一種電池管理系統(tǒng)的功率控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電池管理系統(tǒng)的功率控制方法，包括如下步驟：建立溫度、SOC的二維功率表；檢測當(dāng)前溫度和SOC值，查表并按照線性插值法估算當(dāng)前最大允許放電功率值；自適應(yīng)功率修正；若檢測到系統(tǒng)有異常時(shí)，找出系統(tǒng)異常的相關(guān)參數(shù)值，根據(jù)該相關(guān)參數(shù)值設(shè)定此時(shí)最大允許的目標(biāo)放電功率；功率值的平滑處理；最后將設(shè)定的最大允許目標(biāo)放電功率傳送給整車控制器，整車控制器做出相應(yīng)控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：一、能夠自適應(yīng)環(huán)境與電池實(shí)際容量衰退或者電池內(nèi)阻增加等情況的變化，對允許功率值進(jìn)行修正，靈活性高；二、采用平滑處理，能夠有效防止功率值的突變，減少有突變帶來的影響，提高駕駛過程中的舒適感。
【專利說明】一種電池管理系統(tǒng)的功率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功率控制方法，具體地說是一種電池管理系統(tǒng)的功率控制方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，無論是整車廠家，電池廠家都提出了功率控制的要求。整車廠家從車輛運(yùn)行穩(wěn)定性，安全性，可靠性等方面考慮，希望將電池功率控制策略細(xì)化。功率控制影響駕駛性能，控制不好會使人感覺車輛動(dòng)力不足，開車有頓挫感，行駛里程短等。從電池廠的角度，也希望將電池功率控制做好，電池在不同的電壓、電流、溫度情況下，電池的允許充放電功率需要做合理調(diào)整，否則會對電池造成過充或過放，影響電池的使用壽命。
[0003]當(dāng)前的功率控制策略主要是基于電池溫度和SOC的查表控制，基本上是分段的進(jìn)行控制，分段控制帶來的問題是功率變化不是連續(xù)的，在分段點(diǎn)甚至?xí)休^大跳變，影響整車的控制。功率控制另外的問題是出現(xiàn)電池欠壓故障時(shí)需要限制功率，關(guān)鍵在于欠壓多少需要限制，限制到多少，如何漸變到限制值等都還沒有系統(tǒng)性的定論。此外電池持續(xù)出現(xiàn)故障時(shí)，是否依然按照允許的功率運(yùn)行，直到電池出現(xiàn)過放，這些都有待研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種電池管理系統(tǒng)的功率控制方法，考慮溫度、S0C、電壓、電流、故障報(bào)警等因素對功率控制的影響，使功率控制平滑，電池性能得到充分利用，電池過充過放現(xiàn)象盡量減少。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)的功率控制方法，該方法包括 S1:建立最大允許放電功率和溫度、SOC的二維功率表；
S2:檢測電池組當(dāng)前工作狀態(tài)下的溫度和SOC值，查表并按照線性插值法估算電池組當(dāng)前最大允許放電功率值Pl ；
S3:基于最大允許放電電流值的自適應(yīng)功率修正；
S4:檢測系統(tǒng)是否有異常，如果正常則跳轉(zhuǎn)至S6，如果異常則執(zhí)行下一步；
S5:找出系統(tǒng)異常的相關(guān)參數(shù)值，根據(jù)該相關(guān)參數(shù)值設(shè)定此時(shí)最大允許的目標(biāo)放電功
率；
S6:對當(dāng)前功率值的平滑處理；
S7:將設(shè)定的最大允許目標(biāo)放電功率傳送給整車控制器，整車控制器做出相應(yīng)控制。
[0006]所述的基于最大允許放電電流值的自適應(yīng)功率修正方法為:
獲取當(dāng)前最大允許放電電流值；
通過所述最大允許放電電流值得出功率值P2 ；
比較基于最大允許放電電流值的功率值P2與基于查表得出的最大允許放電功率值P1，取數(shù)值小的作為當(dāng)前最大允許放電功率值P。
[0007]所述的根據(jù)電池單體電壓值設(shè)定此時(shí)最大允許的目標(biāo)放電功率的方法為:
如果最低單體電池電壓值低于允許的電壓下限值二級閥值，則最大允許目標(biāo)放電功率為O ;
如果最低單體電池電壓值處于允許的最低電壓下限值二級閥值和一級閥值之間，則最大允許目標(biāo)放電功率降為0.5*P ；
如果最低單體電池電壓值大于允許的最低電壓下限值一級閥值，那么最大允許目標(biāo)放電功率設(shè)為P。
[0008]所述的對當(dāng)前功率值的平滑處理方法為:
如果實(shí)際功率值小于最大允許目標(biāo)功率值，則通過每秒增加0.1單位量電流值來增加實(shí)際功率值或使實(shí)際功率值以每秒0.5KW遞增；
如果實(shí)際功率值等于最大允許目標(biāo)功率值，則直接輸出實(shí)際功率值作為最大允許功率
值；
如果實(shí)際功率值大于最大允許目標(biāo)功率值，則通過每秒減少0.1單位量電流值來減小實(shí)際功率值或使實(shí)際功率值以每秒0.5KW遞減；
