CN116157976B - 动力电池充电的方法和电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种动力电池充电的方法和电池管理系统,该方法包括:在该动力电池的充电过程中,获取该动力电池的实际充电电流;根据该实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制该动力电池进行放电。本申请实施例的方法和电池管理系统,能够提升动力电池的安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种动力电池充电的方法和电池管理系统。
背景技术
随着时代的发展,电动汽车由于其高环保性、低噪音、使用成本低等优点,具有巨大的市场前景且能够有效促进节能减排,有利社会的发展和进步。
对于电动汽车及其相关领域而言,电池技术是关乎其发展的一项重要因素,尤其是电池的安全性能,影响电池相关产品的发展和应用,且影响大众对电动汽车的接受度。因此,如何提升动力电池的安全性能,是一个待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种动力电池充电的方法和电池管理系统,能够提升动力电池的安全性能。
第一方面,提供了一种动力电池充电的方法,其特征在于,包括:在该动力电池的充电过程中,获取该动力电池的实际充电电流;根据该实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制该动力电池进行放电。
根据实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制对动力电池进行放电,有利于在不影响电池充电效率的情况下抑制析锂,达到安全、快速的充电目的,从而可以提升动力电池的安全性能。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,该根据该实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制该动力电池进行放电,包括:在该实际充电电流与该充电请求电流的差值与该充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定控制该动力电池进行放电。
当实际充电电流大于充电请求电流时,动力电池会存在析锂风险,但是由于充电请求电流的大小通常在动力电池的安全性能之内存在一定余量,因此,可以在实际充电电流超出充电请求电流一定程度再控制动力电池放电,可以在降低动力电池析锂风险的同时,尽可能地减少对充电效率的影响。
结合上述第一方面的一些实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,该根据该实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制该动力电池进行放电,包括:在该实际充电电流与该充电请求电流的差值与该充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定该实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分;在该安时积分大于第二阈值的情况下,确定控制该动力电池进行放电。
通常情况下,实际充电电流超充电请求电流的程度越大,则放电越需要及时,在动力电池的实际充电电流超出充电请求电流一定程度的同时判断动力电池的超充容量大于一定阈值,有利于准确及时地降低动力电池的析锂风险。
结合上述第一方面的一些实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,该方法还包括:在确定控制该动力电池进行放电的情况下,向充电桩发送第一充电请求信息,该第一充电请求信息用于请求充电电流为0;在采集到该动力电池的实际充电电流小于或等于第三阈值的情况下,控制该动力电池进行放电。
在采集到动力电池的实际充电电流小于或等于第三阈值的情况下,再控制动力电池进行放电,有利于提高动力电池放电对电池析锂的抑制效果。
结合上述第一方面的一些实现方式,在第一方面的第四种可能的实现方式中,该方法还包括:在该第一充电请求信息已发送的持续时间大于或等于第一预设时间间隔的情况下,控制该动力电池停止放电。
结合上述第一方面的一些实现方式,在第一方面的第五种可能的实现方式中,该方法还包括:在控制该动力电池进行放电的持续时间大于或等于第二预设时间间隔的情况下,控制该动力电池停止放电。
控制动力电池在一定时间内放电,可以在抑制析锂的前提下,尽量降低对充电效率的影响,同时可以避免由于长时间放电导致的异常拔枪。
结合上述第一方面的一些实现方式,在第一方面的第六种可能的实现方式中,该方法还包括:在控制该动力电池停止放电的情况下,基于充电匹配表,向充电桩发送第二充电请求信息,该第二充电请求信息用于请求该充电桩对该动力电池进行充电。
第二方面,提供了一种电池管理系统,包括:获取模块,用于在动力电池的充电过程中,获取该动力电池的实际充电电流;确定模块,用于根据该实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制该动力电池进行放申。
结合第二方面,在第二方面的第一种可能的实现方式中,该确定模块具体用于:在该实际充电电流与该充电请求电流的差值与该充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定控制该动力电池进行放电。
