电动汽车的电池控制方法、系统及电动汽车与流程

1.本实用发明涉及电动汽车电池管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车的电池控制方法、系统及电动汽车。


背景技术：

2.电池管理系统(bms，battery management system)是对电动汽车进行电池管理的重要组件，通过对电池进行检测管理，避免电池出现过放电、过充电、超温等异常情况。而随着bms发展得越来越成熟，现有的bms基本可以实现对电池的实时保护，但是，由于电池的机理比较复杂，存在电化学机理的各种多变反应，电芯的多维度的一致性难以控制，和电池老化后等问题。基于bms的计算能力有限而且bms只能接收其所在电动汽车的电池数据的情况下，通过bms难以实现对电池的全生命周期的安全防护和管理。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种电动汽车的电池控制方法、系统及电动汽车，其能实现电动汽车的全生命周期的精准管理。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车的电池控制方法，包括：
5.整车控制器将电池管理系统发送的电池数据传输到车端sdk；
6.所述车端sdk根据所述电池数据和预设的电池老化模型，得到电池管理参数；其中，所述电池老化模型是由所述车端sdk根据云端发送的对应所述电池数据的模型参数进行更新；
7.所述车端sdk将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数发送到所述电池管理系统；
8.所述电池管理系统根据所述选择信号，从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理。
9.作为上述方案的改进，所述电池数据包括：车端电池的电芯电压、电芯温度、电池电流、电池状态信号、电池绝缘信号以及电池继电器状态信号。
10.作为上述方案的改进，所述电池管理参数包括：充电请求电流、电池可用功率限制值、电池容量老化寿命soh
c
值、电池内阻老化寿命soh
r
值以及电池热管理执行请求。
11.作为上述方案的改进，所述电池管理系统根据所述选择信号，从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理，包括：
12.当所述选择信号为执行本地电池管理的选择信号时，所述电池管理系统采用所述本地电池管理参数进行电池管理；
13.当所述选择信号为执行云端电池管理的选择信号时，所述电池管理系统根据所述电池管理参数携带的状态信息对所述电池管理参数进行有效性判断；
14.当所述电池管理参数为有效时，采用所述电池管理参数进行电池管理；
15.当所述电池管理参数为无效时，采用所述本地电池管理参数进行电池管理。
16.作为上述方案的改进，所述方法还包括：
17.所述云端根据所述电池数据和历史电池数据，对其电池老化模型进行迭代更新，得到更新后的电池老化模型；
18.所述云端提取更新后的电池老化模型的模型参数，并将所述模型参数传输到车端sdk；
19.所述车端sdk根据所述模型参数对自身的电池老化模型进行更新。
20.作为上述方案的改进，所述云端提取更新后的电池老化模型的模型参数，并将所述模型参数传输到车端sdk，包括：
21.所述云端将所述模型参数发送给tsp平台；
22.所述tsp平台将所述模型参数发送给车载tbox；
23.所述车载tbox对所述模型参数进行白盒加密，并将加密后的模型参数传输到车端sdk。
24.作为上述方案的改进，所述选择信号包括：充电请求电流的选择信号、车辆行驶中的电池可用功率限制值的选择信号、电池容量老化寿命使用的选择信号、电池内阻老化寿命使用的选择信号以及电池热管理执行请求使用的选择信号。
25.作为上述方案的改进，所述车端sdk将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数发送到所述电池管理系统，包括：
26.所述车端sdk将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数传输给所述整车控制器的mpu；其中，所述车端sdk安装在所述mpu上；
27.所述mpu将所述选择信号以及所述电池管理参数传输给所述整车控制器的mcu；
28.所述mcu将所述选择信号以及所述电池管理参数传输给所述电池管理系统。
29.第二方面，本发明实施例提供了一种电动汽车，包括：整车控制器、电池管理系统；其中，所述整车控制器安装有车端sdk；
30.所述整车控制器，用于将所述电池管理系统发送的电池数据传输到所述车端sdk；
31.所述车端sdk，用于根据所述电池数据和预设的电池老化模型，得到电池管理参数；其中，所述电池老化模型是由所述车端sdk根据云端发送的对应所述电池数据的模型参数进行更新；