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):一、采用自適應(yīng)方案，解決了電池實(shí)際容量衰退或者電池內(nèi)阻增加的情況下，電池可接受的充放電功率不能夠按照原有查表值去進(jìn)行的問題，靈活性更高；二、采用平滑處理，能夠有效防止功率值的突變，減少有突變帶來的影響，提高駕駛過程中的舒適感。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明實(shí)施的電池管理系統(tǒng)的功率控制方法的總體流程圖。
[0010]圖2為圖1中基于最大允許放電電流值的自適應(yīng)功率修正方法的流程圖 圖3為圖1中根據(jù)相關(guān)參數(shù)設(shè)定最大允許的目標(biāo)放電功率方法的流程圖
圖4為圖1中對功率值平滑處理方法的流程圖
圖5為具體實(shí)施例中根據(jù)單體電壓值設(shè)定最大允許的目標(biāo)放電功率方法的流程圖 圖6為當(dāng)前功率平滑變化至目標(biāo)功率示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0012]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如圖1?圖4所示，一種電池管理系統(tǒng)的功率控制方法，該方法包括
S1:建立最大允許放電功率和溫度、SOC的二維功率表。
[0013]其中，該表由電池廠家在電池生產(chǎn)的時(shí)候根據(jù)新電池特性測試得出的。
[0014]S2:檢測電池組當(dāng)前工作狀態(tài)下的溫度和SOC值，根據(jù)實(shí)際溫度和SOC查表和線性插值的方法得出允許的功率值。
[0015]首先判斷溫度區(qū)間，確定當(dāng)前溫度下SOC對應(yīng)的功率劃分區(qū)間，然后根據(jù)SOC值，用線性插值的方法得出最終的允許功率值。
[0016]本實(shí)施例中，假設(shè)某電池允許放電電流為I，當(dāng)前電池組的SOC為45%，溫度為30°C,則計(jì)算此時(shí)最大允許放電電流步驟如下:
根據(jù)溫度插值計(jì)算溫度在30°C，SOC值在45%時(shí)的電流值I= ( (i2 -1l) / (40 -20))*(30-20) + il。
[0017]其中，上述計(jì)算基于40°C的最大允許電流值i2比20°C最大允許電流值il的大，即 i2 > il;如果 il>i2，則 I=il - ( (il -12) / (40 - 20)) * (30-20)+i2。
[0018]對于溫度的選擇，采用最小溫度查表獲取一個(gè)允許電流值il，再采用最高溫度查表獲取第二個(gè)允許電流值i2，兩者取較小值為最終的最大允許電流值。
[0019]再在通過該最大允許電流值I確定此時(shí)的最大允許功率值Pl。
[0020]S3:基于最大允許放電電流值的自適應(yīng)功率修正。
[0021]在行車的任意時(shí)刻,獲取當(dāng)前最大允許放電電流值；
通過所獲取的當(dāng)前最大允許放電電流值得出當(dāng)前功率值P2 ；
比較基于當(dāng)前最大允許放電電流值的當(dāng)前功率值P2與基于查表得出的最大允許放電功率值Pl，取數(shù)值小的作為當(dāng)前最大允許放電功率值P。
[0022]S4:檢測系統(tǒng)是否有異常，如果正常則跳轉(zhuǎn)至S6，如果異常則執(zhí)行下一步。
[0023]本實(shí)施例中，設(shè)所述異常情況為SOC值與單體電壓出現(xiàn)不匹配。
[0024]由于SOC的估算存有誤差，當(dāng)SOC誤差較大的時(shí)候，根據(jù)SOC估算的允許功率值可能會有偏差，當(dāng)整車按有偏差的允許功率值進(jìn)行充放電時(shí)，有可能會使單體電壓接近于上下限電壓。為此，當(dāng)整車控制器檢測到在SOC值與單體電壓出現(xiàn)不匹配的情況時(shí)，啟動(dòng)根據(jù)最低電池單體電壓值設(shè)定此時(shí)最大允許的目標(biāo)放電功率的步驟，對按SOC和溫度表得出的允許功率值進(jìn)行修正。不同的情況可靈活配置閥值，以及對本部分功能的配置是使用或者不使用。
[0025]S5:找出系統(tǒng)異常的相關(guān)參數(shù)值，根據(jù)該相關(guān)參數(shù)值設(shè)定此時(shí)最大允許的目標(biāo)放電功率的步驟。
[0026]在本實(shí)施例中，當(dāng)整車控制器檢測到在SOC值與單體電壓出現(xiàn)不匹配的情況時(shí)，所述系統(tǒng)異常的相關(guān)參數(shù)為電池組內(nèi)各單體電壓的電壓值以及電池組內(nèi)電壓最低的電池單體的電壓值。根據(jù)該最低電池單體電壓值設(shè)定此時(shí)最大允許的目標(biāo)放電功率值，具體方法流程如圖5所示。
[0027]電壓閥值的配置設(shè)為兩級；當(dāng)最低單體電池電壓值低于允許的電壓下限值二級閥值設(shè)為系統(tǒng)的二級故障，當(dāng)最低單體電池電壓值處于允許的最低電壓下限值二級閥值和一級閥值之間設(shè)置為系統(tǒng)一級故障。
