CN115972977A

CN115972977A - 对动力电池进行充电的控制装置、方法、车辆和存储介质

Info

Publication number: CN115972977A
Application number: CN202310255219.5A
Authority: CN
Inventors: 李孟君
Original assignee: Beijing Jidu Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Jidu Technology Co Ltd
Priority date: 2023-03-10
Filing date: 2023-03-10
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2043-03-10
Also published as: CN115972977B

Abstract

本发明提供对动力电池进行充电的控制装置、方法、车辆和存储介质，涉及车辆技术领域。对动力电池进行充电的控制装置包括：第一传感单元，用于获取所述动力电池的温度；第二传感单元，用于获取所述动力电池的电压；处理器，用于根据所述温度和所述电压，获取所述动力电池对应的电池状态，以及，获取所述电池状态对应的充电参数；其中，所述处理器，还用于根据所述充电参数确定所述电池状态对应的充电时间。本发明实施例通过根据动力电池的温度和电压确定动力电池当前对应的电池状态，然后根据不同的电池状态确定相应的充电参数，能够提高对于动力电池充电时间判定的精确性，提高充电控制效果。

Description

对动力电池进行充电的控制装置、方法、车辆和存储介质

技术领域

本发明实施例涉及车辆技术领域，尤其涉及一种对动力电池进行充电的控制装置、方法、车辆和存储介质。

背景技术

目前新能源汽车剩余充电时间估算都是按照剩余容量除以当前充电电流。但是随着充电进程的进行，温度会因为电池自身发热、外部热管理等影响会发生变化。另外电池的电压和SOC也会随着充电升高。电池的温度、电压、SOC会影响电池的充电能力。这导致现有方式对于电池充电时间的预估准确性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种对动力电池进行充电的控制装置、方法、车辆和存储介质，以提高对于充电时间的确定精度问题。

为解决上述问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种对动力电池进行充电的控制装置，包括：

第一传感单元，用于获取所述动力电池的温度；

第二传感单元，用于获取所述动力电池的电压；

处理器，用于根据所述温度和所述电压，获取所述动力电池对应的电池状态，以及，获取所述电池状态对应的充电参数；其中，

所述处理器，还用于根据所述充电参数确定所述电池状态对应的充电时间。

在一些实施例中，所述处理器还用于：

计算所述动力电池达到下一电池状态所需的第一充电时间；

计算所述动力电池的电量以当前充电参数充电至目标电量所需的第二充电时间；

根据所述第一充电时间和所述第二充电时间的大小关系确定下一电池状态对应的充电参数。

在一些实施例中，所述处理器，还用于：

计算所述温度到达根据温度确定的下一电池状态对应的第一时间；

计算所述电压到达根据电压确定的下一电池状态对应的第二时间；

将所述第一时间和第二时间中较短的一者作为所述第一充电时间。

在一些实施例中，在所述第二充电时间小于所述第一充电时间的情况下，在充电时间达到所述第二充电时间后，结束充电；

在所述第二充电时间大于或等于所述第一充电时间的情况下，在充电时间达到所述第一充电时间后，更新所述动力电池对应的电池状态，并计算更新后的所述电池状态对应的充电时间。

