CN116512980A - 基于动力电池内阻的功率分配方法、装置、设备和介质 - Google Patents

基于动力电池内阻的功率分配方法、装置、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本公开涉及整车能源分配领域，尤其涉及基于动力电池内阻的功率分配方法、装置、设备和介质，该方法包括：获取动力电池的当前电流；基于动力电池总线电压和上述当前电流计算得到动力电池的当前内阻；基于上述当前内阻和查表电阻确定目标内阻；基于上述目标内阻计算能量源输出总功率；基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻优化整车功率分配。该方法基于当前内阻确定了总功率，进而基于总功率对整车能量管理策略进行了优化。

Description

基于动力电池内阻的功率分配方法、装置、设备和介质
技术领域
本公开涉及整车能源分配领域，尤其涉及基于动力电池内阻的功率分配方法、装置、设备和介质。
背景技术
燃料电池重卡，动力系统包括燃料电池和动力电池两个能量源，在整车运行过程中，需要根据实际工况考虑两个能量源之间的功率分配，保证在车辆运行中能耗最小，因此要求动力电池和燃料电池都运行在相对较高效率的功率点。动力电池的内阻是影响能耗的其中一个重要因素，在一定的负载需求下，内阻越大损耗越大，充放电效率就越低。同时电池的内阻不是一个固定的值，随着循环次数的增加动力电池在不断的衰减，内阻增大，需要在线识别动力单池的性能，实时计算动力电池的内阻特性，计算出动力电池的效率和能够提供的最大功率，对整车能量管理策略进行优化。
发明内容
（一）发明目的
鉴于上述问题，为了基于当前内阻确定总功率，进而基于总功率对整车能量管理策略进行优化，本公开提供了以下技术方案。
（二）技术方案
本公开实施例的第一方面，提供了一种基于动力电池内阻的功率分配方法，包括：
获取动力电池的当前电流；
基于动力电池总线电压和上述当前电流计算得到动力电池的当前内阻；
基于上述当前内阻和查表电阻确定目标内阻；
基于上述目标内阻计算能量源输出总功率；
基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻优化整车功率分配。
在一些可能的实施方式中，上述基于动力电池总线电压和上述当前电流计算得到动力电池的当前内阻，是通过以下公式计算得到的：
其中， 为当前内阻，/>为动力电池总线电压，/>为当前电流。
在一些可能的实施方式中，上述基于上述当前内阻和查表电阻确定目标内阻，包括：
获取上述当前内阻与上述查表电阻的差的绝对值，确定为偏差值；
响应于上述偏差值大于预设偏差阈值，确定上述当前内阻为目标内阻；
响应于上述偏差值小于预设偏差阈值，确定上述查表电阻为目标内阻。
在一些可能的实施方式中，上述基于上述目标内阻计算能量源输出总功率，包括：
基于上述目标内阻更新动力电池需求功率得到目标动力电池需求功率；
基于上述目标动力电池需求功率计算得到能源输出总功率。
在一些可能的实施方式中，上述目标动力电池需求功率是通过以下公式计算得到的：
其中， 为目标动力电池需求功率， />为动力电池输出净功率，为动力电池充放电损失功率，且
。
在一些可能的实施方式中，上述能源输出总功率是通过以下公式计算得到的：
其中， 为能源输出总功率， />为燃料电池需求功率，且，其中，/>为燃料电池输出净功率， />为燃料电池系统效率，为转化因子。
在一些可能的实施方式中，基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻优化整车功率分配，包括：
基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻确定能量管理算法；
基于上述能量管理算法优化整车功率分配。
本公开实施例的第二方面，提供了一种基于动力电池内阻的功率分配装置，包括：获取单元，被配置成获取动力电池的当前电流；内阻计算单元，被配置成机损基于动力电池总线电压和上述当前电流计算得到动力电池的当前内阻；内阻确定单元，被配置成基于上述当前内阻和查表电阻确目标内阻；功率计算单元，被配置成基于上述目标内阻计算能量源输出总功率；优化单元，被配置成基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻优化整车功率分配。
本公开实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并且可以在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
本公开实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
（三）有益效果
本公开实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
基于当前内阻确定了总功率，进而基于总功率对整车能量管理策略进行了优化。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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它的附图。
图1是根据本公开的基于动力电池内阻的功率分配方法的一些实施例的流程图；
