CN118144642B - 针对动力电池的充电管理方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种针对动力电池的充电管理方法及相关装置，应用于车辆的电池管理系统，方法包括：首先监测动力电池包的供电情况；然后从多个单体电池中筛选对应第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池；接着，监测每一目标电池的第一荷电状态，在任意一个目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电；控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，直至目标电池和其他电池达到均衡状态，停止充电操作并控制目标电池向外部设备放电。如此，提高了电池管理系统对动力电池充电的及时性，保护电池性能。

Description

针对动力电池的充电管理方法及相关装置

技术领域

本申请属于数据处理技术领域，具体涉及一种针对动力电池的充电管理方法及相关装置。

背景技术

目前在电动车、叉车、高尔夫车等低速电动车中，由于铁锂电池具有使用寿命长、重量轻、存储能量密度高的优点，因此优先采用铁锂电池作为低速车的动力电池。

但是，由于在电池制作过程中无法避免的材料差异、工艺差异因素，以及在使用时使用循环次数的增加、环境温度的影响，可能造成铁锂电池作动力电池时存在充放电不均匀、容量相互无法匹配、寿命不一致的一致性问题；进而导致电池内部单体电池出现过放情况，大大影响电池输出性能，甚至对使用该动力电池的车辆安全产生影响。

发明内容

本申请提供一种针对动力电池的充电管理方法及相关装置，以期实现对动力电池内部的单体电池进行控制，在单体电池存在过放风险时，及时采取充电措施，避免放电速率过快导致过放，有利于提高电池管理系统对动力电池保护的准确性和及时性，确保动力电池性能，进一步的保证车辆安全。

第一方面，本申请实施例提供了一种针对动力电池的充电管理方法，应用于车辆的电池管理系统，车辆电池管理系统分别与动力电池包、安装于车辆周围的光伏电池单元连接；方法包括：

监测动力电池包的供电情况，动力电池包是指多个单体电池组成的电池单元，供电情况用于指示每一单体电池对应的第一荷电状态和第一放电速率；

从多个单体电池中筛选对应第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池，得到至少一个目标电池；

监测每一目标电池的第一荷电状态，在任意一个目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电，其他电池为多个单体电池中除至少一个目标电池外的单体电池，其他电池的第二放电速率小于第一放电速率；以及，

控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，直至目标电池和其他电池达到均衡状态，停止充电操作并控制目标电池向外部设备放电。

在一个可能的实施例中，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，包括：获取其他电池在为外部设备放电之前的第二荷电状态；根据第二放电速率和第二荷电状态，预测其他电池经过预设时长的第三荷电状态；确定第一放电速率与第二放电速率的第一比值；根据第三荷电状态和第一比值，预测目标电池与其他电池达到均衡状态时，目标电池的第四荷电状态；根据第四荷电状态和预设时长，评估目标电池的充电速率；根据充电速率，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作。

在一个可能的实施例中，在控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作之后，方法还包括：获取车辆的车速；根据车速，与第一放电速率和第二放电速率之间的正相关关系，确定第一放电速率对应的第三放电速率、以及第二放电速率对应的第四放电速率；根据第三放电速率与第四荷电状态、或根据第四放电速率与第二荷电状态，确定放电时长；根据车速与放电时长，预测车辆的目标行驶距离，目标行驶距离用于表征车辆基于当前车速行驶的最大距离；当目标行驶距离小于预设行驶距离时，向车辆的交互系统发送提示消息，以提示用户车辆的目标行驶距离。

在一个可能的实施例中，在根据第四荷电状态和预设时长，评估目标电池的充电速率之后，方法还包括：通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度；当电池温度低于第一温度阈值时，控制其他电池向热管理设备供电，以控制热管理设备执行升温操作，提高电池温度；同时，控制光伏电池单元向目标电池按参考速率输入电流，电流用于升高目标电池的温度，参考速率小于充电速率。

在一个可能的实施例中，在通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度之后，方法还包括：当电池温度高于第二温度阈值时，控制其他电池向热管理设备供电，以控制热管理设备执行降温操作，降低电池温度；当电池温度高于第一温度阈值且低于第二温度阈值时，控制光伏电池单元按充电速率向目标电池执行充电操作，第一温度阈值小于第二温度阈值。

在一个可能的实施例中，在通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度之后，方法还包括：根据电池温度与异常电压阈值的对应关系，确定电池温度对应的异常电压阈值；确定异常电压阈值对应的动力电池包的故障等级；若故障等级为一级故障，则降低目标电池的第一放电速率以及其他电池的第二放电速率；若故障等级为二级故障，则调整第一放电速率与第二放电速率降低至零；若故障等级为三级故障，则调整第一放电速率与第二放电速率为零、且通过车辆的车机控制系统控制整车高压下电，其中，一级故障下对应的异常电压阈值大于二级故障下对应的故障电压阈值，二级故障下对应的故障电压阈值大于三级故障下对应的故障电压阈值。

