CN114771346A - 一种电动汽车电池控制方法、装置、电动汽车和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车电池控制方法、装置、电动汽车和存储介质。该方法包括：获取电池的当前荷电状态值、当前可输出能量及当前温度；根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量及所述当前温度生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率；根据所述当前荷电状态值及所述可输出能量增益比率对所述电池进行加热。本发明的技术方案可以有效改善电动汽车在低温环境下的续航能力。

Description

一种电动汽车电池控制方法、装置、电动汽车和存储介质

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体而言，涉及一种电动汽车电池控制方法、装置、电动汽车和存储介质。

背景技术

新能源汽车主要由电池提供动力，相较于传统燃油汽车，在多方面具有优势，因此，近年来其市场份额越来越大。

新能源汽车主要包括电动汽车（Battery Electric Vehicles，BEV），虽然可以采用充电的方式补充能量，但电动汽车目前也存在一定使用问题，其中尤以低温环境下，例如冬季续航能力显著衰减较为凸出。具体而言，受限于电池自身性能特点以及低温下整车能耗较高等因素，用户在低温环境使用车辆时，续航里程相比常温下会大幅变差。目前，行业内主要采用改善电池电化学体系的方式以减少低温环境下电池容量的衰减，但进展较为缓慢，无法适应广大用户的需求。

发明内容

为了改善电动汽车在低温环境下的续航能力，本发明提出一种电动汽车电池控制方法、装置、电动汽车和存储介质。

第一方面，本发明提供了一种电动汽车电池控制方法，该方法包括如下步骤：

获取电池的当前荷电状态值、当前可输出能量及当前温度；

根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量及所述当前温度生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率；

根据所述当前荷电状态值及所述可输出能量增益比率对所述电池进行加热。

第二方面，本发明提供了一种电动汽车电池控制装置，该装置包括：

获取模块，用于获取电池的当前荷电状态值、当前可输出能量及当前温度；

处理模块，用于根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量及所述当前温度生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率；

控制模块，用于根据所述当前荷电状态值及所述可输出能量增益比率对所述电池进行加热。

第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的电动汽车电池控制方法。

第四方面，本发明提供了一种电动汽车，该装置包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，当所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上所述的电动汽车电池控制方法。

本发明的电动汽车电池控制方法、装置、电动汽车和存储介质的有益效果是，在不改动电动汽车电池电化学体系、不增加附属设施的情况下，可以直接通过例如现有传感器获取当前荷电状态值、当前可输出能量及当前温度等参数，进而生成电池在不同热状态的可输出能量增益比率，其可体现通过消耗电池能量对其加热所带来的对剩余能量输出，或者说续航里程的影响，并通过当前荷电状态值与可输出能量增益比率共同确定对电池的加热控制策略，使加热更为精确、合理，可显著改善电动汽车在低温环境下的续航里程。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的电动汽车电池控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的电池在不同热状态的可输出能量的示意图；

图3为本发明实施例的电动汽车电池控制装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例的一种电动汽车电池控制方法包括如下步骤：

获取电池的当前荷电状态值SOC1、当前可输出能量E0及当前温度T1。

具体地，当用户在低温环境下，例如冬季使用电动汽车时，由于温度较低可能影响电池活性进而导致车辆续航里程变短，用户可以根据其里程需求选择是否采用高续航模式。用户的操作可以在例如车内触控屏上进行，也可以通过智能终端进行。在用户进行相应功能选择后，可采集获取电池的当前荷电状态（State of Charge）值SOC1、当前可输出能量E0及当前温度T1。其中，当前荷电状态值SOC1和当前温度T1可通过现有传感器获取，当前可输出能量E0可理解为车辆剩余里程，或者说SOE（State of Energy，能量状态）相对应的剩余能量值，其可直接获取得到或通过当前荷电状态值SOC1等得到。

根据所述当前荷电状态值SOC1、所述当前可输出能量E0及所述当前温度T1生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率δ。

具体地，在低温环境下，提高车辆续航能力的主要方式为对电池进行加热，但加热时机的不准确，可能导致剩余电量无法最大化利用，甚至出现加热后的续航里程比当前续航里程更低的情况。由于电池温度，或者说电池热状态会发生变化，可通过当前荷电状态值SOC1、当前可输出能量E0及当前温度T1生成电池在不同热状态的可输出能量增益比率δ，从中选择最优的参数，进而对电池进行加热，可以保证电池消耗能量进行加热后的结果是车辆续航能力的有效提升。需要注意的是，本文中的电池温度和电池热状态的含义相同。

