CN113263951B - 一种电池控制方法和相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种电池控制方法，所述方法包括：获取目标列车对应的目标运行状态；根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及所述目标运行状态，确定目标电池模块数量；将所述目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为所述目标电池模块数量。处理设备可以基于列车所需的运行状态对列车中处于工作状态的电池模块数量进行动态调节，从而可以使每一个处于工作状态的电池模块都能够具有较为合理的输出功率，提高功率控制的合理性，延长电池系统寿命。

Description

一种电池控制方法和相关装置
技术领域
本申请涉及能源管理技术领域，特别是涉及一种电池控制方法和相关装置。
背景技术
列车是人们日常出行中常用的出行工具，例如乘坐火车、地铁等。随着能源技术的不断提高，越来越多的列车选择采用更加环保、节能的电池作为供能模块进行运行。
相关技术中，由于列车运行过程中的运行状态可能经常发生改变，而对于电池模块并没有做到良好的功率控制，因此容易造成能源浪费、电池寿命缩短等问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电池控制方法，处理设备可以基于列车所需的运行状态对列车中处于工作状态的电池模块数量进行动态调节，从而可以使每一个处于工作状态的电池模块都能够具有较为合理的输出功率，提高功率控制的合理性，延长电池系统寿命。
本申请实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例公开了一种电池控制方法，所述方法包括：
获取目标列车对应的目标运行状态；
根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及所述目标运行状态，确定目标电池模块数量；
将所述目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为所述目标电池模块数量。
第二方面，本申请实施例公开了一种电池控制装置，所述装置包括第一获取单元、确定单元和第一调整单元：
所述第一获取单元，用于获取目标列车对应的目标运行状态；
所述确定单元，用于根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及所述目标运行状态，确定目标电池模块数量；
所述第一调整单元，用于将所述目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为所述目标电池模块数量。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池控制系统，所述系统包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储计算机程序，并将所述计算机程序传输给所述处理器：
所述处理器用于根据所述计算机程序中的指令执行第一方面中所述的电池控制方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种轨道交通车辆，包括第三方面中所述的电池控制系统，还包括整车控制器：
所述整车控制器，用于监控所述电池控制系统。
由上述技术方案可以看出，本申请提供了一种电池控制方法，在目标列车运行时，处理设备可以实时获取目标列车对应的目标运行状态，然后根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及该目标运行状态，确定目标电池模块数量，该目标电池模块数量即为使目标列车达到该目标运行状态所需的电池模块数量。随后，处理设备可以将该目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为该目标电池模块数量，从而使该目标列车能够达到该目标运行状态，实现了对目标列车运行状态的动态调节和对电池模块的合理运用，降低了能源浪费，提高了额电池模块的使用效率和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电池控制方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种电池控制方法的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电池控制方法的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种实际应用场景中电池控制方法的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种实际应用场景中电池控制方法的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电池控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
