CN116666792A - 电池系统的充放电控制方法和电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电池系统的充放电控制方法和电池系统。电池系统包括若干电池包,该电池系统的充放电控制方法由每一电池包执行,该电池系统的充放电控制方法包括:周期性地获取电池包的温度和充放电状态;根据电池包的温度和充放电状态,调整电池包的控制策略,以使电池系统内的每一电池包同步进行充放电控制;控制策略包括低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的至少一者。由此,本方案可以控制电池系统内的每一电池包同步进行充放电,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的总容量。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池系统的充放电控制方法和电池系统。
背景技术
目前对于采用多个电池包串并联组成电池系统或者储能系统的应用场景而言,由于“木桶效应”的存在,电池包之间的电量均衡变得尤为重要。如果多个电池包之间存在通信,则控制主机可以通过与各个电池包之间的通信连接管理各个电池包的电量,让多个串并联之后的电池包系统的总容量发挥到最大。
然而,如果电池包没有配置通信模块,或者尽管配置了通信模块、但用户在使用时没有正确使能通信功能,则多个电池包之间由于无法通信而导致数据监测和同步控制变得困难,不利于保持电池系统中每个电池包的电量均衡。尤其是当每个电池包被配置高温或者低温保护功能时,由于每个电池包的温度传感器的采样精度会存在一定的误差(例如,±1℃),如果此时电池包的温度正好在温度保护阈值附近时,不同电池包开始充放电的时间会存在相差很久的情况,最终会导致各个电池包的电量差异会越来越大,从而引起整个串并联电池包系统的总容量下降。
前面的叙述在于提供一般的背景信息,并不一定构成现有技术。
发明内容
为了解决上述的问题,本发明实施例提供一种电池系统的充放电控制方法和电池系统,控制电池系统内的每一电池包同步进行充放电,避免由于温度传感器采样精度差异导致的充放电控制不同步,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的总容量。
第一方面,本发明实施例提供了一种电池系统的充放电控制方法,所述电池系统包括若干个电池包,所述方法由每一所述电池包执行,包括:
周期性地获取所述电池包的温度和充放电状态;
根据所述电池包的温度和充放电状态,调整所述电池包的控制策略,以使所述电池系统内的每一所述电池包同步进行充放电控制;所述控制策略包括低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的至少一者。
可选地,所述根据所述电池包的温度和充放电状态,调整所述电池包的控制策略,包括:
确定所述电池包的充放电状态;
若所述电池包为放电状态,则根据所述电池包的温度和放电欠温保护阈值、或者根据所述电池包的温度和放电过温保护阈值,调整所述电池包的放电控制策略;
若所述电池包为充电状态,则根据所述电池包的温度和充电欠温保护阈值、或者根据所述电池包的温度和充电过温保护阈值,调整所述电池包的充电控制策略。
可选地,所述根据所述电池包的温度和放电欠温保护阈值、或者根据所述电池包的温度和放电过温保护阈值,调整所述电池包的放电控制策略的方法,包括:
若所述电池包的温度小于或等于所述放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,则调整所述电池包的放电控制策略为低温放电控制;或者,
若所述电池包的温度大于或等于所述放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,则调整所述电池包的放电控制策略为高温放电控制;其中,所述温度采样精度值为所述电池包能够获取的最小温度变化值。
可选地,所述根据所述电池包的温度和充电欠温保护阈值、或者根据所述电池包的温度和充电过温保护阈值,调整所述电池包的控制策略的方法,包括:
若所述电池包的温度小于或等于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,则调整所述电池包的充电控制策略为低温充电控制;或者,
若所述电池包的温度大于或等于充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,则调整所述电池包的充电控制策略为高温充电控制;其中,所述温度采样精度值为所述电池包能够获取的最小温度变化值。
可选地,所述低温放电控制的方法,包括:
若所述电池包的温度小于或等于所述放电欠温保护阈值,控制所述电池包的充电开关和放电开关断开;或者,
若所述电池包的温度大于所述放电欠温保护阈值、且小于或等于所述放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,判断当前周期获取的所述电池包的放电电流与上一周期获取的所述电池包的放电电流的差是否大于或等于第一变化阈值,若是,控制所述电池包的充电开关和放电开关断开。
可选地,所述低温充电控制的方法,包括:
若所述电池包的温度小于或等于所述充电欠温保护阈值,判断充电器是否处于在线状态,若是,则控制电池包的加热模块的开关导通以及控制所述充电开关断开,等待充电器为所述加热模块供电以对所述电池包进行加热,直至电池包的温度大于或等于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和;或者,
若所述电池包的温度大于所述充电欠温保护阈值、且小于所述充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,判断所述充电器是否由在线状态变为离线状态,若是,控制所述电池包的充电开关导通;
判断所述电池包是否存在充电电流,若是,则维持充电开关导通;或者,若否,则控制所述电池包的加热模块的开关关断以及控制所述充电开关导通。
可选地,所述低温充电控制的方法,还包括:
若所述电池包的温度大于或等于所述充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,控制所述电池包的充电开关导通。
可选地,所述高温充电控制的方法,包括:
若所述电池包的温度大于或等于所述充电过温保护阈值,控制所述电池包的充电开关断开;或者,
若所述电池包的温度小于所述充电过温保护阈值、且大于或等于所述充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,判断当前周期获取的所述电池包的充电电流与上一周期获取的所述电池包的充电电流的差是否大于或等于第二变化阈值,若是,控制所述电池包的充电开关断开。
可选地,所述高温放电控制的方法,包括:
若所述电池包的温度大于或等于所述放电过温保护阈值,控制所述电池包的充电开关和放电开关断开;或者,
