CN113135116A - 电池系统的防过充控制方法、装置及存储介质和电动车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池系统的防过充控制方法、装置及存储介质和电动车。该电池系统的防过充控制方法包括：获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻；将所述电池实时内阻与相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻作比较；根据所述电池实时内阻与对应的所述电池出厂内阻比值的不同，对所述电池采取不同的充电策略。根据本发明实施例的电池系统的防过充控制方法，可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电池的充电安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种电池系统的防过充控制方法、装置及存储介质和电动车。
背景技术
电池容量误差用健康状态(state of health，SOH)值来表征，在相关技术中，对于电池的健康状态的估算，通常采用电量的吞吐量除以电池电量得到循环次数，再与电池循环寿命的比值；或者通过查找OCV对照值的方法获得电池的健康状态。但这些健康状态的估算仅能反应正常衰减下电池的寿命，若电池材料结构突变或存在缺陷时，电池健康状态的估算将产生较大的误差，从而导致电池在充放电时出现过流或过充，电池容易引发热失控。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电池系统的防过充控制方法，可防止电池过充。
本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种电池系统的防过充控制装置。
本发明的第四个目的在于提出一种电动车。
为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出一种电池系统的防过充控制方法，包括：获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻；将所述电池实时内阻与相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻作比较；根据所述电池实时内阻与对应的所述电池出厂内阻比值的不同，对所述电池采取不同的充电策略。
根据本发明实施例的电池系统的防过充控制方法，可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电池的充电安全性。
根据本发明的一些实施例，所述根据所述电池实时内阻与对应的所述电池出厂内阻比值的不同，对所述电池采取不同的充电策略，包括：在所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻＜第一阈值时，对所述电池正常充电；在第一阈值≤所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻小于≤第二阈值时，则将所述电池的充电电流调整为0.1C；在所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻＞第二阈值时，则将所述电池的充电电流调整为0；其中，所述第一阈值＜所述第二阈值。
进一步地，所述第一阈值为1.2，所述第二阈值为1.5。
进一步地，所述电池出厂内阻预设在所述电池系统中，所述获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻，包括：获取电池在不同荷电状态下的电池电压、电池电流、电池温度，根据所述电池电压、所述电池电流计算得到所述电池实时内阻，根据所述电池温度以及所述荷电状态查询得到相同电池温度以及相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻。
为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的电池系统的防过充控制方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过上述实施例的电池系统的防过充控制方法，可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电池的充电安全性。
为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出一种电池系统的防过充控制装置，包括：获取模块，用于获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻；比较模块，用于将所述电池实时内阻与相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻作比较；控制模块，用于根据所述电池实时内阻与对应的所述电池出厂内阻比值的不同，对所述电池采取不同的充电策略。
根据本发明实施例的电池系统的防过充控制装置，控制模块可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电池的充电安全性。
