CN114865726B - 电池组的控制方法、电池管理系统和bms芯片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池组的控制方法、电池管理系统和BMS芯片。所述方法包括：获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数；根据所述电池参数，确定钠离子电池的温度梯度；根据钠离子电池的所述温度梯度和所述锂离子电池的所述传感温度参数，确定所述电池组中锂离子电池的电池温度T_Li；根据所述锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。本发明实施例方案可以根据电池组中锂离子电池的温度和钠离子电池的放热量协同控制电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

Description

电池组的控制方法、电池管理系统和BMS芯片

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电池组的控制方法、电池管理系统和电池管理系统(Battery Management System，BMS)芯片。

背景技术

AB电池是近年推出的混芯电池概念，所谓混芯电池即单个电池包中包含至少两种单体电池。钠锂电池就是一种AB电池。在单个钠锂电池包中包含钠离子电池和锂离子电池。多个钠锂电池包可以组合成钠锂电池组，多个钠锂电池组可以封装为电源为负载供电。钠离子电池和锂离子电池作为独立电源供电时，各有优劣。钠离子电池和锂离子电池组合为AB电池时，如何对钠锂电池中的各单体电池进行控制，成为需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池组的控制方法、电池管理系统和BMS芯片，以根据电池组中锂离子电池的温度和钠离子电池的放热量协同控制电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池组的控制方法，包括：

获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数；

根据所述电池参数，确定所述电池组中钠离子电池的温度梯度，所述温度梯度表示在热传导方向上因距离产生的温度变化；

根据钠离子电池的所述温度梯度和所述锂离子电池的所述传感温度参数，确定所述电池组中锂离子电池的电池温度T_Li；

根据所述锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

可选的，所述钠离子电池的电池参数包括：钠离子电池的传感温度值。

可选的，所述钠离子电池的电池参数还包括：钠离子电池的电流值、电压值和/或内阻值。

可选的，根据所述电池参数，确定所述电池组中钠离子电池的温度梯度，包括：

将所述电池参数按照温度梯度模型进行计算，得到所述钠离子电池的温度梯度；或者

根据所述电池参数确定钠离子电池的放热量参数，所述放热量参数包含钠离子电池的电流、温度、熵变和过电位；将所述放热量参数按照温度梯度模型进行计算，得到所述钠离子电池的温度梯度。

可选的，将所述放热量参数按照温度梯度模型进行计算，得到所述钠离子电池的温度梯度，包括：

确定电池组中钠离子电池与锂离子电池的接触面积参数，所述接触面积参数包含：弧形接触区域的角度、高度和半径；

将所述放热量参数和所述接触面积参数按照温度梯度模型进行计算，得到所述钠离子电池的温度梯度；其中，所述温度梯度模型与所述放热量参数和所述接触面积参数呈线性关系。

可选的，根据钠离子电池的所述温度梯度和所述锂离子电池的所述传感温度参数，确定所述电池组中锂离子电池的电池温度T_Li，包括：

将所述锂离子电池的传感温度参数与所述温度梯度值做线性运算，得到所述锂离子电池的电池温度T_Li；

其中，所述锂离子电池的传感温度参数为部署于锂离子电池的温度传感器采集的锂离子电池的实测温度值T_实测，或者，所述锂离子电池的传感温度参数为部署于所述电池组所在环境的温度传感器采集的环境温度值T_环境。

可选的，将所述锂离子电池的传感温度参数与所述温度梯度值做线性运算，得到所述锂离子电池的电池温度T_Li，包括：

根据所述电池组中锂离子电池相对钠离子电池的位置关系和/或接触面积关系确定所述温度梯度的线性加权参数；

所述温度梯度与所述线性加权参数加权后与所述锂离子电池的传感温度参数做线性运算，得到所述锂离子电池的电池温度T_Li。

可选的，根据所述锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态，包括：

根据所述电池温度T_Li，确定所述锂离子电池的电损状态；

根据所述放热量Q_Na，确定所述钠离子电池的过热状态；

根据所述电损状态、所述过热状态以及功率需求，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

可选的，所述锂离子电池的电损状态包括：高温电损或者低温电损；所述钠离子电池的过热状态包括：高放热状态、正常放热状态或者低放热状态；所述功率需求分为高功率需求、低功率需求或者正常功率需求；

