CN114506243B - 车载电池系统的功率控制方法及车载电池管理装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车载电池系统的功率控制方法及车载电池管理装置。该方法包括：在车载电池系统放电过程中，检测所述车载电池系统的电压和所述车载电池系统的输出功率；若所述车载电池系统的电压未超过设定电压阈值，则控制所述输出功率为额定输出功率；若所述车载电池系统的电压超过所述设定电压阈值，则输出降低所述输出功率的请求，以使整车控制器降低所述输出功率。本申请通过车载电池系统的电压对输出功率进行限制，能够有效利用车载电池系统的能量，提高了车载电池系统能量利用率。

Description

车载电池系统的功率控制方法及车载电池管理装置

技术领域

本申请涉及电池系统领域，尤其涉及一种车载电池系统的功率控制方法及车载电池管理装置。

背景技术

由于石油能源短缺及环境污染问题比较严重，新能源汽车得到了广泛的应用。新能源汽车包括混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车及其他新能源电动汽车等。电池系统在电动汽车中发挥着重要作用。

在新能源汽车行驶过程中，为有效利用车载电池系统的电量，需要控制车载电池系统的输出功率。现有技术通过对电池荷电状态(State of Charge，SOC)进行估计，根据估计的SOC对车载电池系统的输出功率进行限制。

由于对车载电池系统估计电池荷电状态准确率较低，导致车载电池系统能量利用率较低。

发明内容

本申请提供一种车载电池系统的功率控制方法及车载电池管理装置，用以解决车载电池系统能力利用率较低的问题。

第一方面，本申请提供一种车载电池系统的功率控制方法，包括：

在车载电池系统放电过程中，检测车载电池系统的电压和车载电池系统的输出功率；

若车载电池系统的电压未超过设定电压阈值，则控制输出功率为额定输出功率；

若车载电池系统的电压超过设定电压阈值，则输出降低输出功率的请求，以使整车控制器降低输出功率。

第二方面，本申请提供一种车载电池管理装置，包括：

检测模块，用于在车载电池系统放电过程中，检测车载电池系统的电压和车载电池系统的输出功率；

控制模块，用于若车载电池系统的电压未超过设定电压阈值，则控制输出功率为额定输出功率；

输出模块，用于若车载电池系统的电压超过设定电压阈值，则输出降低输出功率的请求，以使整车控制器降低输出功率。

第三方面，本申请提供一种车载电池管理装置，包括：处理器、存储器，存储器中存储代码，处理器运行存储器中存储的代码，以执行如第一方面任一项的车载电池系统的功率控制方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面任一项的车载电池系统的功率控制方法。

第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项的车载电池系统的功率控制方法。

本申请提供的一种车载电池系统的功率控制方法及车载电池管理装置，在车载电池系统放电过程中，检测车载电池系统的电压和车载电池系统的输出功率，并将车载电池系统的电压与预设的电压阈值进行比较，当车载电池系统的电压未超过设定的电压阈值，则控制车载电池系统的输出功率为额定输出功率。当车载电池系统的电压超过设定的电压阈值，则输出降低输出功率的请求，使整车控制器降低车载电池系统的输出功率。在车载电池系统放电过程中，本申请提供的方法通过车载电池系统的电压对输出功率进行限制，能够有效利用车载电池系统的能量，避免了因低估车载电池系统的荷电状态导致车载电池系统的能量无法充分利用，提高了车载电池系统能量利用率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种车载电池系统的功率控制方法流程图一；

图2为本申请实施例提供的一种车载电池系统的功率控制方法流程图二；

图3为本申请实施例提供的一种车载电池系统的功率控制场景示意图；

图4为本申请实施例提供的一种车载电池系统的功率控制方法流程图三；

图5为本申请实施例提供的一种车载电池管理装置示意图一；

图6为本申请实施例提供的一种车载电池管理装置示意图二。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

随着新能源汽车的日益发展，车载电池系统也受到了广泛的关注。为有效利用车载电池系统的电量，在车载电池放电为车辆行驶提供动力的过程中，需要对车载电池系统的输出功率进行控制。现有技术是基于车载电池系统的荷电状态控制车载电池系统的输出功率，但是由于估计车载电池系统的荷电状态时会出现低估或高估的情况。如果高估了车载电池系统的荷电状态，车载电池系统的输出功率会较大，从而对车载电池系统的电芯造成损伤。如果低估了车载电池系统的荷电状态，估计荷电为0，而实际上车载电池系统中仍存在一定的电量，导致车载电池系统能量利用率较低。