根据所述当前荷电状态值SOC1及所述可输出能量增益比率δ对所述电池进行加热。

具体地，以当前荷电状态值SOC1和可输出能量增益比率δ共同作为是否对电池进行加热的条件，使对电池的加热控制更为准确，可有效避免仅凭当前荷电状态值判断电池加热与否的模式下出现的续航里程不升反降的情况。

在本实施例中，在不改动电动汽车电池电化学体系、不增加附属设施的情况下，可以直接通过例如现有传感器获取当前荷电状态值、当前可输出能量及当前温度等参数，进而生成电池在不同热状态的可输出能量增益比率，其可体现通过消耗电池能量对其加热所带来的对剩余能量输出，或者说续航里程的影响，并通过当前荷电状态值与可输出能量增益比率共同确定对电池的加热控制策略，使加热更为精确、合理，可显著改善电动汽车在低温环境下的续航里程。

可选地，所述根据所述当前荷电状态值SOC1、所述当前可输出能量E0及所述当前温度T1生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率δ包括：

根据所述当前荷电状态值SOC1、所述当前可输出能量E0生成所述电池从所述当前温度T1至不同热状态的可输出能量E2以及不同热状态的能量消耗E1。

具体地，可事先标定不同荷电状态值、不同温度以及对应可输出能量的关系，并可制作对应表格，然后可基于荷电状态值、温度值进行查表得到不同热状态的可输出能量E2。另外，通过电池的能量消耗与散热耗散可确定不同热状态的能量消耗E1。

根据所述当前可输出能量E0、所述不同热状态的可输出能量E2以及所述不同热状态的能量消耗E1生成所述电池在不同热状态的所述可输出能量增益比率δ。

具体地，在获取当前可输出能量E0、不同热状态的可输出能量E2以及不同热状态的能量消耗E1后，可基于其生成电池在不同热状态的可输出能量增益比率δ，可输出能量增益比率δ可以体现通过消耗电池能量对其加热所带来的对剩余能量输出，或者说续航里程的影响，进而基于其对电池加热进行控制，使控制策略更为合理、精确。

在本实施例中，可先通过当前荷电状态值与当前可输出能量生成不同热状态的可输出能量以及能量消耗，再通过当前可输出能量、不同热状态的可输出能量以及能量消耗生成电池在不同热状态的可输出能量增益比率，以其作为条件对电池进行加热控制，可以保证电池消耗能量进行加热后的结果是车辆续航能力的有效提升，进而显著改善车辆在低温环境下的续航里程。

可选地，所述根据所述当前荷电状态值SOC1、所述当前可输出能量E0生成所述电池从所述当前温度T1至不同热状态的可输出能量E2包括：

基于预设关系和所述当前荷电状态值SOC1、所述当前可输出能量E0生成所述电池从所述当前温度T1至不同热状态的可输出能量E2，其中，所述预设关系用于表示不同的热状态、荷电状态值以及可输出能量间的关系。

具体地，示例性而言，可实测BOL（Beginning of Life，生命周期初始）状态下-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、40℃、55℃温度下的20%SOC、40%SOC、50%SOC、60%SOC、80%SOC、100%SOC分别对应的电池能量SOE，另外，EOL（Ending of Life，生命周期结束）状态下则按照电池SOH（State of Health，健康状态）进行折算。基于实测点数据进行拟合运算，可获得不同荷电状态值、不同温度以及相应可输出能量三者间的对应关系。三者关系形式如图2所示，其中，横坐标所示为不同温度，纵坐标所示为不同荷电状态值，竖坐标所示为与之对应的不同可输出能量。换言之，不同热状态的可输出能量E2可直接通过图2所表示的关系查询得到。需要注意的是，不同温度或荷电状态值对应不同的可输出能量，故本实施例中的当前可输出能量E0可视为一个数据集合。

在本实施例中，可通过预设关系，具体可为对应表格的方式，直接查询获得不同热状态的可输出能量，且用于查询的当前荷电状态值和当前可输出能量等也可直接获取，不需要改变车辆及电池结构，使相关参数确定过程更为便捷、高效。