在一个可能的实施例中，在预测目标电池与其他电池达到均衡状态时，目标电池的第四荷电状态之后，方法还包括：存储第四荷电状态作为历史充电记录；监测到目标电池的第一放电速率不变，且目标电池的荷电状态低于预设阈值时，根据历史充电记录，控制光伏电池单元向目标电池进行充电，以使得目标电池的荷电状态达到第四荷电状态。

第二方面，本申请实施例提供了一种针对动力电池的充电管理装置，应用于车辆的电池管理系统，车辆电池管理系统分别与动力电池包、安装于车辆周围的光伏电池单元连接，装置包括：第一监测单元、筛选单元、第二监测单元以及控制单元；其中，

第一监测单元，用于监测动力电池包的供电情况，动力电池包是指多个单体电池组成的电池单元，供电情况用于指示每一单体电池对应的第一荷电状态和第一放电速率；

筛选单元，用于从多个单体电池中筛选对应第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池，得到至少一个目标电池；

第二监测单元，用于监测每一目标电池的第一荷电状态，在任意一个目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电，其他电池为多个单体电池中除至少一个目标电池外的单体电池，其他电池的第二放电速率小于第一放电速率；以及，

控制单元，用于控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，直至目标电池和其他电池达到均衡状态，停止充电操作并控制目标电池向外部设备放电。

第三方面，本申请实施例提供了一种车辆，车辆内置有电子设备，电子设备包括处理器、存储器以及一个或多个程序，一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置由处理器执行，程序包括用于执行如本申请实施例第一方面中的步骤的指令。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，计算机程序/指令被处理器执行时实现本申请实施例第一方面中的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本申请实施例第一方面中所描述的部分或全部步骤。

可以看出，本申请实施例中，首先监测动力电池包的供电情况，动力电池包是指多个单体电池组成的电池单元，供电情况用于指示每一单体电池对应的第一荷电状态和第一放电速率；接着，从多个单体电池中筛选对应第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池，得到至少一个目标电池；然后，监测每一目标电池的第一荷电状态，在任意一个目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电，其他电池为多个单体电池中除至少一个目标电池外的单体电池，其他电池的第二放电速率小于第一放电速率；以及，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，直至目标电池和其他电池达到均衡状态，停止充电操作并控制目标电池向外部设备放电。如此，通过对动力电池内部的单体电池进行控制，在单体电池存在过放风险时，及时采取充电措施，避免放电速率过快导致过放，有利于提高电池管理系统对动力电池保护的准确性和及时性，确保动力电池性能，进一步的保证车辆安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种充电管理系统的框架示意图；

图2是本申请实施例提供的一种针对动力电池的充电管理方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种动力电池的充电场景示意图；

图4是本申请实施例提供的一种充电曲线示意图；

图5是本申请实施例提供的一种电池管理流程示意图；

图6是本申请实施例提供的一种针对动力电池的充电管理装置的功能单元组成框图；

图7是本申请实施例提供的一种车辆的内部功能单元组成框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种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这三种情况。另外，本文中字符“/”，表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。本申请实施例中出现的“连接”是指直接连接或者间接连接等各种连接方式，以实现设备间的通信，本申请实施例对此不做任何限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

目前在电动车、叉车、高尔夫车等低速电动车中，由于铁锂电池具有使用寿命长、重量轻、存储能量密度高的优点，因此优先采用铁锂电池作为低速车的动力电池。但是，由于在电池制作过程中无法避免的材料差异、工艺差异因素，以及在使用时使用循环次数的增加、环境温度的影响，可能造成铁锂电池作动力电池时存在充放电不均匀、容量相互无法匹配、寿命不一致的一致性问题；进而导致电池内部单体电池出现过放情况，大大影响电池输出性能，甚至对使用该动力电池的车辆安全产生影响。

基于此，本申请实施例提供了一种针对动力电池的充电管理方法及相关装置，以解决上述问题。下面对本申请实施例进行详细介绍。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种充电管理系统的框架示意图，如图1所示，充电管理系统100包括电池管理系统110、动力电池包120以及光伏电池单元130，其中，电池管理系统110（Battery Management System，BMS）分别与动力电池包120和光伏电池单元130连接。

其中，光伏电池单元，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能电池”或“光电池”，它只要被满足一定照度条件的光照度，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流，光伏电池可通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能。

具体地，由于本方案应用于高尔夫球车或者其他低速车的应用场景，受外界天气影响较大，可能存在没有光照或者光照强度不足以进行光伏转换时，可以通过车辆内部备用电源或者电池进行等效替代。

其中，动力电池包120中包括多个单体电池，如图1所示的第一单体电池121…以及第n单体电池12n，应理解的是，多个单体电池在动力电池包内采用并联方式连接，同时执行放电或者充电指令。

