通过功率限制保护电池组的方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体设及车辆电气领域，更具体地设及一种用于车辆的通过功率限制保护 电池组的方法。
【背景技术】
[0002] 混合动力汽车（肥V)，插电式混合动力汽车（P肥V)或再生能源汽车（REV)中的高 压装置例如高压电池等，是对安全性要求非常高的装置。
[0003] 现如今，电池领域中最重要的组成部分是基于裡离子技术的储能电池。取决于电 池的化学组成W及充电状态，电池具有不同的开路电压范围。一般意义上说，当电池完全充 电时，充电状态为100%，当完全放电时，充电状态为0%。开路电压在充电状态100% (完 全充电）和充电状态0% (完全放电）之间单调增加，但并不一定是线性增加。
[0004] 对于完全放电的电池，处于电池安全性考虑，需要设置电池开路电压阔值，电池不 能在低于该阔值的电压下运行。设置该一电池电压最小值的一个主要原因在于，当电池低 于特定电压继续工作时，来自电极或其他电池内部组件的金属能够溶解于电解液，而当电 池电压在充电过程中再次升高时，该些金属可W在电池内的任何部位固化，从而很可能导 致电路故障。因此在电池充电/放电过程中需要根据电池的动态条件设置电池电压限制/ 阔值。
[0005] 每个电池都具有真实并且有限的内部电压，每次放电都将导致电池内部电压降 低，并且电池内部电压的该一下降通常为电池内电阻和通过电池的电流的函数。
[0006] 电池的内电阻与很多因素有关，例如充电状态、电容量、温度W及其他很多会随着 时间变化的参数。对于充电状态和温度该样的常数参数，电池内电阻会因为电池的老化而 随着时间逐渐增加，电池的该一老化主要是电池存储和使用温度、时间、静电应力例如电流 和充电循环数等等的函数。尽管电池很少彻底失效，但还是将其使用寿命定义为电池主要 性能参数劣化的范围，常用参数包括电容量、内电阻W及电功率输出等。通常，如果内电阻 与其相同条件（例如相同的充电状态和温度）下的初始值（起始寿命时）相比增加超过 25%，则定义该电池达到了其使用寿命的终点（终点寿命）。因此，许多电池系统基于终点 寿命条件来设计并且校准。也就是说电池的目标性能必须基于终点寿命条件来确定。在起 始寿命时，许多组成部分，包括电池单元，都比终点寿命时状态更好。此外，电池系统并不是 在终点寿命时瞬间停止工作，而用户也可W接受电池性能逐步降低并继续使用电池。
[0007] 因此对电池组成部分的稳健的电-热设计应当考虑更多因素，例如与老化有关的 环境或者用户的情况，电阻特性的统计学分布等。而且，该一设计还应当W假定的最坏情况 下的用户情况为基础来定义何时达到终点寿命。然而，基于上述考量的设计可能会导致电 池比车辆的设计寿命更早到达终点寿命。为了确保终点寿命之后电池还能够安全使用，对 电池的使用进行了严格的限制，例如将电池完全失效，或者使得电池的某些性能固定的程 序化显著降低，例如可使用的充电状态或功率输出。
[000引电池的输出功率允许值通常W电池管理系统中的查找表的形式来编程。该一表格 将最大允许输出功率（或者充电功率）定义为充电状态和温度的函数。考虑到老化引起电 池电阻增加，该一限定通常W保守的终点寿命条件为基础。该种方法有缺点，例如在终点寿 命之前，电池可能的功率输出潜能并未被充分利用，原因在于该一限定基于的是假定的终 点寿命条件；相反当超过终点寿命时，又使得电池具有负荷过重的危险，原因在于电池实际 上的老化可能明显比预计的更快。
【发明内容】
[0009] 鉴于上述问题，提出了本发明，W便提供一种通过功率限制保护电池组的方法，W 克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
[0010] 根据本发明的第一方面，提供了一种通过功率限制保护电池组的方法，所述电池 组包含多个串联的电池单元，所述方法包括：
[0011] a.实时监测所述电池组的温度、充电状态、通过所述电池组的电流和所述电池组 中每一电池单元的电压；
[0012] b.将所监测到所述电池组中每一电池单元的电压与一预设的电压阔值相比较； W及
[0013] C.当所述电池组中任一电池单元的电压等于或小于所述预设的电压阔值时，基于 所监测到的所述每一电池单元的电压和所述通过所述电池组的电流计算所述电池组的实 时功率值Phtk，并根据Ppdtk调整对应于监测到的所述电池组的温度和所述充电状态下的 最大允许输出功率。
[0014] 根据本发明的一实施方式，所述方法的步骤C中使用所述电流和所述电压计算所 述电池组的实时功率来作为对应于监测到的所述电池组的温度和所述充电状态下的最大 允许输出功率。
[0015] 根据本发明的一实施方式，所述方法的步骤C中按照下式（1)计算实时功率值P Pack*
[0016] P_Pack=ZP_Cell，i=ZI_BAT><Vcell_X，i(D；
[0017] 其中Ibat为通过所述电池组的电流，V_CellJU为所述电池组中各电池单元的电压。
[0018] 根据本发明的一实施方式，所述方法的步骤C中按照下式（2)计算实时功率值P Pack*
[00WP_Pack-I-BATXV_Cell_X, IXX似；
[0020] 其中I为通过所述电池组的电流，为所述电池组中电压等于或小于所述 预设电压阔值的电池单元的电压，X为电池组中电池的个数且为大于零的整数。
[0021] 根据本发明的一实施方式，所述方法中将所述实时功率值Pjaek作为所述电池组在 步骤a中监测到的所述电池组的温度和所述充电状态下的绝对最大允许输出功率。
[0022] 根据本发明的一实施方式，所述方法中所述电池组的起始寿命时的最大允许输出 功率为所述电池组的初始最大允许输出功率。
[0023] 根据本发明的一实施方式，所述方法中当所述电池组中的各个电池单元处于不同 温度时，W具有最小电压的电池单元的温度作为所述电池组功率表中所述最大允许输出功 率的对应温度。
[0024] 根据本发明的一实施方式，所述方法的步骤C中设定一校准值；所计算的实时功 率乘w校准值w获得相对最大允许输出功率。
[0025] 根据本发明的一实施方式，所述方法的步骤C通过基于所监测到的所述电压和电 流调整电池组功率表的方法来调整监测到的所述电池组的温度和所述充电状态下的最大 允许输出功率。
[0026] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予W实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够 更明显易懂，W下特举本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0027] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[002引图1是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法100的流程图；
[0029] 图2是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法200的流程图； W及
[0030] 图3是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法300的流程图；
[0031] 图4是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法400的流程图；
[0032] 图5是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法500的流程图；
[0033] 图6是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法600的流程图；
[0034] 图7是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法700的流程图；
[0035] 图8是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法800的流程图； W及
[0036] 图9是根据本发明一实施方式的通过功率限制保护电池组的方法900的流程图。
【具体实施方式】
[0037] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公 开的示例性实施方式，然而应当理解，可各种形式实现本公开而不应被该里阐述的实 施方式所限制。相反，提供该些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公 开的范围完整的传达给本领域的技术人员。应当理解，本领域技术人员能够设想出尽管没 有在本说明书中明确描述或者记载、但是实现了本发明并且包含在本发明精神、原理与范 围内的各种结构。本说明书中引述的所有例子与条件性语言都是出于说明和教导的目的， W帮助读者理解发明人对现有技术做出贡献的原理与概念，