可选的，高功率需求对应车辆加速状态或车辆速度大于80km/h，低功率需求对应车辆减速状态或车辆速度小于20km/h，正常功率需求对应车辆匀速行驶状态或车辆速度在20km/h-80km/h，锂离子电池的低温电损对应温度为-20℃-0℃，高温电损对应温度为40℃-60℃，钠离子电池的过热状态中，高放热状态对应的放热量大于10千焦耳，正常放热状态对应于1千焦耳到10千焦耳之间，低放热状态对应于热量小于1千焦耳。

如果所述电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于高放热状态，则在任意功率需求状态下均关闭所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的运行，控制可用电池组对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于正常放热状态或者低放热状态，则在高功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于正常放热或者低放热状态，则在正常功率需求或者低功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池对外供电。

可选的，所述方法还包括：如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于高放热状态，则在高功率需求或者正常功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于正常放热状态，则在高功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于高放热状态或者正常放热状态，则在低功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于正常热状态，则在正常功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于低放热状态，则在任意功率需求状态下保持所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的对外供电。

可选的，所述方法还包括：当需要控制其它可用电池组对外供电时，如果不存在其它可用电池组，则从当前所述电池组中选择满足功率需求的钠离子电池和锂离子电池对外供电。

第二方面，本发明实施例提供了一种电池管理系统，包括：

感测模块，用于获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数；

控制模块，用于根据所述电池参数，确定所述电池组中钠离子电池的温度梯度，所述温度梯度表示在热传导方向上因距离产生的温度变化；根据钠离子电池的所述温度梯度和所述锂离子电池的所述传感温度参数，确定所述电池组中锂离子电池的电池温度T_Li；根据所述锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

可选的，所述感测模块包括以下中的一项或多项的组合：

电流感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电流值；

电压感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电压值；

内阻感测单元，用于采集钠离子电池的内阻值；

温度感测单元，用于采集电池组、钠离子电池和/或锂离子电池的传感温度值。

第三方面，本发明实施例提供了一种BMS芯片，包括：

采样电路，用于对电池组进行数据采样，以获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数；

MCU，用于执行上述第一方面或者第一方面任一实施例所述的控制方法。

本发明实施例方案，根据电池温度T_Li可以确定锂离子电池的电损状态。根据放热量Q_Na可以确定钠离子电池的过放热状态。根据锂离子电池的电损状态和钠离子电池的过放热状态，可以协同调整钠离电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。由此可以降低由于锂离子电池存在电损而造成的输出功率不足或者由于钠离子电池过放热而导致的电池热安全等问题的发生。

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地介绍，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为本发明实施例提供的一种钠锂电池包的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电池组的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电池组封装的供电电源的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电池组的控制方法流程图；

图5为本发明实施例提供的一种电池管理系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种钠锂电池包的结构示意图。如图1所示，钠锂电池包中包含钠离子电池和锂离子电池。如图1所示，钠离子电池用虚线圆表示，锂离子电池用实线圆表示。可选的，单个钠锂电池包可以包含一个钠离子电池和多个锂离子电池，多个锂离子电池围绕钠离子电池排列。

参见图2，为本发明实施例提供的一种电池组的结构示意图。如图2所示，单个电池组可以包含多个如图1所示的钠锂电池包。例如，图2所示的电池组包含钠离子电池1、2、13和14。钠离子电池1、2、13和14分别对应着多个锂离子电池。

如图3所示，多个电池组封装成供电电源。在一个示例中，电池组Q、W、E和R封装为供电电源。

基于图1-图3所示的钠锂电池结构，本发明实施例提供了一种电池组的控制方法。该方法基于电池组中钠离子电池的放热状态和锂离子电池的温度状态协同控制电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。由此以降低锂离子电池受温度影响存在较大电损时输出功率不足或者钠离子电池过热时产生热安全等情况的发生。

参见图4，为本发明实施例提供的一种电池组的控制方法流程图。如图4所示，该方法的执行主体为电池管理系统，控制步骤包括：

101，获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数。在一些实施例中，钠离子电池的电池参数可以包括钠离子电池的传感温度值。可选的，钠离子电池的传感温度值可以通过部署于钠离子电池的温度传感器获取，或者，可以将部署于电池组的温度传感器采集的传感温度值作为钠离子电池的传感温度值。在一些实施例中，钠离子电池的电池参数还可以包括钠离子电池的电流值、电压值和/或内阻值。可选的，钠离子电池的电流值、电压值或者内阻值可以是通过感测部件直接对钠离子电池进行感测获取的，也可以是通过感测部件获取电池组的电流、电压或者内阻值后转换得到的。

