CN112519633A - 动力电池荷电状态下限控制方法、装置及车辆 - Google Patents

动力电池荷电状态下限控制方法、装置及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源车辆技术领域，提供一种动力电池荷电状态下限控制方法、装置和车辆。本发明所述的动力电池荷电状态下限控制方法包括：检测至少一段时间内的最低环境温度；根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度；根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值；根据所述最低荷电状态值，调整所述荷电状态的下限值。本发明可以保证在低温环境下电池的SOC值能够使车辆正常启动。

Description

动力电池荷电状态下限控制方法、装置及车辆
技术领域
本发明涉及新能源车辆技术领域，特别涉及一种动力电池荷电状态下限控制方法、装置及车辆。
背景技术
随着能源危机与环境污染问题的日益显现，混合动力汽车因其在节能和环保方面的突出优势已经成为汽车行业发展的重要方向。目前，混合动力汽车采用的动力电池的荷电状态(State of Charge，SOC)的下限在车辆使用过程中是固定的，当车辆的电池处于低SOC值停车下电后，可能会由于环境温度降低导致电池的低SOC值不足以使车辆在低温下正常启动，从而影响车辆下次上电后的正常功能使用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种动力电池荷电状态下限控制方法、装置及车辆，以保证在低温环境下电池的SOC值能够使车辆正常启动。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种动力电池荷电状态下限控制方法，所述控制方法包括：检测至少一段时间内的最低环境温度；根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度；根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值；根据所述最低荷电状态值，调整所述荷电状态的下限值。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度仅包括第一段时间内的最低环境温度，根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度包括：根据所述第一段时间内的最低环境温度、温度常数以及第一环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度包括：在判断所述第一段时间内的最低环境温度小于或等于所述第二时间段内的最低环境温度时，预测所述预设时间段内的最低环境温度为所述第一段时间内的最低环境温度。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度包括：在判断所述第一段时间内的最低环境温度大于所述第二时间段内的最低环境温度时，根据所述第一段时间内的最低环境温度、所述第二段时间内的最低环境温度以及第二环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
进一步的，根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值包括：将所述预设时间段内的最低环境温度带入动力电池的放电功率Map得到所述最低荷电状态值。
相对于现有技术，本发明所述的动力电池荷电状态下限控制方法具有以下优势：
本发明采用一种动力电池荷电状态下限控制方法，包括：检测至少一段时间内的最低环境温度；根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度；根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值；根据所述最低荷电状态值，调整所述荷电状态的下限值。由于预测了未来预设时间段内的最低环境温度，因此针对该未来预设时间段内的最低环境温度调整电池的SOC下限值，使得车辆的电池的SOC值不低于该下限值，以保证在低温环境下电池的SOC值能够使车辆正常启动。
本发明的另一目的在于提出一种动力电池荷电状态下限控制装置，以保证在低温环境下电池的SOC值能够使车辆正常启动。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种动力电池荷电状态下限控制装置，所述控制装置包括：检测单元、预测单元以及处理单元，其中，所述检测单元用于检测至少一段时间内的最低环境温度；所述预测单元用于根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度；所述处理单元用于：根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值；根据所述最低荷电状态值，调整所述荷电状态的下限值。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度仅包括第一段时间内的最低环境温度，所述预测单元用于：根据所述第一段时间内的最低环境温度、温度常数以及第一环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，所述预测单元用于：在判断所述第一段时间内的最低环境温度小于或等于所述第二时间段内的最低环境温度时，预测所述预设时间段内的最低环境温度为所述第一段时间内的最低环境温度。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，所述预测单元用于：在判断所述第一段时间内的最低环境温度大于所述第二时间段内的最低环境温度时，根据所述第一段时间内的最低环境温度、所述第二段时间内的最低环境温度以及第二环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