其中，首先通过电池管理系统110监测动力电池包120的供电情况，动力电池包120是指多个单体电池组成的电池单元，供电情况用于指示每一单体电池对应的第一荷电状态和第一放电速率；接着，由电池管理系统110从多个单体电池中筛选对应第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池，得到至少一个目标电池；然后，电池管理系统110通过监测每一目标电池的第一荷电状态，在任意一个目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控其他电池向外部设备放电，其他电池为多个单体电池中除至少一个目标电池外的单体电池，其他电池的第二放电速率小于第一放电速率；以及，由电池管理系统110控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，直至目标电池和其他电池达到均衡状态，停止充电操作并控制目标电池向外部设备放电。

下面介绍本申请实施例提供的一种针对动力电池的充电管理方法。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种针对动力电池的充电管理方法的流程示意图，方法应用于如图1所示的充电管理系统100中的电池管理系统110，电池管理系统110通过如下步骤实现针对动力电池的充电管理：

步骤S210，监测动力电池包的供电情况，动力电池包是指多个单体电池组成的电池单元，供电情况用于指示每一单体电池对应的第一荷电状态和第一放电速率。

其中，荷电状态（SOC，state of charge）是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。应理解的是，在本实例中每个单体电池对应的荷电状态相同，均为1（100%）。

步骤S220，从多个单体电池中筛选对应第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池，得到至少一个目标电池。

其中，预设放电速率是指单体电池的正常放电速率，目标电池为放电速率大于正常电池的电池。

步骤S230，监测每一目标电池的第一荷电状态，在任意一个目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电。

其中，其他电池为多个单体电池中除至少一个目标电池外的单体电池，其他电池的第二放电速率小于第一放电速率。

其中，其他电池的第二放电速率可以是正常电池的放电速率，也即上述的预设放电速率；外部设备是指车辆中有用电需求的设备，可以包括车机控制系统、交互系统、热管理系统等；预设阈值可以是1%、2%或者其他较低的荷电状态，在此不作阈值限制，当目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，认为目标电池继续工作可能有过放风险，因此控制其他电池对外部设备进行供电，以暂停目标电池的供电行为，保护电池安全和性能。

步骤S240，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，直至目标电池和其他电池达到均衡状态，停止充电操作并控制目标电池向外部设备放电。

具体地，在一个可能的实施例中，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，包括：

获取其他电池在为外部设备放电之前的第二荷电状态；

根据第二放电速率和第二荷电状态，预测其他电池经过预设时长的第三荷电状态；

确定第一放电速率与第二放电速率的第一比值；

根据第三荷电状态和第一比值，预测目标电池与其他电池达到均衡状态时，目标电池的第四荷电状态；

根据第四荷电状态和预设时长，评估目标电池的充电速率；

根据充电速率，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作。

其中，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种动力电池的充电场景示意图，如图3所示，包括其他电池310、目标电池320，其他电池310与目标电池320中的阴影部分用于表示电池的当前荷电状态（SOC，State of Charge），通过图3可以确认其他电池310与目标电池320的电池总容量相等；第一箭头311用于指示其他电池310的荷电状态变化趋势，也即对外放电、消耗电量；第二箭头321用于指示目标电池320的荷电状态变化趋势，也即由外部进行充电、增加电量；

其中，其他电池310在为外部设备放电前的第二荷电状态为SOC2所示，根据第二放电速率V2与第二荷电状态SOC2预测在预设时长后的第三荷电状态SOC3，如图3中SOC3所示；在其他电池310按照第二放电速率V2经过预设时长完成放电的同时，此时目标电池320进行充电，经过预设时长完成充电；应理解的是，在其他电池310与目标电池320达到均衡状态时，第四荷电状态SOC4与第三荷电状态SOC3满足在同一时长放电完成，也即其他电池310按照第二放电速率V2经过放电时长T荷电状态消耗至0，同时目标电池320按照第一放电速率V1经过放电时长T荷电状态也消耗至0，因此存在以下式子：

SOC3=V2*T；

SOC4=V1*T；

从上述式子可知，根据第一放电速率V1、第二放电速率V2以及确定的第三荷电状态SOC3，可推算第四荷电状态SOC4。

其中，确定第四荷电状态SOC4之后，由于充电时间与其他电池310的第一段放电时间相同，均为上述预设时长，因此根据SOC4=充电速率*预设时长，能够确定出充电速率，按照充电速率控制光伏电池单元对目标电池320执行充电操作。