本申请实施例提供一种车载电池系统的功率控制方法，在车载电池系统放电的过程中，电池管理系统检测车载电池系统的电压和输出功率，并根据车载电池系统的电压对输出功率进行控制。将车载电池系统的电压与设定的电压阈值进行比较，若车载电池系统的电压没有达到设定的电压阈值，则控制车载电池系统的输出功率为额定输出功率。如果车载电池系统的电压达到设定的电压阈值，电池管理系统则输出降低输出功率的请求，使整车控制器降低车载电池系统的输出功率。本申请提供的方法无需车载电池系统的荷电状态，而是通过实时检测获得的车载电池系统的电压对车载电池系统的输出功率进行控制，能够有效利用车载电池系统的能量，提高了车载电池系统能量利用率。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图1为本申请实施例提供的一种车载电池系统的功率控制方法流程图一，本实施例的方法执行主体可以是电池管理系统，如图1所示，本方法可以包括：

S101：在车载电池系统放电过程中，检测车载电池系统的电压和车载电池系统的输出功率。

车载电池系统包含多个单个电池，因此车载电池系统的电压可以是车载电池系统中最低单个电池的电压、平均单个电池的电压或车载电池系统的总电压。

车载电池系统放电过程，即电池系统向汽车其他系统提供电能进而为车辆提供动力的过程。在车载电池系统放电过程中，电池管理系统可以实时检测车载电池系统的电压和输出功率，其中，对车载系统电压的检测，即为检测车载电池系统中最低单个电池的电压、平均单个电池的电压或车载电池系统的总电压。输出功率的检测可以是检测车载电池系统的总输出功率、车载电池系统的总电流、平均单个电池的电流。

S102：若车载电池系统的电压未超过设定电压阈值，则控制输出功率为额定输出功率。

在车载电池系统放电的过程中，车载电池系统的电压值是逐渐减小的，因此可以将车载电池系统的电压值作为对车载电池系统输出功率进行限制的判断条件。设定的电压阈值可以是确定的数值，也可以是某一特定的区间。电压阈值可以根据电流倍率、电芯温度、环境温度、功能状态及压差等因素的变化而变化。

为保证车载电池系统的电量能够充分利用，可以设置多个电压阈值，对车载电池系统的输出功率进行多次限制。可以理解的，多个电压阈值随着限制输出功率的次数逐渐降低。

额定输出功率可以是车载电池系统在当前能够允许的最大的输出功率。

S103：若车载电池系统的电压超过设定电压阈值，则输出降低输出功率的请求，以使整车控制器降低输出功率。

对车载电池系统的输出功率进行限制，可以直接降低车载电池系统的输出功率，还可以通过降低车载电池系统的电流进而降低输出功率。在对车载电池系统的输出功率或电流进行限制时，可以将输出功率或电流限制到某一特定的功率值或电流值，还可以按一定比例对输出功率和电流进行限制。

整车控制器是控制车辆运行的控制设备，可以接收车载电池系统输出的降低输出功率的请求，并对车载电池系统的电流或输出功率进行限制。

本申请实施例提供的一种车载电池系统的功率控制方法，在车载电池系统放电过程中，电池管理系统检测车载电池系统的电压和输出功率，当车载电池系统的电压超过设定电压阈值，则输出降低输出功率的请求，使得整车控制器降低车载电池系统的输出功率。本申请提供的方法基于车载电池系统的电压对车载电池系统的输出功率进行限制，避免了因低估车载电池系统的荷电状态导致车载电池系统的能量无法充分利用的情况，提高了车载电池系统的能量利用率。

在上述实施例的基础上，下面提供一个实施例，对车载电池系统的电压超过设定电压阈值后，电池管理系统输出降低输出功率的请求，使整车控制器降低输出功率的过程进行详细描述。