在一些实施例中，还包括电池检测模块，用于确定所述动力电池的当前内阻；

所述处理器，还用于：

根据所述动力电池的充电电流和当前内阻计算所述动力电池的自发热温升速率；

根据所述动力电池的当前温度和充电电流计算所述动力电池的热管理速率，其中，所述热管理速率包括电池外部冷却速率和加热温升速率；

根据下一电池状态和当前电池状态的温度差，以及所述自发热温升速率和所述热管理速率确定所述第一时间。

在一些实施例中，还包括：电池检测模块，用于确定所述动力电池的当前内阻和当前电压；

所述处理器，还用于：

根据所述当前内阻和所述当前电压计算所述动力电池的当前开路电压；

根据所述当前开路电压、下一电池状态的电压、所述当前内阻计算下一电池状态对应的开路电压；

根据下一电池状态对应的开路电压确定下一电池状态对应的电池电量；

根据所述下一电池状态对应的电池电量、当前电池状态对应的电池电量以及当前充电电量确定所述第二时间。

在一些实施例中，所述电池检测模块，具体用于：

获取所述动力电池的当前温度、当前电量和电池健康度；

根据所述当前温度、当前电量和电池健康度确定所述动力电池的当前内阻。

第二方面，本发明实施例提供了一种车辆，包括以上任一项所述的对动力电池进行充电的控制装置。

第三方面，本发明实施例提供了一种对动力电池进行充电的控制方法，包括：

获取所述动力电池的温度；

获取所述动力电池的电压；

根据所述温度和所述电压，获取所述动力电池对应的电池状态，以及，获取所述电池状态对应的充电参数；

根据所述充电参数确定所述电池状态对应的充电时间。

第四方面，本发明实施例提供了一种存储介质，用于存储程序，所述程序被处理器执行时实现如以上任一项所述方法的步骤。

本发明实施例通过根据动力电池的温度和电压确定动力电池当前对应的电池状态，然后根据不同的电池状态确定相应的充电参数，能够提高对于动力电池充电时间判定的精确性，提高充电控制效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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是本发明实施例提供的对动力电池进行充电的控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

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。

本发明实施例中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，本申请中使用“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，例如A和/或B和/或C，表示包含单独A，单独B，单独C，以及A和B都存在，B和C都存在，A和C都存在，以及A、B和C都存在的7种情况。

本发明实施例提供了一种对动力电池进行充电的控制装置。

在其中一个实施例中，该对动力电池进行充电的控制装置包括：

第一传感单元，用于获取所述动力电池的温度；

第二传感单元，用于获取所述动力电池的电压；

电池检测模块，用于根据所述温度和所述电压确定所述动力电池对应的电池状态，以及，获取所述电池状态对应的充电参数；其中，

在一个充电场景中，动力电池的温度和电压是连续变化的。一般来说，在充电过程中，动力电池的温度在一定范围内处于上升状态，动力电池的电压在一定范围内也处于上升状态。

本实施例的技术方案中，以温度和电压为索引依据，设定了动力电池的充电过程可能处于的多个电池状态，实施时，可以根据温度和电压，确定动力电池所处的电池状态。

示例性的，在一个实施例中，将温度划分为小于-20℃，-20至0℃、0至20℃、20至40℃、40至60℃和60℃以上共计六个区间。

将电压划分为小于3.8伏、3.8至4伏、4至4.1伏、4.1至4.2伏和4.2伏以上共计五个区间，这样，本实施例中根据温度和电压值的不同共计定义了30个不同的电池状态。

上述温度区间涵盖了动力电池正常工作过程中可能的温度，而上述电压区间则涵盖了动力电池充电过程汇总的电压变化范围，这样，在动力电池充电过程中，根据动力电池的温度和电压，能够确定动力电池的电池状态。

表1：温度、电压和充电倍率对应表

在一个示例性的实施例中，充电过程中，分别通过第一传感单元获取所述动力电池的温度，以及通过第二传感单元获取所述动力电池的电压。

在获取了动力电池的电压之后，根据预先定义的电压范围，确定当前的电压阶段，示例性的，可以是上述表1中的电压阶段的1至5中的一个。类似的，根据预先定义的电压范围，能够确定当前的温度状态，示例性的，可以是上述表1中的温度状态的1至6中的一个。

示例性的，将Vol＜3.8V对应电状态1,，0℃≤T＜20℃对应温度状态3，本实施例中可以将当前电池状态记做L（1，3），进一步的，由上述表1查表能够得到该电池状态对应的充电倍率为0.6。

参考上述过程，能够根据动力电池的温度和电压确定电池状态并确定相应的充电倍率。

本实施例中，充电倍率用于表示电池的充电能力，动力电池的充电电流=电池容量*倍率。

需要理解的是，在电池状态不同时，电池的性能是不同的，可以理解，当电压大于4.2伏时，说明电池已经充满，其充电能力为0，当温度小于零下20摄氏度时，温度过低导致电池活性丧失，同样丧失了充电能力。

这样，在确定了动力电池当前的状态后，相应的可以确定与该电池状态对应的充电能力作为充电参数，进一步对该电池状态对应的充电时间进行计算，能够确定该电池状态对应的充电时间。