可选地，所述不同热状态的能量消耗E1包括：所述电池从所述当前温度T1至不同热状态的所需消耗能量以及所述电池在不同热状态的散热耗散能量。

具体地，可通过电池比热容、重量等参数计算电池从当前温度改善为指定温度下所需消耗能量。另外，电池温度升高，但环境温度依然较低，此时电池本身存在较为显著的散热，可通过电池自热散热功率以及改善过程时间计算散热耗散能量。可将所需消耗能量与散热耗散能量之和作为能量消耗。需要注意的是，不同温度对应不同的能量消耗，故本实施例中的不同热状态的能量消耗可视为一个数据集合。

在本实施例中，在获得电池当前温度后，可通过电池自身参数进一步生成不同热状态的能量消耗，不需要改变车辆及电池结构，且可以高效、准确地确定相关参数。

可选地，所述根据所述当前可输出能量E0、所述不同热状态的可输出能量E2以及所述不同热状态的能量消耗E1生成所述电池在不同热状态的所述可输出能量增益比率δ包括：

根据所述不同热状态的可输出能量E2和所述当前可输出能量E0生成所述电池在不同热状态的可输出能量比率α。

具体地，可输出能量比率α可直接由下式计算得到：α=E2/E0。由于当前可输出能量E0可视为定值，故可输出能量比率α和温度、荷电状态值的关系与可输出能量和温度、荷电状态值的关系基本一致，也就是说，其也可通过类似图2所示的关系进行表示。

根据所述可输出能量比率α、所述不同热状态的能量消耗E1及所述当前可输出能量E0生成所述电池在不同热状态的所述可输出能量增益比率δ。

具体地，可输出能量增益比率δ可直接由下式计算得到：δ=α-E1/E0。其含义可理解为改善增益比率减去能耗比率，可体现通过消耗电池能量对其加热所带来的对剩余能量输出或者说续航里程的影响。

在本实施例中，可先通过不同热状态的可输出能量和当前可输出能量生成电池在不同热状态的可输出能量比率，再通过可输出能量比率、不同热状态的能量消耗和当前可输出能量生成可输出能量增益比率，以其作为条件对电池进行加热控制，可以保证电池消耗能量进行加热后的结果是车辆续航能力的有效提升，进而显著改善车辆在低温环境下的续航里程。

可选地，所述根据所述当前荷电状态值SOC1及所述可输出能量增益比率δ对所述电池进行加热，包括：

当所述当前荷电状态值SOC1大于预设荷电状态值SOC0且所述可输出能量增益比率δ大于预设能量增益比率δ0时，控制所述电池加热至标定温度。

具体地，可在同时满足当前荷电状态值大于预设荷电状态值（安全阈值，一般为20%），即SOC1> SOC0，以及满足能量增益比率大于预设能量增益比率（设定阈值，一般为3%），即δ> δ0时，对电池进行加热。也就是说，需要满足当前荷电状态值较高，且电池消耗能量加热后可输出能量依然有一定程度提升的前提下，才对电池进行加热。

在本实施例中，通过当前荷电状态值与可输出能量增益比率共同确定对电池的加热控制策略，避免电池加热后续航能力反而降低的情况出现，使加热控制策略更为精确、合理，可显著改善车辆在低温环境下的续航里程。

可选地，所述标定温度为所述可输出能量增益比率δ中电池温度不超过预设温度T3范围内最大的能量增益比率所对应的温度。

具体地，当SOC1> SOC0时，确定在δ> δ0及电池热状态温度不超过预设温度T3（一般为25℃）范围内具备最大增益比率的电池热状态T0，此时以T0作为目标温度对电池进行加热。如上所述，由于可输出能量增益比率δ通过α、E1和E0计算得到，δ同样可视为一个数据集合。也就是说，其中包括多个能量增益比率，在对应温度低于25℃范围且能量增益比率高于3%的范围内，可确定其中最大的能量增益比率δx，通过例如查表的方式可获知其对应的温度，也就是T0。默认情况下，可令T0等于T3。

另外，若上述条件满足，则可进入高续航模式，对电池做热改善处理，若上述条件不满足，则不对电池做热改善处理，并可通过例如触控屏等通知用户。当用户在低温环境下选择高续航模式时，系统可用最短时间改善电池到指定热状态，即T0，然后持续维系该热状态直到用户取消高续航模式或者SOC1≤SOC0，系统增益结束。与此同时，电池热状态改善可带来电池回馈功率提升，可动态提升车辆的能量回收功率，以最大限度回收制动能量，与热状态改善带来的能量增益并行增加车辆续航里程。

在本实施例中，通过当前荷电状态值与可输出能量增益比率共同确定对电池的加热控制策略，在符合条件的情况下，以最快速度将电池加热至合理温度，使加热更为精确、合理，进而显著改善车辆在低温环境下的续航里程。