结合第二方面,在第二方面的第二种可能的实现方式中,该确定模块具体用于:在该实际充电电流与该充电请求电流的差值与该充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定该实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分;在该安时积分大于第二阈值的情况下,确定控制该动力电池进行放电。
结合第二方面,在第二方面的第三种可能的实现方式中,该电池管理系统还包括:通信模块,用于在确定控制该动力电池进行放电的情况下,向充电桩发送第一充电请求信息,该第一充电请求信息用于请求充电电流为0;控制模块,用于在采集到该动力电池的实际充电电流小于或等于第三阈值的情况下,控制该动力电池进行放电。
结合第二方面,在第二方面的第四种可能的实现方式中,该控制模块还用于:在该第一充电请求信息已发送的持续时间大于或等于第一预设时间间隔的情况下,控制该动力电池停止放电。
结合第二方面,在第二方面的第五种可能的实现方式中,该电池管理系统还包括:控制模块,用于在控制该动力电池进行放电的持续时间大于或等于第二预设时间间隔的情况下,控制该动力电池停止放电。
结合第二方面,在第二方面的第六种可能的实现方式中,该电池管理系统还包括:通信模块,用于在控制该动力电池停止放电的情况下,基于充电匹配表,向充电桩发送第二充电请求信息,该第二充电请求信息用于请求该充电桩对该动力电池进行充电。
第三方面,提供了一种电池管理系统,包括包括存储器和处理器,该存储器用于存储指令,该处理器用于读取该指令并基于该指令执行上述第一方面和第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
第四方面,提供了一种可读存储介质,用于存储计算机程序,该计算机程序用于执行上述第一方面和第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
图1示出了本申请实施例适用的电池系统的示意性框图。
图2是本申请一实施例公开的动力电池充电的方法的示意性框图。
图3是本申请另一实施例公开的动力电池充电的方法的示意性框图。
图4是本申请再一实施例公开的动力电池充电的方法的示意性框图。
图5是本申请一实施例公开的电流随时间变化的示意图。
图6是本申请一实施例公开的动力电池充电的方法的示意性流程图。
图7是本申请另一实施例公开的动力电池充电的方法的示意性流程图。
图8是本申请一实施例公开的电池管理系统的示意性框图。
图9是本申请另一实施例公开的电池管理系统的示意性框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在新能源领域中,动力电池作为用电装置,例如车辆、船舶或航天器等的主要动力源,其重要性不言而喻。目前市面上的动力电池多为可充电的二次电池(Rechargeablebattery),常见的是锂离子电池或锂离子聚合物电池。
通常,锂离子电池在充电过程中,锂离子会从正极脱嵌并嵌入负极,但是当一些异常状态发生(例如,在低温下对电池进行充电,或者,通过大的充电倍率或充电电压对电池充电),并造成从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极的话,那么锂离子就只能析出在负极表面,从而形成一层灰色的物质,这种现象就叫做析锂。
析锂不仅使电池性能下降,循环寿命大幅缩短,还限制了电池的快充容量,并有可能引起燃烧、爆炸等灾难性后果。
有鉴于此,本申请实施例提供了一种动力电池充电的方法,有利于解决动力电池的析锂问题,从而提升动力电池的性能。
图1示出了本申请实施例适用的一种电池系统100。该电池系统100可包括:动力电池110和电池管理系统(battery management system,BMS)120。
具体地,该动力电池110可包括至少一个电池模组,其可为电动汽车提供能量和动力。从电池的种类而言,该动力电池110可以是锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池等,在本申请实施例中不做具体限定。从电池规模而言,本申请实施例中,动力电池110中的电池模组可以是电芯/电池单体(battery cell),也可以是电池组或电池包(battery pack),在本申请实施例中不做具体限定。
此外,为了智能化管理及维护该动力电池110,防止电池出现故障,延长电池的使用寿命,电池系统100中一般还设置有BMS 120,该BMS 120连接于动力电池110,用于监控采集动力电池110的参数,且BMS 120还可根据该参数实现对动力电池110的控制管理。
作为示例,该BMS 120可用于监控动力电池110的电压、电流和温度等参数。其中,BMS 120可实时采集动力电池110的总电压、总电流,动力电池110中单个电池单体的电压、电流、以及动力电池110中至少一个测温点的温度等等。上述参数的实时,快速,准确的测量是BMS120正常运行的基础。
可选地,BMS 120可根据该采集的动力电池110的参数,进一步估算动力电池110的荷电状态(state of charge,SOC)、健康状态(state of health,SOH)、功率状态(state ofpower,SOP)等各种参数。
进一步地,在BMS 120获取动力电池110的多种参数以后,可根据该多种参数实现对动力电池110各种控制和管理。