图2为本申请实施例提供的一种车载电池系统的功率控制方法流程图二，具体如下：

S201：确定车载电池系统最近设定时间内降低输出功率的次数。

可以根据车载电池系统允许输出功率和用户实际需求确定降低车载电池系统输出功率的次数。

最近设定时间可以为车载电池系统最近一次充满电量后的时间。

S202：根据次数确定当前设定电压的阈值，当前设定电压的阈值根据次数的增加降低。

由于车载电池系统不断放电，车载电池系统的电压值是不断降低的，因此若需要对车载电池系统的输出功率进行多次限制，确定的多个电压阈值根据次数的增加不断降低。举例而言，第一阈值为3V，第二阈值为2.95V。

电压阈值可以是确定的数值，例如3V，还可以是某个区间，比如[2.5V-3V]。由于受到电流倍率、电芯温度、环境温度、功能状态、压差等多种因素的影响，电压阈值可以实时变化。

S203：根据次数确定输出功率的功率值，当前输出功率的功率值根据次数的增加降低。

根据限制车载电池系统输出功率的次数确定输出功率的功率值，由于多个电压阈值根据限制车载电池系统输出功率次数的增加而降低，当车载电池系统的电压到达某一阈值时，则会降低一次车载电池系统的输出功率，因此当前输出功率的功率值根据限制车载电池系统输出功率次数的增加是逐渐降低的。

图3为一种车载电池系统的功率控制场景示意图，如图3所示，电池管理系统能够检测车载电池系统的电压和输出功率，并将车载电池系统的电压作为触发条件限制车载电池系统的输出功率。如图3所示，设定车载电池系统中单个电池的额定电压为3.6V，此时车载电池系统的电流为100A。随着车辆行驶，车载电池系统放电，当车载电池系统的电压降低到3V时，对车载电池系统的电流限制到50A，进而控制车载电池系统的输出功率。当车载电池系统的电压由3V降低到2.95V时，对车载电池系统的电流进行第二次限制，使电流降低至25A，车辆继续行驶。

在一种实施场景下，若次数达到预设次数，则控制输出功率为零，使车辆停止运行，从而保证电芯不会过度释放电量。可选地，还可以将车载电池系统的电芯限制到安全电流值，此时车辆也会停止运行。

本申请实施例提供一种车载电池系统的功率控制方法，确定车载电池系统最近设定事件内降低输出功率的次数，并根据降低输出功率的次数确定当前设定电压的阈值，由于车载电池系统不断放电，因此当前设定电压的阈值根据次数的增加降低。根据次数确定车载电池系统输出功率的功率值，当前输出功率的功率值根据次数的增加逐渐降低。本申请提供的方法，基于车载电池系统的电压，对车载电池系统多次进行输出功率的限制，能够充分利用车载电池系统的能量，提高车载电池系统的能量利用率。

在上述实施例的基础上，下面提供一个具体的实施例，对车载电池系统的功率控制方法进行详细描述。

图4为本申请实施例提供的一种车载电池系统的功率控制方法流程图三，本申请提供的方法可以包括：

S401：在车载电池系统放电过程中，实时检测车载电池系统的电压和输出功率。

在车载电池系统放电过程中，车载电池系统的电压值是逐渐降低的，因此可以基于车载电池系统的电压对车载电池系统的输出功率进行限制。

由于车载电池系统包含多个单个电池，且在车载电池系统放电过程中，多个单个电池的电压不一定一致，因此车载电池系统的电压可以包含以下一种或多种：车载电池系统中最低单个电池的电压、车载系统中平均单个电池的电压及车载电池系统的总电压。

实时检测车载电池系统的电压和输出功率的设备可以是电池管理系统。

S402：预设以电压作为判断触发条件的N个电压阈值，并判断车载电池系统的电压是否达到第一阈值。若车载电池系统的电压没有达到第一阈值，则执行S403，若车载电池系统的电压达到第一阈值，则执行S404-S405。

电压阈值可以是确定的数值外，还可以是某个区间，比如[2.5V-3V]。需要说明的是，电压阈值会受到电流倍率、电芯温度、环境温度、功能状态、压差等因素的影响，在车辆行驶过程中，电压阈值可以实时变化。