根据本发明的一些实施例，所述控制模块用于：在所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻＜第一阈值时，对所述电池正常充电；在第一阈值≤所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻小于≤第二阈值时，则将所述电池的充电电流调整为原充电电流的0.1；在所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻＞第二阈值时，则将所述电池的充电电流调整为0；其中，所述第一阈值＜所述第二阈值。
进一步地，所述第一阈值为1.2，所述第二阈值为1.5。
根据本发明的一些实施例，所述电池出厂内阻预设在所述电池系统中，所述获取模块用于：获取电池在不同荷电状态下的电池电压、电池电流、电池温度，根据所述电池电压、所述电池电流计算得到所述电池实时内阻，根据所述电池温度以及所述荷电状态查询得到相同电池温度以及相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻。
为实现上述目的，本发明第四方面实施例提出一种电动车，包括上述的电池系统的防过充控制装置。
根据本发明实施例的电动车，通过上述的电池系统的防过充控制装置，可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电动车的安全性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的电池系统的防过充控制方法的流程图；
图2为根据本发明另一个实施例的电池系统的防过充控制方法的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的电池系统的防过充控制装置的方框示意图。
附图标记：
防过充控制装置10、获取模块1、比较模块2、控制模块3。
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。
下面结合附图详细描述根据本发明实施例的电池系统的防过充控制方法、装置及存储介质和电动车。
图1为根据本发明一个实施例的电池系统的防过充控制方法的流程图，参照图1所示，该电池系统的防过充控制方法包括以下步骤：
步骤S1，获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻。
其中，电池在不同电荷状态(SOC)下的内阻不同，获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻DCRn以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻DCRn’，以实时监控电池实时内阻DCRn的变化。当然，对于不同电荷状态对电池内阻影响较小时，可直接获取电池实时内阻以及电池出厂内阻。
需要说明的是，电池出厂内阻是指新电池的内阻，换言之，电池出厂内阻是指电池的健康状态(state of health，SOH)为100％时电池的内阻。
在本发明的一些实施例中，电池在10％SOC时，获取电池实时内阻DCR1以及在10％SOC时电池出厂内阻DCR1’，电池在20％SOC时，获取电池实时内阻DCR2以及在20％SOC时电池出厂内阻DCR2’，电池在50％SOC时，获取电池实时内阻DCR3以及在50％SOC时电池出厂内阻DCR3’，电池在80％SOC时，获取电池实时内阻DCR4以及在80％SOC时电池出厂内阻DCR4’，电池在100％SOC时，获取电池实时内阻DCR5以及在100％SOC时电池出厂内阻DCR5’。
需要说明的是，可以在任意值的荷电状态下获取电池实时内阻DCRn，以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻DCRn’，从而有利于保证对电池状态的监控精度。
步骤S2，将电池实时内阻与相同荷电状态下对应的电池出厂内阻作比较。
在本发明的一些实施例中，在相同的电荷状态下，通过对电池实时内阻DCRn与电池出厂内阻DCRn’进行比较，从而可以准确地得出电池的健康状态，进而可根据电池的健康状态对应的控制电池的充放电策略，以防止电池过充和过放，以保证电池充放电安全。
步骤S3，根据电池实时内阻与对应的电池出厂内阻比值的不同，对电池采取不同的充电策略。
在本发明的一些实施例中，可通过电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)调节充电电流，以实现不同的充电策略，可选地，充电策略包括：正常充电策略、限制充电策略和禁止充电策略，其中，电池实时内阻与对应的电池出厂内阻比值为η，正常充电策略、限制充电策略和禁止充电策略对应的η值依次增大、充电电流依次减小，也就是说，电池在正常充电策略下对应的η值小于限制充电策略下对应的η值，电池在限制充电策略下对应的η值小于禁止充电策略下对应的η值，电池在正常充电策略下的充电电流大于限制充电策略下的充电电流，电池在限制充电策略下的充电电流大于禁止充电策略下的充电电流。
根据本发明实施例的电池系统的防过充控制方法，可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电池的充电安全性。
