CN113858955A - Bms控制策略优化方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

Bms控制策略优化方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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CN113858955A CN202111082193.6A CN202111082193A CN113858955A CN 113858955 A CN113858955 A CN 113858955A CN 202111082193 A CN202111082193 A CN 202111082193A CN 113858955 A CN113858955 A CN 113858955A
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刘学晶
王继天
张亮
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Abstract

本发明提供一种BMS控制策略优化方法、装置、设备及可读存储介质，BMS控制策略优化方法包括：基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；以所述最优控制策略替换现有控制策略；根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。本发明通过调整动力电池管理系统中电池包的控制策略，可以在电池的全生命周期更合理的使用动力电池，以提高动力电池的使用安全性。

Description

BMS控制策略优化方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及动力电池控制技术领域，尤其涉及一种BMS控制策略优化方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
现有新能源电动车的动力电池的开发上，BMS即动力电池管理系统的控制策略，包括动力电池全生命周期的质量安全标准与国内新能源基础设施都不够完善，导致新能源汽车中动力电池的使用容易超出安全使用边界，并且会存在终端用户在动力电池质保寿命的基础之外，擅自将私家车用作出行版的情况，从而导致新能源汽车中的动力电池极易出现超期服役的情况，使得动力电池各项性能严重退化，不仅影响驾驶体验，同时增加耗损期失效概率，极端情况下可能会出现无法具体界定的安全风险，从而影响动力电池使用安全性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种BMS控制策略优化方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决现有BMS的控制策略使得动力电池在全生命周期不能被合理使用，从而影响动力电池使用安全性的技术问题。
第一方面，本发明提供一种BMS控制策略优化方法，所述BMS控制策略优化方法包括以下步骤：
基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；
以所述最优控制策略替换现有控制策略；
根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。
可选的，所述控制策略包括电池包的水冷策略、充电策略及可用电量调整策略。
可选的，所述基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略的步骤包括：
根据不同的电池包水冷策略与电池包温升的对应关系，得到最优水冷策略；
根据不同的电池包充电策略与电池包温升的对应关系，得到最优充电策略；
根据不同的车辆累计行驶里程所处的数值范围与电池包可用电量的匹配关系，得到最优可用电量调整策略；
综合所述最优水冷策略、最优充电策略以及最优可用电量调整策略，得到最优控制策略。
可选的，当所述控制策略为电池包的水冷策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
根据所述最优水冷策略，在不同工况下以第一预设温度开启电池包的水冷冷却，并在第二预设温度关闭电池包的水冷冷却，以降低电池包的温升，其中，行驶与快充工况下的最优水冷策略中第一预设温度小于现有水冷策略中第一预设温度，最优水冷策略中第二预设温度小于现有水冷策略中第二预设温度。
可选的，当所述控制策略为电池包的充电策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
根据所述最优充电策略，在监测到不同的电池包温度时，以对应的充电倍率与充电电流给电池包充电，其中，在电池包处于预设温度范围时，所述最优充电策略中的电池包的充电倍率小于现有充电策略中的电池包的充电倍率，最优充电策略中电池包的充电电流小于现有充电策略中电池包的充电电流。
可选的，当所述控制策略为电池包的可用电量调整策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
获取车辆累计行驶里程；
根据所述最优可用电量调整策略，调整所述车辆累计行驶里程下对应的电池包的可用电量。
第二方面，本发明还提供一种BMS控制策略优化装置，所述BMS控制策略优化装置包括：
获取模块，用于基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；
替换模块，用于以所述最优控制策略替换现有控制策略；
控制模块，用于根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。
可选的，所述控制策略包括电池包的水冷策略、充电策略及可用电量调整策略。
可选的，所述基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略，所述获取模块，用于：
根据不同的电池包水冷策略与电池包温升的对应关系，得到最优水冷策略；
根据不同的电池包充电策略与电池包温升的对应关系，得到最优充电策略；