可见，在本实施例中，通过获取其他电池在为外部设备放电之前的第二荷电状态，然后根据第二放电速率和第二荷电状态，预测其他电池经过预设时长的第三荷电状态，接着确定第一放电速率与第二放电速率的第一比值，再根据第三荷电状态和第一比值，预测目标电池与其他电池达到均衡状态时，目标电池的第四荷电状态，然后根据第四荷电状态和预设时长，评估目标电池的充电速率，最后根据充电速率，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作。如此通过其他电池和目标电池的荷电状态推算出合理的充电速率，以使得目标电池及时充电至满足均衡状态的荷电状态，避免了放电速率过快的目标电池过放情况，保护了电池性能和安全，进一步保护了车辆的行驶安全。

可见，在本申请实施例中，通过监测动力电池包的供电情况；然后从多个单体电池中筛选对应第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池；接着，监测每一目标电池的第一荷电状态，在任意一个目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电；控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，直至目标电池和其他电池达到均衡状态，停止充电操作并控制目标电池向外部设备放电。如此，通过对动力电池内部的单体电池进行控制，在单体电池存在过放风险时，及时采取充电措施，避免放电速率过快导致过放，有利于提高电池管理系统对动力电池保护的准确性和及时性，确保动力电池性能，进一步的保证车辆安全。

在一个可能的实施例中，在控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作之后，方法还包括：

获取车辆的车速；

根据车速，与第一放电速率和第二放电速率之间的正相关关系，确定第一放电速率对应的第三放电速率、以及第二放电速率对应的第四放电速率；

根据第三放电速率与第四荷电状态、或根据第四放电速率与第二荷电状态，确定放电时长；根据车速与放电时长，预测车辆的目标行驶距离，目标行驶距离用于表征车辆基于当前车速行驶的最大距离；

当目标行驶距离小于预设行驶距离时，向车辆的交互系统发送提示消息，以提示用户车辆的目标行驶距离。

其中，电动车的车速和耗电速度之间存在直接的关系，车速越高或者在需要提供更多动力的情况下，电动汽车的耗电速度就会增加；车速的增加会增加电动汽车的空气阻力，从而导致电动汽车耗电速度增加，因此，电动车在高速行驶时通常会消耗更多的电能。应理解的是，由于车速的变化第一放电速率和第二放电速率会等比例变化，得到第三放电速率和第四放电速率；根据更新后的第四荷电状态和第三放电速率相除、或第三荷电状态和第四放电速率相除，确定放电时长，如此得到放电时长和车速之间的关系；进一步地，通过放电时长与车速相乘，确定车辆的目标行驶距离。

其中，预设行驶距离是车辆用户预先设置的，比如10km等距离，当目标行驶距离小于预设行驶距离时，表征按当前车速可能无法满足车辆行驶距离，对用户驾驶操作产生影响；因此，通过向车辆的交互系统发送提示消息，车辆的交互系统包括如显示屏、扬声器等设备，对用户进行提示，以提示用户注意车速和行驶距离，由用户根据目的地等因素自行决定控制车速，示例性的，提示消息包括在显示屏显示的文字信息、或通过扬声器播放的语音信息，例如“当前车速30km/h，预计还能行驶10km，请注意车速和行驶距离”。

可见，在本实施例中，通过获取车辆的车速，根据车速，与第一放电速率和第二放电速率之间的正相关关系，确定第一放电速率对应的第三放电速率、以及第二放电速率对应的第四放电速率，根据第三放电速率与第四荷电状态、或根据第四放电速率与第二荷电状态，确定放电时长，根据车速与放电时长，预测车辆的目标行驶距离，当目标行驶距离小于预设行驶距离时，向车辆的交互系统发送提示消息，以提示用户车辆的目标行驶距离，如此，通过车速确定放电速率，进而对车辆行驶距离产生影响时及时提示用户采取降速等操作，有利于提高电池管理的全面性，同时保护车辆的驾驶安全。

在一个可能的实施例中，在根据第四荷电状态和预设时长，评估目标电池的充电速率之后，方法还包括：

通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度；

当电池温度低于第一温度阈值时，控制其他电池向热管理设备供电，以控制热管理设备执行升温操作，提高电池温度；同时，控制光伏电池单元向目标电池按参考速率输入电流，电流用于升高目标电池的温度，参考速率小于充电速率。

其中，热管理设备包括温度控制设备和温度监控设备，如液冷系统和温度传感器等；通过热管理设备中的温度传感器对动力电池包的电池温度进行监控。

具体地，请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种充电曲线示意图，如图4所示展示了不同温度下铁锂电池恒流-恒压的充电曲线，第一曲线41为电池温度0℃时的充电曲线，第二曲线42为电池温度为10℃时的充电曲线，第三曲线43为电池温度为20℃时的充电曲线，如图可知，低温下锂离子电池的充电性能会产生衰减，电池在低温下的充电呈现以下两个特性：1、充电电流相同时，随着温度的降低，充电电压不断提高。在进行大电流充电时，0℃以下，在充电电流加载的瞬间，电池端电压迅速升至截止电压（如4.2V）；2、随着温度的降低，恒流充电时间和充入容量快速减少，恒压充电时间和充入量增加，但是总充入量减少。以相同电流进行充电时，充入相同容量所用的时间增加。