在一些实施例中，当电池组包含多个钠离子电池时，可以分别获取每个钠离子电池的电池参数。例如，在图2所示的电池组中，可以分别获取钠离子电池1、2、13和14的电池参数。在一些实施例中，当电池组中部分钠离子电池处于运行状态，部分钠离子电池处于非运行状态时，可以获取处于运行状态的钠离子电池的电池参数。例如，在图2所示的电池组中，钠离子电池1和2处于运行状态，13和14处于关闭状态，则可以分别获取钠离子电池1和2的电池参数。在一些实施例中，由于电池组中各钠离子电池参数的一致性，可以仅获取其中一个钠离子电池的电池参数。

102，根据钠离子电池的电池参数，计算电池组中钠离子电池的温度梯度，其中，温度梯度用于表示在热传导方向上因距离产生的温度变化。

在一些实施例中，可以预先设定钠离子电池的温度梯度模型，该温度梯度模型为关于钠离子电池参数的模型。将钠离子电池的电池参数按照预设的温度梯度模型进行计算，即可以得到钠离子电池的温度梯度。在一个具体示例中，钠离子电池的电池参数包括钠离子电池的传感温度值。将钠离子电池的传感温度值输入温度梯度模型，该温度梯度模型可以是关于钠离子电池传感温度值的模型。在该温度梯度模型输入钠离子电池的传感温度值后，该温度梯度模型可以输出钠离子电池的温度梯度。

在一些实施例中，获取钠离子电池的电池参数之后，可以根据电池参数确定钠离子电池的放热量参数，放热量参数可以包括钠离子电池的电流、温度、熵变和过电位。将钠离子电池的上述放热量参数按照温度梯度模型进行计算，得到钠离子电池的温度梯度。

在一些实施例中，根据钠离子电池的放热量参数按照温度梯度模型进行计算，包括：确定电池组中钠离子电池和锂离子电池的接触面积参数，该接触面积参数包括：钠离子电池和锂离子电池弧形接触区域的角度、高度和半径。之后，将钠离子电池的放热量参数和接触面积参数按照温度梯度模型进行计算，得到钠离子电池的温度梯度，该温度梯度模型与钠离子电池的放热量参数和接触面积参数呈线性关系。

在一些实施例中，可以依据上述方式计算电池组中每个钠离子电池的温度梯度，或者，计算处于运行状态的钠离子电池的温度梯度，或者，由于钠离子电池参数的一致性仅计算其中一个钠离子电池的温度梯度。

103，根据钠离子电池的温度梯度和锂离子电池的传感温度参数，确定电池组中锂离子电池的电池温度T_Li。

在一些实施例中，锂离子电池的传感温度参数可以为部署于锂离子电池的温度传感器采集的锂离子电池的实测温度值T_实测，或者，锂离子电池的传感温度参数为部署于电池组所在环境的温度传感器采集的环境温度值T_环境。可选的，部署于钠锂电池所在环境的温度传感器包括：与电池组外侧具有接触的温度传感器，或者与电池组处于同一空间且与电池组外侧没有接触的温度传感器。

在一些实施例中，钠离子电池对锂离子电池的热传导会影响锂离子电池的温度。因此，在获取锂离子电池的传感温度参数以及钠离子电池的温度梯度之后，可以将锂离子电池的传感温度参数与锂离子电池的温度梯度做线性运算，得到锂离子电池的电池温度T_Li。公式(1)T_Li＝aT_传感+bdt/dδ。其中，T_传感表示锂离子电池的传感温度参数，T_传感可以取值为上述的T_实测或者T_环境。a为T_传感的线性加权参数，b为温度梯度的线性加权参数，dt/dδ为钠离子电池的温度梯度。可选的，a可以为常数值。

在一些实施例中，可以根据电池组中锂离子电池相对钠离子电池的位置关系和/或接触面积关系，确定钠离子电池的温度梯度dt/dδ的线性加权参数b。钠离子电池的温度梯度dt/dδ与该线性加权参数b的加权结果，可以作为钠离子电池的放热量对锂离子电池的温度影响值。将该温度影响值与T_传感加和，得到锂离子电池的电池温度T_Li。