对列车的电池进行良好控制是保障列车运行的重要环节。在相关技术中，列车通常是由全部电池模块一同进行供能，列车所需的运行能量由全部电池模块进行分摊，因此即使列车处于较低的运行功率时，也有较多的电池模块处于功率较低的工作状态，这就会导致电池工作效率地下，容易降低电池寿命。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电池控制方法，处理设备可以基于列车所需的运行状态对列车中处于工作状态的电池模块数量进行动态调节，从而可以使每一个处于工作状态的电池模块都能够具有较为合理的输出功率，提高功率控制的合理性，延长电池系统寿命。
可以理解的是，该方法可以应用于处理设备上，该处理设备为具有电池控制功能的处理设备，例如可以是具有电池控制功能的终端设备或服务器。该方法可以由终端设备独立执行，也可以应用于终端设备和服务器通信的网络场景，通过终端设备和服务器配合运行。其中，终端设备可以为台式计算机等设备。服务器可以理解为是应用服务器，也可以为Web服务器，在实际部署时，该服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统。终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请在此不做限制。
接下来，将结合附图，对本申请实施例提供的一种电池控制方法进行介绍。
参见图1，图1为本申请实施例提供的一种电池控制方法的流程图，该方法包括：
S101：获取目标列车对应的目标运行状态。
其中，目标列车可以为任意一个具有电池模块的列车。为了使目标列车中的每一个电池模块都能以较高的输出功率进行工作，处理设备首先需要需要获知目标列车所需要的输出功率。因此，处理设备首先可以获取目标列车对应的目标运行状态，该运行状态是指能够体现出目标列车所需输出功率的运行状态。
S102：根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及目标运行状态，确定目标电池模块数量。
处理设备可以预先设置好运行状态和电池数量之间的对应关系，该对应关系可以是根据历史数据确定出的，也可以是根据相关人员的经验设定的，此处不做限定。
在获取目标运行状态后，处理设备可以根据运行状态和电池数量之间的对应关系，确定目标电池模块数量，该目标电池模块数量是指在每一个处于工作状态的电池都能够输出较为合理的输出功率的情况下，满足目标运行状态所需要的电池数量。其中，运行状态可以包括多种，在一种可能的实现方式中，该运行状态可以包括运行速度、运行功率中的任意一种或多种的组合。
例如，在一种可能的实现方式中，如图2所示，电池模块可以为燃料电池模块，处理设备可以监视列车运行速度和燃料电池模块的输出功率，该输出功率即为当前列车的运行功率。在该实现方式中，处理设备在设定对应关系时，可以预设一个预设速度和预设功率，当处理设备监测到列车运行速度不大于预设速度且输出功率不大于预设功率时，对应的电池模块数量可以为1，处理设备可以设置只启动一个模块，从而只需要一个燃料电池模块处于较为合理的输出功率下即可满足列车需求；若检测到列车运行速度大于预设速度或输出功率大于预设功率时，对应的电池模块数量可以为全部电池模块，处理设备可以启动所有剩余的燃料电池模块，为列车提供较为充足的输出功率。
S103：将目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为目标电池模块数量。
上已述及，目标电池模块数量是指在每一个处于工作状态的电池都能够输出较为合理的输出功率的情况下，满足目标运行状态所需要的电池数量，因此，在确定出目标电池模块数量后，处理设备可以将目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为目标电池模块数量。
由上述技术方案可以看出，本申请提供了一种电池控制方法，在目标列车运行时，处理设备可以实时获取目标列车对应的目标运行状态，然后根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及该目标运行状态，确定目标电池模块数量，该目标电池模块数量即为使目标列车达到该目标运行状态所需的电池模块数量。随后，处理设备可以将该目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为该目标电池模块数量，从而使该目标列车能够达到该目标运行状态，实现了对目标列车运行状态的动态调节和对电池模块的合理运用，降低了能源浪费，提高了额电池模块的使用效率和使用寿命。