其中，当电池温度低于第一温度阈值时，动力电池包处于低温环境，当锂离子电池处于低温状态时，其可用容量减少、充放电功率受限，电池温度越低，电池内的活性物活性越低，电解液内阻和粘度越高，离子扩散越难，而且低温下锂离子在电极中的扩散速度慢，较难嵌入而易于脱出，从而使容量急速下降，因此低温下使用会对电池寿命产生很大的影响；本申请中在低温情况下，同时对目标电池执行充电，示例性的：动力电池包在0℃以下充电时先通过输入电流给电池加热，如在-3℃以下时电池仅加热不充电，等待加热到-3℃开始边加热边充电，此时充电电流如0.1C，等待加热到15℃只充电不加热，充电电流此时可达到0.8C。

在一个可能的实施例中，在通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度之后，方法还包括：当电池温度高于第二温度阈值时，控制其他电池向热管理设备供电，以控制热管理设备执行降温操作，降低电池温度；当电池温度高于第一温度阈值且低于第二温度阈值时，控制光伏电池单元按充电速率向目标电池执行充电操作，第一温度阈值小于第二温度阈值。

其中，本申请实施例中应用的动力电池为铁锂电池，其正极一般为锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等彩礼，而负极一般使用石墨；当电池温度高于第二温度阈值时，会加速电池内部化学反应速率，导致电池内部材料的降解加快，同时高温会降低电池的充电效率，在充电过程中可能导致过热问题，因此暂停对目标电池的充电操作，通过其他电池优先放电对电池温度进行降温后，再进行充电操作。

具体地，采取降温操作可以包括但不限于：在动力电池包周围安装散热风扇、或导热材料等，增加热量的传导和散发，有效带走电池产生的热量，从而实现降温目的；在动力电池上安装液冷系统，通过循环流动的冷却剂来吸收电池产生的热量，可通过调节冷却剂流速实现快速吸收电池产生热量的效果；或者通过相变材料进行吸热，相变材料可在温度过高时吸收热量，在温度降低时释放热量，实现温度调节作用。

可见，在本实施例中，在电池温度高于第二温度阈值时，控制其他电池向热管理设备供电，降低电池温度，在电池温度高于第一温度阈值、低于第二温度阈值时，向目标电池执行充电操作，如此避免在高温情况下对目标电池执行充电操作，同时确保目标电池不会过放，提高充电管理的全面性和智能性。

具体地，请参阅图5，图5是本申请实施例提供的一种电池管理流程示意图，在一个可能的实施例中，在通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度之后，包括如下步骤：

步骤S510，根据电池温度与异常电压阈值的对应关系，确定电池温度对应的异常电压阈值。

步骤S520，确定异常电压阈值对应的动力电池包的故障等级。

其中，若故障等级为一级故障，则跳转至步骤S530；若故障等级为二级故障，则跳转至步骤S540；若故障等级为三级故障，则跳转至步骤S550。

步骤S530，降低目标电池的第一放电速率以及其他电池的第二放电速率。

具体地，将动力电池包可允许最大放电功率调整为当前允许最大放电功率的二分之一。应理解的是将动力电池包可允许最大放电功率调整为当前允许最大放电功率的比例多少，可根据异常故障电压阈值的具体取值情况适应性调整。不仅限于当前允许最大放电功率的二分之一；且保持其他电池与目标电池等比例降低放电速率。

步骤S540，调整第一放电速率与第二放电速率降低至零。

其中，这里将动力电池包中的第一放电速率与第二放电速率调整为零，也就是说，动力电池包停止放电，车机控制系统响应该调整后控制整车停车。

步骤S550，调整第一放电速率与第二放电速率为零、且通过车辆的车机控制系统控制整车高压下电。

其中，一级故障下对应的异常电压阈值大于二级故障下对应的故障电压阈值，二级故障下对应的故障电压阈值大于三级故障下对应的故障电压阈值；这里，通过车机控制系统控制整车高压下电，也就是通过车机控制系统断开继电器和动力电池包的正负极连接。

可见，在本实施例中，将实时监测电池温度与异常电压阈值的关系，确定动力电池包可能出现的异常情况，从而执行对应控制处理，能够避免动力电池包出现过放失效故障，从而可以保护动力电池包，延长动力电池的使用寿命。

在一个可能的实施例中，在预测目标电池与其他电池达到均衡状态时，目标电池的第四荷电状态之后，方法还包括：存储第四荷电状态作为历史充电记录；监测到目标电池的第一放电速率不变，且目标电池的荷电状态低于预设阈值时，根据历史充电记录，控制光伏电池单元向目标电池进行充电，以使得目标电池的荷电状态达到第四荷电状态。