所述动力电池荷电状态下限控制装置与上述动力电池荷电状态下限控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的另一目的在于提出一种车辆，以保证在低温环境下电池的SOC值能够使车辆正常启动。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆，该车辆包括上文所述的动力电池荷电状态下限控制装置。
所述车辆与上述动力电池荷电状态下限控制装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是本发明一实施例提供的动力电池荷电状态下限控制方法的流程图；
图2A-2B是本发明另一实施例提供的动力电池荷电状态下限控制方法的流程图；
图3是本发明一实施例提供的动力电池荷电状态下限控制装置的结构框图。
附图标记说明：
1 检测单元 2 预测单元
3 处理单元
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
图1是本发明一实施例提供的动力电池荷电状态下限控制方法的流程图。如图1所示，所述控制方法包括：
步骤S11，检测至少一段时间内的最低环境温度；
具体地，环境温度可以使用温度传感器进行检测，然后进行存储后再进行最低环境温度的计算。至少一段时间例如可以是一段时间，例如5天、10天或者30天，也可以是两段时间，例如两个5天。如果是两段时间，则分别得到这两段时间各自的最低环境温度。
当然，由于本发明是针对车辆的，因此也可以使用车辆上的各功能设备进行检测最低环境温度的处理。例如，具体地：
电池管理系统(Battery Management System，BMS)定时自唤醒(可以一天多次)后唤醒车辆CAN网络，然后等待睡眠或者T-Box定时自唤醒(可以一天多次)后唤醒车辆CAN网络，然后等待睡眠。接着空调控制器被唤醒后将当前的环境温度发送给混合动力整车控制器(Hybrid Control Unit，HCU)，然后等待睡眠。主机系统(Head Unit System，HUT)被唤醒后将当前的日期和时间发送给HCU，然后等待睡眠。HCU被唤醒后接收环境温度，并将接收到的环境温度更新到当日环境温度记录中，同时基于有效的当日环境温度记录(不等于默认值100，如果空调控制器温度检测出现故障则温度无效)，计算当日的最低环境温度，并进行记录，从而根据每日的最低环境温度，可以得到任意一段时间内的最低环境温度。如果在某段时间内每日的环境温度记录都是无效的(即默认值100)，则这段时间的最低环境温度也无效(即默认值100)。
步骤S12，根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度；
具体地，如图2A所示，如果至少一段时间仅为一段时间，例如第一段时间，或者至少一段时间为两段时间，但是其中一段时间的最低环境温度是无效的(即默认值100)，那么在该种情况下，则执行步骤S212代替步骤S12，根据所述第一段时间内的最低环境温度、温度常数以及第一环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。具体计算公式为：
T0＝T1+C×q1，其中T0为预设时间段内的最低环境温度，T1为第一段时间内的最低环境温度，C为温度常数，q1为第一环境温度预测因子。温度常数例如为-5℃，该数值可以根据实际需要进行标定。第一环境温度预测因子可以通过带入第一段时间内的最低环境温度T1查询“环境温度预测因子与最低环境温度的对应表”得到。第一环境温度预测因子q1的范围优选为0-2。该“环境温度预测因子与最低环境温度的对应表”可以通过预先进行标定得到，例如需要根据前10天的最低环境温度预测之后10天(即上文预设时间段)的最低环境温度，则在设定温度常数C之后，检测前10天的最低环境温度，然后检测之后10天的最低环境温度，再带入上式T0＝T1+C×q1中得到第一环境温度预测因子q1，如此进行多次，通过大量实际数据可以得到各种前10天的最低环境温度对应的第一环境温度预测因子q1，该标定方式是较为常见的，在此不再赘述。
如图2B所示，如果至少一段时间内为两段时间，即第一时间段和第二时间段(第二时间段在第一时间段之后)，且两段时间的最低环境温度都是有效的，那么执行以下步骤S222-S224代替步骤S12：
步骤S222，判断在第一段时间内的最低环境温度是否小于或等于第二时间段内的最低环境温度；
步骤S223，在第一段时间内的最低环境温度小于或等于第二时间段内的最低环境温度时，预测所述预设时间段内的最低环境温度为所述第一段时间内的最低环境温度。
步骤S224，在第一段时间内的最低环境温度大于第二时间段内的最低环境温度时，根据第一段时间内的最低环境温度、第二段时间内的最低环境温度以及第二环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
在该步骤S224中，具体地计算公式为:
T0＝T2+(T2-T1)×q2，其中T0为预设时间段内的最低环境温度，T1为第一段时间内的最低环境温度，T2为第二段时间内的最低环境温度，q2为第二环境温度预测因子。第二环境温度预测因子q2也同样可以通过带入第二段时间内的最低环境温度T2与第一段时间内的最低环境温度T1的差查“环境温度预测因子与最低环境温度的对应表”得到。第二环境温度预测因子q2的范围优选为0-2。
步骤S13，根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值；
具体地，将所述预设时间段内的最低环境温度带入动力电池的放电功率Map得到所述最低SOC值。动力电池的放电功率Map是已知的，但根据车辆或者动力电池不同而不同。
步骤S14，根据所述最低荷电状态值，调整所述荷电状态的下限值。
具体地，将最低SOC值加上一个预留量，作为预测的确保发动机低温冷启动的SOC的下限值。也可以将预测的确保发动机低温冷启动的SOC的下限值和电池供应商定义的电池包SOC使用下限取大，作为最终的SOC的下限值。如果预测未来10天温度降低，需要SOC值为25％以上才能正常启动车辆，则将SOC的下限值从固定的15％调整到25％，使SOC值不能低于25％，例如在即将低于25％时停止使用，或者在低于25％时充电保持在25％之上，这样可以解决动力电池在车辆停车下电后，未来10天内环境温度降低导致动力电池包温度降低致使电池放电功率不满足发动机启动功率需求，而使发动机不能启动、车辆不能使用的问题。