本发明实施例通过根据动力电池的温度和电压确定动力电池当前对应的电池状态，然后根据不同的电池状态确定相应的充电参数。相关技术中，通常根据动力电池的电量划分不同的充电阶段并以不同的参数进行充电控制，然而这种方式忽略了不同温度状态下以及动力电池不同电压时，动力电池本身的性能变化。本实施例中，通过引入动力电池的温度和电压，并结合动力电池的温度和电压定义多个不同的电池状态，充分考虑了温度和电压对于动力电池状态的影响，从而能够更加精确的确定充电进程，判定充电时间，也能够提高对于动力电池充电时间判定的精确性，提高充电控制效果。

在其中一些实施例中，处理器还用于：

计算所述动力电池达到下一电池状态所需的第一充电时间；

为了提高对于充电时间的预估精度，本实施例中，将充电进程划分为多个电池状态，并按照电池状态确定所需的充电时间，从而能够提高对于充电时间的预测精度。

本实施例中，在预估了当前电池状态所需的时间之后，评估能够到达的下一电池状态以及下一电池状态对应的充电时间。

本实施例中，首先判断达到下一电池状态前是否已经完成了充电操作。

具体的，本实施例中首先计算动力电池达到下一电池状态所需的第一充电时间。

可以理解的是，本实施例中，动力电池达到下一电池状态包括两种情况，即温度达到下一阶段或者温度达到下一电池状态。示例性的，如果当前的电池状态为L（1，3）,则动力电池所能达到的下一电池状态可能是L（1，4）或L（2，3）。

在其中一些实施例中，处理器，还用于：

本实施例中，根据动力电池的温度和电压定义了多个不同的电池状态，但是，这些电池状态并非依次排列的，而是阵列分布的。可以理解为，在充电过程中，动力电池所到达的下一个电池状态并非确定的。

具体而言，如果动力电池的当前电池状态为L（1，3），随着充电过程的进行，动力电池的温度可能在第一时间之后达到状态2，动力电池的电压可能在第二时间后达到4。如果第一时间比第二时间短，则动力电池在第一时间后的电池状态为L（2，3），如果第二时间比第一时间更短，则动力电池在第二时间后的电池状态会变为L（1，4）。

本实施例中，将第一时间和第二时间中较短的一个定义为第一充电时间，因此，如果持续进行充电，动力电池的状态会在第一充电时间之后发生变化。

本实施例中，首先分别计算温度达到下一电池状态的第一时间，以及电压达到下一电池状态的第二时间，然后确定第一时间和第二时间哪一个时间更短，显然，电池充电过程中，会首先达到时间更短的一者对应的电池状态。

示例性的，如果第一时间为10分钟，第二时间为20分钟，则动力电池会在十分钟之后，达到根据温度确定的下一电池状态，即由L（1，3）变化为L（1，4），因此，第一充电时间为10分钟，电池在10分钟之后达到下一电池状态。这样，本实施例中通过计算第一时间和第二时间，能够更加准确的分析和判定动力电池的电池状态。

在其中一些实施例中，处理器，还用于：

在所述第二充电时间小于所述第一充电时间的情况下，在充电时间达到所述第二充电时间后，结束充电；

显然，如果按照当前电池状态的充电速度，完成充电所需的时间小于10分钟，则在动力电池在达到下一电池状态之前就会完成充电，实施时，可以根据当前电量，目标电量以及充电倍率确定第二充电时间。

示例性的，用户将目标电量SOC1设置为80%，当前电量SOC2为70%，则可以根据目标电量和当前电量的差值，结合电池容量E和当前的充电电流I预估充电完成所需的时间T0。

其中，T0=（SOC1-SOC2）*E/I。

显然，如果在达到下一阶段时，动力电池的电量还未达到用户设定的目标电量，则根据下一电池状态的充电参数计算下一阶段所需的充电时间。

在其中一些实施例中，所述电池检测模块，具体用于：

获取所述动力电池的当前温度、当前电量和电池健康度；

本实施例中，电池检测模块包括各种传感器，实施时，可以通过各种传感器对电池的当前温度、当前电量和电池健康度进行检测，在获得了这些参数之后，可以通过查表的方式，确定当前状态下，动力电池的内阻，实施时，可以通过该方式，实现对于电池内阻的动态检测，实时获取动力电池的当前内阻。

在其中一些实施例中，处理器还用于：

本实施例中，根据动力电池的热管理速率对动力电池的温度变化进行预估，具体的，根据当前充电电流和内阻计算电池自发热温升速率，根据当前温度和电流计算电池外部冷却和加热温升速率。