其中，保存第四荷电状态之后，再一次使用过程中，目标电池达到低于预设阈值之后，直接通过光伏电池单元对目标电池充电至第四荷电状态，无需上述计算过程，简化了方案，提高充电管理的速度和可靠性。

可见，在本实施例中，通过存储第四荷电状态作为历史充电记录，监测到目标电池的第一放电速率不变，且目标电池的荷电状态低于预设阈值时，根据历史充电记录，控制光伏电池单元向目标电池进行充电，简化了对电池充电过程，有利于提高电池充电管理的效率。

与上述所示的实施例一致的，请参阅图6，图6是本申请实施例提供的一种针对动力电池的充电管理装置的功能单元组成框图，应用于车辆的电池管理系统，车辆电池管理系统分别与动力电池包、安装于车辆周围的光伏电池单元连接，充电管理装置600包括：第一监测单元610、筛选单元620、第二监测单元630以及控制单元640；其中，第一监测单元610，用于监测动力电池包的供电情况，动力电池包是指多个单体电池组成的电池单元，供电情况用于指示每一单体电池对应的第一荷电状态和第一放电速率；筛选单元620，用于从多个单体电池中筛选对应第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池，得到至少一个目标电池；第二监测单元630，用于监测每一目标电池的第一荷电状态，在任意一个目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电，其他电池为多个单体电池中除至少一个目标电池外的单体电池，其他电池的第二放电速率小于第一放电速率；以及，控制单元640，用于控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，直至目标电池和其他电池达到均衡状态，停止充电操作并控制目标电池向外部设备放电。

在一个可能的实施例中，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作，控制单元640具体用于：获取其他电池在为外部设备放电之前的第二荷电状态；根据第二放电速率和第二荷电状态，预测其他电池经过预设时长的第三荷电状态；确定第一放电速率与第二放电速率的第一比值；根据第三荷电状态和第一比值，预测目标电池与其他电池达到均衡状态时，目标电池的第四荷电状态；根据第四荷电状态和预设时长，评估目标电池的充电速率；根据充电速率，控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作。

在一个可能的实施例中，在控制光伏电池单元对第一荷电状态低于预设阈值的目标电池执行充电操作之后，控制单元640具体还用于：获取车辆的车速；根据车速，与第一放电速率和第二放电速率之间的正相关关系，确定第一放电速率对应的第三放电速率、以及第二放电速率对应的第四放电速率；根据第三放电速率与第四荷电状态、或根据第四放电速率与第二荷电状态，确定放电时长；根据车速与放电时长，预测车辆的目标行驶距离，目标行驶距离用于表征车辆基于当前车速行驶的最大距离；当目标行驶距离小于预设行驶距离时，向车辆的交互系统发送提示消息，以提示用户车辆的目标行驶距离。

在一个可能的实施例中，在根据第四荷电状态和预设时长，评估目标电池的充电速率之后，控制单元640具体还用于：通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度；当电池温度低于第一温度阈值时，控制其他电池向热管理设备供电，以控制热管理设备执行升温操作，提高电池温度；同时，控制光伏电池单元向目标电池按参考速率输入电流，电流用于升高目标电池的温度，参考速率小于充电速率。

在一个可能的实施例中，在通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度之后，控制单元640具体还用于：当电池温度高于第二温度阈值时，控制其他电池向热管理设备供电，以控制热管理设备执行降温操作，降低电池温度；当电池温度高于第一温度阈值且低于第二温度阈值时，控制光伏电池单元按充电速率向目标电池执行充电操作，第一温度阈值小于第二温度阈值。

在一个可能的实施例中，在通过车辆的热管理设备监测动力电池包的电池温度之后，控制单元640具体还用于：根据电池温度与异常电压阈值的对应关系，确定电池温度对应的异常电压阈值；确定异常电压阈值对应的动力电池包的故障等级；若故障等级为一级故障，则降低目标电池的第一放电速率以及其他电池的第二放电速率；若故障等级为二级故障，则调整第一放电速率与第二放电速率降低至零；若故障等级为三级故障，则调整第一放电速率与第二放电速率为零、且通过车辆的车机控制系统控制整车高压下电，其中，一级故障下对应的异常电压阈值大于二级故障下对应的故障电压阈值，二级故障下对应的故障电压阈值大于三级故障下对应的故障电压阈值。

在一个可能的实施例中，在预测目标电池与其他电池达到均衡状态时，目标电池的第四荷电状态之后，控制单元640具体还用于：存储第四荷电状态作为历史充电记录；监测到目标电池的第一放电速率不变，且目标电池的荷电状态低于预设阈值时，根据历史充电记录，控制光伏电池单元向目标电池进行充电，以使得目标电池的荷电状态达到第四荷电状态。