32.所述车端sdk，用于将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数发送到所述电池管理系统；
33.所述电池管理系统，用于根据所述选择信号，从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理。
34.第三方面，本发明实施例提供了一种电动汽车的电池控制系统，包括：云端、整车控制器、电池管理系统；其中，所述整车控制器安装有车端sdk；
35.所述整车控制器，用于将所述电池管理系统发送的电池数据传输到所述车端sdk；
36.所述车端sdk，用于根据所述电池数据和预设的电池老化模型，得到电池管理参数；其中，所述电池老化模型是由所述车端sdk根据所述云端发送的对应所述电池数据的模型参数进行更新；
37.所述车端sdk，用于将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数发送到所述电池管理系统；
38.所述电池管理系统，用于根据所述选择信号，从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理。
39.相对于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：整车控制器通过将实时采集到的电池数据传输到车端sdk的电池老化模型进行计算，得出相应的电池管理参数，其中，车端sdk的电池老化模型通过云端发送的对应所述电池数据的模型参数进行更新，可以有效提高车端sdk计算结果的准确性，保证计算出的电池管理参数适用于当前时刻的电池状态，从而实现电动汽车的全生命周期的精准管理。同时电池管理系统根据云端选择信号从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理，可以实现云端对车端电池管理系统的闭环控制，提升车端电池的管理效率。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，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。
41.图1是本发明实施例一提供的一种电动汽车的电池控制方法的流程图；
42.图2是本发明实施例提供的一种电动汽车内部通信的示意框图；
43.图3是本发明实施例提供的车端与云端闭环控制示意图；
44.图4是本发明实施例二提供的一种电动汽车的示意图；
45.图5是本发明实施例三提供的一种电动汽车的电池控制系统的示意图。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
47.实施例一
48.请参阅图1，本发明提供了一种电动汽车的电池控制方法，包括：
49.s1：整车控制器将电池管理系统发送的电池数据传输到车端sdk；
50.示例性的，电动汽车的充电控制框架如图2所示，整车控制器vcu包括mcu和mpu，所述mpu上安装有车端sdk，其中，所述mcu与电池管理系统bms通过can总线通讯连接，所述mcu与所述mpu通过tcp/ip协议实现通信；所述车端sdk通过some/ip协议与车载tbox通信。所述车载tbox通过mqtt/tls协议与云端的tsp平台通信，从而可以实现所述车端sdk与bms的闭环通信。当电动汽车处于充电状态时，bms可通过can总线与外部充电设备连接，用于采集电池充电数据。
51.其中，所述电池管理系统采集到的电池数据在电动汽车内部的传输过程如下：所述电池管理系统将实时采集到电池数据传输给整车控制器的mcu，并通过mcu传输给mpu，mpu将接收到的电池数据发送给车端sdk。
52.进一步的，所述电池数据包括：车端电池的电芯电压、电芯温度、电池电流、电池状态信号、电池绝缘信号以及电池继电器状态信号。
53.s2：所述车端sdk根据所述电池数据和预设的电池老化模型，得到电池管理参数；其中，所述电池老化模型是由所述车端sdk根据云端发送的对应所述电池数据的模型参数进行更新；
54.进一步的，所述电池管理参数包括：充电请求电流、电池可用功率限制值、电池容量老化寿命soh
c
值、电池内阻老化寿命soh
r
值以及电池热管理执行请求。
55.其中，soh
c
值表示电池当前的容量与出厂容量的百分比。soh
r
值表示电池当前的内阻与出厂内阻的百分比。所述电池热管理执行请求用于指示是否对电池进行温控以及温控过程中的温度。所述充电请求电流用于指示向充电桩请求充电的电流值。
56.示例性的，所述云端预先创建一电池老化模型，该电池老化模型可以根据同类型车辆的历史电池数据对机器学习模型或深度神经网络训练得到，使得云端具有大数据分析能力，充分考虑不同车辆及其历史电池数据进行电池分析。