在一些实施例中，对于电池组中的任意一个锂离子电池x，可以首先确定与锂离子电池x具有接触关系的钠离子电池y。根据锂离子电池x与钠离子电池y的位置关系或者接触面积关系，可以确定该钠离子电池y的温度梯度对应的线性加权参数b_y。将钠离子电池y的温度梯度与b_y的加权结果作为钠离子电池y对锂离子电池x的温度影响值。在此方式中，与锂离子电池x未具有接触关系的钠离子电池的温度影响值可以忽略不计。

在一些实施例中，对于锂离子电池x除了考虑钠离子电池y对其的温度影响值之外，还考虑电池组中与其没有接触关系的钠离子电池的温度影响值。即，可以将电池组中多个钠离子电池对锂离子电池x的温度影响值叠加，得到钠离子电池对锂离子电池x的温度影响总值。根据该温度影响总值和锂离子电池x的传感温度参数，可以得到锂离子电池x的电池温度。

依据上述方式，可以获取到电池组中各个锂离子电池的电池温度。可选的，可以将电池组中各个锂离子电池的电池温度均值或者最大值，作为锂离子电池组中锂离子电池的电池温度T_Li。

在一些实施例中，电池组中锂离子电池与各个钠离子电池的位置关系和/或接触面积关系为相对固定参数。因此可以将电池组中各个锂离子电池与钠离子电池的位置或者接触面积等效为固定值。确定电池组中任一钠离子电池的温度梯度之后，将该温度梯度和上述固定值对应的线性加权参数b加权得到温度影响值。将温度影响值与锂离子电池的T_传感加权，得到锂离子电池的电池温度T_Li。

104，根据锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

可选的，根据电池温度T_Li可以确定锂离子电池的电损状态。根据放热量Q_Na可以确定钠离子电池的过放热状态。根据锂离子电池的电损状态和钠离子电池的过放热状态，可以协同调整钠离电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。由此可以降低由于锂离子电池存在电损而造成的输出功率不足或者由于钠离子电池过放热而导致的电池热安全等问题的发生。

本发明实施例进一步提供了确定钠离子电池的温度梯度的过程。具体包括：根据钠离子电池的电池参数确定钠离子电池的放热量参数。将钠离子电池的放热量参数按照温度梯度模型计算，得到钠离子电池的温度梯度。

可选的，除了确定钠离子电池的放热量参数之外，还确定钠离子电池的接触面积参数。可以将钠离子电池的放热量参数和接触面积参数按照温度梯度模型进行计算，得到钠离子电池的温度梯度。其中，所述温度梯度模型与钠离子电池的放热量参数以及钠离子电池与锂离子电池的接触面积参数呈线性关系。钠离子电池的放热量参数包括：钠离子电池的电流、温度、熵变和过电位。钠离子电池与锂离子电池的接触面积参数包括：钠离子电池与锂离子电池的弧形接触区域的角度、高度和半径。

在一些实施例中，钠离子电池的温度梯度模型根据公式(2)dt/dδ＝180*[-IT_NaΔS-I(η_IR+η_D)/V(-λ)hθrπ*nF]确定。其中，dt/dδ为钠离子电池的温度梯度，I为钠离子电池的电流，T_Na为钠离子电池的温度，ΔS为钠离子电池的熵变，η_IR为由欧姆内阻和极化内阻引起的过电位，η_D为由钠离子扩散引起的过电位，V为钠离子单体电池的体积，λ为锂离子电池的导热系数，h为钠离子电池和锂离子电池的弧形接触区域的高度，θ为所述弧形接触区域的角度，r为所述弧形接触区域的半径，n为电荷迁移数，F为法拉第常数。

在一些实施例中，上述公式(2)的I、T_Na、ΔS、η_IR、η_D、n和F为钠离子电池的放热量参数，F为常数，确定公式(2)中各放热参数的过程可以包括：通过电流感测部件获取钠离子电池和/或电池组的电流数据，根据该电流数据可以确定公式(2)中参数I的取值。进一步，可以通过温度感测部件获取钠离子电池和/或电池组的温度数据，根据该温度数据可以确定公式(2)中参数T_Na的取值。另外，通过电压感测部件可以获取钠离子电池和/或电池组的电压数据。根据该电压数据和/或上述电流数据，可以确定钠离子电池的电荷量状态(StateOf Charge，SOC)。根据钠离子电池的电池温度T_Na和SOC可以确定公式(2)中ΔS和n的取值。

在一些实施例中，可以预先建立钠离子电池的熵变曲线，所述熵变曲线用于表示在不同温度下，钠离子电池充电和/或放电至不同SOC时，钠离子电池的不同SOC对应不同的熵变。在获取钠离子电池的温度T_Na和SOC之后，可以根据熵变曲线确定钠离子电池的当前SOC对应的熵变ΔS。