在本发明的一些实施例中，根据电池实时内阻与对应的电池出厂内阻比值的不同，对电池采取不同的充电策略，包括：在电池实时内阻/对应的电池出厂内阻＜第一阈值时，电池的健康状态良好，可对电池正常充电；在第一阈值≤电池实时内阻/对应的电池出厂内阻小于≤第二阈值时，电池的健康状态差，则将电池的充电电流调整为0.1C，以限制充电电流，防止电池过充；在电池实时内阻/对应的电池出厂内阻＞第二阈值时，电池健康状态到了生命终止，则将电池的充电电流调整为0；其中，第一阈值＜第二阈值，第一阈值和第二阈值可根据同型号电池的η与电池的健康状态的关系标定得到的，
需要说明的是，C表示充电倍率，充电倍率＝充电电流/电池的额定容量，例如额定容量为100A·h的电池用10A充电时，其充电电流的强度为0.1C。
可选地，第一阈值为1.2，第二阈值为1.5，也就是说，当η＜1.2时，采取正常充电策略，对电池正常充电，当1.2≤η≤1.5时，采取限制充电策略，将电池的充电电流调整为0.1C，当η＞1.5时，采取禁止充电策略，电池的充电电流调整为0。
在本发明的一些实施例中，电池出厂内阻预设在电池系统中，获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻，包括：获取电池在不同荷电状态下的电池电压、电池电流、电池温度，根据电池电压、电池电流计算得到电池实时内阻，根据电池温度以及荷电状态查询得到相同电池温度以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻，以控制变量，消除荷电状态和电池温度对电池内阻的影响，从而有利于准确地得出电池的健康状态，进而有利于提升防过充控制方法的可靠性。
在本发明的一个实施例中，电池实时内阻是电池系统内单体电池的实时内阻，充电策略对应控制单体电池。
在本发明的另一个实施例中，电池实时内阻是电池系统内多个电池串联或并联组成的电池模组的实时内阻，充电策略对应控制电池模组。
在本发明的其他一个实施例中，电池实时内阻还可以是电池系统内多个电池模组串联或并联后的实时内阻，充电策略对应控制多个电池模组。
图2为根据本发明另一个实施例的电池系统的防过充控制方法的流程图，其中，电池系统的防过充控制方法如下：
步骤S11，获取动力电池系统单体电池的电流、电压和温度状态。
在本发明的一些实施例中，可在电池处于非充电状态获取动力电池系统单体电池的电流、电压和温度状态，以判断当前状态下电池的健康状态，从而在下次(n+1)对电池充电时，直接根据之前测得的电池健康状态采取对应的充电策略。
步骤S12，将步骤S11中获取的信息上传至新能源汽车动力电池大数据中控平台。
步骤S13，计算η＝DCRn/DCRn’。
其中，新能源汽车动力电池大数据中控平台可以存储DCRn’以及计算η值，从而有利于实现电池内阻的大数据的收集、分析和计算。
在步骤S13后，如果η＜1.2，则执行步骤S14,如果1.2≤η≤1.5，则执行步骤S15,如果η＞1.5，则执行步骤S16,
步骤S14，正常充电策略。
步骤S15，n+1次充电电流调整为0.1C，即限制充电策略。
步骤S16，n+1次充电电流调整为0，即禁止充电策略。
步骤S17，将充电策略传输至动力电池系统的BMS。
步骤S18，BMS根据充电策略对应控制电池系统充电。
需要说明的是，将上述的电池系统的防过充控制方法中的充电调整为放电时，还可用于电池系统的防过放控制方法，例如在η＜1.2时，采用正常放电策略，1.2≤η≤1.5时，n+1次放电电流调整为0.1C，即限制放电策略，η＞1.5时，n+1次放电电流调整为0，即禁止放电策略。
另外，本发明的实施例还提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例的电池系统的防过充控制方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过上述实施例的电池系统的防过充控制方法，可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电池的充电安全性。
图3为根据本发明一个实施例的电池系统的防过充控制装置的方框示意图，其中，电池系统的防过充控制装置10包括：获取模块1、比较模块2和控制模块3。
其中，获取模块1用于获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻；比较模块2用于将电池实时内阻与相同荷电状态下对应的电池出厂内阻作比较；控制模块3用于根据电池实时内阻与对应的电池出厂内阻比值的不同，对电池采取不同的充电策略。
根据本发明实施例的电池系统的防过充控制装置，控制模块可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电池的充电安全性。
在本发明的一些实施例中，控制模块用于：在电池实时内阻/对应的电池出厂内阻＜第一阈值时，对电池正常充电；在第一阈值≤电池实时内阻/对应的电池出厂内阻小于≤第二阈值时，则将电池的充电电流调整为0.1C；在电池实时内阻/对应的电池出厂内阻＞第二阈值时，则将电池的充电电流调整为0；其中，第一阈值＜第二阈值。可选地，第一阈值为1.2，第二阈值为1.5。
在本发明的一些实施例中，电池出厂内阻预设在电池系统中，获取模块用于：获取电池在不同荷电状态下的电池电压、电池电流、电池温度，根据电池电压、电池电流计算得到电池实时内阻，根据电池温度以及荷电状态查询得到相同电池温度以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻。