若所述电池包的温度小于所述放电过温保护阈值、且大于或等于所述放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,判断当前周期获取的所述电池包的放电电流与上一周期获取的所述电池包的放电电流的差是否大于或等于第三变化阈值,若是,控制所述电池包的充电开关和放电开关断开。
第二方面,本发明实施例还提供了一种电池系统,所述电池系统包括若干个电池包,每一所述电池包用于执行本发明任一方面所提供的所述的充放电控制方法。
本发明实施例中,电池系统中的电池包通过周期性获取电池包的温度和充放电状态,可以根据电池包的实时温度和实时充放电状态,及时调整电池包的控制策略。例如,在电池包低温充电状态下,可以调整电池包的控制策略为低温放电控制;在电池包低温放电状态下,调整电池包的控制策略为低温放电控制;电池包高温充电状态下,调整电池包的控制策略为高温放电控制;在电池包高温放电状态下,调整电池包的控制策略为高温放电控制。其中,低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的任一控制,均能够确保所有电池包同时处于低温或高温时,控制电池系统内的每一电池包同步进行充放电,避免由于温度传感器采样精度差异导致的充放电控制不同步,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的性能。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对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,对于本领域普通技术人员而言,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。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
图1为现有技术提供的一种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系统的充放电控制方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种根据电池包的温度和充放电状态调整电池包的控制策略的方法的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的另一种电池系统的充放电控制方法的流程示意图;
图5为本发明实施例提供的一种低温放电控制的方法的流程示意图;
图6为本发明实施例提供的一种低温充电控制的方法的流程示意图;
图7为本发明实施例提供的一种高温充电控制的方法的流程示意图;
图8为本发明实施例提供的一种高温放电控制的方法的流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。应当进一步理解,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。再者,本文中使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
应当理解,尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种参数或模块,但这些参数或模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的参数或模块彼此区分开。例如,在不脱离本文范围的情况下,第一参数也可以被称为第二参数,类似地,第二参数也可以被称为第一参数。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。此外,本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义,也可能具有不同含义,其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
应该理解,虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请的权利范围。
图1为现有技术提供的一种电池包的结构示意图,如图1所示,电池包100包括电芯模块110、放电开关Q1、充电开关Q2、电池管理系统120、加热模块130以及加热开关S1。电芯模块110、放电开关Q1、充电开关Q2加热模块130以及加热开关S1串联,电池包的第一端子P+为电池包的正极端,其与电芯模块110的正极和加热模块的一端连接,电池包的第二端子P-为电池包的负极端,其与加热开关的一端和充电开关连接。
需要注意的是:电芯模块110、放电开关Q1、充电开关Q2、电池管理系统120以及加热开关S1均与电池管理系统120连接,图1中对此未示例性地示出上述连接关系。另外,电池包100还可以包括温度传感器(未图示),温度传感器可以采集电池包100所处环境的温度和/或电芯模块110的温度。电池管理系统120可以监控电芯模块110的状态参数(例如电压、电流、温度等)以及控制放电开关Q1、充电开关Q2和加热开关S1的通断状态。另外,放电开关Q1和充电开关Q2均可以采用金属氧化物半导体场效应晶体管,加热开关包括电磁继电器开关或者金属氧化物半导体场效应晶体管。由此,放电开关Q1(金属氧化物半导体场效应晶体管)和充电开关Q2的控制端(金属氧化物半导体场效应晶体管)可以与电池管理系统120连接,电池管理系统120通过改变给放电开关Q1和充电开关Q2的控制端的电压,从而控制放电开关Q1和充电开关Q2的导通状态。电池管理系统120可以控制加热开关S1的导通状态,从而控制加热模块130的工作状态。
本发明实施例提供了一种电池系统的充放电控制方法,该方法适用于包括若干个电池包的电池系统,该方法由每一电池包执行。优选地,若干个电池包之间没有通信功能或者没有建立通信连接,本实施例突出解决在电池包之间无法通信时同步控制充放电实现电量均衡的目的。图2为本发明实施例提供的一种电池系统的充放电控制方法的流程示意图,如图2所示,该流程具体包括如下步骤:
S11、周期性地获取电池包的温度和充放电状态。
其中,电池包的温度可以通过温度传感器采集。具体地,温度传感器可以采集电池包所处环境的环境温度,或者温度传感器也可以采集电池包的电芯模块的温度。优选地,本实施例中获取的电池包的温度是指电池包所处环境的环境温度,由此,当多个电池包组成的电池系统处于同一环境中时,每个电池包由于温度传感器的采样精度存在差异可能会导致在进行温度(过温或欠温)保护时存在不同步的问题。
充放电状态可以根据电池包的电流采样值确定。具体地,电池包的充放电回路中配置有电流传感器,用于采样获取充放电回路中的充电电流值或放电电流值。例如,若电池包的采样电流值为正值,则认为电池包处于充电状态;反之,若电池包的采样电流值为负值,则认为电池包处于放电状态。当然也并不局限于此,本领域技术人员可以理解,也可以按照相反的方式定义充放电状态,其均能实现本发明实施例的目的。