例如,BMS 120可根据SOC、电压、电流等参数实现对动力电池110的充放电控制,保证动力电池110正常的能量供给和释放。
又例如,BMS 120还可根据温度等参数,控制散热风扇或者加热模块等组件,实现动力电池110的热管理。
再例如,BMS 120还可根据电压、SOH等参数,判断动力电池110是否处于正常运行状态,以实现动力电池110的故障诊断和预警。
可选地,如图1所示,电池系统100可与充电设备101和用电设备102建立连接,以实现动力电池100的充放电。
可选地,该充电设备101可以包括但不限于充电桩,也可以称为是充电机。
可选地,该用电设备102可以包括但不限于是动力汽车或者外部设备。
图2示出了本申请一实施例公开的动力电池充电的方法200的示意性框图。可选地,本申请实施例中的动力电池可以是图1所示的动力电池110,该方法200可以应用于图1中所示的电池系统100中的BMS 120,换句话说,该方法200可以由图1中所示的电池系统100中的BMS 120执行。具体地,如图2所示,该方法200包括以下部分或全部内容:
S210,在动力电池的充电过程中,获取该动力电池的实际充电电流;
S220,根据该实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制该动力电池进行放电。
通常,当BMS与充电桩物理连接完成并上电后,开启低压辅助电源,进入握手启动阶段发送握手报文,再进行绝缘监测。绝缘监测结束后进入握手辨识阶段,双方可以发送辨识报文,确定动力电池和充电桩的必要信息。充电握手阶段完成后,充电桩和BMS进入充电参数配置阶段。在此阶段,充电桩可以向BMS发送充电桩最大输出能力的报文,从而BMS可以根据充电桩最大输出能力判断是否能够进行充电。在充电参数配置阶段完成之后,充电桩和BMS可以进入充电阶段。
在动力电池的充电过程中,BMS会向充电桩发送电池充电需求,然后充电桩可以根据电池充电需求来调整充电电压和充电电流以保证充电过程正常进行。作为示例,该电池充电需求会携带充电请求电流。然后,充电桩会基于BMS发送的充电请求电流向动力电池输出电流,BMS可以采集动力电池的充电电流,即本申请实施例中的实际充电电流。
在一种示例中,在动力电池的整个充电过程中,BMS可以实时调整充电请求电流,并向充电桩发送调整后的充电请求电流。那么BMS也可以实时采集动力电池的实际充电电流。也就是说,只要充电请求电流有改变,BMS就可以采集动力电池的实际充电电流。
在另一种示例中,在动力电池的整个充电过程中,不管充电请求电流是否改变,BMS仍可以周期性地采集动力电池的实际充电电流。
通常情况下,若动力电池的实际充电电流小于或等于充电请求电流,则不会出现电池析锂的现象。但市场上由于充电桩的质量参差不齐,动力电池的实际充电电流存在不可控的噪声和波动,则会出现动力电池的实际充电电流大于充电请求电流的情况,极有可能造成电池析锂,存在安全风险。
但是也并不是只要实际充电电流大于充电请求电流,就会造成电池析锂,原因在于,充电请求电流通常是在电池的充电能力之内确定的。也就是说,即便实际充电电流大于充电请求电流,只要其不超电池的充电能力,就不会造成电池析锂,即只要实际充电电流超充电请求电流在一定程度之内,就不会造成电池析锂。
申请人发现,在动力电池的充电过程中,控制动力电池进行放电,能够促进锂金属回嵌,抑制析出锂金属持续累积。但是控制动力电池进行放电,又会影响动力电池的充电效率。因此,根据动力电池的实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制动力电池进行放电,则既不会太影响动力电池的充电效率,又能够抑制电池析锂。
也就是说,若动力电池的实际充电电流超充电请求电流在一定程度之内,不控制动力电池进行放电,即控制动力电池持续进行充电;而若动力电池的实际充电电流超出充电请求电流一定程度之上,则控制动力电池进行放电。
应理解,在本申请实施例中,当确定控制动力电池进行放电时,可以立即控制动力电池进行放电。
还应理解,在本申请实施例中,控制动力电池进行放电并不是指一直放电直到动力电池的电量为0,而是指控制动力电池以一定电流大小,一定的持续时间进行放电。在控制动力电池放电结束之后,继续控制动力电池进行充电,并再次循环步骤210和步骤220,直到充电结束。
因此,本申请实施例的动力电池充电的方法,根据实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制对动力电池进行放电,有利于在不影响电池充电效率的情况下抑制析锂,达到安全、快速的充电目的,从而可以提升动力电池的安全性能。
图3示出了本申请另一实施例公开的动力电池充电的方法300的示意性框图。可选地,本申请实施例中的动力电池可以是图1所示的动力电池110,该方法300可以应用于图1中所示的电池系统100中的BMS 120,换句话说,该方法300可以由图1中所示的电池系统100中的BMS 120执行。具体地,如图3所示,该方法300包括以下部分或全部内容:
S310,在动力电池的充电过程中,获取该动力电池的实际充电电流;
S320,在实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定控制动力电池进行放电。
应理解,步骤S310的具体实现可以参见方法200中的步骤S210,为了简洁,此处不再赘述。
在步骤S320中,BMS可以基于以下公式确定控制动力电池进行放电:
(ia-io)/io>TH1,