进一步，可以通过电阻感测部件获取钠离子电池的内阻值。根据钠离子电池内阻值和SOC可以得到钠离子电池的η_IR和η_D。在一些实施例中，可以预先建立钠离子电池的过电位曲线，所述过电位曲线用于表示在不同温度下，钠离子电池充电和/或放电至不同SOC时，由钠离子电池内阻引起的过电位不同。在获取钠离子电池的内阻值和SOC之后，可以根据过电位曲线确定钠离子电池当前SOC和内阻值对应的过电位η_IR和η_D。

在一些实施例中，上述公式(2)的V、λ、h、θ和r为钠离子电池的接触面积参数。其中，在一个具体电池组中V、λ、h、θ和r可以为常数值。

在一些实施例中，获取钠离子电池的散热参数和接触面积参数之后，可以根据公式(2)得到钠离子电池的温度梯度，进而根据钠离子电池和锂离子电池之间的热传导关系确定出电池组中锂离子电池的电池温度T_Li。

在一些实施例中，可以将电池参数按照温度梯度模型进行计算，得到钠离子电池的温度梯度。可选的，温度梯度模型如上述公式(2)所示。在一个具体电池组中，上述公式(2)中的I、ΔS、η_IR、η_D、n、F、V、λ、h、θ、r和F均为常数，T_Na为变量。可选的，确定钠离子电池的电池参数T_Na后，根据公式(2)得到钠离子电池的温度梯度。其中，电池参数T_Na的获取方式参见上文，此处不再赘述。

本发明实施例还进一步提供了计算钠离子电池的放热量Q_Na的方式。其中一种方式为：根据钠离子电池的电池参数计算钠离子电池的可逆产热率q_rev和不可逆产热率q_irr。之后，根据可逆产热率q_rev和不可逆产热率q_irr确定钠离子电池的放热量Q。

可选的，可以根据钠离子电池的电流、温度和熵变计算钠离子电池的可逆产热率q_rev。根据钠离子电池的电流和过电位计算钠离子电池的不可逆产热率q_rev。

在一些实施例中，可以根据公式(3)q_rev＝-IT_NaΔS/nFV计算钠离子电池的可逆产热率q_rev。在公式(3)中，I为钠离子电池的电流，T_Na为钠离子电池的温度，ΔS为钠离子电池的熵变，n为电荷迁移数，F为法拉第常数，V为钠离子单体电池的体积，在一个具体电池组中V为常数值。其中，I、T_Na、ΔS、n的确定方式可以参见公式(2)，此处不再赘述。

在一些实施例中，可以根据公式(4)q_irr＝-I(η_IR+η_D)/V计算钠离子电池的不可逆产热率q_rev。在公式(4)中，I为钠离子电池的电流，η_IR为由欧姆内阻和极化内阻引起的过电位，η_D为由钠离子扩散引起的过电位，V为钠离子单体电池的体积，在一个具体电池组中V为常数值。其中，I、η_IR和η_D的确定方式可以参见公式(2)，此处不再赘述。

在一些实施例中，将钠离子电池的可逆产热率和不可逆产热率加和，得到钠离子电池的放热量Q_Na。其中放热量Q_Na的计算公式(5)为：Q_Na＝-IT_NaΔS/nFV-I(η_IR+η_D)/V。

在一些实施例中，根据钠离子电池在不同温度下充电和/或放电至不同SOC时的放热量，可以拟合出钠离子电池的放热量曲线。该放热量曲线用于表示钠离子电池的不同电池参数与不同放热量的映射关系。可选的，该放热量曲线为钠离子电池充电和或放电至的不同SOC与放热量之间的映射关系。在获取到钠离子电池的SOC之后，可以根据放热量曲线确定钠离子电池的放热量Q_Na。