S403：控制车载电池系统的输出功率为额定输出功率。

额定输出功率可以是车载电池系统当前允许的最大的输出功率。在车载电池系统的电压没有达到预设的第一阈值时，表明车载电池系统的电压较高，此时车载电池系统的输出功率可以为额定输出功率，使车辆快速行驶。

S404：输出降低车载电池系统输出功率的请求，以使整车控制器对车载电池系统的输出功率进行第一次限制。

对车载电池系统的输出功率进行限制，可以通过降低车载电池系统的输出电流或输出功率，或者，降低车载电池系统允许的最大的输出电流或最大的输出功率。

对车载电池系统的输出功率进行限制时，可以将输出功率限制到某一特定的功率值，还可以基于当前输出功率的某一比例对输出功率进行限制。举例而言，若车载电池系统当前输出功率为额定输出功率，且电压达到第一阈值，则可以将车载电池系统的功率限制到额定输出功率的50％。

若通过控制电流使车载电池系统的输出功率降低时，也可以将车载电池系统的电流限制到某一特定的电流值，或基于当前输出电流的某一比例对电流进行限制。比如，若车载电池系统当前的电流为100A，当电压达到第一阈值时，可以将车载电池系统的电流限制到80A，从而实现对车载电池系统的输出功率进行限制。

S405：判断车载电池系统的电压是否达到第N阈值。若车载电池系统的电压没有达到第N阈值，则执行S406，若车载电池系统的电压达到第N阈值，则执行S407。

在车载电池系统放电过程中，由于车载电池系统中单个电池的电压、平均单个电池的电压及车载电池系统的总电压均是逐渐降低的，因此预设的N个电压阈值也是逐渐减小的。举例而言，单个电池的额定电压为3.6V，第一阈值为3V，第二阈值为2.95V。

S406：控制车载电池系统的输出功率为车载电池系统经过N-1次限制后的功率。

判断车载电池系统的电压是否达到第N阈值，表明对车载电池系统的输出功率已经进行了N-1次的限制，因此若电压没有达到第N阈值，车载电池系统的输出功率则可以是车载电池系统经过N-1次限制后的功率。

S407：对车载电池系统的输出功率进行第N次限制，直至车载电池系统的输出功率为零。

为保护车载电池系统电芯不会过度释放电量，对车载电池系统的输出功率进行N次限制后，可将车载电池系统的输出功率限制到0，充分发挥电芯的最大性能。还可以将车载电池系统电芯的电流限制到安全电流值，也可以保护电芯不会过度释放电量。

在一种实施场景下，随着电动汽车以车载电池系统允许的最大功率行驶，当测量到车载电池系统的电芯温度为25℃，电流为160A，功能状态为100％，最高最低单体压差为20mV，车载电池系统放电至最低单体电压到3V时，对车载电池系统的输出功率进行限制，例如，可以将车载电池系统的输出功率限制到当前车载电池系统允许的最大功率的50％。

随着电动汽车以车载电池系统允许的最大功率的50％行驶，当测量到车载电池系统的电芯温度为25℃，电流为160A，功能状态为100％，最高最低单体压差为30mV，最低单体电压由3V降至2.95V时，第二次对车载电池系统的输出功率进行限制，例如，可以将车载电池系统的输出功率限制到当前车载电池系统允许的最大功率的50％，即车载电池系统输出功率没有进行限制时允许的最大功率的25％。电动汽车以车载电池系统输出功率没有进行限制时允许的最大功率的25％继续行驶，直至电动汽车车载电池系统输出功率为0或电芯电流值降至安全电流值，电动汽车停止运行。

本申请实施例提供一种车载电池系统的功率控制方法，在车载电池系统的放电过程中，电池管理系统实时检测车载电池系统的电压和输出功率。预设以电压作为判断触发条件的N个电压阈值，并判断车载电池系统的电压是否达到第一阈值。若车载电池系统的电压没有达到低于第一阈值，则控制车载电池系统的输出功率为额定输出功率。若车载电池系统的电压降至第一阈值，则输出降低车载电池系统输出功率的请求，整车控制器接收到该请求后则对车载电池系统的输出功率进行第一次限制。随着车载电池系统不断放电，其电压值也逐渐降低，判断车载电池系统的电压是否达到第N阈值，若没有达到第N阈值，则控制车载电池系统的输出功率为车载电池系统经过N-1次限制后的功率。若电压达到第N阈值，则对车载电池系统的输出功率进行第N次限制，直至车载电池系统的输出功率为零。本申请通过车载电池系统的电压对其输出功率进行多次限制，能够充分利用车载电池系统的能量，充分发挥电芯性能，提高了车载电池系统的能量利用率。