需要说明的是，本发明实施例的电池系统的防过充控制装置的具体实现方式与本发明实施例的电池系统的防过充控制方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。
此外，本发明的实施例还提供一种电动车，包括上述的电池系统的防过充控制装置。
根据本发明实施例的电动车，通过上述的电池系统的防过充控制装置，可通过电池实时内阻判断电池的健康状态，并根据电池的健康状态匹配对应的充电策略，从而在电池材料结构突变或存在缺陷时，及时改变充电策略，从而有利于防止电池过充，以及电池过充引发的热失控，进而有利于提升电动车的安全性。
需要说明的是，处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。
另外，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
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。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
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 (10)
1.一种电池系统的防过充控制方法，其特征在于，包括：
获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻；
将所述电池实时内阻与相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻作比较；
根据所述电池实时内阻与对应的所述电池出厂内阻比值的不同，对所述电池采取不同的充电策略。
2.根据权利要求1所述的电池系统的防过充控制方法，其特征在于，所述根据所述电池实时内阻与对应的所述电池出厂内阻比值的不同，对所述电池采取不同的充电策略，包括：
在所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻＜第一阈值时，对所述电池正常充电；
在第一阈值≤所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻小于≤第二阈值时，则将所述电池的充电电流调整为0.1C；
在所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻＞第二阈值时，则将所述电池的充电电流调整为0；
其中，所述第一阈值＜所述第二阈值。
3.根据权利要求2所述的电池系统的防过充控制方法，其特征在于，所述第一阈值为1.2，所述第二阈值为1.5。
4.根据权利要求1所述的电池系统的防过充控制方法，其特征在于，所述电池出厂内阻预设在所述电池系统中，所述获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻，包括：
获取电池在不同荷电状态下的电池电压、电池电流、电池温度，根据所述电池电压、所述电池电流计算得到所述电池实时内阻，根据所述电池温度以及所述荷电状态查询得到相同电池温度以及相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻。
5.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的电池系统的防过充控制方法。
6.一种电池系统的防过充控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取电池在不同荷电状态下的电池实时内阻以及相同荷电状态下对应的电池出厂内阻；
比较模块，用于将所述电池实时内阻与相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻作比较；
控制模块，用于根据所述电池实时内阻与对应的所述电池出厂内阻比值的不同，对所述电池采取不同的充电策略。
7.根据权利要求6所述的电池系统的防过充控制装置，其特征在于，所述控制模块用于：
在所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻＜第一阈值时，对所述电池正常充电；
在第一阈值≤所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻小于≤第二阈值时，则将所述电池的充电电流调整为0.1C；
在所述电池实时内阻/对应的所述电池出厂内阻＞第二阈值时，则将所述电池的充电电流调整为0；
其中，所述第一阈值＜所述第二阈值。
8.根据权利要求7所述的电池系统的防过充控制装置，其特征在于，所述第一阈值为1.2，所述第二阈值为1.5。
9.根据权利要求6所述的电池系统的防过充控制装置，其特征在于，所述电池出厂内阻预设在所述电池系统中，所述获取模块用于：获取电池在不同荷电状态下的电池电压、电池电流、电池温度，根据所述电池电压、所述电池电流计算得到所述电池实时内阻，根据所述电池温度以及所述荷电状态查询得到相同电池温度以及相同荷电状态下对应的所述电池出厂内阻。
10.一种电动车，其特征在于，包括权利要求6-9中任一项所述的电池系统的防过充控制装置。
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