图2是根据本公开的基于动力电池内阻的功率分配方法的查表电阻示意图；
图3是根据本公开的基于动力电池内阻的功率分配装置的一些实施例的结构示意图；
图4是适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
下面参考图1详细描述本公开的基于动力电池内阻的功率分配方法，如图1所示，上述方法包括：
步骤S101，获取动力电池的当前电流。
在一些实施例中，基于实车BMS的电流传感器，获取动力电池的当前电流。
步骤S102，基于动力电池总线电压和上述当前电流计算得到动力电池的当前内阻。
在一些实施例中，当前内阻是基于以下公式计算得到的：
其中， 为当前内阻，/>为动力电池总线电压，/>为当前电流。
步骤S103，基于上述当前内阻和查表电阻确定目标内阻。
在一些实施例中，查表电阻如图2所示，不同温度下，SOC与动力电池内阻对应的表，如果动力电池内有衰减，即内阻不变或者变化很小，动力电池的损失功率基于该图计算，否则用实际内阻计算。具体的，基于动力电池内阻的功率分配方法的执行主体可以通过以下步骤确定目标内阻：第一步、获取上述当前内阻与上述查表电阻的差的绝对值，确定为偏差值；第二步、响应于上述偏差值大于预设偏差阈值，确定上述当前内阻为目标内阻；第三步、响应于上述偏差值小于预设偏差阈值，确定上述查表电阻为目标内阻。
步骤S104，基于上述目标内阻计算能量源输出总功率。
在一些实施例中，基于动力电池内阻的功率分配方法的执行主体可以通过以下步骤计算能量源输出总功率：
第一步、基于上述目标内阻更新动力电池需求功率得到目标动力电池需求功率。
上述目标动力电池需求功率是通过以下公式计算得到的：
；
其中， 为目标动力电池需求功率， />为动力电池输出净功率，为动力电池充放电损失功率，且
。
具体的，整车需求功率的计算公式为：；
其中，为整车需求功率； />为燃料电池输出净功率；这里，整车需求功率/>已知，燃料电池输出净功率/>是从最小值到最大值的遍历值，因此在某一个工作点，动力电池输出净功率/>已知。
第二步、基于上述目标动力电池需求功率计算得到能源输出总功率。
上述能源输出总功率是通过以下公式计算得到的：；
其中， 为能源输出总功率， />为燃料电池需求功率，且，其中，/>为燃料电池输出净功率， />为燃料电池系统效率，为转化因子。
这里，转化因子是可调节值，代表氢气转化成电能的效率，越大代表氢电转化效率越高，跟实际应用场景相关，取值范围为0-1。
步骤S105，基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻优化整车功率分配。
在一些实施例中，基于动力电池内阻的功率分配方法的执行主体可以通过以下步骤优化整车功率分配：
第一步、基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻确定能量管理算法；这里，能量管理算法基于上述能量源输出总功率公式、目标动力电池需求功率、整车需求功率和动力电池内阻计算公式确定，具体为：。
第二步、基于上述能量管理算法优化整车功率分配。
这里，基于确定的目标内阻更新能源总功率后进而更新上述能量管理算法，保证能源输出总功率实时最小。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。
图3是本公开的基于动力电池内阻的功率分配装置的一些实施例的结构示意图。如图3所示，该基于动力电池内阻的功率分配装置包括：获取单元301，被配置成获取动力电池的当前电流；内阻计算单元302，被配置成机损基于动力电池总线电压和上述当前电流计算得到动力电池的当前内阻；内阻确定单元303，被配置成基于上述当前内阻和查表电阻确目标内阻；功率计算单元304，被配置成基于上述目标内阻计算能量源输出总功率；优化单元305，被配置成基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻优化整车功率分配。
下面参考图4，其示出了适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备400的结构示意图。图4示出的服务器仅仅是一个示例，不应对本公开的实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，电子设备400可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器（RAM）403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理装置401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出（I/O）接口405也连接至总线404。
通常，以下装置可以连接至I/O接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置409可以允许电子设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图4示出了具有各种装置的电子设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图4中示出的每个方框可以代表一个装置，也可以根据需要代表多个装置。
