实施例所述的电池控制系统。
基于本申请上述实施例提供的一种电池控制方法和装置、系统、车辆，包括：确定电池的第一功率值和第二功率值；确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量；根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或第二功率值进行工作；本实施例通过电池当前时刻的发热量和冷却转移量来控制电池的工作功率，可有效减少由于电池过热而产生的危险，且在安全情况下保证电池以适合的功率进行工作，提高了电池使用的效率。
下面通过附图和实施例，对本申请的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本申请的实施例，并且连同描述一起用于解释本申请的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本申请，其中：
图1为本申请提供的电池控制方法一个实施例的流程图。
图2为本申请图1提供的实施例中步骤104的一个流程示意图。
图3为本申请提供的电池控制装置一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本申请提供的电池控制方法一个实施例的流程图。如图1所示，该实施例方法包括：
步骤102，确定电池的第一功率值和第二功率值。
本实施例中，电池的第一功率值和第二功率值不等，其中，第一功率值可以为电池可提供的较大的功率值，例如，第一功率值为该电池的允许使用功率峰值；第二功率值小于第一功率值，例如，第二功率值为该电池的允许持续使用功率值。
获取电池的第一功率值和第二功率值的过程可通过现有技术中的任意方法实现，例如，峰值允许使用功率SOP值根据实际使用情况实时调整，确保电池不会出现过压与欠压保护；本申请实施例对具体获取方式不作限定。
步骤104，确定当前时刻电池的发热量和对电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量。
可选地，电池从开始工作即开始发热量，为了保证电池能够正常工作，在电池工作的同时，通常配备对应的冷却系统，冷却系统通过冷却液对电池进行降温；但热量会随着时间进行累计，冷却系统的冷清转移量也会随着时间累计，可通过对电池发热量和冷却系统的冷却转移量实时监控，以获得每个时刻(每个当前时刻)对应的电池发热量和冷却系统的冷却转移量，以控制电池温度的上升速度，达到保护电池和延长电池寿命的目的。
步骤106，根据电池的发热量和冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制电池以第一功率值或第二功率值进行工作。
本实施例根据电池的发热量和冷却系统的冷却转移量之间的关系，确定电池的工作功率，解决了用户滥用导致持续使用电池的峰值功率从而导致电池温度过高的问题，从而延长电池的使用寿命，进而提高了使用改电池的整车的续驶里程。
本申请上述实施例提供的一种电池控制方法，包括：确定电池的第一功率值和第二功率值；确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量；根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或第二功率值进行工作；本实施例通过电池当前时刻的发热量和冷却转移量来控制电池的工作功率，可有效减少由于电池过热而产生的危险，且在安全情况下保证电池以适合的功率进行工作，提高了电池使用的效率。
在一些可选的实施例中，步骤106包括：
响应于发热量和冷却转移量符合第一预设条件，控制电池以第一功率值进行工作。
可选地，第一预设条件包括：电池在当前时刻的发热量小于第一设定倍数的冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
本实施例中，第一预设条件可表达为：Q1<i*Q2，其中，Q1表示电池在当前时刻的发热量，Q2表示冷却系统在当前时刻的冷却转移量，i表示第一设定倍数，i的取值为经过大数据统计确定的经验值，不同电池对应不同取值，具体根据电池特性而定，本实施例的第一预设条件所表达的当发热量在未超出冷却系统的可控范围内时，该电池可以以允许使用功率峰值进行工作，以提供更高的工作效率。
响应于发热量和冷却转移量符合第二预设条件，控制电池以第二功率值进行工作。
可选地，第二预设条件包括：电池在当前时刻的发热量大于第二设定倍数的冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
本实施例中，第二预设条件可表达为：Q1>j*Q2，其中，Q1表示电池在当前时刻的发热量，Q2表示冷却系统在当前时刻的冷却转移量，j表示第二设定倍数，j的取值为经过大数据统计确定的经验值，不同电池对应不同取值，具体根据电池特性而定，本实施例的第二预设条件所表达的当发热量在超出冷却系统的可控范围内时，进行温控限功率模式，该电池可以以允许持续使用功率值进行工作，以降低电池不会由于工作功率过高而过热的现象发生，提高电池使用的安全性，并延长电池的使用寿命。
如图2所示，在上述图1所示实施例的基础上，步骤104可包括如下步骤：
步骤1041，基于发热功率模型和电池开始工作到当前时刻的时间差，确定电池的发热量。
步骤1042，基于冷却模型和电池开始工作到当前时刻的时间差，确定电池的冷却转移量。