在一些实施例中，还可以根据钠离子电池的温度梯度和钠离子电池与锂离子电池的接触面积，确定钠离子电池的放热量Q_Na。可选的，钠离子电池对锂离子电池的放热量Q_Na可以根据公式(6)Q_Na＝-λAdt/dδ。其中，λ为锂离子电池的导热系数，A为电池组中钠离子电池和锂离子电池的接触面积。本发明实施例在根据钠离子电池的电池参数计算出钠离子电池的温度梯度之后，可以进一步获取电池组中钠离子电池和锂离子电池的接触面积参数。所述接触面积参数可以包括：钠离子电池与锂离子电池弧形接触区域的角度、高度和半径。根据所述接触面积参数可以计算出钠离子电池与锂离子电池的接触面积A。将钠离子电池的温度梯度和接触面积A代入公式(6)可以得到钠离子电池对锂离子电池的放热量Q_Na。其中，根据接触面积参数计算钠离子电池与锂离子电池的接触面积A的公式(7)为：A＝hθrπ/180确定。其中，h为钠离子电池和锂离子电池的弧形接触区域的高度；θ为所述弧形接触区域的角度；r为所述弧形接触区域的半径。本发明实施例中，可以将任一钠离子电池的放热量作为上述放热量Q_Na。也可以将电池组中各个钠离子电池或者处于运行状态的钠离子电池的放热量进行加和，得到上述放热量Q_Na。

本发明实施例在获取锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na之后，可以根据电池温度T_Li和放热量Q_Na控制电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。具体的，根据锂离子电池的电池温度T_Li，可以确定锂离子电池的电损状态。根据钠离子电池的放热量Q_Na可以确定钠离子电池的过热状态。根据锂离子电池的电损状态和钠离子电池的过热状态，以及负载的功率需求，可以控制电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

在一些实施例中，锂离子电池的电损状态可以包括：高温电损或者低温电损状态。可选的，当锂离子电池的电池温度T_Li大于或者等于高温阈值时，确定锂离子电池为高温电损状态；当锂离子电池的电池温度T_Li小于或者等于低温阈值时，可以确定锂离子电池为低温电损状态。其中，高温阈值大于低温阈值。

在一些实施例中，钠离子电池的过热状态可以包括：高放热状态、正常放热状态或者低放热状态。可选的，当钠离子电池的放热量Q_Na大于或者等于高放热阈值时，确定钠离子电池为高放热状态；当钠离子电池的放热量Q_Na小于或者等于低放热阈值时，确定钠离子电池为低放热状态；当钠离子电池的放热量小于高放热阈值且大于低放热阈值时，确定钠离子电池为正常放热状态。其中，高放热阈值大于低放热阈值。

在一些实施例中，负载的功率需求可以分为高功率需求、低功率需求或者正常功率需求。可选的，当负载功率需求大于或者等于高功率阈值时，确定功率需求为高功率需求；当负载功率需求小于或者等于低功率阈值时，确定功率需求为低功率需求；当负载功率需求小于高功率需求且大于低功率需求时，确定功率需求为正常功率需求。其中，高功率阈值大于低功率阈值。

在一些实施例中，如果电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于高放热状态，则在任意功率需求状态下均关闭电池组中钠离子电池和锂离子电池的运行，控制可用电池组对外供电。

在一些实施例中，如果电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于正常放热状态或者低放热状态，则在高功率需求状态下关闭电池组中锂离子电池的运行，并控制电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电。

在一些实施例中，如果电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于正常放热或者低放热状态，则在正常功率需求或者低功率需求状态下关闭电池组中锂离子电池的运行，并控制电池组中钠离子电池对外供电。

在一些实施例中，如果电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于高放热状态，则在高功率需求或者正常功率需求状态下关闭电池组中锂离子电池的运行，并控制电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电。

在一些实施例中，如果电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于正常放热状态，则在高功率需求状态下关闭电池组中锂离子电池的运行，并控制电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电。

在一些实施例中，如果电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于高放热状态或者正常放热状态，则在低功率需求状态下关闭电池组中锂离子电池的运行，并控制电池组中钠离子电池对外供电。

在一些实施例中，如果电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于正常热状态，则在正常功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池对外供电。

在一些实施例中，如果电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于低放热状态，则在任意功率需求状态下保持电池组中钠离子电池和锂离子电池的对外供电。可选的，在保持电池组中钠离子电池和锂离子电池对外供电的同时，可以根据功率需求控制其它可用电池组对外供电。

在一些实施例中，上述可用电池组可以为：锂离子电池的电池温度T_Li小于高温阈值且大于低温阈值的电池组。如图3中，当电池组Q中的锂离子电池的温度为0～30摄氏度时，可以确定电池组Q为可用电池组。本发明实施例中，可用电池组可以设置为待唤醒状态，当处于运行状态的电池组需要和其它电池组配合供电时，可以将处于待唤醒状态的电池组唤醒。