可以理解的是，由于方法实施例与装置实施例为相同技术构思的不同呈现形式，因此，本申请中方法实施例部分的内容应同步适配于装置实施例部分，此处不再赘述。

上述方法实施例涉及的各场景的所有相关内容均可以引援到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。上述充电管理装置600均可执行上述图2所示的针对动力电池的充电管理方法。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD）、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

图7是本申请实施例提供的一种车辆的内部功能单元组成框图。如图7所示，车辆内置有电子设备700，电子设备700还可以包括一个或多个如下部件：处理器701、与处理器701耦合的存储器702，其中存储器702可存储有一个或多个计算机程序，一个或多个计算机程序可以被配置为由一个或多个处理器701执行时实现如上述各实施例描述的方法。

处理器701可以包括一个或者多个处理核。处理器701利用各种接口和线路连接整个电子设备内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器702内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器702内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据。可选地，处理器701可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器701可集成中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器701中，单独通过一块通信芯片进行实现。

存储器702可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)。存储器702可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器702可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储电子设备在使用中所创建的数据等。可以理解的是，电子设备700可以包括比上述结构框图中更多或更少的结构元件，在此不进行限定。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，其上存储有计算机程序/指令，计算机程序/指令被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。

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。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和系统，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，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。

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，在本发明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包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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）执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、易失性存储器或非易失性存储器。其中，非易失性存储器可以是只读存储器（read-only memory，ROM）、可编程只读存储器（programmable ROM，PROM）、可擦除可编程只读存储器（erasable PROM，EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（electrically EPROM，EEPROM）或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器（random access memory，RAM），其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的随机存取存储器（random access memory，RAM）可用，例如静态随机存取存储器（static RAM，SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、同步动态随机存取存储器（synchronous DRAM，SDRAM）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（double data rateSDRAM，DDR SDRAM）、增强型同步动态随机存取存储器（enhanced SDRAM，ESDRAM）、同步连接动态随机存取存储器（synchlink DRAM，SLDRAM）和直接内存总线随机存取存储器（directrambus RAM，DR RAM）等各种可以存储程序代码的介质。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可轻易想到变化或替换，均可作各种更动与修改，包含上述不同功能、实施步骤的组合，包含软件和硬件的实施方式，均在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种针对动力电池的充电管理方法，其特征在于，应用于车辆的电池管理系统，所述车辆的电池管理系统分别与动力电池包、安装于所述车辆周围的光伏电池单元连接；所述方法包括：

监测所述动力电池包的供电情况，所述动力电池包是指多个单体电池组成的电池单元，所述供电情况用于指示每一单体电池对应的第一荷电状态和第一放电速率；

从所述多个单体电池中筛选对应所述第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池，得到至少一个目标电池；

监测每一所述目标电池的第一荷电状态，在任意一个所述目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电，所述其他电池为所述多个单体电池中除所述至少一个目标电池外的单体电池，所述其他电池的第二放电速率小于所述第一放电速率；以及，

控制所述光伏电池单元对所述第一荷电状态低于所述预设阈值的目标电池执行充电操作，包括：获取所述其他电池在为所述外部设备放电之前的第二荷电状态；根据所述第二放电速率和所述第二荷电状态，预测所述其他电池经过预设时长的第三荷电状态；确定所述第一放电速率与所述第二放电速率的第一比值；根据所述第三荷电状态和所述第一比值，预测所述目标电池与所述其他电池达到均衡状态时，所述目标电池的第四荷电状态；根据所述第四荷电状态和所述预设时长，评估所述目标电池的充电速率；获取所述车辆的车速；根据所述车速，与所述第一放电速率和所述第二放电速率之间的正相关关系，确定所述第一放电速率对应的第三放电速率、以及所述第二放电速率对应的第四放电速率；根据所述第三放电速率与所述第四荷电状态、或根据所述第四放电速率与所述第二荷电状态，确定放电时长；根据所述车速与所述放电时长，预测所述车辆的目标行驶距离，所述目标行驶距离用于表征所述车辆基于当前所述车速行驶的最大距离；当所述目标行驶距离小于预设行驶距离时，向所述车辆的交互系统发送提示消息，以提示用户所述车辆的所述目标行驶距离；

通过所述车辆的热管理设备监测所述动力电池包的电池温度；当所述电池温度低于第一温度阈值时，控制所述其他电池向所述热管理设备供电，以控制所述热管理设备执行升温操作，提高所述电池温度；同时，控制所述光伏电池单元向所述目标电池按参考速率输入电流，所述电流用于升高所述目标电池的温度，所述参考速率小于所述充电速率；根据所述充电速率，控制所述光伏电池单元对所述第一荷电状态低于所述预设阈值的目标电池执行所述充电操作；

直至所述目标电池和所述其他电池达到所述均衡状态，停止所述充电操作并控制所述目标电池向所述外部设备放电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过所述车辆的热管理设备监测所述动力电池包的电池温度之后，所述方法还包括;

