一种快充map切换方法、装置和电子设备与流程

1.本发明涉及新能源电池充电领域，具体涉及一种快充map切换方法、装置和电子设备。


背景技术：

2.随着国家对于新能源行业的支持以及电池技术的发展，特别在新能源汽车行业，优异的加速性能、较低的用车成本及良好的驾车体验促使越来越多的用户选择纯电动汽车，同时用户对于动力电池的快充性能也提出的更高的要求。动力电池快充过程中，快充map是一项不可或缺的参考标准。快充map中的数值，是在不同荷电状态和不同温度条件下对充电电流进行转换的倍率。传统技术常常选用单一快充map作为充电标准，但是在外界温度不断变化时，常常因为充电map不匹配导致出现充电过慢的问题，或者出现由于电池温度失控导致的起火等问题。因此，如何在充电过程中保证快充map匹配，是亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施方式提供了一种快充map切换方法、装置和电子设备，从而提高了充电过程中不同温度下快充map的匹配度。
4.根据第一方面，本发明提供了一种快充map切换方法，应用于电池管理系统，所述电池管理系统内预置了多个不同预设约束条件下的快充map，所述预设约束条件包括温度约束和温差约束，所述方法包括：获取动力电池中的电芯最高温度和电芯最低温度，并计算所述电芯最高温度和所述电芯最低温度的差值得到电池温差；在全部所述预设约束条件中搜索目标约束条件，所述目标约束条件的温度约束和温差约束同时被所述电芯最高温度和所述电池温差满足；调用目标快充map，所述目标快充map对应的预设约束条件与所述目标约束条件一致。
5.可选地，所述快充map包括25摄氏度标准下的室温map和35摄氏度标准下的高温map，所述高温map由所述室温map对电流倍率向下调整生成。
6.可选地，所述预设约束条件包括25摄氏度标准下的室温约束和35摄氏度标准下的高温约束，所述调用目标快充map包括：当所述电芯最高温度和所述电池温差同时满足所述室温约束时，调用所述室温map；当所述电芯最高温度和所述电池温差同时满足所述高温约束时，调用所述高温map；当所述电芯最高温度和所述电池温差不能同时满足所述高温约束或室温约束时，退出快充任务。
7.可选地，基于室温25摄氏度标准和高温35摄氏度标准生成所述室温约束和所述高温约束，其中，所述室温约束包括：所述电芯最高温度大于等于24摄氏度且小于等于25摄氏度，所述电池温差小于5摄氏度；所述高温约束包括：所述电芯最高温度大于25摄氏度且小于等于35摄氏度，所述电池温差小于5摄氏度。
8.可选地，生成所述高温map的步骤包括：根据所述动力电池的安全指标计算所述动力电池的电芯安全温度，所述电芯安全温度用于对动力电池的最高充电温度进行限制；在
所述室温map中查找所述电芯安全温度对应的电流倍率；在所述动力电池不超过所述电芯安全温度和最短充电时间的条件下，降低所述电流倍率，以对所述室温map进行调整，并将调整后的所述室温map作为所述高温map。
9.可选地，所述根据所述动力电池的安全指标计算所述动力电池的电芯安全温度，包括：基于以所述动力电池的循环性能指标、电芯化学体系、电芯内外温度场分布、电芯自产热温度和温度安全余量，计算所述动力电池的电芯安全温度。
10.根据第二方面，本发明提供了一种快充map切换装置，应用于电池管理系统，所述电池管理系统内预置了多个不同预设约束条件下的快充map，所述预设约束条件包括温度约束和温差约束，所述装置包括：温度采集模块，用于获取动力电池中的电芯最高温度和电芯最低温度，并计算所述电芯最高温度和所述电芯最低温度的差值得到电池温差；约束匹配模块，用于在全部所述预设约束条件中搜索目标约束条件，所述目标约束条件的温度约束和温差约束同时被所述电芯最高温度和所述电池温差满足；map调用模块，用于调用目标快充map，所述目标快充map对应的预设约束条件与所述目标约束条件一致。
11.可选地，所述快充map包括室温条件下的室温map和高温条件下的高温map，所述预设约束条件包括室温约束、高温约束，所述map调用模块包括：室温map调用模块，用于当所述电芯最高温度和所述电池温差同时满足所述室温约束时，调用所述室温map；高温map调用模块，用于当所述电芯最高温度和所述电池温差同时满足所述高温约束时，调用所述高温map；快充关闭模块，用于当所述电芯最高温度和所述电池温差不能同时满足所述高温约束或室温约束时，退出快充任务。
12.根据第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
13.根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
14.本技术提供的技术方案，具有如下优点：