根据不同的车辆累计行驶里程所处的数值范围与电池包可用电量的匹配关系，得到最优可用电量调整策略；
综合所述最优水冷策略、最优充电策略以及最优可用电量调整策略，得到最优控制策略。
可选的，当所述控制策略为电池包的水冷策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理，所述控制模块，用于：
根据所述最优水冷策略，在不同工况下以第一预设温度开启电池包的水冷冷却，并在第二预设温度关闭电池包的水冷冷却，以降低电池包的温升，其中，行驶与快充工况下的最优水冷策略中第一预设温度小于现有水冷策略中第一预设温度，最优水冷策略中第二预设温度小于现有水冷策略中第二预设温度。
可选的，当所述控制策略为电池包的充电策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理，所述控制模块，用于：
根据所述最优充电策略，在监测到不同的电池包温度时，以对应的充电倍率与充电电流给电池包充电，其中，在电池包处于预设温度范围时，所述最优充电策略中的电池包的充电倍率小于现有充电策略中的电池包的充电倍率，最优充电策略中电池包的充电电流小于现有充电策略中电池包的充电电流。
可选的，当所述控制策略为电池包的可用电量调整策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理，所述控制模块，用于：
获取车辆累计行驶里程；
根据所述最优可用电量调整策略，调整所述车辆累计行驶里程下对应的电池包的可用电量。
第三方面，本发明还提供一种BMS控制策略优化设备，所述BMS控制策略优化设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的BMS控制策略优化程序，其中所述BMS控制策略优化程序被所述处理器执行时，实现如上述所述的BMS控制策略优化方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有BMS控制策略优化程序，其中所述BMS控制策略优化程序被处理器执行时，实现如上述所述的BMS控制策略优化方法的步骤。
本发明通过基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；以所述最优控制策略替换现有控制策略；根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。本发明通过调整动力电池管理系统中电池包的控制策略，可以在电池的全生命周期更合理的使用动力电池，以提高动力电池的使用安全性。
附图说明
图1为本发明实施例方案中涉及的BMS控制策略优化设备的硬件结构示意图；
图2为本发明BMS控制策略优化方法一实施例的流程示意图；
图3为本发明BMS控制策略优化装置一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一方面，本发明实施例提供一种BMS控制策略优化设备。
参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的BMS控制策略优化设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，BMS控制策略优化设备可以包括处理器1001(例如中央处理器Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真WIreless-FIdelity，WI-FI接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random access memory，RAM)，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
继续参照图1，图1中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及BMS控制策略优化程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的BMS控制策略优化程序，并执行本发明实施例提供的BMS控制策略优化方法。
第二方面，本发明实施例提供了一种BMS控制策略优化方法。
参照图2，图2为本发明BMS控制策略优化方法一实施例的流程示意图。
在本发明BMS控制策略优化方法一实施例中，BMS控制策略优化方法包括：
步骤S10，基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；
本实施例中，动力电池管理系统BMS采集不同控制策略下电池包的电池实时数据，包括电流值、电压值、温度值、电阻值、压力值及整车报文，从而得到不同控制策略下电池包的运行状态，从而得到成本更经济并对整车电池包使用更合理的最优控制策略。
进一步，一实施例中，所述控制策略包括电池包的水冷策略、充电策略及可用电量调整策略。
本实施例中，动力电池管理系统BMS对动力电池的控制策略包括对电池包的水冷策略从而控制不同工况下电池包的温升，对电池包的充电策略从而与充电桩通讯后调整充电倍率及充电电流，以合理提高电池包的可使用寿命，以及对电池包的可用电量调整策略从而调整不同整车里程下的车辆实际可用电量来降低在电池包质保寿命外，电池包过度使用失效而带来的危险工况。
进一步，一实施例中，所述基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略的步骤包括：
根据不同的电池包水冷策略与电池包温升的对应关系，得到最优水冷策略；
根据不同的电池包充电策略与电池包温升的对应关系，得到最优充电策略；
根据不同的车辆累计行驶里程所处的数值范围与电池包可用电量的匹配关系，得到最优可用电量调整策略；
综合所述最优水冷策略、最优充电策略以及最优可用电量调整策略，得到最优控制策略。