在一些实施例中，当需要控制其它可用电池组对外供电时，如果不存在其它可用电池组，则从当前电池组中选择满足功率需求的钠离子电池和锂离子电池对外供电。

在一些实施例中，当一个电池组处于工作状态时，可以根据需求功率、钠离子电池对锂离子电池的放热量Q_Na协同控制当前电池组中处于运行状态的钠离子电池和锂离子电池。例如，对于电池组W，当需求功率为低功率需求时，钠离子电池1和2工作，且锂离子电池3、4、5和6工作。当钠离子电池对锂离子电池的放热量Q_Na小于低放热阈值时，可以只控制锂离子电池5和6工作。当钠离子电池对锂离子电池的放热量Q_Na大于或者等于低放热阈值时，可以控制满足功率需求的多个锂离子电池进行放电。当出现高功率需求，电池包温度超过高温阈值且没有可用电池组进行热均衡时，可以启动警报，以提示存在驾驶风险。

参见图5，本发明实施例提供了一种电池管理系统的示意图。如图5所示，该电池管理系统包括：感测模块201和控制模块202。其中，感测模块201用于获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数。控制模块202用于根据钠离子电池的电池参数，确定钠离子电池组中钠离子电池的温度梯度，所述温度梯度表示在热传导方向上因距离产生的温度变化。根据所述温度梯度和锂离子电池的传感温度参数可以确定电池组中锂离子电池的电池温度T_Li。根据锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

在一些实施例中，感测模块201可以包括以下中的一项或多项的组合：电流感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电流值；

电压感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电压值；

内阻感测单元，用于采集钠离子电池的内阻值；

温度感测单元，用于采集电池组、钠离子电池和/或锂离子电池的传感温度值。

应理解，图5所示电池管理系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块以软件通过处理元件调用的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，感测模块201和控制模块202可以分别为单独设立的处理元件，也可以集成在电子设备的某一个芯片中实现。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit；以下简称：ASIC)，或，一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor；以下简称：DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array；以下简称：FPGA)等。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-On-a-Chip；以下简称：SOC)的形式实现。

本发明实施例还提供了一种BMS芯片，该BMS芯片包括：采样电路和MCU。其中采样电路，用于对电池组进行数据采样，以获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数。MCU，用于执行上述电池组的控制方法。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的电池管理系统，尤其是电池管理系统中控制模块执行的部分或全部步骤。上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

具体实现中，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包含可执行指令，当上述可执行指令在计算机上执行时，使得计算机执行上述电池管理系统，尤其是电池管理系统中控制模块执行的部分或全部步骤。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种电池组的控制方法，其特征在于，包括：

获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数；

根据所述电池参数，按照温度梯度模型进行计算，确定所述电池组中钠离子电池的温度梯度；或者，根据所述电池参数确定钠离子电池的放热量参数，将所述放热量参数按照温度梯度模型进行计算，得到所述钠离子电池的温度梯度，所述温度梯度表示在热传导方向上因距离产生的温度变化；

根据钠离子电池的所述温度梯度和所述锂离子电池的所述传感温度参数，将所述锂离子电池的传感温度参数与所述温度梯度做线性运算，确定所述电池组中锂离子电池的电池温度T_Li；

其中，所述锂离子电池的传感温度参数为部署于锂离子电池的温度传感器采集的锂离子电池的实测温度值T_实测，或者，所述锂离子电池的传感温度参数为部署于所述电池组所在环境的温度传感器采集的环境温度值T_环境；

根据所述锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态；

其中，所述温度梯度模型根据公式dt/dδ＝180*[-IT_NaΔS-I(η_IR+η_D)/V(-λ)hθrπ*nF]确定，dt/dδ为钠离子电池的温度梯度，I为钠离子电池的电流，T_Na为钠离子电池的温度，ΔS为钠离子电池的熵变，η_IR为由欧姆内阻和极化内阻引起的过电位，η_D为由钠离子扩散引起的过电位，V为钠离子单体电池的体积，λ为锂离子电池的导热系数，g为钠离子电池和锂离子电池的弧形接触区域的高度，θ为所述弧形接触区域的角度，r为所述弧形接触区域的半径，n为电荷迁移数，F为法拉第常数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钠离子电池的电池参数包括：钠离子电池的传感温度值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钠离子电池的电池参数还包括：钠离子电池的电流值、电压值和/或内阻值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述放热量参数按照温度梯度模型进行计算，得到所述钠离子电池的温度梯度，包括：