57.通过将当前时刻采集到的电池数据输出到电池老化模型中，可以进一步对该电池老化模型进行迭代更新，使得通过更新后的电池老化模型可以预测出与电池当前老化程度匹配的电池管理参数，同时为了避免电动汽车与云端通信断开的情况，或者车载tbox发送给云端的电池数据出现丢包的情况，在本发明实施例中，当云端更新自身的电池老化模型后，将更新后的模型参数发送给车载tbox，并通过车载tbox转发给车端sdk；车端sdk根据更新后的模型参数对本地的电池老化模型进行更新，从而可以根据当前时刻的电池数据，通过更新后的电池老化模型预测出与电池当前老化程度匹配的电池管理参数。
58.s3：所述车端sdk将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数发送到所述电池管理系统；
59.进一步的，所述选择信号包括：充电请求电流的选择信号、车辆行驶中的电池可用功率限制值的选择信号、电池容量老化寿命使用的选择信号、电池内阻老化寿命使用的选择信号以及电池热管理执行请求使用的选择信号。
60.s4：所述电池管理系统根据所述选择信号，从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理。
61.示例性的，用户可以通过客户端向云端下发执行云端电池管理或本地电池管理的选择信号，或者云端对接收到的电池数据和不同车辆的历史电池数据进行大数据分析，从云端电池管理、本地电池管理两种管理方式中选择优选的方案，从而确定出选择信号。又或者云端接收到电池警报信息时，基于大数据分析结果确定出选择信号。
62.在确定出采用云端管理电池或者bms管理电池后，云端生成相应的选择信号，若该选择信号指示采用云端管理电池，则采用所述电池管理参数进行电池管理，若该选择信号指示采用bms管理电池，则采用本地电池管理参数进行电池管理。
63.需要说明的是，bms采集到电池数据之后，会在本地进行电池老化分析，得出本地电池管理参数，用于进行电池管理。电池管理包括：更新设置充电请求电流、车辆行驶中的电池可用功率限制值、电池容量老化寿命、电池内阻老化寿命以及电池热管理执行请求。
64.在本发明实施例中，整车控制器通过将实时采集到的电池数据传输到车端sdk的电池老化模型进行计算，得出相应的电池管理参数，其中，车端sdk的电池老化模型通过云端发送的对应所述电池数据的模型参数进行更新，可以有效提高车端sdk计算结果的准确性，保证计算出的电池管理参数适用于当前时刻的电池状态，从而实现电动汽车的全生命
周期的精准管理。同时电池管理系统根据云端选择信号从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理，可以实现云端对车端电池管理系统的闭环控制，如图3所示，提升车端电池的管理效率。
65.在一种可选的实施例中，所述车端sdk将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数发送到所述电池管理系统，包括：
66.所述车端sdk将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数传输给所述整车控制器的mpu；其中，所述车端sdk安装在所述mpu上；
67.所述mpu将所述选择信号以及所述电池管理参数传输给所述整车控制器的mcu；
68.所述mcu将所述选择信号以及所述电池管理参数传输给所述电池管理系统。
69.在一种可选的实施例中，所述电池管理系统根据所述选择信号，从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理，包括：
70.当所述选择信号为执行本地电池管理的选择信号时，所述电池管理系统采用所述本地电池管理参数进行电池管理；
71.当所述选择信号为执行云端电池管理的选择信号时，所述电池管理系统根据所述电池管理参数携带的状态信息对所述电池管理参数进行有效性判断；
72.当所述电池管理参数为有效时，采用所述电池管理参数进行电池管理；
73.当所述电池管理参数为无效时，采用所述本地电池管理参数进行电池管理。
74.车端sdk在计算电池管理参数的同时会进行有效性判断，例如数据是否丢失、最新计算值是否超出上一老化阶段的计算值等，并生成有效/无效的状态信息。以电池可用功率限制值为例，当用于计算电池可用功率限制值的数据丢失，或者最新计算出的电池可用功率限制值超出上一次计算出的电池可用功率限制值，则可认为车端sdk输出的电池可用功率限制值为无效状态。
75.在本发明实例中，当采用云端管理电池时，bms读取接收到的电池管理参数的状态信息，若识别为有效，则直接采用该电池管理参数进行电池管理，否则，直接采用bms计算出的电池管理参数进行电池管理，通过对车端sdk返回的电池管理参数进行有效性判断，避免由于数据在车端内部传输过程中丢失导致车端sdk计算结果不准确和车端sdk计算结果超过电池运行本身允许限制值的情况，避免云端对电池的错误管理。
76.在一种可选的实施例中，所述方法还包括：