在其中一些实施例中，通过以下公式预估第一时间T1：

T1=（下一阶段温度-当前温度）/ （自发热温升速率+热管理速率）。

在其中一些实施例中，处理器还用于：

本实施例中，可以通过当前电压和电池内阻计算出当前OCV（开路电压），然后根据下一阶段的电压和当前电池电阻，计算出下一阶段的OCV，并查表得到下一阶段的SOC，最后，确定第二时间T2。

T2=（下一阶SOC-当前SOC）*电池容量/当前充电电流。

在确定了下一电池状态之后，更新相应的电池参数，在其中一个实施例中，电池参数包括电磁温度、电池电量和电压。

温度=当前温度+（自发热温升速率+热管理速率）*t，其中，t 为时间。

电池电量=当前电量+t*当前充电电量；

电压=OCV+当前电流*当前内阻。

这样，可以通过更新后的电池参数对下一电池状态需要的充电时间进行预估。

如图1和上述表1所示，可以理解为，本实施例的技术方案中，根据动力电池的温度和电压将全部充电过程划分为了多个电池状态，开始充电时，首先确定当前的电池状态（i，j），然后确定当前充电参数，根据当前电池状态（i，j）和当前充电参数计算动力电池即将到达的下一电池状态为（i+1，j）还是（i，j+1）。

以先到达（i+1，j）做示例性说明，根据（i+1，j）阶段对应的充电参数计算（i+1，j）阶段所需的充电时间，这样，就能够得到动力电池由当前充电状态充电至（i+1，j）状态所需的时间以及充电量，依次类推，不断循环该计算过程直至计算至充电结束，就能够计算出所需的充电时间。

换句话说，本实施例结合各电池状态对应的充电参数对于各电池状态所需的充电时间进行精确的计算，从而能够更加准确的预估动力电池的充电进度，提高对于充电时间计算的精确程度。

本发明实施例提供了一种对动力电池进行充电的控制方法，包括：

获取所述动力电池的温度；

获取所述动力电池的电压；

根据所述充电参数确定所述电池状态对应的充电时间。

在一些实施例中，所述方法包括：

计算所述动力电池达到下一电池状态所需的第一充电时间；

在一些实施例中，所述方法包括：

计算所述温度到达下一电池状态对应的第一时间；

计算所述电压到达下一电池状态对应的第二时间；

在一些实施例中，所述方法包括：

确定所述动力电池的当前内阻；

在一些实施例中，所述方法包括：

确定所述动力电池的当前内阻和当前电压；

在一些实施例中，所述方法包括：

获取所述动力电池的当前温度、当前电量和电池健康度；

本发明实施例还提供一种车辆，该车辆包括如以上任一项所述的对动力电池进行充电的控制装置。请参见图2，车辆可以包括处理器201、存储器202及存储在存储器202上并可在处理器201上运行的程序2021。程序2021被处理器201执行时可实现上述方法实施例中的任意步骤及达到相同的有益效果，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一可读取介质中。

本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述方法实施例中的任意步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

所述的存储介质，如只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等。

需要说明的是，应理解以上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；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，确定模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上确定模块的功能。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。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。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，各个模块、单元、子单元或子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 IntegratedCircuit，ASIC），或，一个或多个微处理器（digital signal processor，DSP），或，一个或者多个现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU）或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统（system-on-a-chip，SOC）的形式实现。

以上所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种对动力电池进行充电的控制装置，其特征在于，包括：

第一传感单元，用于获取所述动力电池的温度；

第二传感单元，用于获取所述动力电池的电压；

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：

计算所述动力电池达到下一电池状态所需的第一充电时间；

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理器，还用于：

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器，还用于：

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

电池检测模块，用于确定所述动力电池的当前内阻；

所述处理器，还用于：

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

电池检测模块，用于确定所述动力电池的当前内阻和当前电压；

所述处理器，还用于：

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述电池检测模块，具体用于：

获取所述动力电池的当前温度、当前电量和电池健康度；

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的对动力电池进行充电的控制装置。

9.一种对动力电池进行充电的控制方法，其特征在于，包括：

获取所述动力电池的温度；

获取所述动力电池的电压；

根据所述充电参数确定所述电池状态对应的充电时间。

10.一种存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求9所述方法的步骤。