确定电池组中钠离子电池与锂离子电池的接触面积参数，所述接触面积参数包含：弧形接触区域的角度、高度和半径；

将所述放热量参数和所述接触面积参数按照温度梯度模型进行计算，得到所述钠离子电池的温度梯度；其中，所述温度梯度模型与所述放热量参数和所述接触面积参数呈线性关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述锂离子电池的传感温度参数与所述温度梯度值做线性运算，得到所述锂离子电池的电池温度T_Li，包括：

根据所述电池组中锂离子电池相对钠离子电池的位置关系和/或接触面积关系确定所述温度梯度的线性加权参数；

所述温度梯度与所述线性加权参数加权后与所述锂离子电池的传感温度参数做线性运算，得到所述锂离子电池的电池温度T_Li。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态，包括：

根据所述电池温度T_Li，确定所述锂离子电池的电损状态；

根据所述放热量Q_Na，确定所述钠离子电池的过热状态；

根据所述电损状态、所述过热状态以及功率需求，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述锂离子电池的电损状态包括：高温电损或者低温电损；所述钠离子电池的过热状态包括：高放热状态、正常放热状态或者低放热状态；所述功率需求分为高功率需求、低功率需求或者正常功率需求；

如果所述电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于高放热状态，则在任意功率需求状态下均关闭所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的运行，控制可用电池组对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于正常放热状态或者低放热状态，则在高功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于高温电损状态且钠离子电池处于正常放热或者低放热状态，则在正常功率需求或者低功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池对外供电。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于高放热状态，则在高功率需求或者正常功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于正常放热状态，则在高功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池和其它可用电池组对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于高放热状态或者正常放热状态，则在低功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于正常热状态，则在正常功率需求状态下关闭所述电池组中锂离子电池的运行，并控制所述电池组中钠离子电池对外供电；

如果所述电池组中锂离子电池处于低温电损状态且钠离子电池处于低放热状态，则在任意功率需求状态下保持所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的对外供电。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当需要控制其它可用电池组对外供电时，如果不存在其它可用电池组，则从当前所述电池组中选择满足功率需求的钠离子电池和锂离子电池对外供电。

10.一种电池管理系统，其特征在于，包括：

感测模块，用于获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数；

控制模块，用于根据所述电池参数，按照温度梯度模型进行计算，确定所述电池组中钠离子电池的温度梯度；或者，根据所述电池参数确定钠离子电池的放热量参数，将所述放热量参数按照温度梯度模型进行计算，得到所述钠离子电池的温度梯度，所述温度梯度表示在热传导方向上因距离产生的温度变化；根据钠离子电池的所述温度梯度和所述锂离子电池的所述传感温度参数，将所述锂离子电池的传感温度参数与所述温度梯度做线性运算，确定所述电池组中锂离子电池的电池温度T_Li；根据所述锂离子电池的电池温度T_Li和钠离子电池的放热量Q_Na，控制所述电池组中钠离子电池和锂离子电池的工作状态；

其中，所述锂离子电池的传感温度参数为部署于锂离子电池的温度传感器采集的锂离子电池的实测温度值T_实测，或者，所述锂离子电池的传感温度参数为部署于所述电池组所在环境的温度传感器采集的环境温度值T_环境；

其中，所述温度梯度模型根据公式dt/dδ＝180*[-IT_NaΔS-I(η_IR+η_D)/V(-λ)hθrπ*nF]确定，dt/dδ为钠离子电池的温度梯度，I为钠离子电池的电流，T_Na为钠离子电池的温度，ΔS为钠离子电池的熵变，η_IR为由欧姆内阻和极化内阻引起的过电位，η_D为由钠离子扩散引起的过电位，V为钠离子单体电池的体积，λ为锂离子电池的导热系数，h为钠离子电池和锂离子电池的弧形接触区域的高度，θ为所述弧形接触区域的角度，r为所述弧形接触区域的半径，n为电荷迁移数，F为法拉第常数。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述感测模块包括以下中的一项或多项的组合：

电流感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电流值；

电压感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电压值；

内阻感测单元，用于采集钠离子电池的内阻值；

温度感测单元，用于采集电池组、钠离子电池和/或锂离子电池的传感温度值。

12.一种BMS芯片，其特征在于，包括：

采样电路，用于对电池组进行数据采样，以获取电池组中钠离子电池的电池参数和锂离子电池的传感温度参数；

MCU，用于执行权利要求1至9任一项所述的电池组的控制方法。