本实施例中，步骤1041和步骤1042之间并无严格执行顺序，即，可先执行步骤1041再执行步骤1042，或先执行步骤1042再执行步骤1041，两个步骤之间的执行顺序并不影响最后的结果；本实施例中通过发热功率模型确定电池每个时刻的发热量，将每个时刻的发热量以电池开始工作到当前时刻的时间差进行时间累计，即可得到电池在当前时刻的发热量；同样的，通过冷却模型可确定冷却系统每个时刻的冷却量，将每个时刻的冷却量以电池开始工作到当前时刻的时间差进行时间累计，即可得到冷却系统当前时刻的冷却转移量。
可选地，步骤1041可包括：
通过测试电池在不同倍率下充放电的发热功率，确定发热功率模型。
一个可选示例中，发热功率模型可为通过数据分析得到的经验模型，例如，发热功率模型可以为以下公式(1)：
P1＝k*n*a*|X|b 公式(1)
其中，k表示比例系数，为经验值；n表示电池的电芯数量；a是根据不同倍率一点点充放电的发热功率确定；b是根据不同倍率一点点充放电的发热功率确定，即a和b是通过建立公式之后通过调整不同倍率进行充放电确定的；X表示充放电倍率，充放电倍率指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数。
基于发热功率模型和累计时间确定发热量模型，基于发热量模型确定电池开始工作到当前时刻的时间差对应的电池的发热量。
在一些可选示例中，发热量模型可基于发热功率模型确定，例如，发热量模型可以为公式(2)：
Q1＝∫k*n*a*|X|bdt 公式(2)
其中，t表示电池开始工作到当前时刻的时间差，因此，该公式表达的是对电池的发热功率模型在时间上进行累加，以确定每个时刻对应的电池的发热量。
本实施例通过建立电池的发热模型进而得到电池的发热功率模型，以实现对电池的发热情况进行实时监控，建立电池发热模型的过程可在进行本申请提供的电池控制方法之前，对需要进行控制的电池经过多次充放电实验(其中，每次实验对应不同的充放电倍率)确定该电池对应的发热模型中的参数值，以确定该电池对应的发热模型(包括具体参数值的发热模型)，进而确定每个时刻该电池的发热量。
可选地，步骤1042可包括：
通过测试电池在冷却液的不同流量下的冷却能量，确定冷却模型。
一个可选示例中，冷却模型可为通过数据分析得到的经验模型，例如，冷却模型可以为以下公式(3)：
P2＝C*ρ*f*(T出水口-T进水口) 公式(3)
其中，C表示冷却液的比热容；ρ表示冷却液的密度；f表示冷却液在当前时刻的流量；T出水口表示冷却系统的出水口温度，T进水口表示冷却系统的进水口温度。
基于冷却模型和累计时间确定冷却转移量模型，基于冷却转移量模型确定电池开始工作到当前时刻的时间差对应的电池的冷却转移量。
在一些可选示例中，冷却转移量模型可基于冷却模型确定，例如，冷却转移量模型可以为公式(4)：
Q＝∫C*ρ*f*(T出水口-T进水口)dt 公式(4)
其中，t表示电池开始工作到当前时刻的时间差，因此，该公式表达的是对冷却系统的冷却模型在时间上进行累加，以确定每个时刻对应的冷却系统的冷却转移量。
本实施例通过建立冷却系统的冷却模型进而得到冷却系统的冷却转移量模型，以实现对冷却系统的冷却能力情况进行实时监控，建立冷却模型的过程可在进行本申请提供的电池控制方法之前，对需要使用的冷却系统经过多次冷却实验(其中，每次实验对应不同的流量)确定该冷却系统对应的冷却模型中的参数值，以确定该冷却系统对应的冷却模型(包括具体参数值的冷却模型)，进而确定每个时刻该冷却系统的冷却转移量。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图3为本申请提供的电池控制装置一个实施例的结构示意图。该实施例的装置可用于实现本申请上述各方法实施例。如图3所示，该实施例的装置包括：
功率确定模块31，用于确定电池的第一功率值和第二功率值。
相关量确定模块32，用于确定当前时刻电池的发热量和对电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量。
工作控制模块33，用于根据电池的发热量和冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制电池以第一功率值或第二功率值进行工作。
本申请上述实施例提供的一种电池控制装置，包括：确定电池的第一功率值和第二功率值；确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量；根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或第二功率值进行工作；本实施例通过电池当前时刻的发热量和冷却转移量来控制电池的工作功率，可有效减少由于电池过热而产生的危险，且在安全情况下保证电池以适合的功率进行工作，提高了电池使用的效率。
在一些可选的实施例中，工作控制模块33，具体用于响应于发热量和冷却转移量符合第一预设条件，控制电池以第一功率值进行工作；响应于发热量和冷却转移量符合第二预设条件，控制电池以第二功率值进行工作。
可选地，第一预设条件包括：电池在当前时刻的发热量小于第一设定倍数的冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
可选地，第二预设条件包括：电池在当前时刻的发热量大于第二设定倍数的冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
在一些可选的实施例中，相关量确定模块32，包括：
发热量确定单元，用于基于发热功率模型和电池开始工作到当前时刻的时间差，确定电池的发热量；
冷却量确定单元，用于基于冷却模型和电池开始工作到当前时刻的时间差，确定冷却系统的冷却转移量。
可选地，发热量确定单元，具体用于通过测试电池在不同倍率下充放电的发热功率，确定发热功率模型；基于发热功率模型和累计时间确定发热量模型，基于发热量模型确定电池开始工作到当前时刻的时间差对应的电池的发热量。