周期性地获取电池包的温度和充放电状态,将该温度值和充放电状态存储于本地的存储器中,并且根据周期性获得的数据更新电池包的温度和充放电状态,从而及时获取电池包最新的温度和充放电状态,实现实时监控电池包的温度和充放电状态,以便后续及时调整对电池包的充放电控制。
S12、根据电池包的温度和充放电状态,调整电池包的控制策略,以使电池系统内的每一电池包同步进行充放电控制;控制策略包括低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的至少一者。
具体地,根据电池包的温度可以判断出电池包当前是处于低温状态还是高温状态。其中,判断电池包处于低温的温度限定值,能够确保所有电池包均会被判定为低温;同理,判断电池包处于高温的温度限定值,能够确保所有电池包均会被判定为高温。由此可知,低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的任一控制,均能够确保所有电池包同时处于低温或高温时,控制电池系统内的每一电池包同步进行充放电,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的总容量。
对于电池包内的电芯模块而言,其充电或放电受温度影响极大。以磷酸铁锂电池为例,其可放电温度范围会比可充电温度要宽。一般而言,充电温度范围为0℃-45℃。充电温度范围是指电芯模块充电时的工作温度范围,如果超出这个范围,可能会对电芯模块的性能和寿命产生影响。放电温度范围为-20℃-60℃。放电温度范围是指电芯模块放电时的工作温度范围,如果超出这个范围,可能会对电芯模块的性能和寿命产生影响。根据电池包的温度和充放电状态可以判断出电池的实际工作工况,并在对应的温度阈值点附近进行相应的控制策略。电池的工作工况包括低温放电工况、低温充电工况、高温充电工况以及高温放电工况。由此,根据电池的实际工作工况,在确保所有电池包在同一工作工况下,可以及时调整对电池包的控制策略,使电池系统内的每一电池包同步进行充放电控制。例如,电池的工作工况为低温放电工况时,调整电池包的控制策略为低温放电控制;电池的工作工况为低温充电工况时,调整电池包的控制策略为低温充电控制;电池的工作工况为高温放电工况时,调整电池包的控制策略为高温放电控制;电池的工作工况为高温充电工况时,调整电池包的控制策略为高温充电控制。每个电池包处于不同的工作工况下,都有对应的充放电控制策略与之匹配,使得即使每个电池包的温度传感器的采样精度有偏差导致获取的电池包的温度值存在差异,也能同步进行相应的充放电控制。
本发明实施例通过周期性获取电池包的温度和充放电状态,可以根据电池包的实时温度和实时充放电状态,及时调整电池包的控制策略。例如,在电池包低温充电状态下,可以调整电池包的控制策略为低温放电控制;在电池包低温放电状态下,调整电池包的控制策略为低温放电控制;电池包高温充电状态下,调整电池包的控制策略为高温放电控制;在电池包高温放电状态下,调整电池包的控制策略为高温放电控制。其中,低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的任一控制,均能够确保所有电池包同时处于低温或高温时,控制电池系统内的每一电池包同步进行充放电,避免由于温度传感器采样精度差异导致的充放电控制不同步,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的性能。
示例性地,图3为本发明实施例提供的一种根据电池包的温度和充放电状态调整电池包的控制策略的方法的流程示意图,如图3所示,对根据电池包的温度和充放电状态调整电池包的控制策略的方法进行说明:
S21、确定电池包的充放电状态。
具体地,由于电池包在充电状态对温度的要求范围和在放电状态对温度的要求范围不同,因此首先需要确定电池包的充放电状态,再根据电池包的温度确定电池包的具体工况。其中,电池包的充放电状态可以由电池包的充放电电流确定。
S22、若电池包为放电状态,则根据电池包的温度和放电欠温保护阈值、或者根据电池包的温度和放电过温保护阈值,调整电池包的放电控制策略。
其中,放电欠温保护阈值为电池包可以进行放电的最小温度,放电过温保护阈值为电池包可以进行放电的最大温度;以磷酸铁锂电池为例,放电欠温保护阈值为-20℃,放电过温保护阈值为60℃。通过比较电池包的温度和放电欠温保护阈值,可以判断电池包是否处于低温放电,若判断电池包处于低温放电,则可以及时调整电池包的放电控制策略为低温放电控制。通过比较电池包的温度和放电过温保护阈值,可以判断电池包是否处于高温放电,若判断电池包处于高温放电,则可以及时调整电池包的放电控制策略为高温放电控制。
S23、若电池包为充电状态,则根据电池包的温度和充电欠温保护阈值、或者根据电池包的温度和充电过温保护阈值,调整电池包的充电控制策略。
其中,充电欠温保护阈值为电池包可以进行充电的最小温度,充电过温保护阈值为电池包可以进行充电的最大温度;以磷酸铁锂电池为例,充电欠温保护阈值为0℃,充电过温保护阈值为45℃。通过比较电池包的温度和充电欠温保护阈值,可以判断电池包是否处于低温充电,若判断电池包处于低温充电,则可以及时调整电池包的充电控制策略为低温充电控制。通过比较电池包的温度和充电过温保护阈值,可以判断电池包是否处于高温充电,若判断电池包处于高温充电,则可以及时调整电池包的充电控制策略为高温充电控制。
另外,电池包在充电状态对温度的要求范围和在放电状态对温度的要求范围不同,电池包的放电温度范围比充电温度范围大,具体为:放电欠温保护阈值<充电欠温保护阈值<充电过温保护阈值<放电过温保护阈值。因此,本发明实施例在每个温度保护阈值点都配置了不同的控制策略,通过获取每个电池包的温度和充放电状态来判断电池包当前所处的工况,进而对应进行不同的控制策略,有利于电池系统中若干个电池包在不进行通信的情况下依然能够实现同步控制,避免由于温度传感器采样精度差异导致的充放电控制不同步,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的总容量。
可选地,在上述实施例的基础上,对上述实施例的某些步骤进行进一步的描述说明。其中,根据电池包的温度和放电欠温保护阈值、或者根据电池包的温度和放电过温保护阈值,调整电池包的放电控制策略的方法,包括:
若电池包的温度小于或等于放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,则调整电池包的放电控制策略为低温放电控制;或者,
若电池包的温度大于或等于放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,则调整电池包的放电控制策略为高温放电控制;其中,温度采样精度值为电池包能够获取的最小温度变化值。