77.所述云端根据所述电池数据和历史电池数据，对其电池老化模型进行迭代更新，得到更新后的电池老化模型；
78.所述云端提取更新后的电池老化模型的模型参数，并将所述模型参数传输到车端sdk；
79.所述车端sdk根据所述模型参数对自身的电池老化模型进行更新。
80.需要说明的是，云端基于接收到的电池数据和不同车辆的历史电池数据，可进行大数据分析，对其电池老化模型进行迭代更新，得到更新后的电池老化模型；使得更新后的电池老化模型更适用与电池当前老化阶段的电池管理参数预测。而将更新的模型参数发送到车端sdk，以使得车端sdk根据接收到的模型参数更新自身的电池老化模型，即可实现大数据分析结果对车端sdk的电池老化模型的更新，而无需在车端储存大量的历史电池数据，降低对车端计算能力的要求；同时，在车辆行驶到弱网络或无网络的环境时，仍然可以使用
车端sdk的电池老化模型进行电池管理参数的预测，提升电动汽车在弱网络或无网络情况下电池全生命周期的精准管理。
81.在一种可选的实施例中，所述云端提取更新后的电池老化模型的模型参数，并将所述模型参数传输到车端sdk，包括：
82.所述云端将所述模型参数发送给tsp平台；
83.所述tsp平台将所述模型参数发送给车载tbox；
84.所述车载tbox对所述模型参数进行白盒加密，并将加密后的模型参数传输到车端sdk。
85.示例性的，如图2所示，云端设有tsp平台，用于与车载tbox通信；大数据平台，用于采集并存储不同车辆的历史电池数据；电池监控平台，设有电池老化模型，用于根据最新接收到的电池数据和历史电池数据，通过电池老化模型预测电池管理参数，从而实现对电池老化程度和预警监控。通过在mpu设置车端sdk，并基于车载tbox与云端tsp平台通信，以mpu作为车端和云端的枢纽，不仅可以传输云端传输到大的文件，提高mpu的计算能力，还可以提高车端云端协调的能力，从而实现更多的功能。
86.相对于现有技术，本发明实例的有益效果在于：
87.1、通过云端返回的数据对车端sdk的电池老化模型进行更新，可以有效提高车端sdk计算结果的准确性，保证计算出的电池管理参数适用于当前时刻的电池状态，从而实现电动汽车的全生命周期的精准管理。同时在车辆行驶到弱网络或无网络的环境时，仍然可以使用车端sdk的电池老化模型进行电池管理参数的预测，提升电动汽车在弱网络或无网络情况下电池全生命周期的精准管理。
88.2、电池管理系统根据云端选择信号从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理，可以实现云端对车端电池管理系统的闭环控制，提升车端电池的管理效率。
89.3、通过在mpu设置车端sdk，以mpu作为车端和云端的枢纽，不仅可以传输云端传输到大的文件，提高mpu的计算能力，还可以提高车端云端协调的能力，从而实现更多的功能。
90.实施例二
91.请参阅图4，本发明实施例提供了一种电动汽车，包括：整车控制器1、电池管理系统2；其中，所述整车控制器1安装有车端sdk11；
92.所述整车控制器1，用于将所述电池管理系统2发送的电池数据传输到所述车端sdk11；
93.所述车端sdk11，用于根据所述电池数据和预设的电池老化模型，得到电池管理参数；其中，所述电池老化模型是由所述车端sdk11根据云端发送的对应所述电池数据的模型参数进行更新；
94.所述车端sdk11，用于将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数发送到所述电池管理系统2；
95.所述电池管理系统2，用于根据所述选择信号，从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理。
96.在一种可选的实施例中，所述电池数据包括：车端电池的电芯电压、电芯温度、电池电流、电池状态信号、电池绝缘信号以及电池继电器状态信号。
97.在一种可选的实施例中，所述电池管理参数包括：充电请求电流、电池可用功率限制值、电池容量老化寿命soh
c
值、电池内阻老化寿命soh
r
值以及电池热管理执行请求。
98.在一种可选的实施例中，所述电池管理系统2包括：
99.第一控制模块，用于当所述选择信号为执行本地电池管理的选择信号时，所述电池管理系统采用所述本地电池管理参数进行电池管理；
100.有效性判断模块，用于当所述选择信号为执行云端电池管理的选择信号时，所述电池管理系统根据所述电池管理参数携带的状态信息对所述电池管理参数进行有效性判断；
101.第二控制模块，用于当所述电池管理参数为有效时，采用所述电池管理参数进行电池管理；
102.第三控制模块，用于当所述电池管理参数为无效时，采用所述本地电池管理参数进行电池管理。
103.在一种可选的实施例中，所述车端sdk11，用于根据所述云端发送的所述模型参数对自身的电池老化模型进行更新；其中，所述模型参数是所述云端根据所述电池数据和历史电池数据，对其电池老化模型进行迭代更新后得到。