15.本技术提供的技术方案，结合电池中电芯的最高温度，和其中最高温度与最低温度的电池温差，从而分析出电池当前最适合的快充map。通过在电池管理系统内预设多个快充map，使其标记有不同的温度约束条件和温差约束条件，使电芯在不同的最高温度下调用适合当前温度的快充map，提高充电效率。并且必须同时满足温差约束，只有电池中各个电芯的最大温差在预设范围内时，才能进入快充状态，防止出现动力电池充电不稳定的情况，保证了电池的安全性和可靠性。
16.此外，根据一般室温定义为25摄氏度和高温定义为35摄氏度的标准，根据目前行业通用的室温map，在最短充电时间和最安全电芯温度的前提下，进行寻优计算，得出了高温map。并通过室温和高温的标准，以及电池自身的化学特征，在保证电池在安全温度以下工作的前提下，计算了对应的室温map和高温map的温度约束和温差约束，使得快充map能够在最安全的情况下进行最小次数的切换，提高了切换效率。
附图说明
17.通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
18.图1示出了本发明一个实施方式中一种快充map切换方法的步骤示意图；
19.图2示出了本发明一个实施方式中现有技术标准的室温map的示例图；
20.图3示出了本发明一个实施方式中一种室温map和高温map的切换策略流程示意图；
21.图4示出了本发明一个实施方式中一种快充map切换装置的结构示意图；
22.图5示出了本发明一个实施方式中一种map调用模块的结构示意图；
23.图6示出了本发明一个实施方式中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域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方式，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1，在一个实施方式中，一种快充map切换方法，应用于电池管理系统，电池管理系统内预置了多个不同预设约束条件下的快充map，预设约束条件包括温度约束和温差约束，具体包括以下步骤：
26.步骤s101：获取动力电池中的电芯最高温度和电芯最低温度，并计算电芯最高温度和电芯最低温度的差值得到电池温差。具体地，在对动力电池进行快充时，调用的快充map需要考量动力电池的温度，电池温度在充电前随着环境温度的变化而变化，当外部环境温度较低时，电池温度也较低，对应的快充状态可以使用较大的电流倍率，加快充电速度，减少充电时间。当外部环境温度较高时，动力电池的温度也较高，电池在充电过程中，温度会随着电池自身特性的温度曲线而升高，初始温度越高，其后续升温到电池的安全温度的时间也就越短，如果很快超过电池的安全温度，动力电池就容易出现温度失控、爆燃等危险事故。因此，在高温条件下，需要调用电流倍率更小的快充map。因此，电池的初始温度是调用快充map的一个重要指标，动力电池中包含多个电池包，每个电池包具有一个电芯。本实施方式将各个电芯的温度检测出来，将其中的电芯最高温度作为动力电池的温度，提高了选用快充map的准确性，从而保证了动力电池在温度较低时充电速度最快，温度较高时延长充电时间，保证电池安全。此外，考虑到动力电池中如果最高温度的电芯和最低温度的电芯温差较大，动力电池很可能已经出现故障，这时候再进行快充是非常危险的，因此本实施方式将电芯最高温度和电芯最低温度的差值计算出来，将得到的电池温差作为另一快充指标，只有在电池温差满足一定的范围条件时，才允许进入快充工作状态，如果温差条件不满足，则不允许调用快充map，也不能进入快充工作状态，从而保证了调用快充map时的安全性和可靠性。
27.步骤s102：在全部预设约束条件中搜索目标约束条件，目标约束条件的温度约束和温差约束同时被电芯最高温度和电池温差满足。
28.步骤s103：调用目标快充map，目标快充map对应的预设约束条件与目标约束条件一致。
29.具体地，将采集到的电芯最高温度和电池温差与各个快充map标记的预设约束条件相比对，在全部快充map中找到与当前动力电池的电芯最高温度和电池温差匹配的约束条件，从而调用对应的快充map，实现快充map的切换。保证动力电池快充的效率、安全性和可靠性。
30.具体地，如图2所示，在一实施方式中，快充map包括室温25摄氏度标准下的室温map和高温35摄氏度标准下的高温map，高温map由室温map对电流倍率向下调整生成。
31.具体地，室温25摄氏度标准下的快充map为目前较常用的快充map，满足绝大多数电池在室温条件下进行安全快速的充电。由此，本实施例中，基于室温map同时获取35摄氏度标准下的高温map，35摄氏度为一般国际通用的高温标准，与绝大多数的电池设计相匹配，设置25摄氏度的室温map和35摄氏度的高温map即可使快充map在最少切换选择下，满足绝大多数的气候条件下的电池快充任务，降低快充map切换复杂度，提高快充map的切换效率。由此，基于35摄氏度与25摄氏度的温度关系和电池自身特性对室温map中的电流倍数进行向下调整，从而创建35摄氏度标准下的高温map。其中电流倍数的具体向下调整比例并不进行唯一限定，需要根据用户对充电时间长短的具体要求以及电池自身特征进行具体设置，根据不同的约束条件对电流倍数进行调整的具体操作过程为现有技术，在此不再赘述。