其中,电池系统包括的若干个相互间没有通信功能的电池包之间的温度差异是由电池包各自的温度传感器的温度采样精度值的差异引起的,由此在根据电池包的温度和放电欠温保护阈值、或者根据电池包的温度和放电过温保护阈值,调整电池包的放电控制策略时需要将温度传感器采的温度采样精度值考虑在内。
具体地,由于不同电池包的温度传感器存在采样精度差异,因此不同电池包之间测量的温度最大差值为两倍的温度采样精度值,因此,本发明实施例在进行对应的控制策略时,设置了3倍于温度采样精度值的缓冲区间,以确保每个电池包尽管获取的电池包温度不同,但仍能采用相同的控制策略进行充放电控制。具体地,在电池包的温度小于或等于放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和时,可以保证在该条件下所有的电池包均处于低温放电工况,此时可以对电池包进行低温放电控制。或者,电池包的温度大于或等于放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差时,可以保证在该条件下所有的电池包均处于高温放电工况,此时可以对电池包进行高温放电控制。
示例性地,在上述实施例的基础上,对上述实施例的某些步骤进行进一步的描述说明。其中,根据电池包的温度和充电欠温保护阈值、或者根据电池包的温度和充电过温保护阈值,调整电池包的控制策略的方法,包括:
若电池包的温度小于或等于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,则调整电池包的充电控制策略为低温充电控制;或者,
若电池包的温度大于或等于充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,则调整电池包的充电控制策略为高温充电控制;其中,温度采样精度值为电池包能够获取的最小温度变化值。
其中,同样地,电池系统包括的若干个相互间没有通信功能的电池包之间的温度差异是由电池包各自的温度传感器的温度采样精度值的差异引起的,由此在根据电池包的温度和充电欠温保护阈值、或者根据电池包的温度和充电过温保护阈值,调整电池包的放电控制策略时需要将温度传感器采的温度采样精度值考虑在内。
具体地,由于不同电池包的温度传感器存在采样精度差异,因此不同电池包之间测量的温度最大差值为两倍的温度采样精度值,因此,本发明实施例在进行对应的控制策略时,设置了3倍于温度采样精度值的缓冲区间,以确保每个电池包尽管获取的电池包温度不同,但仍能采用相同的控制策略进行充放电控制。具体地,在电池包的温度小于或等于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和时,可以保证在该条件下所有的电池包均处于低温充电工况,此时可以对电池包进行低温充电控制。电池包的温度大于或等于充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差时,可以保证在该条件下所有的电池包均处于高温充电工况,此时可以对电池包进行高温充电控制。
图4为本发明实施例提供的另一种电池系统的充放电控制方法的流程示意图,如图4所示,该流程具体包括如下步骤:
S30、周期性地获取电池包的温度和充放电状态。
S31、判断电池包是否处于放电状态;若是则执行S32;若否则执行S36。
S32、判断电池包的温度是否小于或等于放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和;若是,则执行S33;若否,则执行S34。
S33、调整电池包的放电控制策略为低温放电控制。
S34、判断电池包的温度是否大于或等于放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差;若是,则执行S35;若否,则执行S41;
S35、调整电池包的放电控制策略为高温放电控制。
S36、判断电池包是否处于充电状态;若是则执行S37;若否则执行S30;
S37、判断电池包的温度是否小于或等于放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和;若是则执行S38;若否则执行S39;
S38、调整电池包的充电控制策略为低温充电控制。
S39、判断电池包的温度是否大于或等于充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差;若是则执行S40;若否则执行S41;
S40、调整电池包的充电控制策略为高温充电控制;
S41、监控电池系统的状态,返回S30。
在上述实施例的基础上,可选地,对上述实施例的低温放电控制的方法进一步描述,低温放电控制的方法的具体步骤包括:
若电池包的温度小于或等于放电欠温保护阈值,控制电池包的充电开关和放电开关断开;
或者,若电池包的温度大于放电欠温保护阈值、且小于或等于放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,判断当前周期获取的电池包的放电电流与上一周期获取的电池包的放电电流的差是否大于或等于第一变化阈值,若是,控制电池包的充电开关和放电开关断开。
其中,在负载稳定,多个电池包并联构成电池系统的情况下,若某一个电池包由于先触发低温放电保护而断开其放电开关时,剩余的电池包的放电电流会明显变大。根据该原理,可以设置对应的低温放电控制策略,以同步控制电池系统中的每个电池包。
具体地,若电池包的温度小于或等于放电欠温保护阈值,则控制放电开关和充电开关均断开。以磷酸铁锂电池作为电池包的电芯模块为例,当电池包获取到此时电池包的温度小于或等于-20℃且电池包仍处于放电状态时,则认为此时已经触发了低温放电控制策略,应该停止电池包的继续放电以保护电芯模块。因此,该电池包的电池管理系统BMS可以产生控制信号以断开电池包的放电开关和充电开关,电芯模块停止对外放电。
或者,若电池包的温度在放电欠温保护阈值至放电欠温保护阈值+3倍温度采样精度值之间,且电池包的放电电流突然增大,则尽管电池包的温度还未触发低温放电保护,但由于电池包的放电电流突然增大,说明电池系统中有电池包先触发了低温放电保护而停止放电了,因此,该电池包的电池管理系统BMS同样会判定实际电池包温度已经可以停止放电了,需要控制放电开关和充电开关均断开。同样以磷酸铁锂电池作为电池包的电芯模块为例,假设电池包的温度传感器的采样精度为±1℃,当电池包获取到此时电池包的温度在-20℃~-17℃范围内且电池包仍处于放电状态时,若电池包的放电电流值明显变大,则说明电池系统中有其他电池包先触发了低温放电保护,尽管该电池包获取的温度未触发低温放电保护阈值,但也应该同步控制停止放电,以防止继续放电导致该电池包的电量显著低于先触发低温放电保护的电池包。因此,对于满足上述条件的电池包,其电池管理系统BMS也同样产生控制信号以断开该电池包的放电开关和充电开关,电芯模块停止对外放电。
另外,对于多个电池包串联形成电池系统的情况下,如果某一个电池包先触发低温放电保护而断开其自身的放电开关,则其他电池包也就没有放电电流了,因此本身就实现了同步控制,不需要配置额外的控制策略。