为了进一步提高电池模块的使用寿命和使用效率，在一种可能的实现方式中，该目标列车中的全部电池模块对应的冷却回路由同一冷却液连通。从而，在有部分电池模块处于工作状态时，该部分电池模块工作产生的温度可以通过冷却液带到其他未处于工作状态的电池模块中，进而可以使所有电池模块都处于合适的温度，在需要进入工作状态时，由于电池模块的温度较为适宜，因此可以较为快速的提高输出功率到合理的数值，避免了在温度较低的情况下，输出功率快速变化导致电池模块寿命损耗较快的问题。
此外，为了对冷却液的温度进行合理控制，在一种可能的实现方式中，处理设备可以对实时获取冷却液的温度，并基于冷却液的温度来确定冷却液流经的通路。
首先，处理设备可以获取冷却液对应的冷却液温度，并预先设置第一温度阈值和第二温度阈值。若确定冷却液温度高于第一温度阈值，则说明此时冷却液的温度过高，需要降温。此时，处理设备可以控制冷却液流经降温回路，该降温回路包括散热器，该散热器用于对冷却液进行降温。若确定冷却液温度低于第二温度阈值，则说明冷却液温度较低，需要升温。此时，处理设备可以控制冷却液流经升温回路，该升温回路包括加热器，该加热器用于对冷却液进行升温。值得注意的是，该降温回路和升温回路为不同回路，即冷却液同时只能选择降温或升温中的一种方式进行处理。
如图3所示，图3展示了一种冷却液回路的示意图，该冷却液回路包括中冷器、节温器、加热器PTC和散热风扇，其中，节温器可以用于切换冷却液流经回路，加热器PTC位于升温回路中，用于给冷却液进行升温；散热风扇位于降温回路，用于给冷却液进行降温。此外，中冷器可以用于冷却高温压缩空气，通过充分吸收热量使冷却液温度迅速上升。
除了基于温度来判断冷却液的流经回路外，处理设备还可以根据其他的需求来对冷却液进行控制。例如，在一种可能的实现方式中，处理设备可以获取目标列车对应的实际电池输出总功率，并将该实际电池输出总功率与电池功率阈值进行比较，该电池功率阈值用于判断电池是否工作在良好状态下。
若该实际输出总功率低于电池功率阈值，则说明目前电池模块工作的功率较低，此时，处理设备可以控制冷却液流入升温回路，从而使中冷器等升温设备可以为冷却液进行升温，进而使冷却液流经电池模块时可以提高电池模块的温度，进而可以提升电池模块的输出功率。
此外，为了贴合实际应用场景，在一种可能的实现方式中，处理设备还可以设置对应不同电池模块工作模式的特殊状态，例如，可以设置有启动加速状态，该启动加速状态是指目标列车刚启动进行加速提速的阶段，由于该阶段是由静止到运动的阶段，因此可能需要较多的电池模块进行功能，基于此，若确定目标列车处于启动加速状态，处理设备可以将目标车辆中的电池模块全部调整为工作状态，从而能够为目标列车提供足够的动力进行加速。
为了便于理解本申请实施例提供的技术方案，接下来，将结合一种实际应用场景，对本申请实施例提供的一种电池控制方法进行介绍。
参见图4，图4为本申请实施例提供的一种实际应用场景中电池控制方法的示意图，该示意图中展示了一种电池系统结构，其中包括n个作为电池模块的电堆模块，该电堆模块可以为氢氧燃料电池。该电池系统架构中包括一套空气供给系统、一套氢气供给系统、一套冷却系统、多个直流变换装置、控制及故障诊断模块。
其中，空气系统、氢气系统和冷却系统与电池模块的接口均配有电磁阀控制通断，每一个直流变换装置可独立启动、停止，控制模块可以用于切换电池模块工作状态，并对电池模块输出的能量进行管理，故障诊断模块可以采集所有电池模块以及目标列车的运行参数，进行电池模块健康状态评估。此外，n个电池模块共用该冷却系统，从而能够使多个电池模块的温度互相流通，使未处于工作状态的电池模块能够受处于工作状态的电池模块温度的影响，而保持在合适的温度下。
如图5所示，图5为本申请提供的一种实际应用场景中电池控制方法的示意图，列车停止运行时，需求功率为0，此时处理设备可以关闭所有电池模块；列车正常运行时，需求功率较高，处理设备可以开启所有电池模块；列车到站时，需求功率较低，处理设备可以只开启一个电池模块，从而，处理设备可以通过基于列车的运行状态来动态调节电池模块的工作状态，实现对电能的有效利用。
基于上述实施例提供的一种电池控制方法，本申请实施例还提供了一种电池控制装置，参见图6，图6为本申请实施例提供的一种电池控制装置600的结构框图，该装置600包括第一获取单元601、确定单元602和第一调整单元603：
第一获取单元601，用于获取目标列车对应的目标运行状态；
确定单元602，用于根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及所述目标运行状态，确定目标电池模块数量；
第一调整单元603，用于将所述目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为所述目标电池模块数量。
在一种可能的实现方式中，所述运行状态包括运行速度、运行功率中的任意一种或多种的组合。
在一种可能的实现方式中，所述目标列车中的全部电池模块对应的冷却回路由同一冷却液连通。
在一种可能的实现方式中，装置600还包括第二获取单元、第一控制单元和第二控制单元：
第二获取单元，用于获取所述冷却液对应的冷却液温度；