32.具体地，在一实施方式中，基于室温map和高温map，预设的约束条件包括对应的25摄氏度标准下的室温约束和35摄氏度标准下的高温约束，上述步骤s103，具体包括如下步骤：
33.步骤一：当电芯最高温度和电池温差同时满足室温约束时，调用室温map。
34.步骤二：当电芯最高温度和电池温差同时满足高温约束时，调用高温map。
35.步骤三：当电芯最高温度和电池温差不能同时满足高温约束或室温约束时，退出快充任务。
36.具体地，将快充map的调用情况分为以上三种情形，使快充map在最少切换选择下，满足的电池快充任务，降低快充map切换复杂度，提高快充map的切换效率。
37.具体地，在一实施方式中，基于上述步骤一至步骤三，一种快充map切换方法，还包括如下步骤：
38.步骤四：基于室温25摄氏度标准和高温35摄氏度标准生成室温约束和高温约束。其中室温约束包括：电芯最高温度大于等于24摄氏度且小于等于25摄氏度，电池温差小于5摄氏度；高温约束包括：电芯最高温度大于25摄氏度且小于等于35摄氏度，电池温差小于5摄氏度。
39.具体地，电芯温度依靠外部环境在充电之前维持25摄氏度的情况下，能够使用最高的充电电流倍率，加快充电时间。而电芯温度依靠外部环境，在充电前的初始温度超过25摄氏度，并在35摄氏度之间时，虽能够维持在一个安全的充电状态，但是电流倍率过大会导致电池温度升高速度过快，很快会突破电池的安全温度。不能以稳定温度进行快充，由此在25至35摄氏度之间调用高温map进行快充。此外在电池的初始温度较低或者较高时均不适合进行大功率的快充，因此需要退出快充任务，等到环境自适应到上述温度范围内时，再进行快充，保证电池的稳定性和安全性。另外，目前快充map中的数据按照5摄氏度的标准间隔
设置，从而将电池温差标准设置为不大于5摄氏度，一方面保证电池的安全性，另一方面避免某一电池包的电芯不匹配当前温度对应的电流倍率。由此，如图3所示，创建出室温map和高温map的切换策略，提高了快充map与电池状态的匹配度。
40.具体地，在一实施方式中，生成高温map的步骤包括：
41.步骤五：根据动力电池的安全指标计算动力电池的电芯安全温度，电芯安全温度用于对动力电池的最高充电温度进行限制。
42.步骤六：在室温map中查找电芯安全温度对应的电流倍率。
43.步骤七：在动力电池不超过电芯安全温度和最长充电时间的条件下，降低电流倍率，以对室温map进行调整，并将调整后的室温map作为高温map。
44.具体地，在本实施方式中，采用动力电池的电芯安全温度对室温map进行调整，从而生成高温map。其中，动力电池在充电过程中，电芯温度越来越高，电芯安全温度为电芯不能超过的温度上限。例如，该温度上限设置为45摄氏度，在本发明实施例中，该温度上限是基于动力电池的循环性能指标、电芯化学体系、电芯内外温度场分布、电芯自产热温度和温度安全余量得到的，通过上述指标，相比于现有技术通常考虑电芯化学体系等单一因素建立的电芯安全温度，提高了电芯安全温度的准确性，保证电池的安全性和可靠性。之后，在室温map中找到电芯安全温度对应的一列数据，对该列电流倍率数据进行调整，在同时满足“动力电池不超过电芯安全温度”和“最短充电时间”的双重约束条件下，降低电流倍率，直到约束条件趋于稳定为止，此时生成的高温map具有较高的可靠性，保证动力电池使用高温map中的电流倍率不会使动力电池出现温度失控的故障，并同时保证了充电时间在其他电流倍率对应的时间内属于最短时间。
45.通过上述步骤，本技术提供的技术方案，结合电池中电芯的最高温度，和其中最高温度与最低温度的电池温差，从而分析出电池当前最适合的快充map。通过在电池管理系统内预设多个快充map，使其标记有不同的温度约束条件和温差约束条件，使电芯在不同的最高温度下调用适合当前温度的快充map，提高充电效率。并且必须同时满足温差约束，只有电池中各个电芯的最大温差在预设范围内时，才能进入快充状态，防止出现动力电池充电不稳定的情况，保证了电池的安全性和可靠性。
46.此外，根据一般室温定义为25摄氏度和高温定义为35摄氏度的标准，根据目前行业通用的室温map，在最短充电时间和最安全电芯温度的前提下，进行寻优计算，得出了高温map。并通过室温和高温的标准，以及电池自身的化学特征，在保证电池在安全温度以下工作的前提下，计算了对应的室温map和高温map的温度约束和温差约束，使得快充map能够在最安全的情况下进行最小次数的切换，提高了切换效率。
47.如图4所示，本实施例还提供了一种快充map切换装置，应用于电池管理系统，电池管理系统内预置了多个不同预设约束条件下的快充map，预设约束条件包括温度约束和温差约束，该装置包括：