由此可见,本实施例中,针对符合低温放电工况的电池包都设计了同步进行放电控制的控制策略,使得即使每个电池包的温度传感器的采样精度有偏差导致获取的电池包的温度值存在差异,也能同步进行相应的放电控制,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的总容量。
图5为本发明实施例提供的一种低温放电控制的方法的流程示意图,如图5所示,该流程具体包括如下步骤:
S50、周期性地获取电池包的温度和充放电状态;
S51、判断电池包的温度是否小于或等于放电欠温保护阈值;若是,则执行S52;若否,则执行S53;
S52、控制电池包的充电开关和放电开关断开;
本步骤中,由于电池包已经处于低温放电保护工况,根据电池的充放电温度范围可知,此时也是不适合进行充电的,因此同时控制电池包的充电开关和放电开关断开;当然,本领域技术人员应当可以理解,此步骤中也可以仅控制电池包的放电开关断开。
S53、判断电池包的温度是否小于或等于放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和;若是则执行S54;若否则执行S55;
本步骤中,通过设置3倍于温度采样精度值的缓冲区间,覆盖了由于温度采样精度差异带来的最大温度采样差值(即2倍的温度采样精度值)区间,从而可以确保完全覆盖所有的电池包进入同步控制策略中。
S54、判断当前周期获取的电池包的放电电流与上一周期获取的电池包的放电电流的差是否大于或等于第一变化阈值;若是则执行S52;若否则执行S50;
本步骤中,通过采样获得的电池包的放电电流值来判断电池系统中是否有其他电池包先触发了低温放电保护,从而来对应地进行同步控制。同时,第一变化阈值可以根据具体的应用场景来设定,尤其是可以根据每个电池包的设计参数、整个电池系统的设计参数以及负载的用电需求来计算,并设计合理的第一变化阈值,从而能够识别出电池系统中有电池包先触发了低温放电保护而导致其他电池包的放电电流明显增加。
S55、根据电池包的温度和充放电状态,调整电池包的控制策略,以使电池系统内的每一电池包同步进行充放电控制;控制策略包括低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的至少一者;
本步骤中,若电池包的温度不符合低温放电控制策略,则继续执行其他温度保护策略的判断逻辑。
在上述实施例的基础上,可选地,对上述实施例的低温充电控制的方法进一步描述,低温充电控制的方法的具体步骤包括:
若电池包的温度小于或等于充电欠温保护阈值,判断充电器是否处于在线状态,若是,则控制电池包的加热模块的开关导通以及控制充电开关断开,等待充电器为加热模块供电以对电池包进行加热,直至电池包的温度大于或等于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,控制电池包的充电开关导通;或者,
若电池包的温度大于充电欠温保护阈值、且小于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,判断充电器是否由在线状态变为离线状态,若是,控制电池包的充电开关导通;
判断电池包是否存在充电电流,若是,则维持充电开关导通;或者,若否,则控制电池包的加热模块的开关关断以及控制充电开关导通。
如前描述,对于单个电池包而言,电池包在低温下无法正常充电,因此存在配置有加热模块130的电池包100,当检测到电池包连接外部充电器时(即充电器在线),先由外部充电器对加热模块130供电以使加热模块130对电池包的电芯模块110加热,直至电池包的温度高于充电欠温保护阈值后打开充电开关建立充电回路进行正常充电。进一步地,在判断充电器是否在线时,电池包在充电开关断开状态下,获取电池包的第一端子P+和第二端子P-间的电压值,将该电源端子电压值与电芯模块110的电压值相比,若电源端子电压值大于电芯模块电压值,则认为此时电池包已经连接了外部充电器,即充电器在线。相反,若电源端子电压值小于或等于电芯模块电压值,则认为充电器不在线。
然而对于多个电池包并联构成电池系统的情况而言,若电池包处于低温充电状态,一旦某一个电池包的温度高于充电欠温保护阈值而先控制充电开关导通建立充电回路进行正常充电,则充电器的输出电压会被拉低,所有电池包检测到的电源端子电压会与充电开关关断时电芯模块两端的电压保持一致或者基本相同。因此,其余电池包的电池管理系统BMS便会判定充电器处于离线状态。
基于上述特点,本实施例提出对应的低温充电控制。具体地:
1.当电池包温度处于放电欠温保护阈值和充电欠温保护阈值之间时,此时电池包只能放电不能充电,电池管理系统会控制充电开关和放电开关均导通,待充电器在线后进行相应的控制;当电池管理系统BMS检测到电池包具有充电电流的时候,控制导通加热模块开关并断开充电开关,等待充电器为加热模块供电以对电池包进行加热。
2.若电池包的温度高于充电欠温保护阈值+3倍温度采样精度值的时候,电池管理系统控制充电开关导通,开始对电池包进行充电。
需要注意的是:当电池包的温度高于充电欠温保护阈值时,此时控制电池包继续维持充电器对电池包进行加热的状态,由此可以预防多个电池包由于温度传感器采样精度的误差,导致部分电池包满足充电条件,而部分电池包没有满足充电条件。若对满足条件的电池包先充电,则会引起电池包与电池包之间的电量不平衡,特别是相互串联的电池包,这个电量差异很难消除。
示例性地,当电池包的温度传感器采样精度的误差是±1℃,这样多个电池包之间的温度测量误差最大为2℃。当某一个电池包(通常是整个系统中温度最高的那个电池包)的电芯模块温度都高于(充电欠温保护阈值+3℃)的时候,则可以认为其他的电池包的温度必然也高于充电欠温保护阈值了,也就是说电池系统内所有的电池包都能够满足在可充电的温度范围之内。
3.若电池包的温度处于充电欠温保护阈值和充电欠温保护阈值+3倍温度采样精度值的范围时,则需要判断是否存在充电器由在线状态变为离线状态的事件发生,若是,则可能是有两种情况导致的,一是由于充电器确实离线了,二是由于电池系统中有其他电池包先建立了充电回路导致其他电池包的电源端子电压被拉低。因此,可以控制导通电池包的充电开关并判断是否存在充电电流。若存在充电电流,则说明充电器实际并未离线,是由于其他电池包先触发建立充电回路而导致的,此时可以继续维持充电开关导通状态进行充电;若不存在充电电流,则说明充电器实际离线了,则控制断开加热开关并保持充放电开关处于导通状态,等待充电器连接电池包后继续进行充电控制。
示例性地,若电池包温度在充电欠温保护阈值和充电欠温保护阈值+3倍温度采样精度值之间,此时若检测到充电器从在线状态变为离线状态(这可能是因为有和该电池包串并联的其他电池包,在电芯模块温度满足高于(充电欠温保护阈值+3℃)之后,充电开关导通,此时充电器的充电电压会受到闭合充电开关的电池包的电源端子电压影响而降低),此时电池管理系统BMS可以控制充电开关导通,并检测是否存在充电电流。若存在充电电流,则说明充电器的离线是受到于该闭合充电开关的电池包的两端电压影响,充电器实际未离线,控制继续对电池包进行充电;若不存在充电电流,则说明充电器确实意外断开,电池管理系统BMS控制加热开关断开和充电开关保持导通。