其中,ia表示动力电池的实际充电电流,io表示充电请求电流,TH1表示第一阈值。
该第一阈值可以根据基于电池性能、安全性需求等方面进行设置,例如,该充电请求电流为100A,而该动力电池的充电能力为110A,若从电池性能方面考虑,可以设置该第一阈值=(110-100)A/100A=0.1,即实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于0.1,就认为动力电池有析锂风险,那么就控制动力电池进行放电。若从安全性需求方面考虑,可以设置该第一阈值小于0.1,例如,该第一阈值为0.08。即只要实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于0.08,就控制动力电池进行放电。
该第一阈值也可以基于临界值获得。该临界值可以认为是析锂刚开始出现时刻实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值。该临界值可以为经验值,即该临界值可以是经过多次测试获得。
在一种示例中,将第一阈值设置为小于临界值,只要实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值,就控制动力电池放电,可以更好地降低析锂风险。
在另一种示例中,将第一阈值设置为小于临界值,若实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值,确定控制动力电池进行放电,但是并不立即控制动力电池进行放电,而是持续一定时间间隔之后,再控制动力电池进行放电。也就是说,当第一次判断实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值,就确定控制动力电池进行放电并启动定时器,定时器计时期间实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值一直大于第一阈值,在定时器超时之后,则控制动力电池进行放电。该定时器的时长例如可以是5min。
当实际充电电流大于充电请求电流时,动力电池会存在析锂风险,但是由于充电请求电流的大小通常在动力电池的安全性能之内存在一定余量,因此,可以在实际充电电流超出充电请求电流一定程度再控制动力电池放电,可以在降低动力电池析锂风险的同时,尽可能地减少对充电效率的影响。
图4示出了本申请另一实施例公开的动力电池充电的方法400的示意性框图。可选地,本申请实施例中的动力电池可以是图1所示的动力电池110,该方法400可以应用于图1中所示的电池系统100中的BMS 120,换句话说,该方法400可以由图1中所示的电池系统100中的BMS 120执行。具体地,如图4所示,该方法400包括以下部分或全部内容:
S410,在动力电池的充电过程中,获取该动力电池的实际充电电流;
S420,在实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分;
S430,在安时积分大于第二阈值的情况下,确定控制动力电池进行放电。
应理解,步骤S410的具体实现可以参见方法200中的步骤S210,并且步骤S420中的第一阈值可以参见方法320中的第一阈值的描述,为了简洁,此处不再赘述。
所谓安时积分就是指对电流进行时间积分。在本申请实施例中,实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分可以认为是实际充电电流超过充电请求电流一定程度的超充容量,该超充容量的初始值为0。具体地,BMS可以实时获取动力电池的实际充电电流和充电请求电流,当实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值时计时,设为时间t0,可以每间隔Δt计算一次超充容量,例如,在t1=t0+Δt时刻计算t0至t1之间的超充容量,并且BMS可以在每计算一次超充容量就判断其是否大于第二阈值,若大于第二阈值,确定控制动力电池进行放电;若小于第二阈值,则计算从t0到t2=t1+Δt之间的超充容量,并继续判断所获得的超充容量是否大于第二阈值,直到计算获得的超充容量大于第二阈值时,才确定控制动力电池进行放电。也就是说,在判断实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,BMS可以基于以下公式确定控制动力电池进行放电:
其中,ia表示动力电池的实际充电电流,io表示充电请求电流,t0是确定实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值的时刻,tn则是确定超充容量大于第二阈值的时刻,TH2可以表示第二阈值。
通常情况下,实际充电电流超充电请求电流的程度越大,则放电越需要及时,在动力电池的实际充电电流超出充电请求电流一定程度的同时判断动力电池的超充容量大于一定阈值,有利于准确及时地降低动力电池的析锂风险。
在一种示例中,在t0至tn之间,该实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值是一直大于第一阈值的。当tn时刻获得的超充容量满足上述公式时,则确定控制动力电池进行放电并将超充容量设置为初始值。