特别地，根据本公开的一些实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的一些实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的一些实施例中，该计算机程序可以通过通信装置409从网络上被下载和安装，或者从存储装置408被安装，或者从ROM 402被安装。在该计算机程序被处理装置401执行时，执行本公开的一些实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开的一些实施例上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的一些实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开的一些实施例中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP（HyperText TransferProtocol，超文本传输协议）之类的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信（例如，通信网络）互连。通信网络的示例包括局域网（“LAN”），广域网（“WAN”），网际网（例如，互联网）以及端对端网络（例如，ad hoc端对端网络），以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取动力电池的当前电流；基于动力电池总线电压和上述当前电流计算得到动力电池的当前内阻；基于上述当前内阻和查表电阻确定目标内阻；基于上述目标内阻计算能量源输出总功率；基于上述能量源输出总功率和上述动力电池内阻优化整车功率分配。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的一些实施例的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网（LAN）或广域网（WAN）——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开的一些实施例中的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、片上系统（SOC）、复杂可编程逻辑设备（CPLD）等等。
以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种基于动力电池内阻的功率分配方法，其特征在于，包括：
获取动力电池的当前电流；
基于动力电池总线电压和所述当前电流计算得到动力电池的当前内阻；
基于所述当前内阻和查表电阻确定目标内阻；
基于所述目标内阻计算能量源输出总功率；
基于所述能量源输出总功率和所述动力电池内阻优化整车功率分配。
2.如权利要求1所述的基于动力电池内阻的功率分配方法，其特征在于，所述基于动力电池总线电压和所述当前电流计算得到动力电池的当前内阻，是通过以下公式计算得到的：
其中， />为当前内阻，/>为动力电池总线电压，/>为当前电流。
3.如权利要求1所述的基于动力电池内阻的功率分配方法，其特征在于，所述基于所述当前内阻和查表电阻确定目标内阻，包括：
获取所述当前内阻与所述查表电阻的差的绝对值，确定为偏差值；
响应于所述偏差值大于预设偏差阈值，确定所述当前内阻为目标内阻；
响应于所述偏差值小于预设偏差阈值，确定所述查表电阻为目标内阻。
4.如权利要求2所述的基于动力电池内阻的功率分配方法，其特征在于，所述基于所述目标内阻计算能量源输出总功率，包括：
基于所述目标内阻更新动力电池需求功率得到目标动力电池需求功率；
基于所述目标动力电池需求功率计算得到能源输出总功率。
5.如权利要求4所述的基于动力电池内阻的功率分配方法，其特征在于，所述目标动力电池需求功率是通过以下公式计算得到的：
其中，/>为目标动力电池需求功率， />为动力电池输出净功率， />为动力电池充放电损失功率，且
。
6.如权利要求5所述的基于动力电池内阻的功率分配方法，其特征在于，所述能源输出总功率是通过以下公式计算得到的：
其中， />为能源输出总功率， />为燃料电池需求功率，且/>，其中，/>为燃料电池输出净功率， />为燃料电池系统效率，/>为转化因子。
7.如权利要求5所述的基于动力电池内阻的功率分配方法，其特征在于，基于所述能量源输出总功率和所述动力电池内阻优化整车功率分配，包括：
基于所述能量源输出总功率和所述动力电池内阻确定能量管理算法；
基于所述能量管理算法优化整车功率分配。
8.一种基于动力电池内阻的功率分配装置，其特征在于，包括：
获取单元，被配置成获取动力电池的当前电流；
内阻计算单元，被配置成机损基于动力电池总线电压和所述当前电流计算得到动力电池的当前内阻；
内阻确定单元，被配置成基于所述当前内阻和查表电阻确定目标内阻；
功率计算单元，被配置成基于所述目标内阻计算能量源输出总功率；
优化单元，被配置成基于所述能量源输出总功率和所述动力电池内阻优化整车功率分配。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可以在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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