图3是本发明一实施例提供的动力电池荷电状态下限控制装置的结构框图。如图3所示，所述控制装置包括：检测单元1、预测单元2以及处理单元3，其中，所述检测单元1用于检测至少一段时间内的最低环境温度；所述预测单元2用于根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度；所述处理单元3用于：根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值；根据所述最低荷电状态值，调整所述荷电状态的下限值。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度仅包括第一段时间内的最低环境温度，所述预测单元2用于：根据所述第一段时间内的最低环境温度、温度常数以及第一环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，所述预测单元2用于：在判断所述第一段时间内的最低环境温度小于或等于所述第二时间段内的最低环境温度时，预测所述预设时间段内的最低环境温度为所述第一段时间内的最低环境温度。
进一步的，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，所述预测单元2用于：在判断所述第一段时间内的最低环境温度大于所述第二时间段内的最低环境温度时，根据所述第一段时间内的最低环境温度、所述第二段时间内的最低环境温度以及第二环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
上文所述的动力电池荷电状态下限控制装置的实施例与上文所述的动力电池荷电状态下限控制方法的实施例类似，在此不再赘述。
本发明还提供一种车辆，该车辆包括上文所述的动力电池荷电状态下限控制装置。
上文所述的车辆的实施例与上文所述的动力电池荷电状态下限控制方法的实施例类似，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池荷电状态下限控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
检测至少一段时间内的最低环境温度；
根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度；
根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值；
根据所述最低荷电状态值，调整所述荷电状态的下限值。
2.根据权利要求1所述的动力电池荷电状态下限控制方法，其特征在于，所述至少一段时间内的最低环境温度仅包括第一段时间内的最低环境温度，根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度包括：
根据所述第一段时间内的最低环境温度、温度常数以及第一环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
3.根据权利要求1所述的动力电池荷电状态下限控制方法，其特征在于，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度包括：
在判断所述第一段时间内的最低环境温度小于或等于所述第二时间段内的最低环境温度时，预测所述预设时间段内的最低环境温度为所述第一段时间内的最低环境温度。
4.根据权利要求1所述的动力电池荷电状态下限控制方法，其特征在于，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度包括：
在判断所述第一段时间内的最低环境温度大于所述第二时间段内的最低环境温度时，根据所述第一段时间内的最低环境温度、所述第二段时间内的最低环境温度以及第二环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
5.根据权利要求1所述的动力电池荷电状态下限控制方法，其特征在于，根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值包括：
将所述预设时间段内的最低环境温度带入动力电池的放电功率Map得到所述最低荷电状态值。
6.一种动力电池荷电状态下限控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
检测单元、预测单元以及处理单元，其中，
所述检测单元用于检测至少一段时间内的最低环境温度；
所述预测单元用于根据所述至少一段时间内的最低环境温度，预测所述至少一段时间之后的预设时间段内的最低环境温度；
所述处理单元用于：
根据所述预设时间段内的最低环境温度，确定在所述预设时间段内的最低环境温度下能满足车辆的发动机启动功率需求的最低荷电状态值；
根据所述最低荷电状态值，调整所述荷电状态的下限值。
7.根据权利要求6所述的动力电池荷电状态下限控制装置，其特征在于，所述至少一段时间内的最低环境温度仅包括第一段时间内的最低环境温度，所述预测单元用于：
根据所述第一段时间内的最低环境温度、温度常数以及第一环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
8.根据权利要求6所述的动力电池荷电状态下限控制装置，其特征在于，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，所述预测单元用于：
在判断所述第一段时间内的最低环境温度小于或等于所述第二时间段内的最低环境温度时，预测所述预设时间段内的最低环境温度为所述第一段时间内的最低环境温度。
9.根据权利要求6所述的动力电池荷电状态下限控制装置，其特征在于，所述至少一段时间内的最低环境温度包括第一段时间内的最低环境温度和第二段时间内的最低环境温度，所述第二时间段在所述第一时间段之后，所述预测单元用于：
在判断所述第一段时间内的最低环境温度大于所述第二时间段内的最低环境温度时，根据所述第一段时间内的最低环境温度、所述第二段时间内的最低环境温度以及第二环境温度预测因子，计算所述预设时间段内的最低环境温度。
10.一种车辆，其特征在于，该车辆包括权利要求6-9中任一项权利要求所述的动力电池荷电状态下限控制装置。
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