在另一种示例中,若BMS确定tn时刻获得的超充容量小于第二阈值,在t(n+1)时刻之前,实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值小于或等于第一阈值,则存储tn时刻获得的超充容量。当在tm时刻再一次确定实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值,并计算t(m+1)时刻的超充容量,该t(m+1)时刻的超充容量是指tm至t(m+1)之间的实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分,并判断tn时刻获得超充容量与t(m+1)时刻获得的超充容量之和是否大于第二阈值,若大于第二阈值,则确定控制动力电池进行放电并将超充容量设置为初始值,即BMS可以基于以下公式确定控制动力电池进行放电:
图5示出了本申请实施例的电流随时间变化的示意图。如图5所示,充电请求电流为io,实际充电电流为ia。在t0时刻,BMS确定(ia-io)/io大于阈值TH1,在t1时刻计算t1时刻的超充容量,并判断t1时刻的超充容量是否大于第二阈值TH2,若小于TH2,则继续计算t2时刻的超充容量,......,计算tn时刻的超充容量。BMS可以在每计算一次超充容量,就更新其内部所存储的超充容量的值。当tn时刻的超充容量大于TH2时,则可以将BMS内部存储的超充容量的值更新为初始值0。而当tn时刻的超充容量的值不大于TH2时,则将BMS内部存储的超充容量的值更新为tn时刻计算得到的超充容量C1。需要说明的是,BMS在计算每个时刻的超充容量的同时也可以计算(ia-io)/io的值并与TH1进行比较。若在t(n+1)时刻的(ia-io)/io小于或等于TH1,则可以停止计算超充容量,直到在tm时刻的(ia-io)/io大于TH1,则在t(m+1)时刻重新计算超充容量C2,并将BMS内部的超充容量更新为C1+C2,若C1+C2大于TH2,则确定控制动力电池进行放电。若C1+C2不大于TH2,则可以继续计算下一时刻的超充容量,并与C1进行累加。
同样地,该第二阈值可以根据基于电池性能、安全性需求等方面进行设置。例如,该第二阈值可以是0.5AH。
可替代地,BMS也可以从确定实际充电电流大于充电请求电流开始计时,并计算某一时刻的超充容量,以及判断该时刻的超充容量是否大于第二阈值,在判断该时刻的超充容量小于或等于第二阈值并且在下一时刻实际充电电流小于或等于充电请求电流,则保存最近一次更新的超充容量,并将其累加到下一次实际充电电流大于充电请求电流时所获得的超充容量中,以与第二阈值进行判断。
应理解,从实际充电电流大于充电请求电流开始计时的实施例中的第二阈值可以大于从实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值开始计时的实施例中的第二阈值。
可选地,上文中描述的判断实际充电电流与充电请求电流的差值与充电请求电流的比值大于第一阈值的实施例,也可以替换为,判断实际充电电流与充电请求电流的差值大于第四阈值的实施例,其中,该第四阈值可以等效于第一阈值与充电请求电流的乘积。也就是说,该第四阈值为随充电请求电流变化而变化的值。
可选地,在本申请实施例中,在根据实际充电电流超充电请求电流的程度,确定控制动力电池进行放电,动力电池放电的电流大小、时长等参数可以是固定不变的,也可以是实时调整的。
在一种示例中,BMS可以基于相同的放电参数控制动力电池进行放电,例如,该放电参数可以固定可以配置为电流大小为10A,时长为20s。
在另一种示例中,BMS可以基于实时确定的放电参数控制动力电池进行放电,例如,可以基于动力电池的状态参数,确定动力电池的放电参数。动力电池的状态参数例如可以包括温度、SOC以及SOH等。
可选地,可以基于动力电池的SOC所在的SOC区间,确定动力电池的放电参数。通常情况下,动力电池的SOC越大,则电池析锂的风险越高。BMS可以提前配置不同的SOC区间所对应的放电时长和/或放电的电流大小。例如,高SOC区间对应的放电时长可以大于低SOC区间对应的放电时长。再例如,高SOC区间对应的放电的电流大小可以大于低SOC区间对应的放电的电流大小。
基于动力电池的状态参数动态调整动力电池的放电参数,可以更好地平衡析锂与充电速度之间的关系,从而能够更好地实现快速且安全的充电。
需要说明的是,确定动力电池的放电参数跟控制动力电池进行放电可以看成是两个独立的步骤,互不干扰。也就是说,确定动力电池的放电参数与控制动力电池进行放电之间没有必然的时序关系。若确定动力电池的放电参数在前,则基于确定的放电参数控制动力电池进行放电;若确定动力电池的放电参数在后,则基于在先确定的放电参数控制动力电池进行放电。
可选地,在本申请实施例中,该方法200还包括:在确定控制动力电池进行放电的情况下,向充电桩发送第一充电请求信息,该第一充电请求信息用于请求充电电流为0;在采集到动力电池的实际充电电流小于或等于第三阈值的情况下,控制动力电池进行放电。
该第一充电请求信息同上文描述的电池充电需求类似,只不过该电池充电需求中所携带的充电请求电流为0,也就是说,该第一充电请求信息用于向充电桩请求充电电流为0。而充电桩在接收到该第一充电请求信息之后,控制向动力电池输出的充电电流为0。由于BMS在向充电桩发送第一充电请求信息之后,动力电池的实际充电电流是逐渐减小的,因此,如果在向充电桩发送第一充电请求信息之后立刻控制动力电池进行放电,可能会降低放电对电池析锂的抑制效果。
在一种示例中,通过实时采集动力电池的实际充电电流,在实际充电电流小于或等于电流阈值时,才控制动力电池进行放电。例如,该电流阈值为50A。