本实施例中，根据不同的电池包水冷策略与电池包温升的对应关系，如在其他控制策略均一致的情况下，不同水冷开启关闭温度以及水冷持续时间对电池包的温升影响，得到最优水冷策略。根据不同的电池包充电策略与电池包温升的对应关系，如在其他控制策略均一致的情况下，在不同温度下以不同充电倍率与充电电流对电池包充电时的温升影响，得到最优充电策略。根据不同的车辆累计行驶里程所处的数值范围与电池包可用电量的匹配关系，如在其他控制策略均一致的情况下不同的车辆累计行驶里程对应的电池包的安全的实际可用电量，得到最优可用电量调整策略。综合上述最优水冷策略、最优充电策略以及最优可用电量调整策略，可以得到对整车电池包的最优控制策略。
步骤S20，以所述最优控制策略替换现有控制策略；
本实施例中，将最优的控制策略包括最优水冷策略、最优充电策略及最优可用电量调整策略，分别对应替换动力电池管理系统中现有的控制策略中的水冷策略、充电策略及可用电量调整策略。
步骤S30，根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。
本实施例中，动力电池管理系统采集电池包的电池实时数据，包括电流值、电压值、温度值、电阻值、压力值及整车报文，并通过电池包实时数据判断电池包的状态后，根据最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。
进一步，一实施例中，当所述控制策略为电池包的水冷策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
根据所述最优水冷策略，在不同工况下以第一预设温度开启电池包的水冷冷却，并在第二预设温度关闭电池包的水冷冷却，以降低电池包的温升，其中，行驶与快充工况下的最优水冷策略中第一预设温度小于现有水冷策略中第一预设温度，最优水冷策略中第二预设温度小于现有水冷策略中第二预设温度。
本实施例中，根据所述最优水冷策略，在不同工况下，当动力电池管理系统采集到的电池包的整包温度值达到水冷开启的第一预设温度时，则传递开启水冷指令给整车控制器，整车控制器接收指令后开启水冷；当电池管理系统采集到的电池包的整包温度值达到水冷关闭的第二预设温度时，传递关闭水冷指令给整车控制器，整车控制器接收指令后关闭水冷，其中，所述最优水冷策略与现有水冷策略如表1所示，行驶与快充工况下的最优水冷策略中第一预设温度小于现有水冷策略中第一预设温度，最优水冷策略中第二预设温度小于现有水冷策略中第二预设温度，最优水冷策略对比于现有水冷策略，电池包的水冷冷却的时间延长，从而更好的维持电池包的温度在一个较低的水平。
表1
Figure BDA0003264472500000071
Figure BDA0003264472500000081
进一步，一实施例中，当所述控制策略为电池包的充电策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
根据所述最优充电策略，在监测到不同的电池包温度时，以对应的充电倍率与充电电流给电池包充电，其中，在电池包处于预设温度范围时，所述最优充电策略中的电池包的充电倍率小于现有充电策略中的电池包的充电倍率，最优充电策略中电池包的充电电流小于现有充电策略中电池包的充电电流。
本实施例中，当处于快充或慢充的充电工况时，根据所述最优充电策略，在监测到不同的电池包温度时，以对应的充电倍率与充电电流给电池包充电，其中，在电池包处于预设温度范围时，最优充电策略中的电池包的充电倍率小于现有充电策略中的电池包的充电倍率，最优充电策略中电池包的充电电流小于现有充电策略中电池包的充电电流，从而合理延长充电时间以控制当电池包处于充电工况时的温升，以提高电池包的使用寿命。
进一步，一实施例中，当所述控制策略为电池包的可用电量调整策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
获取车辆累计行驶里程；
根据所述最优可用电量调整策略，调整所述车辆累计行驶里程下对应的电池包的可用电量。
本实施例中，获取车辆当前的累计行驶里程，根据所述最优可用电量调整策略，调整车辆当前累计行驶里程下对应的电池包的可用电量。对可用电量的调整相当于在电池质保寿命之外，限制私家车做出行版滥用，会导致电池包过度使用而失效从而在行驶或充电工况下产生危险工况的出现，从而提高动力电池使用的安全性，其中，所述最优可用电量的调整策略如表2所示，表中SOC区间即为动力电池的实际荷电状态，针对不同车辆累计行驶里程的实际荷电状态的调整，即对电池整包的可用电量的调整，如表2中所示，当车辆累计行驶里程到达15W公里时，即达到电池包的质保寿命时，电池包可用电量上限从88％逐渐线性降低到车辆累计行驶里程到达30W公里时的70％，来限制电池包的过度使用，当车辆累计行驶里程到达30W公里时，电池包可用电量上限从70％逐渐线性降低到车辆累计行驶里程到达50W公里时的40％，并在车辆累计行驶里程达到50W公里后保持电池包可用电量上限为40％，进一步限制电池包的过度使用。
表2
Figure BDA0003264472500000091
本实施例中，基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；以所述最优控制策略替换现有控制策略；根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。本发明通过调整动力电池管理系统中电池包的控制策略，可以在电池的全生命周期更合理的使用动力电池，以提高动力电池的使用安全性。
第三方面，本发明实施例还提供一种BMS控制策略优化装置。
参照图3，BMS控制策略优化装置一实施例的功能模块示意图。
本实施例中，所述BMS控制策略优化装置包括：
获取模块10，用于基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；
替换模块20，用于以所述最优控制策略替换现有控制策略；
控制模块30，用于根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。
进一步，一实施例中，所述控制策略包括电池包的水冷策略、充电策略及可用电量调整策略。
进一步，一实施例中，所述基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略，所述获取模块10，用于：
根据不同的电池包水冷策略与电池包温升的对应关系，得到最优水冷策略；
