电池控制方法及系统与流程

本发明涉及技术电池领域，特别涉及一种电池控制方法及系统。

背景技术：

1、随着人们环保意识的增强，新能源汽车已进入发展的“快车道”，新能源汽车为越来越多消费者所认可和接收，但受限于当前锂离子电池技术瓶颈，解决电动汽车低温性能及安全一直是行业难点。动力电池低温下由于内阻一致性变差，动力电池系统在低温放电时，由于内阻差异变大，大大提升了bms对于soc(电池荷电状态，state of charge)估算难度，导致bms对于电池实际充放电能力预估偏差较大，动力电池系统在放电过程中容易出现过放、整车掉电等问题。

2、针对电动汽车低温使用，现实中大多数厂家选择避开电池低温使用区域，即通过增加电池热管理系统，在电池低温时启动热管理系统工作加热电池，电池达到合适的工作温度范围时停止加热，从而保证电池放电能力。但在实际使用时，仍然会遇到非常多的问题：1.通过热管理系统加热电池效率较低，低温加热所需电量是不可忽视的一部分，加热耗电也会影响电动车低温续航能力；2.通过热管理系统加热，从低温加热到合适工作温度区间需要时间较长，而驾驶员在非长途行驶时一般通勤时间均在1小时以内，很有可能电池还在加热过程中驾驶员已到达目的地，电池还未加热结束整车已下电，此种情况属于无效加热，整车用于加热的电耗较大，对于续航影响更大；3.bms读取电池温度，一般为模组汇流排上电池温度，在低温加热过程中，由于各散件比热容不同，汇流排上温度不一定能够真实反应电芯本体温度，故在电池放电时为确保整车实际放电需求不超过电池能力，一般会对电池做能力预留，该方案也会进一步限制电池系统。

3、例如，cn201810289625.2《一种锂离子电池的低温充放电方法》提出动力电池系统设置不同温度区间和电压区间，通过识别当前电池温度、电压状态，确认当前电池可充放电的截止电压，并随着电池温度的变化，不断调整电池充放电截止电压。该方法仅对充电电流大小进行了限制，对于放电放电电流方案无描述，且仅通过电池电压进行电池放电截止，如无有效的放电电流控制，电池包很容易达到截止电压停止放电，无法有效保证电池放电量。

4、因此，在确保低温情况下，电池使用安全，且不对电池造成损伤的基础上，如何更好地发挥电池性能，让电池尽可能以更加合理的倍率放出尽可能多的电量，是整车电动车行业需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于，提供了一种电池控制方法及系统，在不需要过外部加热的情况下，通过对电池整车可用/不可用电量的定义和功率使用方法，有效保证电池放电安全，确保电池不会出现过放情况，同时使电池通过标定有效提升电池放电功率或者尽可能多放电，改善电池低温体验感。

2、本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：

3、一种电池控制方法，包括：s1：获取满足车辆高速行驶的第一功率，满足车辆中低速行驶的第二功率，满足车辆蠕动行驶的第三功率，并根据电池整包结构设计获取对应电芯在满足车辆不同速度需求下所对应的第四功率、第五功率和第六功率；s2：通过将电池以预设倍率放电至第一截止电压，获取常温放电容量；s3：所述电芯以第四功率放电至常温的第一截止电压，得到高速行驶电量，再以第五功率放电至目标环境温度的第二截止电压，得到中低速行驶电量，最后以第六功率放电至目标环境温度的第二截止电压，得到不可用电量，以获取所述电池在不同温度下的可用电量和不可用电量，所述可用电量包括：所述高速行驶电量和中低速行驶电量；s4：根据所述可用电量和所述常温放电容量，获取电池相对常温的可用电量深度，并根据所述可用电量、所述不可用电量和所述常温放电容量，获取电池相对常温的最大电量深度；s5：根据所述电池的剩余容量、所述可用电量深度及所述最大电量深度，制定所述电池各放电功率的放电边界。

4、在本发明的较佳实施例中，上述所述方法还包括：s6：电池管理系统设置不同温度对应的电压故障阈值，并对所述电池的电压进行实时监控，确保所述电池在充放电时动态电压不超出电池使用范围。

5、在本发明的较佳实施例中，上述所述s1步骤包括：根据车辆车型信息及电池特性，设置所述第一功率、第二功率和第三功率。

6、在本发明的较佳实施例中，上述所述s2步骤包括：用于测试的所述电池或电芯至少超过5个；所述预设倍率为1/3c。

7、在本发明的较佳实施例中，上述所述s3步骤还包括：通过所述第四功率、第五功率和第六功率在不同温度下放电至所述不同温度所对应的截止电压，获取各温度下所述电池的可用容量。

8、在本发明的较佳实施例中，上述所述s4步骤包括：当所述电池的剩余容量大于电池总容量与所述可用电量深度的差值时，电池许用功率可基于整车目标需求，允许功率超过所述第二功率；当所述剩余容量小于所述电池总容量与所述可用电量深度的差值，且大于所述电池总容量与所述最大电量深度的差值时，整车行驶功率从所述第二功率逐渐切换至所述第三功率，并以所述第三功率稳定放电；当所述剩余容量小于所述电池总容量与所述最大电量深度的差值时，限制电池允许放电功率为0。

9、在本发明的较佳实施例中，上述所述方法还包括：在低温环境下所述电池仅释放对应温度下的所述可用电量；在接收到紧急行驶需求指令，所述电池释放对应温度下的所述不可用电量。

10、一种电池控制系统，包括：存储器、处理器，其中，所述存储器上存储有电池控制程序，所述电池控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电池控制方法的步骤。

11、本发明采用上述技术方案达到的技术效果是：基于整车正向开发思维，通过整车定位分解电池功率需求，并以电池实测数据确定电池低温下使用方法，在不同温度t下，根据电池的容量使用边界和功率使用边界对电池的使用进行控制，可以同时兼顾整车动力性和整车续航，由于对电池放电的合理使用，同样可以提高电池低温使用寿命，确保电池低温放电安全性，提升了新能源汽车在没有低温加热情况下的驾驶体验感。而且，电池在低温下使用时，如出现整车显示里程为0时，可以主动激活电池预留的不可用容量部分，保证车辆的低速蠕行，保证乘员安全。

12、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以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。

技术特征：

1.一种电池控制方法，其特征在于，所述电池控制方法包括：

2.如权利要求1所述的电池控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.如权利要求1所述的电池控制方法，其特征在于，所述s1步骤包括：

4.如权利要求1所述的电池控制方法，其特征在于，所述s2步骤包括：

5.如权利要求1所述的电池控制方法，其特征在于，所述s3步骤还包括：

6.如权利要求1所述的电池控制方法，其特征在于，所述s4步骤包括：

7.如权利要求1所述的电池控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种电池控制系统，其特征在于，所述电池控制系统包括：存储器、处理器，其中，所述存储器上存储有电池控制程序，所述电池控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的电池控制方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种电池控制方法及系统，基于整车正向开发流程，分解出整车低温环境下不同工况下电池功率需求，同时定义了电池在整车低温使用环境下可用电量/不可用电量，并进行一定样本量的电池测试，明确电池容量边界和功率边界，通过电池管理系统软件完成容量边界和功率边界集成，制定了电池放电控制策略，确保低温动力电池在保证电池使用安全前提下，即可实现以动力性为主要标定目标、以续航里程为主要标定目标或者动力性及续航里程同时兼顾的不同标定策略，进一步提升电池低温安全性。

技术研发人员：姚伟浩,张坤,陈伟,周沛
受保护的技术使用者：广汽埃安新能源汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12