该步骤中,尽管电池包的温度未大于或等于充电欠温保护阈值+3倍温度采样精度值,也就是说电池包还未满足设定的充电温度条件,但是一旦检测到充电器从在线状态变为离线状态,会尝试着导通充电开关来判断是否具有充电电流,如果检测确实存在充电电流,说明电池系统中存在其他电池包先触发建立了充电回路,此时对于该电池包也同步导通充电开关建立充电回路,由此确保电池系统中所有电池包在没有通信连接的情形下也能同步进行充电控制。
4.当电芯模块温度高于不需要加热的温度阈值时,控制加热模块开关断开。
5.继续等待充电,并周期监控电芯模块温度是否在可充电范围之内,直至完成充电。
图6为本发明实施例提供的一种低温充电控制的方法的流程示意图,如图6所示,该流程具体包括如下步骤:
S61、周期性地获取电池包的温度和充放电状态。
S62、判断电池包的温度是否小于或等于充电欠温保护阈值;若是,则执行S63;若否,则执行S65。
S63、判断充电器是否处于在线状态;若是,则执行S64;若否,则执行S70。
S64、控制电池包的充电开关断开和加热模块的开关导通。
S65、判断电池包的温度是否小于或等于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和;若是,则执行S66;若否,则执行S69。
S66、判断充电器是否处于在线状态;若是,则执行S61;若否,则执行S67。
S67、控制电池包的充电开关导通。
S68、判断电池包是否存在充电电流;若存在,则执行S69;若不存在,则执行S70。
S69、维持电池包的充电开关处于导通状态,直至电池包温度大于正常温度阈值,然后执行S71。
S70、控制电池包的充电开关和加热模块的开关均断开。
S71、根据电池包的温度和充放电状态,调整电池包的控制策略,以使电池系统内的每一电池包同步进行充放电控制;控制策略包括低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的至少一者。
由此可见,本实施例中,针对符合低温充电工况的电池包都设计了同步进行充电控制的控制策略,使得即使每个电池包的温度传感器的采样精度有偏差导致获取的电池包的温度值存在差异,也能同步进行相应的充电控制,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的总容量。
在上述实施例的基础上,可选地,对上述实施例的高温充电控制的方法进一步描述,高温充电控制的方法的具体步骤包括:
若电池包的温度大于或等于充电过温保护阈值,控制电池包的充电开关断开;或者,
若电池包的温度小于充电过温保护阈值、且大于或等于充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,判断当前周期获取的电池包的充电电流与上一周期获取的电池包的充电电流的差是否大于或等于第二变化阈值,若是,控制电池包的充电开关断开。
其中,在充电器按照稳定功率输出情况下,对于多个电池包并联构成的电池系统,若某一个电池包由于先触发高温充电保护而断开其充电开关时,剩余的电池包的充电电流会明显变大。根据该原理,可以设置对应的高温充电控制策略,以同步控制电池系统中的每个电池包。
具体地,若电池包的温度大于或等于充电过温保护阈值,则控制充电开关断开。以磷酸铁锂电池作为电池包的电芯模块为例,当电池包获取到此时电池包的温度大于或等于45℃且电池包仍处于放电状态时,则认为此时已经触发了充电过温控制策略,应该停止电池包的继续充电以保护电芯模块。因此,该电池包的电池管理系统BMS可以产生控制信号以断开电池包的充电开关,电芯模块停止接收充电。
或者,若电池包的温度在充电过温保护阈值至(充电过温保护阈值-3倍温度采样精度值)之间,且电池包的充电电流突然增大,则尽管电池包的温度还未触发过温充电保护,但由于电池包的充电电流突然增大,说明电池系统中有电池包先触发了过温充电保护而停止充电了,导致充电器对其他电池包的充电电流变大。因此,该电池包的电池管理系统BMS同样应当判定实际电芯模块温度已经可以停止充电了,需要充电开关断开。同样以磷酸铁锂电池作为电池包的电芯模块为例,当电池包获取到此时电池包的温度在42℃~45℃范围内且电池包仍处于充电状态时,若电池包的充电电流值明显变大,则说明电池系统中有其他电池包先触发了过温充电保护,尽管该电池包获取的温度未触发过温充电保护阈值,但也应该同步控制停止充电,以防止继续充电导致该电池包的电量显著高于先触发过温充电保护的电池包,甚至因为持续过温充电而导致电池包损坏。因此,对于满足上述条件的电池包,其电池管理系统BMS也同样产生控制信号以断开该电池包的充电开关,电芯模块停止接收充电。
对于多个电池包串联形成的电池系统,只要有一个电池包先断开充电开关,剩下的电池包都会停止充电,不需要额外处理。
由此可见,本实施例中,针对符合高温充电工况的电池包都设计了同步进行充电控制的控制策略,使得即使每个电池包的温度传感器的采样精度有偏差导致获取的电池包的温度值存在差异,也能同步进行相应的充电控制,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的总容量。
进一步地,在上述实施例的基础上,高温充电控制的方法的具体步骤还包括:
若电池包的温度小于充电过温保护阈值、且大于或等于充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,获取电池包的电压值,若电池包的电压值大于预设电压阈值,维持电池包处于充电状态。
具体地,当电池包处于高温充电的时候,一是为了能够让电池包尽可能多的充电,二是为了电池包在充电末端有足够的时间进行电量均衡。因此,对于多个电池包并联形成的电池系统,若当前不是充电末端(即不处于恒压充电CV阶段),充电电流较大,充电器的输出稳定的时候,一旦某一个电池包的充电开关先断开,则剩余的电池包的充电电流会明显变大,此时也应该同步控制该电池包的充电开关断开。
进一步地,如果通过获取电池包的电芯模块电压发现电池包已经处于充电末端,电池荷电状态SoC较大,此时只要电池包仍处于可充电温度范围之内(充电欠温保护阈值~充电过温保护阈值),则继续维持充电器继续给电池包充电的状态,此时充电器本身处于恒压充电CV阶段,充电电流会慢慢变小。该方法能够保证电池包尽可能地充入更多电量,同时在充电末端进行更长时间的充电有利于电池包之间的电量均衡。
图7为本发明实施例提供的一种高温充电控制的方法的流程示意图,如图7所示,该流程具体包括如下步骤:
S81、周期性地获取电池包的温度和充放电状态。
S82、判断电池包的温度是否大于或等于充电过温保护阈值;若是,则执行S83;若否,则执行S85。
S83、判断是否存在充电电流或者充电器是否在线;若是,则执行S84;若否,则执行S81。