在另一种示例中,也可以在向充电桩发送第一充电请求信息之后的预设时间后再控制动力电池进行放电,该预设时间可以是基于从BMS向充电桩发送第一充电请求信息之后到动力电池的实际充电电流降到电流阈值时所获取的时长的经验值。
可选地,在本申请一实施例中,该方法200还包括:在第一充电请求信息已发送的持续时间大于或等于第一预设时间间隔的情况下,控制动力电池停止放电。
例如,可以在BMS向充电桩发送第一充电请求信息时启动定时器,该定时器的时长可以是该第一预设时间间隔,当该定时器超时时,就控制动力电池停止放电。例如,该定时器的时长可以是60s,也就是该第一预设时间间隔为60s。
再例如,可以在BMS向充电桩发送第一充电请求信息时开始计时,当计时时长达到第一预设时间间隔,则控制动力电池停止放电。例如,该第一预设时间间隔为60s。
可选地,在本申请另一实施例中,该方法200还包括:在控制动力电池进行放电的持续时间大于或等于第二预设时间间隔的情况下,控制动力电池停止放电。
例如,可以在BMS控制动力电池进行放电的开始时刻启动定时器,该定时器的时长可以是第二预设时间间隔,当该定时器超时时,就控制动力电池停止放电。例如,该定时器的时长可以是20s,也就是该第二预设时间间隔为20s。
再例如,可以在BMS控制动力电池开始放电时开始计时,当计时时长达到第二预设时间间隔,则控制动力电池停止放电。例如,该第二预设时间间隔为20s。
应理解,该第一预设时间间隔和该第二预设时间间隔可以配置。
控制动力电池在一定时间内放电,可以在抑制析锂的前提下,尽量降低对充电效率的影响,同时可以避免由于长时间放电导致的异常拔枪。
可选地,在本申请实施例中,该方法200还包括:在控制动力电池停止放电的情况下,基于充电匹配表,向充电桩发送第二充电请求信息,该第二充电请求信息用于请求充电桩对动力电池进行充电。
具体地,BMS在控制动力电池停止放电的情况下,可以基于充电匹配表,向充电桩发送第二充电请求信息,该第二充电请求信息同上文描述的电池充电需求类似,该第二充电请求信息中携带的充电请求电流不为0,即请求充电桩向动力电池输出电流。也就是说,BMS内部会存储一张充电匹配表,该充电匹配表可以包括充电请求电流与动力电池的各种状态参数的对应关系,当BMS控制动力电池停止放电时,可以基于动力电池的当前状态参数,从该充电匹配表中获取对应的充电请求电流,并通过第二充电请求信息发送给充电桩。例如,BMS可以从充电匹配表中获取与当前SOC对应的充电请求电流。充电桩在接收到该第二充电请求信息之后,向动力电池输出不为0的充电电流,即对动力电池进行充电。进而BMS可以重复执行步骤210以及步骤220。
可选地,在本申请实施例中,该方法200还包括:在动力电池处于满充状态或者拔枪状态,控制该动力电池进行放电。
如果动力电池处于满充状态或者拔枪状态,由于此时并不清楚动力电池的当前状态是否具有析锂风险,通过引入负脉冲,控制动力电池进行放电,可以在动力电池具有析锂风险的情况下抑制析锂,从而可以提高动力电池的安全性能。
图6示出了本申请实施例的动力电池充电的方法600的示意性流程图。如图6所示,该方法600可以由BMS执行,并且该方法600可以包括以下部分获取全部内容:
S601,判断动力电池是否处于充电状态;
S602,若在S601中判断动力电池处于充电状态,则BMS可以实时记录动力电池的充电请求电流io,并且实时采集动力电池的实际充电电流ia;
可选地,若在S601中判断动力电池不处于充电状态,则执行步骤S609;
S603,判断(ia-io)/io是否大于0.1;
S604,若S603中的判断结果为是,则向充电桩发送充电请求电流为0的电池充电需求,并且实时采集动力电池的实际充电电流以及开始计时;
可选地,若S603中的判断结果为否,则返回执行步骤S602;
S605,判断动力电池的实际充电电流是否小于50A;
S606,若S605中的判断结果为是,则控制动力电池以10A的电流大小放电;
可选地,若S605中的判断结果为否,则返回执行步骤S604;
S607,判断动力电池的放电时长是否大于或等于20s,或者在步骤S604中计时的时长大于或等于60s;
S608,若在S607中的判断结果为是,则控制动力电池停止放电,并且按照充电匹配表,向充电桩请求向动力电池充电;
可选地,若在S607中的判断结果为否,则返回执行步骤S606;
S609,若在S601中判断动力电池处于非充电状态,则判断动力电池是否处于满充状态或者拔枪状态;
S610,若在S609中判断动力电池处于满充状态或者拔枪状态,则控制动力电池以10A的电流大小放电20s。
可选地,若在S609中判断动力电池不处于满充状态或拔枪状态,则结束方法600。
图7示出了本申请实施例的动力电池充电的方法700的示意性流程图。如图7所示,该方法700可以由BMS执行,并且该方法700可以包括以下部分获取全部内容:
S701,判断动力电池是否处于充电状态;
S702,若在S701中判断动力电池处于充电状态,则BMS可以实时记录动力电池的充电请求电流,并且实时采集动力电池的实际充电电流;
可选地,若在S701中判断动力电池不处于充电状态,则执行步骤S711;
S703,判断(ia-io)/io是否大于0.1;
S704,若S703中的判断结果为是,开始计时,设为t0;
可选地,若S703中的判断结果为否,则返回执行步骤S702;
S705,在t1时刻判断实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分是否大于0.5AH;
S706,若S705中的判断结果为是,将S705中计算得到的安时积分清0,并向充电桩发送充电请求电流为0的电池充电需求,并且实时采集动力电池的实际充电电流以及开始计时;