可选地，冷却量确定单元，具体用于通过测试电池在冷却液的不同流量下的冷却能量，确定冷却模型；基于冷却模型和累计时间确定冷却转移量模型，基于冷却转移量模型确定电池开始工作到当前时刻的时间差对应的电池的冷却转移量。
可选地，第一功率值为电池的允许使用功率峰值，第二功率为电池的允许持续使用功率值。
根据本申请实施例的又一方面，提供的一种电池控制系统，包括：如上述任意一项实施例提供的电池控制装置。
可选地，该电池控制系统可以为电池管理系统(BMS)，以实现对电池的管理，本实施例提供的电池管理系统可应用到电动汽车动力系统领域或其他电池应用领域，例如，可应用到储能系统中。
根据本申请实施例的还一方面，提供的一种车辆，包括：如上述任意一项实施例提供的电池控制装置，或如上述实施例提供的电池控制系统。
本实施例提供的车辆，由于包括上述实施例提供的电池控制装置或电池控制系统，可提高对车辆中动力电池的保护，延长动力电池的使用寿命，提高车辆的续航里程。
可能以许多方式来实现本申请的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本申请的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本申请的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本申请实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本申请的方法的机器可读指令。因而，本申请还覆盖存储用于执行根据本申请的方法的程序的记录介质。
本申请的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本申请限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本申请的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本申请从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种电池控制方法，其特征在于，包括：
确定电池的第一功率值和第二功率值；
确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量；
根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或所述第二功率值进行工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或所述第二功率值进行工作，包括：
响应于所述发热量和所述冷却转移量符合第一预设条件，控制所述电池以所述第一功率值进行工作；
响应于所述发热量和所述冷却转移量符合第二预设条件，控制所述电池以所述第二功率值进行工作。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预设条件包括：所述电池在当前时刻的发热量小于第一设定倍数的所述冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第二预设条件包括：所述电池在当前时刻的发热量大于第二设定倍数的所述冷却系统在当前时刻的冷却转移量。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量，包括：
基于发热功率模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述电池的发热量；
基于冷却模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述冷却系统的冷却转移量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于发热功率模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述电池的发热量，包括：
通过测试所述电池在不同倍率下充放电的发热功率，确定所述发热功率模型；
基于所述发热功率模型和累计时间确定发热量模型，基于所述发热量模型确定所述电池开始工作到当前时刻的时间差对应的所述电池的发热量。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述基于所述冷却模型和所述电池开始工作到当前时刻的时间差，确定所述电池的冷却转移量，包括：
通过测试所述电池在冷却液的不同流量下的冷却能量，确定所述冷却模型；
基于所述冷却模型和累计时间确定冷却转移量模型，基于所述冷却转移量模型确定所述电池开始工作到当前时刻的时间差对应的所述电池的冷却转移量。
8.一种电池控制装置，其特征在于，包括：
功率确定模块，用于确定电池的第一功率值和第二功率值；
相关量确定模块，用于确定当前时刻所述电池的发热量和对所述电池进行冷却的冷却系统的冷却转移量；
工作控制模块，用于根据所述电池的发热量和所述冷却系统的冷却转移量之间的关系，控制所述电池以所述第一功率值或所述第二功率值进行工作。
9.一种电池控制系统，其特征在于，包括：如上述权利要求8所述的电池控制装置。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如上述权利要求8所述的电池控制装置，或如上述权利要求9所述的电池控制系统。
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