S84、断开充电开关,并返回执行S81。
S85、判断电池包的温度是否大于或等于充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差;若是,则执行S86;若否,则执行S88。
本步骤中,通过设置3倍于温度采样精度值的缓冲区间,覆盖了由于温度采样精度差异带来的最大温度采样差值(即2倍的温度采样精度值)区间,从而可以确保完全覆盖所有的电池包进入同步控制策略中。
S86、判断电池包的充电方式是否为恒压充电;若是,则执行S81;若否,则执行S87。
S87、判断当前周期获取的电池包的充电电流与上一周期获取的电池包的充电电流的差是否大于或等于第二变化阈值;若是,则执行S83;若否,则执行S81。
本步骤中,通过采样获得的电池包的充电电流值来判断电池系统中是否有其他电池包先触发了过温充电保护,从而来对应地进行同步控制。同时,第二变化阈值可以根据具体的应用场景来设定,尤其是可以根据每个电池包的设计参数、整个电池系统的设计参数以及额定充电参数来计算,并设计合理的第二变化阈值,从而能够识别出电池系统中有电池包先触发了过温充电保护而导致其他电池包的充电电流明显增加。
S88、根据电池包的温度和充放电状态,调整电池包的控制策略,以使电池系统内的每一电池包同步进行充放电控制;控制策略包括低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的至少一者;
本步骤中,若电池包的温度不符合高温充电控制策略,则继续执行其他温度保护策略的判断逻辑。
在上述实施例的基础上,可选地,对上述实施例的高温放电控制的方法进一步描述,高温放电控制的方法的具体步骤包括:
若电池包的温度大于或等于放电过温保护阈值,控制电池包的充电开关和放电开关断开;或者,
若电池包的温度小于放电过温保护阈值、且大于或等于放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,判断当前周期获取的电池包的放电电流与上一周期获取的电池包的放电电流的差是否大于或等于第三变化阈值,若是,控制电池包的充电开关和放电开关断开。
其中,对于多个并联电池包构成的电池系统而言,在高温放电且负载稳定情况下,一旦某一个电池包的放电开关先断开,则剩余的电池包的放电电流会变大。根据该原理,可以设置对应的高温放电控制策略,以同步控制电池系统中的每个电池包。
具体地,若电池包的温度大于放电过温保护阈值,电池管理系统会控制充电开关和放电开关断开。以磷酸铁锂电池作为电池包的电芯模块为例,当电池包获取到此时电池包的温度大于60℃且电池包仍处于放电状态时,则认为此时已经触发了高温放电控制策略,应该停止电池包的继续放电以保护电芯模块。因此,该电池包的电池管理系统BMS可以产生控制信号以断开电池包的放电开关和充电开关,电芯模块停止对外放电。
或者,若此时电池包温度在放电过温保护阈值-3倍温度采样精度值~放电过温保护阈值之间,且电池包的放电电流突然增大,则尽管电池包的温度还未触发过温放电保护,但由于电池包的放电电流突然增大,说明电池系统中有电池包先触发了过温放电保护而停止放电了,因此,该电池包的电池管理系统BMS同样应认为实际电池包温度已经可以停止放电了,电池管理系统同样也会控制充电开关和放电开关断开。同样以磷酸铁锂电池作为电池包的电芯模块为例,假设电池包的温度传感器的采样精度为±1℃,当电池包获取到此时电池包的温度在57℃~60℃范围内且电池包仍处于放电状态时,若电池包的放电电流值明显变大,则说明电池系统中有其他电池包先触发了过温放电保护,尽管该电池包获取的温度未触发高温放电保护阈值,但也应该同步控制停止放电,以防止继续放电导致该电池包的电量显著低于先触发过温放电保护的电池包。因此,对于满足上述条件的电池包,其电池管理系统BMS也同样产生控制信号以断开该电池包的放电开关和充电开关,电芯模块停止对外放电。
若此时电池包温度在充电过温保护阈值~放电过温保护阈值-3倍温度采样精度值之间,电池管理系统会控制充电开关和放电开关均导通,此时电池包内只能有放电电流或无电流,一旦检测到充电电流和充电器在线电池管理系统会控制充电开关断开。
另外,对于多个电池包串联构成的电池系统而言,一旦某一个电池包的放电开关先断开,剩下的电池包也就没有放电电流了,因此不需要设置额外的控制策略。
由此可见,本实施例中,针对符合高温放电工况的电池包都设计了同步进行放电控制的控制策略,使得即使每个电池包的温度传感器的采样精度有偏差导致获取的电池包的温度值存在差异,也能同步进行相应的放电控制,以使每一电池包的电量保持平衡,进而提高电池系统的总容量。
图8为本发明实施例提供的一种高温放电控制的方法的流程示意图,如图8所示,该流程具体包括如下步骤:
S90、周期性地获取电池包的温度和充放电状态;
S91、判断电池包的温度是否大于或等于放电过温保护阈值;若是,则执行S92;若否,则执行S93;
S92、控制电池包的充电开关和放电开关断开;
本步骤中,由于电池包已经处于高温放电保护工况,根据电池的充放电温度范围可知,此时也是不适合进行充电的,因此同时控制电池包的充电开关和放电开关断开;当然,本领域技术人员应当可以理解,此步骤中也可以仅控制电池包的放电开关断开。
S93、判断电池包的温度是否大于或等于放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差;若是,则执行S94;若否,则执行S95;
本步骤中,通过设置3倍于温度采样精度值的缓冲区间,覆盖了由于温度采样精度差异带来的最大温度采样差值(即2倍的温度采样精度值)区间,从而可以确保完全覆盖所有的电池包进入同步控制策略中。
S94、判断当前周期获取的电池包的放电电流与上一周期获取的电池包的放电电流的差是否大于或等于第三变化阈值;若是,则执行S90;若否,则执行S92;
本步骤中,通过采样获得的电池包的放电电流值来判断电池系统中是否有其他电池包先触发了过温放电保护,从而来对应地进行同步控制。同时,第三变化阈值可以根据具体的应用场景来设定,尤其是可以根据每个电池包的设计参数、整个电池系统的设计参数以及负载的用电需求来计算,并设计合理的第三变化阈值,从而能够识别出电池系统中有电池包先触发了过温放电保护而导致其他电池包的放电电流明显增加。
S95、根据电池包的温度和充放电状态,调整电池包的控制策略,以使电池系统内的每一电池包同步进行充放电控制;控制策略包括低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的至少一者;
本步骤中,若电池包的温度不符合高温放电控制策略,则继续执行其他温度保护策略的判断逻辑。