第一控制单元，用于若确定所述冷却液温度高于第一温度阈值，控制所述冷却液流经降温回路，所述降温回路包括散热器，所述散热器用于对所述冷却液进行降温；
第二控制单元，用于若确定所述冷却液温度低于第二温度阈值，控制所述冷却液流经升温回路，所述升温回路包括加热器，所述加热器用于对所述冷却液进行升温，所述降温回路与所述升温回路为不同回路。
在一种可能的实现方式中，装置600还包括第三获取单元和第三控制单元：
第三获取单元，用于获取所述目标列车对应的实际电池输出总功率；
第三控制单元，用于若所述实际电池输出总功率低于电池功率阈值，控制所述冷却液流入所述升温回路。
在一种可能的实现方式中，装置600还包括第二调整单元：
第二调整单元，若确定所述目标列车处于启动加速状态，将所述目标车辆中的电池模块全部调整为工作状态。
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；而前述的存储介质可以是下述介质中的至少一种：只读存储器(英文：read-only memory，缩写：ROM)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，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，对于设备及系统实施例而言，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。以上所描述的设备及系统实施例仅仅是示意性的，其中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。
以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标列车对应的目标运行状态；
根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及所述目标运行状态，确定目标电池模块数量；
将所述目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为所述目标电池模块数量；
其中，所述目标电池模块数量为每一个处于工作状态的电池都能够输出较为合理的输出功率的情况下满足目标运行状态所需的电池数量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行状态包括运行速度、运行功率中的任意一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标列车中的全部电池模块对应的冷却回路由同一冷却液连通。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述冷却液对应的冷却液温度；
若确定所述冷却液温度高于第一温度阈值，控制所述冷却液流经降温回路，所述降温回路包括散热器，所述散热器用于对所述冷却液进行降温；
若确定所述冷却液温度低于第二温度阈值，控制所述冷却液流经升温回路，所述升温回路包括加热器，所述加热器用于对所述冷却液进行升温，所述降温回路与所述升温回路为不同回路。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述目标列车对应的实际电池输出总功率；
若所述实际电池输出总功率低于电池功率阈值，控制所述冷却液流入所述升温回路。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若确定所述目标列车处于启动加速状态，将所述目标列车中的电池模块全部调整为工作状态。
7.一种电池控制装置，其特征在于，所述装置包括第一获取单元、确定单元和第一调整单元：
所述第一获取单元，用于获取目标列车对应的目标运行状态；
所述确定单元，用于根据运行状态和电池模块数量之间的对应关系以及所述目标运行状态，确定目标电池模块数量；
所述第一调整单元，用于将所述目标列车中处于工作状态的电池模块数量调整为所述目标电池模块数量；
其中，所述目标电池模块数量为每一个处于工作状态的电池都能够输出较为合理的输出功率的情况下满足目标运行状态所需的电池数量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述运行状态包括运行速度、运行功率中的任意一种或多种的组合。
9.一种电池控制系统，其特征在于，所述系统包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储计算机程序，并将所述计算机程序传输给所述处理器：
所述处理器用于根据所述计算机程序中的指令执行权利要求1-6任意一项所述的电池控制方法。
10.一种轨道交通车辆，其特征在于，包括权利要求9中所述的电池控制系统，还包括整车控制器：
所述整车控制器，用于监控所述电池控制系统。
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