当所述电池温度高于第二温度阈值时，控制所述其他电池向所述热管理设备供电，以控制所述热管理设备执行降温操作，降低所述电池温度；

当所述电池温度高于所述第一温度阈值且低于所述第二温度阈值时，控制所述光伏电池单元按所述充电速率向所述目标电池执行所述充电操作，所述第一温度阈值小于所述第二温度阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过所述车辆的热管理设备监测所述动力电池包的电池温度之后，所述方法还包括：

根据所述电池温度与异常电压阈值的对应关系，确定所述电池温度对应的异常电压阈值；

确定所述异常电压阈值对应的所述动力电池包的故障等级；

若所述故障等级为一级故障，则降低所述目标电池的第一放电速率以及所述其他电池的第二放电速率；

若所述故障等级为二级故障，则调整所述第一放电速率与所述第二放电速率降低至零；

若所述故障等级为三级故障，则调整所述第一放电速率与所述第二放电速率为零、且通过所述车辆的车机控制系统控制整车高压下电，其中，所述一级故障下对应的异常电压阈值大于所述二级故障下对应的故障电压阈值，所述二级故障下对应的故障电压阈值大于所述三级故障下对应的故障电压阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述预测所述目标电池与所述其他电池达到均衡状态时，所述目标电池的第四荷电状态之后，所述方法还包括：

存储所述第四荷电状态作为历史充电记录；

监测到所述目标电池的所述第一放电速率不变，且所述目标电池的荷电状态低于所述预设阈值时，根据所述历史充电记录，控制所述光伏电池单元向所述目标电池进行充电，以使得所述目标电池的荷电状态达到所述第四荷电状态。

5.一种针对动力电池的充电管理装置，其特征在于，应用于车辆的电池管理系统，所述车辆的电池管理系统分别与动力电池包、安装于所述车辆周围的光伏电池单元连接，所述装置包括：第一监测单元、筛选单元、第二监测单元以及控制单元；其中，

所述第一监测单元，用于监测所述动力电池包的供电情况，所述动力电池包是指多个单体电池组成的电池单元，所述供电情况用于指示每一单体电池对应的第一荷电状态和第一放电速率；

所述筛选单元，用于从所述多个单体电池中筛选对应所述第一放电速率大于预设放电速率的单体电池为目标电池，得到至少一个目标电池；

所述第二监测单元，用于监测每一所述目标电池的第一荷电状态，在任意一个所述目标电池的第一荷电状态低于预设阈值时，控制其他电池向外部设备放电，所述其他电池为所述多个单体电池中除所述至少一个目标电池外的单体电池，所述其他电池的第二放电速率小于所述第一放电速率；以及，

所述控制单元，用于控制所述光伏电池单元对所述第一荷电状态低于所述预设阈值的目标电池执行充电操作，包括：获取所述其他电池在为所述外部设备放电之前的第二荷电状态；根据所述第二放电速率和所述第二荷电状态，预测所述其他电池经过预设时长的第三荷电状态；确定所述第一放电速率与所述第二放电速率的第一比值；根据所述第三荷电状态和所述第一比值，预测所述目标电池与所述其他电池达到均衡状态时，所述目标电池的第四荷电状态；根据所述第四荷电状态和所述预设时长，评估所述目标电池的充电速率；获取所述车辆的车速；根据所述车速，与所述第一放电速率和所述第二放电速率之间的正相关关系，确定所述第一放电速率对应的第三放电速率、以及所述第二放电速率对应的第四放电速率；根据所述第三放电速率与所述第四荷电状态、或根据所述第四放电速率与所述第二荷电状态，确定放电时长；根据所述车速与所述放电时长，预测所述车辆的目标行驶距离，所述目标行驶距离用于表征所述车辆基于当前所述车速行驶的最大距离；当所述目标行驶距离小于预设行驶距离时，向所述车辆的交互系统发送提示消息，以提示用户所述车辆的所述目标行驶距离；

通过所述车辆的热管理设备监测所述动力电池包的电池温度；当所述电池温度低于第一温度阈值时，控制所述其他电池向所述热管理设备供电，以控制所述热管理设备执行升温操作，提高所述电池温度；同时，控制所述光伏电池单元向所述目标电池按参考速率输入电流，所述电流用于升高所述目标电池的温度，所述参考速率小于所述充电速率；根据所述充电速率，控制所述光伏电池单元对所述第一荷电状态低于所述预设阈值的目标电池执行所述充电操作；

直至所述目标电池和所述其他电池达到均衡状态，停止所述充电操作并控制所述目标电池向所述外部设备放电。

6.一种车辆，其特征在于，所述车辆内置电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1-4任一项所述的方法中的步骤的指令。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1-4任一项所述的方法。