可选地,若S705中的判断结果为否,则记录S705中计算得到的安时积分,以累加到下一次获得的安时积分中;
S707,在S706之后,判断动力电池的实际充电电流是否小于50A;
S708,若S707中的判断结果为是,则控制动力电池以10A的电流大小放电;
可选地,若S707中的判断结果为否,则返回执行步骤S706;
S709,判断动力电池的放电时长是否大于或等于20s,或者在步骤S704中计时的时长大于或等于60s;
S710,若在S709中的判断结果为是,则控制动力电池停止放电,并且按照充电匹配表,向充电桩请求向动力电池充电;
可选地,若在S709中的判断结果为否,则返回执行步骤S708;
S711,若在S701中判断动力电池处于非充电状态,则判断动力电池是否处于满充状态或者拔枪状态;
S712,若在S701中判断动力电池处于满充状态或者拔枪状态,则控制动力电池以10A的电流大小放电20s。
可选地,若在S711中判断动力电池不处于满充状态或拔枪状态,则结束方法700。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
上文详细描述了本申请实施例的动力电池充电的方法,下面将结合图8和图9详细描述本申请实施例的电池管理系统。方法实施例所描述的技术特征适用于以下装置实施例。
图8示出了本申请实施例的电池管理系统800的示意性框图。如图8所示,该电池管理系统800包括:
获取模块810,用于在动力电池的充电过程中,获取该动力电池的实际充电电流;
确定模块820,用于根据该实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制该动力电池进行放电。
可选地,在本申请实施例中,该确定模块820具体用于:在该实际充电电流与该充电请求电流的差值与该充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定控制该动力电池进行放电。
可选地,在本申请实施例中,该确定模块820具体用于:在该实际充电电流与该充电请求电流的差值与该充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定该实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分;在该安时积分大于第二阈值的情况下,确定控制该动力电池进行放电。
可选地,在本申请实施例中,该电池管理系统800还包括:通信模块,用于在确定控制该动力电池进行放电的情况下,向充电桩发送第一充电请求信息,该第一充电请求信息用于请求充电电流为0;控制模块,用于在采集到该动力电池的实际充电电流小于或等于第三阈值的情况下,控制该动力电池进行放电。
可选地,在本申请实施例中,该控制模块还用于:在该第一充电请求信息已发送的持续时间大于或等于第一预设时间间隔的情况下,控制该动力电池停止放电。
可选地,在本申请实施例中,该电池管理系统800还包括:控制模块,用于在控制该动力电池进行放电的持续时间大于或等于第二预设时间间隔的情况下,控制该动力电池停止放电。
可选地,在本申请实施例中,该电池管理系统800还包括:通信模块,用于在控制该动力电池停止放电的情况下,基于充电匹配表,向充电桩发送第二充电请求信息,该第二充电请求信息用于请求该充电桩对该动力电池进行充电。
应理解,根据本申请实施例的电池管理系统800可对应于本申请方法实施例中的BMS,并且电池管理系统800中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图2至图4、图6和图7各方法中电池管理系统的相应流程,为了简洁,在此不再赘述。
图9示出了本申请另一个实施例的电池管理系统900的示意性框图。如图9所示,电池管理系统900包括处理器910和存储器920,其中,存储器920用于存储指令,处理器910用于读取所述指令并基于所述指令执行前述本申请各种实施例的方法。
其中,存储器920可以是独立于处理器910的一个单独的器件,也可以集成在处理器910中。
可选地,如图9所示,该电池管理系统900还可以包括收发器930,处理器910可以控制该收发器930与充电桩等其他设备进行通信。具体地,可以向其他设备发送信息或数据,或者接收其他设备发送的信息或数据。
本申请实施例还提供了一种可读存储介质,用于存储计算机程序,所述计算机程序用于执行前述本申请各种实施例的方法。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者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。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案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一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,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。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种动力电池充电的方法,其特征在于,包括:
在所述动力电池的充电过程中,获取所述动力电池的实际充电电流;