[0028]因此，當(dāng)最低單體電池電壓值低于允許的電壓下限值二級閥值，則最大允許目標(biāo)放電功率為O ;
當(dāng)最低單體電池電壓值處于允許的最低電壓下限值二級閥值和一級閥值之間，則最大允許目標(biāo)放電功率降為0.5*P ；
當(dāng)最低單體電池電壓值大于允許的最低電壓下限值一級閥值，那么最大允許目標(biāo)放電功率設(shè)為P。
[0029]S6:對當(dāng)前功率值的平滑處理。
[0030]當(dāng)此時(shí)的實(shí)際功率值與所得到的修正后的最大允許功率值相差較大時(shí),可能會出現(xiàn)跳變。為了防止功率值的跳變對整車控制造成影響，對實(shí)際發(fā)送給整車的最大允許功率值做平滑處理。平滑處理過程的電流變化量可以有不同的配置。在本實(shí)施例中，電流變化量設(shè)置為每秒0.1單位量電流值或者將功率變化量設(shè)置為每秒0.5KW。[0031]如果實(shí)際功率值小于最大允許目標(biāo)功率值，則通過每秒增加0.1單位量電流值來增加實(shí)際功率值或使實(shí)際功率值以每秒0.5KW遞增；
如果實(shí)際功率值等于最大允許目標(biāo)功率值，則直接輸出實(shí)際功率值作為最大允許功率
值；
如果實(shí)際功率值大于最大允許目標(biāo)功率值，則通過每秒減少0.1單位量電流值來減小實(shí)際功率值或使實(shí)際功率值以每秒0.5KW遞減。
[0032]圖6中，當(dāng)前電流值比目標(biāo)電流值少0.4個(gè)單位量，采取每秒以0.1個(gè)單位量遞增，直至帶到目標(biāo)值為止。
[0033]S7:將設(shè)定的最大允許目標(biāo)放電功率傳送給整車控制器，整車控制器做出相應(yīng)控制。
[0034]在本實(shí)施例中，對允許電流值的控制，均是為了實(shí)現(xiàn)對功率的控制，電流值的變化是功率值變化的一個(gè)表征。
[0035]以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。需要說明的是，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電池管理系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于:該方法為: S1:建立最大允許放電功率和溫度、SOC的二維功率表； S2:檢測電池組當(dāng)前工作狀態(tài)下的溫度和SOC值，查表并按照線性插值法估算電池組當(dāng)前最大允許放電功率值Pl ； S3:基于最大允許放電電流值的自適應(yīng)功率修正； S4:檢測系統(tǒng)是否有異常，如果正常則跳轉(zhuǎn)至S6，如果異常則執(zhí)行下一步； S5:找出系統(tǒng)異常的相關(guān)參數(shù)值，根據(jù)該相關(guān)參數(shù)值設(shè)定此時(shí)最大允許的目標(biāo)放電功率； S6:對當(dāng)前功率值的平滑處理； S7:將設(shè)定的最大允許目標(biāo)放電功率傳送給整車控制器，整車控制器做出相應(yīng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于，所述的基于最大允許放電電流值的自適應(yīng)功率修正方法為: 獲取當(dāng)前最大允許放電電流值； 通過所述最大允許放電電流值得出功率值P2 ； 比較基于最大允許放電電流值的功率值P2與基于查表得出的最大允許放電功率值Pl，取數(shù)值小的作為當(dāng)前最大允許放電功率值P。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于，所述的根據(jù)相關(guān)參數(shù)值設(shè)定此時(shí)最大允許的目標(biāo)放電功率的方法為: 根據(jù)相關(guān)參數(shù)值設(shè)置二級故障與一級故障； 如果系統(tǒng)存在二級故障，則最大允許目標(biāo)放電功率為O ; 如果系統(tǒng)存在一級故障，則最大允許目標(biāo)放電功率降為0.5*P ； 如果系統(tǒng)正常，那么最大允許目標(biāo)放電功率設(shè)為P。
4 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)的功率控制方法，其特征在于，所述的對當(dāng)前功率值的平滑處理方法為: 如果實(shí)際功率值小于最大允許目標(biāo)功率值，則通過每秒增加0.1單位量電流值來增加實(shí)際功率值或使實(shí)際功率值以每秒0.5KW遞增； 如果實(shí)際功率值等于最大允許目標(biāo)功率值，則直接輸出實(shí)際功率值作為最大允許功率值； 如果實(shí)際功率值大于最大允許目標(biāo)功率值，則通過每秒減少0.1單位量電流值來減小實(shí)際功率值或使實(shí)際功率值以每秒0.5KW遞減。
【文檔編號】H02J7/00GK103683391SQ201310590516
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】劉飛, 文鋒, 阮旭松, 樊耀國 申請人:惠州市億能電子有限公司