如图3所示，本发明实施例的一种电动汽车电池控制装置包括：

获取模块，用于获取电池的当前荷电状态值、当前可输出能量及当前温度。

处理模块，用于根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量及所述当前温度生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率。

控制模块，用于根据所述当前荷电状态值及所述可输出能量增益比率对所述电池进行加热。

可选地，所述处理模块具体用于：

根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量生成所述电池从所述当前温度至不同热状态的可输出能量以及不同热状态的能量消耗。

根据所述当前可输出能量、所述不同热状态的可输出能量以及所述不同热状态的能量消耗生成所述电池在不同热状态的所述可输出能量增益比率。

可选地，所述处理模块具体用于：

基于预设关系和所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量生成所述电池从所述当前温度至不同热状态的可输出能量，其中，所述预设关系用于表示不同的热状态、荷电状态值以及可输出能量间的关系。

可选地，所述处理模块具体用于：

根据所述不同热状态的可输出能量和所述当前可输出能量生成所述电池在不同热状态的可输出能量比率。

根据所述可输出能量比率、所述不同热状态的能量消耗及所述当前可输出能量生成所述电池在不同热状态的所述可输出能量增益比率。

可选地，所述控制模块具体用于：

当所述当前荷电状态值大于预设荷电状态值且所述可输出能量增益比率大于预设能量增益比率时，控制所述电池加热至标定温度。

在本发明另一实施例中，一种电动汽车包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，当所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如上所述的电动汽车电池控制方法。

在本发明另一实施例中，一种计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的电动汽车电池控制方法。

读者应理解，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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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)

1.一种电动汽车电池控制方法，其特征在于，包括：

获取电池的当前荷电状态值、当前可输出能量及当前温度；

根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量及所述当前温度生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率；

根据所述当前荷电状态值及所述可输出能量增益比率对所述电池进行加热。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池控制方法，其特征在于，所述根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量及所述当前温度生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率包括：

根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量生成所述电池从所述当前温度至不同热状态的可输出能量以及不同热状态的能量消耗；

根据所述当前可输出能量、所述不同热状态的可输出能量以及所述不同热状态的能量消耗生成所述电池在不同热状态的所述可输出能量增益比率。

3.根据权利要求2所述的电动汽车电池控制方法，其特征在于，所述根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量生成所述电池从所述当前温度至不同热状态的可输出能量包括：

基于预设关系和所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量生成所述电池从所述当前温度至不同热状态的可输出能量，其中，所述预设关系用于表示不同的热状态、荷电状态值以及可输出能量间的关系。

4.根据权利要求2所述的电动汽车电池控制方法，其特征在于，所述不同热状态的能量消耗包括：所述电池从所述当前温度至不同热状态的所需消耗能量以及所述电池在不同热状态的散热耗散能量。

5.根据权利要求2所述的电动汽车电池控制方法，其特征在于，所述根据所述当前可输出能量、所述不同热状态的可输出能量以及所述不同热状态的能量消耗生成所述电池在不同热状态的所述可输出能量增益比率包括：

根据所述不同热状态的可输出能量和所述当前可输出能量生成所述电池在不同热状态的可输出能量比率；

根据所述可输出能量比率、所述不同热状态的能量消耗及所述当前可输出能量生成所述电池在不同热状态的所述可输出能量增益比率。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电动汽车电池控制方法，其特征在于，所述根据所述当前荷电状态值及所述可输出能量增益比率对所述电池进行加热包括：

当所述当前荷电状态值大于预设荷电状态值且所述可输出能量增益比率大于预设能量增益比率时，控制所述电池加热至标定温度。

7.根据权利要求6所述的电动汽车电池控制方法，其特征在于，所述标定温度为所述可输出能量增益比率中电池温度不超过预设温度范围内最大的能量增益比率所对应的温度。

8.一种电动汽车电池控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取电池的当前荷电状态值、当前可输出能量及当前温度；

处理模块，用于根据所述当前荷电状态值、所述当前可输出能量及所述当前温度生成所述电池在不同热状态的可输出能量增益比率；

控制模块，用于根据所述当前荷电状态值及所述可输出能量增益比率对所述电池进行加热。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如权利要求1至7任一项所述的电动汽车电池控制方法。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括存储有计算机程序的计算机可读存储介质和处理器，当所述计算机程序被所述处理器读取并运行时，实现如权利要求1至7任一项所述的电动汽车电池控制方法。

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