根据所述实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制所述动力电池进行放电;
所述根据所述实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制所述动力电池进行放电,包括:
在所述实际充电电流与所述充电请求电流的差值与所述充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定控制所述动力电池进行放电。
2.一种动力电池充电的方法,其特征在于,包括:
在所述动力电池的充电过程中,获取所述动力电池的实际充电电流;
根据所述实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制所述动力电池进行放电;
所述根据所述实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制所述动力电池进行放电,包括:
在所述实际充电电流与所述充电请求电流的差值与所述充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定所述实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分;
在所述安时积分大于第二阈值的情况下,确定控制所述动力电池进行放电。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在确定控制所述动力电池进行放电的情况下,向充电桩发送第一充电请求信息,所述第一充电请求信息用于请求充电电流为0;
在采集到所述动力电池的实际充电电流小于或等于第三阈值的情况下,控制所述动力电池进行放电。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述第一充电请求信息已发送的持续时间大于或等于第一预设时间间隔的情况下,控制所述动力电池停止放电。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在控制所述动力电池进行放电的持续时间大于或等于第二预设时间间隔的情况下,控制所述动力电池停止放电。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在控制所述动力电池停止放电的情况下,基于充电匹配表,向充电桩发送第二充电请求信息,所述第二充电请求信息用于请求所述充电桩对所述动力电池进行充电。
7.一种电池管理系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于在动力电池的充电过程中,获取所述动力电池的实际充电电流;
确定模块,用于根据所述实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制所述动力电池进行放电;
所述确定模块具体用于:
在所述实际充电电流与所述充电请求电流的差值与所述充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定控制所述动力电池进行放电。
8.一种电池管理系统,其特征在于,包括:
获取模块,用于在动力电池的充电过程中,获取所述动力电池的实际充电电流;
确定模块,用于根据所述实际充电电流超充电请求电流的程度,确定是否控制所述动力电池进行放电;
所述确定模块具体用于:
在所述实际充电电流与所述充电请求电流的差值与所述充电请求电流的比值大于第一阈值的情况下,确定所述实际充电电流与充电请求电流之差的安时积分;
在所述安时积分大于第二阈值的情况下,确定控制所述动力电池进行放电。
9.根据权利要求7或8所述的电池管理系统,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
通信模块,用于在确定控制所述动力电池进行放电的情况下,向充电桩发送第一充电请求信息,所述第一充电请求信息用于请求充电电流为0;
控制模块,用于在采集到所述动力电池的实际充电电流小于或等于第三阈值的情况下,控制所述动力电池进行放电。
10.根据权利要求9所述的电池管理系统,其特征在于,所述控制模块还用于:
在所述第一充电请求信息已发送的持续时间大于或等于第一预设时间间隔的情况下,控制所述动力电池停止放电。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的电池管理系统,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
控制模块,用于在控制所述动力电池进行放电的持续时间大于或等于第二预设时间间隔的情况下,控制所述动力电池停止放电。
12.根据权利要求10或11所述的电池管理系统,其特征在于,所述电池管理系统还包括:
通信模块,用于在控制所述动力电池停止放电的情况下,基于充电匹配表,向充电桩发送第二充电请求信息,所述第二充电请求信息用于请求所述充电桩对所述动力电池进行充电。
13.一种电池管理系统,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于读取所述指令并基于所述指令执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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