本发明实施例还提供了一种电池系统,该电池系统包括若干个电池包,每一电池包用于执行本发明任意实施例提出的充放电控制方法,因此电池系统具有充放电控制方法的有益效果,此处不再赘述。优选地,若干个电池包之间没有通信功能或者没有建立通信连接,本实施例突出解决在电池包之间无法通信时同步控制充放电实现电量均衡的目的。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本申请中,对于相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述,一般只在第一次出现时进行详细描述,后面再重复出现时,为了简洁,一般未再重复阐述,在理解本申请技术方案等内容时,对于在后未详细描述的相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述等,可以参考其之前的相关详细描述。
在本申请中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本申请技术方案的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本申请记载的范围。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得电池包或电池系统执行本申请每个实施例的方法。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池系统的充放电控制方法,其特征在于,所述电池系统包括若干个电池包,所述方法由每一所述电池包执行,包括:
周期性地获取所述电池包的温度和充放电状态;
根据所述电池包的温度和充放电状态,调整所述电池包的控制策略,以使所述电池系统内的每一所述电池包同步进行充放电控制;所述控制策略包括低温放电控制、低温充电控制、高温充电控制以及高温放电控制中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池包的温度和充放电状态,调整所述电池包的控制策略,包括:
确定所述电池包的充放电状态;
若所述电池包为放电状态,则根据所述电池包的温度和放电欠温保护阈值、或者根据所述电池包的温度和放电过温保护阈值,调整所述电池包的放电控制策略;
若所述电池包为充电状态,则根据所述电池包的温度和充电欠温保护阈值、或者根据所述电池包的温度和充电过温保护阈值,调整所述电池包的充电控制策略。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池包的温度和放电欠温保护阈值、或者根据所述电池包的温度和放电过温保护阈值,调整所述电池包的放电控制策略的方法,包括:
若所述电池包的温度小于或等于所述放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,则调整所述电池包的放电控制策略为低温放电控制;或者,
若所述电池包的温度大于或等于所述放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,则调整所述电池包的放电控制策略为高温放电控制;其中,所述温度采样精度值为所述电池包能够获取的最小温度变化值。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池包的温度和充电欠温保护阈值、或者根据所述电池包的温度和充电过温保护阈值,调整所述电池包的控制策略的方法,包括:
若所述电池包的温度小于或等于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,则调整所述电池包的充电控制策略为低温充电控制;或者,
若所述电池包的温度大于或等于充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,则调整所述电池包的充电控制策略为高温充电控制;其中,所述温度采样精度值为所述电池包能够获取的最小温度变化值。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法,其特征在于,所述低温放电控制的方法,包括:
若所述电池包的温度小于或等于所述放电欠温保护阈值,控制所述电池包的充电开关和放电开关断开;或者,
若所述电池包的温度大于所述放电欠温保护阈值、且小于或等于所述放电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,判断当前周期获取的所述电池包的放电电流与上一周期获取的所述电池包的放电电流的差是否大于或等于第一变化阈值,若是,控制所述电池包的充电开关和放电开关断开。
6.根据权利要求2-4任一项所述的方法,其特征在于,所述低温充电控制的方法,包括:
若所述电池包的温度小于或等于所述充电欠温保护阈值,判断充电器是否处于在线状态,若是,则控制电池包的加热模块的开关导通以及控制所述充电开关断开,等待充电器为所述加热模块供电以对所述电池包进行加热,直至电池包的温度大于或等于充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和;或者,
若所述电池包的温度大于所述充电欠温保护阈值、且小于所述充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,判断所述充电器是否由在线状态变为离线状态,若是,控制所述电池包的充电开关导通;
判断所述电池包是否存在充电电流,若是,则维持充电开关导通;或者,若否,则控制所述电池包的加热模块的开关关断以及控制所述充电开关导通。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述低温充电控制的方法,还包括:
若所述电池包的温度大于或等于所述充电欠温保护阈值和3倍温度采样精度值的和,控制所述电池包的充电开关导通。
8.根据权利要求2-4任一项所述的方法,其特征在于,所述高温充电控制的方法,包括:
若所述电池包的温度大于或等于所述充电过温保护阈值,控制所述电池包的充电开关断开;或者,
若所述电池包的温度小于所述充电过温保护阈值、且大于或等于所述充电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,判断当前周期获取的所述电池包的充电电流与上一周期获取的所述电池包的充电电流的差是否大于或等于第二变化阈值,若是,控制所述电池包的充电开关断开。
9.根据权利要求2-4任一项所述的方法,其特征在于,所述高温放电控制的方法,包括:
若所述电池包的温度大于或等于所述放电过温保护阈值,控制所述电池包的充电开关和放电开关断开;或者,
若所述电池包的温度小于所述放电过温保护阈值、且大于或等于所述放电过温保护阈值和3倍温度采样精度值的差,判断当前周期获取的所述电池包的放电电流与上一周期获取的所述电池包的放电电流的差是否大于或等于第三变化阈值,若是,控制所述电池包的充电开关和放电开关断开。
10.一种电池系统,其特征在于,所述电池系统包括若干个电池包,每一所述电池包用于执行如权利要求1-9任一项所述的充放电控制方法。
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