根据不同的电池包充电策略与电池包温升的对应关系，得到最优充电策略；
根据不同的车辆累计行驶里程所处的数值范围与电池包可用电量的匹配关系，得到最优可用电量调整策略；
综合所述最优水冷策略、最优充电策略以及最优可用电量调整策略，得到最优控制策略。
进一步，一实施例中，当所述控制策略为电池包的水冷策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理，所述控制模块30，用于：
根据所述最优水冷策略，在不同工况下以第一预设温度开启电池包的水冷冷却，并在第二预设温度关闭电池包的水冷冷却，以降低电池包的温升，其中，行驶与快充工况下的最优水冷策略中第一预设温度小于现有水冷策略中第一预设温度，最优水冷策略中第二预设温度小于现有水冷策略中第二预设温度。
进一步，一实施例中，当所述控制策略为电池包的充电策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理，所述控制模块30，用于：
根据所述最优充电策略，在监测到不同的电池包温度时，以对应的充电倍率与充电电流给电池包充电，其中，在电池包处于预设温度范围时，所述最优充电策略中的电池包的充电倍率小于现有充电策略中的电池包的充电倍率，最优充电策略中电池包的充电电流小于现有充电策略中电池包的充电电流。
进一步，一实施例中，当所述控制策略为电池包的可用电量调整策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理，所述控制模块30，用于：
获取车辆累计行驶里程；
根据所述最优可用电量调整策略，调整所述车辆累计行驶里程下对应的电池包的可用电量。
其中，上述BMS控制策略优化装置中各个模块的功能实现与上述BMS控制策略优化方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。
本发明可读存储介质上存储有BMS控制策略优化程序，其中所述BMS控制策略优化程序被处理器执行时，实现如上述的BMS控制策略优化方法的步骤。
其中，BMS控制策略优化程序被执行时所实现的方法可参照本发明BMS控制策略优化方法的各个实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种BMS控制策略优化方法，其特征在于，所述BMS控制策略优化方法包括：
基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；
以所述最优控制策略替换现有控制策略；
根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。
2.如权利要求1所述的BMS控制策略优化方法，其特征在于，所述控制策略包括电池包的水冷策略、充电策略及可用电量调整策略。
3.如权利要求1所述的BMS控制策略优化方法，其特征在于，所述基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略的步骤包括：
根据不同的电池包水冷策略与电池包温升的对应关系，得到最优水冷策略；
根据不同的电池包充电策略与电池包温升的对应关系，得到最优充电策略；
根据不同的车辆累计行驶里程所处的数值范围与电池包可用电量的匹配关系，得到最优可用电量调整策略；
综合所述最优水冷策略、最优充电策略以及最优可用电量调整策略，得到最优控制策略。
4.如权利要求1所述的BMS控制策略优化方法，其特征在于，当所述控制策略为电池包的水冷策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
根据所述最优水冷策略，在不同工况下以第一预设温度开启电池包的水冷冷却，并在第二预设温度关闭电池包的水冷冷却，以降低电池包的温升，其中，行驶与快充工况下的最优水冷策略中第一预设温度小于现有水冷策略中第一预设温度，最优水冷策略中第二预设温度小于现有水冷策略中第二预设温度。
5.如权利要求1所述的BMS控制策略优化方法，其特征在于，当所述控制策略为电池包的充电策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
根据所述最优充电策略，在监测到不同的电池包温度时，以对应的充电倍率与充电电流给电池包充电，其中，在电池包处于预设温度范围时，所述最优充电策略中的电池包的充电倍率小于现有充电策略中的电池包的充电倍率，最优充电策略中电池包的充电电流小于现有充电策略中电池包的充电电流。
6.如权利要求1所述的BMS控制策略优化方法，其特征在于，当所述控制策略为电池包的可用电量调整策略时，所述根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理的步骤包括：
获取车辆累计行驶里程；
根据所述最优可用电量调整策略，调整所述车辆累计行驶里程下对应的电池包的可用电量。
7.一种BMS控制策略优化装置，其特征在于，所述BMS控制策略优化装置包括：
获取模块，用于基于不同控制策略下电池包的运行状态，得到最优控制策略；
替换模块，用于以所述最优控制策略替换现有控制策略；
控制模块，用于根据所述最优控制策略，进行电池包全生命周期管理。
8.如权利要求7所述的BMS控制策略优化装置，其特征在于，所述控制策略包括电池包的水冷策略、充电策略及可用电量调整策略。
9.一种BMS控制策略优化设备，其特征在于，所述BMS控制策略优化设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的BMS控制策略优化程序，其中所述BMS控制策略优化程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的BMS控制策略优化方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有BMS控制策略优化程序，其中所述BMS控制策略优化程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的BMS控制策略优化方法的步骤。
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