48.温度采集模块101，用于获取动力电池中的电芯最高温度和电芯最低温度，并计算电芯最高温度和电芯最低温度的差值得到电池温差。详细内容参见上述方法实施例中步骤s101的相关描述，在此不再进行赘述。
49.约束匹配模块102，用于在全部预设约束条件中搜索目标约束条件，目标约束条件的温度约束和温差约束同时被电芯最高温度和电池温差满足。详细内容参见上述方法实施
例中步骤s102的相关描述，在此不再进行赘述。
50.map调用模块103，用于调用目标快充map，目标快充map对应的预设约束条件与目标约束条件一致。详细内容参见上述方法实施例中步骤s103的相关描述，在此不再进行赘述。
51.具体地，如图5所示，在一实施方式中，map调用模块103，具体包括如下组成部分：
52.室温map调用模块104，用于当电芯最高温度和电池温差同时满足室温约束时，调用室温map。详细内容参见上述方法实施例中步骤一的相关描述，在此不再进行赘述。
53.高温map调用模块105，用于当电芯最高温度和电池温差同时满足高温约束时，调用高温map。详细内容参见上述方法实施例中步骤二的相关描述，在此不再进行赘述。
54.快充关闭模块106，用于当电芯最高温度和电池温差不能同时满足高温约束或室温约束时，退出快充任务。详细内容参见上述方法实施例中步骤三的相关描述，在此不再进行赘述。
55.本发明实施例提供的快充map切换装置，用于执行上述实施例提供的快充map切换方法，其实现方式与原理相同，详细内容参见上述方法实施例的相关描述，不再赘述。
56.通过上述各个组成部分的协同合作，本技术提供的快充map切换装置，结合电池中电芯的最高温度，和其中最高温度与最低温度的电池温差，从而分析出电池当前最适合的快充map。通过在电池管理系统内预设多个快充map，使其标记有不同的温度约束条件和温差约束条件，使电芯在不同的最高温度下调用适合当前温度的快充map，提高充电效率。并且必须同时满足温差约束，只有电池中各个电芯的最大温差在预设范围内时，才能进入快充状态，防止出现动力电池充电不稳定的情况，保证了电池的安全性和可靠性。
57.此外，根据一般室温定义为25摄氏度和高温定义为35摄氏度的标准，根据目前行业通用的室温map，在最短充电时间和最安全电芯温度的前提下，进行寻优计算，得出了高温map。并通过室温和高温的标准，以及电池自身的化学特征，在保证电池在安全温度以下工作的前提下，计算了对应的室温map和高温map的温度约束和温差约束，使得快充map能够在最安全的情况下进行最小次数的切换，提高了切换效率。
58.图6示出了本发明实施例的一种电子设备，该设备包括处理器901和存储器902，可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
59.处理器901可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field
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programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
60.存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如上述方法实施例中的方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
61.存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存
储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
62.一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行上述方法实施例中的方法。
63.上述电子设备具体细节可以对应参阅上述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
64.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
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only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid
‑
state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
65.虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。