104.在一种可选的实施例中，所述电动汽车还包括车载tbox；
105.所述车载tbox，用于对所述云端发送的所述模型参数进行白盒加密，并将加密后的模型参数传输到车端sdk11；其中，所述云端通过tsp平台将所述模型参数发送给所述车载tbox。
106.在一种可选的实施例中，所述选择信号包括：充电请求电流的选择信号、车辆行驶中的电池可用功率限制值的选择信号、电池容量老化寿命使用的选择信号、电池内阻老化寿命使用的选择信号以及电池热管理执行请求使用的选择信号。
107.在一种可选的实施例中，所述整车控制器1包括mcu和mpu；所述mpu13安装有所述车端sdk11；
108.所述车端sdk11，用于将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数传输给所述整车控制器的mpu；
109.所述mpu，用于将所述选择信号以及所述电池管理参数传输给所述整车控制器的mcu；
110.所述mcu，用于将所述选择信号以及所述电池管理参数传输给所述电池管理系统2。
111.实施例三
112.请参阅图5，本发明实施例提供了一种电动汽车的电池控制系统，包括：云端3、整车控制器1、电池管理系统2；其中，所述整车控制器1安装有车端sdk11；
113.所述整车控制器1，用于将所述电池管理系统2发送的电池数据传输到所述车端sdk11；
114.所述车端sdk11，用于根据所述电池数据和预设的电池老化模型，得到电池管理参数；其中，所述电池老化模型是由所述车端sdk11根据所述云端3发送的对应所述电池数据的模型参数进行更新；
115.所述车端sdk11，用于将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参
数发送到所述电池管理系统2；
116.所述电池管理系统2，用于根据所述选择信号，从本地电池管理参数和所述电池管理参数中选取相应参数进行电池管理。
117.在一种可选的实施例中，所述电池数据包括：车端电池的电芯电压、电芯温度、电池电流、电池状态信号、电池绝缘信号以及电池继电器状态信号。
118.在一种可选的实施例中，所述电池管理参数包括：充电请求电流、电池可用功率限制值、电池容量老化寿命soh
c
值、电池内阻老化寿命soh
r
值以及电池热管理执行请求。
119.在一种可选的实施例中，所述电池管理系统2包括：
120.第一控制模块，用于当所述选择信号为执行本地电池管理的选择信号时，所述电池管理系统采用所述本地电池管理参数进行电池管理；
121.有效性判断模块，用于当所述选择信号为执行云端电池管理的选择信号时，所述电池管理系统根据所述电池管理参数携带的状态信息对所述电池管理参数进行有效性判断；
122.第二控制模块，用于当所述电池管理参数为有效时，采用所述电池管理参数进行电池管理；
123.第三控制模块，用于当所述电池管理参数为无效时，采用所述本地电池管理参数进行电池管理。
124.在一种可选的实施例中，所述选择信号包括：充电请求电流的选择信号、车辆行驶中的电池可用功率限制值的选择信号、电池容量老化寿命使用的选择信号、电池内阻老化寿命使用的选择信号以及电池热管理执行请求使用的选择信号。
125.在一种可选的实施例中，所述整车控制器1包括mcu和mpu；所述mpu安装有所述车端sdk11；
126.所述车端sdk11，用于将接收到的所述云端选定的选择信号以及所述电池管理参数传输给所述整车控制器的mpu；
127.所述mpu，用于将所述选择信号以及所述电池管理参数传输给所述整车控制器的mcu；
128.所述mcu，用于将所述选择信号以及所述电池管理参数传输给所述电池管理系统2。
129.在一种可选的实施例中，所述云端3，用于根据所述电池数据和历史电池数据，对其电池老化模型进行迭代更新，得到更新后的电池老化模型；
130.所述云端3，用于提取更新后的电池老化模型的模型参数，并将所述模型参数传输到车端sdk11；
131.所述车端sdk11，用于根据所述模型参数对自身的电池老化模型进行更新。
132.在一种可选的实施例中，所述电动汽车的电池控制系统还包括车载tbox4；所述云端3设有tsp平台；
133.所述云端3，用于将所述模型参数发送给tsp平台；
134.所述tsp平台，用于将所述模型参数发送给车载tbox4；
135.所述车载tbox4，用于对所述模型参数进行白盒加密，并将加密后的模型参数传输到车端sdk11。
136.需要说明的是，上述实施例二和三所述的电动汽车和电动汽车的电池控制系统的工作原理和实现的技术效果与实施一相同，在此不再赘述。
137.需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
138.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。