图5为本申请实施例提供的一种车载电池管理装置示意图一。如图5所示，本申请实施例提供的车载电池系统管理装置500，可以包括检测模块501、控制模块502和输出模块503。

检测模块501，用于在车载电池系统放电过程中，检测车载电池系统的电压和车载电池系统的输出功率；

控制模块502，用于若车载电池系统的电压未超过设定电压阈值，则控制输出功率为额定输出功率；

输出模块503，用于若车载电池系统的电压超过设定电压阈值，则输出降低输出功率的请求，以使整车控制器降低输出功率。

本实施例的设备，可用于执行如图1所示的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图6为本申请实施例提供的一种车载电池管理装置示意图二。如图6所示，本申请实施例提供一种车载电池管理装置600包括处理器601和存储器602，其中，处理器601、存储器602通过总线603连接。

在具体实现过程中，存储器602中存储代码，处理器601运行存储器602中存储的代码，以执行上述方法实施例的车载电池系统的功率控制方法。

处理器601的具体实现过程可参见上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。

在上述的图6所示的实施例中，应理解，处理器601可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

存储器602可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器。

总线603可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线603可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线603并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述方法实施例的车载电池系统的功率控制方法。

上述的计算机可读存储介质，可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。可读存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

一种示例性的可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuits，简称：ASIC)中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于设备中。

本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述本申请实施例中任意实施例提供的车载电池系统的功率控制方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (8)

1.一种车载电池系统的功率控制方法，其特征在于，包括：

在车载电池系统放电过程中，检测所述车载电池系统的电压和所述车载电池系统的输出功率；

若所述车载电池系统的电压未超过设定电压阈值，则控制所述输出功率为额定输出功率；

若所述车载电池系统的电压超过所述设定电压阈值，则输出降低所述输出功率的请求，以使整车控制器降低所述输出功率；

所述若所述车载电池系统的电压超过所述设定电压阈值，则输出降低所述输出功率的请求，以使整车控制器降低所述输出功率之前，包括：

确定所述车载电池系统最近设定时间内降低所述输出功率的次数；

根据所述次数确定当前所述设定电压的阈值，当前所述设定电压的阈值根据所述次数的增加降低。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述车载电池系统的电压超过所述设定电压阈值，则输出降低所述输出功率的请求，以使整车控制器降低所述输出功率，包括：

根据所述次数确定所述输出功率的功率值，当前所述输出功率的功率值根据所述次数的增加降低。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若所述次数达到预设次数，则控制所述输出功率为零。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述降低所述输出功率，包括：

降低所述车载电池系统的输出电流或输出功率；

或者，

降低所述车载电池系统允许的最大的输出电流或最大的输出功率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车载电池系统的电压包括以下一种或多种：所述车载电池系统中最低单个电池的电压、所述车载电池系统中平均单个电池的电压及所述车载电池系统的总电压。

6.一种车载电池管理装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于在车载电池系统放电过程中，检测所述车载电池系统的电压和所述车载电池系统的输出功率；

控制模块，用于若所述车载电池系统的电压未超过设定电压阈值，则控制所述输出功率为额定输出功率；

输出模块，用于若所述车载电池系统的电压超过所述设定电压阈值，则输出降低所述输出功率的请求，以使整车控制器降低所述输出功率；

处理模块，用于确定所述车载电池系统最近设定时间内降低所述输出功率的次数；

根据所述次数确定当前所述设定电压的阈值，当前所述设定电压的阈值根据所述次数的增加降低。

7.一种车载电池管理装置，其特征在于，包括处理器、存储器，所述存储器中存储代码，所述处理器运行所述存储器中存储的代码，以执行如权利要求1-5任一项所述的车载电池系统的功率控制方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-5任一项所述的车载电池系统的功率控制方法。