本技术涉及车辆，尤其涉及动力电池，具体涉及一种预充电控制方法、装置及车辆。
背景技术：
1、目前，新能源车辆的市场蓬勃发展，越来越多的新能源车辆进入人们的生活中。而新能源车辆的动力电池出现馈电的情况，就需要及时采用充电桩进行充电，以免影响出行。然而，直接采用充电桩输出较高电压会影响动力电池和车辆的电池管理系统的性能，因此，需要在正式充电之前进行预充电，以使充电电路中的电压能够缓慢上升，从而避免出现安全风险。
2、现有的预充电过程一般是采用固定压差阈值来进行预充电判断，未考虑电池实际状态，也会导致出现过充或欠充的情况。因此，亟需一种更加有效地预充电控制方法控制动力电池进行预充电。
技术实现思路
1、本技术提供了一种预充电控制方法、装置及车辆，以至少解决相关技术中预充电阶段预充目标电压不够精准，导致预充电过程出现过充或欠充的技术问题。本技术采用的技术方案如下：
2、第一方面，本技术提供了预充电控制方法，应用于预充电回路，预充电回路用于向直流母线电容预充电以提升直流母线的母线电压，包括：在预充电过程中，响应于直流母线的母线电压上升速率低于预设上升速率，确定直流母线对应的预充目标电压；基于预充目标电压和目标函数确定预充电回路中预充继电器的最优占空比；其中，目标函数是以最小化预充电时长和直流母线电容的等效阻抗为目标构建的；基于最优占空比进行预充电控制。
3、根据上述技术手段，本技术通过监测母线电压的上升速率来确定预充目标电压，能够使得确定的预充目标电压能够更加精准地适配不同的预充电工况，保证电池的预充电过程更加安全；以最小化预充电时长和最小化直流母线电容的等效阻抗为目标构建目标函数能够通过缩短预充电时长来提高预充电的效率以及减小阻抗来减少能量的损耗；以及，通过优化占空比来优化预充电时长和直流母线电容的等效阻抗，能够有效地抑制电容冲击电流，也避免了较大电流对于电容和预充电回路的损害，提高充电性能。
4、在一种可能的实现方式中，目标函数是以最小化预充电时长、等效阻抗以及预充目标电压与预充电结束时刻直流母线的预计电压之间的第一电压差值为目标构建的。
5、根据上述技术手段，本技术以最小化预充电时长为目标能够提高预充电的充电效率，以等效阻抗最小值为目标能够减少预充电回路中的能量损耗，以提高能源利用率，以及，控制第一电压差值能够使得直流母线电压能够更加精准地达到预期电压，避免过压或欠压的情况，将最小化预充电时长、等效阻抗以及第一电压差值为目标构建目标函数，可以使得目标函数的优化目标更为全面。
6、在一种可能的实现方式中，目标函数需要满足约束条件：母线电压保持在预设电压范围；其中，预设电压范围是基于电压允许波动范围和预充电回路中电池端的端电压确定的；电压允许波动范围用于防止预充电过压或预充电欠压。
7、根据上述技术手段，本技术通过设置目标函数的约束条件，可以避免母线电压过大导致出现预充电过压的状态或母线电压过小导致出现预充电欠压的状态。
8、在一种可能的实现方式中，确定直流母线对应的预充目标电压，包括：基于直流母线电容的当前等效阻抗，确定预充电的电压修正系数；其中，等效阻抗由预充电回路中预充继电器的当前占空比确定；基于端电压和电压修正系数，确定预充目标电压。
9、根据上述技术手段，本技术的端电压能够反映当前直流母线的电压状态，电压修正系数能够考虑等效阻抗对回路电压的影响，基于此，通过端电压和与当前等效阻抗相关的电压修正系数确定预充目标电压，能够降低因忽略等效阻抗等信息而导致的预充目标电压设定不够精准。
10、在一种可能的实现方式中，基于直流母线电容的当前等效阻抗，确定预充电的电压修正系数，包括：基于电池端的电池状态参数的当前参数值和当前等效阻抗，确定电压修正系数；其中，电池状态参数包括但不限于：电池荷电状态和电池温度。
11、根据上述技术手段，本技术通过电池荷电状态确定电压修正系数能够考虑到电池的剩余电量对电压的影响，通过电池温度确定电压修正系数能够补偿因温度变化而导致的电压波动情况，根据电池荷电状态、电池温度、当前等效阻抗确定预充目标电压的电压修正系数，能够提高预充目标电压的电压合理性。
12、在一种可能的实现方式中，基于电池端的电池状态参数的当前参数值和当前等效阻抗，确定电压修正系数，包括：基于当前参数值对应的第一修正系数和当前等效阻抗对应的第二修正系数，确定电压修正系数；其中，第一修正系数是基于当前电池荷电状态对应的第三修正系数和当前电池温度对应的第四修正系数确定的；当前等效阻抗与第二修正系数正相关；当前电池荷电状态与第三修正系数负相关；当前电池温度与第四修正系数正相关。
13、根据上述技术手段，本技术的等效阻抗越大，在电路中产生的电压损耗就越大，为补偿因阻抗造成的电压损耗，则需增大第二修正系数来补偿；荷电状态较大，则电池本身处于高电量状态，如果预充目标电压设置过高，会对电池造成损害，因此需要降低第三修正系数来降低预充目标电压，减小电池损害；电池温度越偏离适宜温度区间，在电池温度过高或过低的情况下，都会影响电池性能，导致电压降低，基于此，增大第四修正系数以补偿因温度过高或过低导致的电压降低；基于第二修正系数、第三修正系数和第四修正系数对预充目标电压进行修正，可以更加全面、准确地调整预充目标电压，以有效地防止预充电不足或预充电过度的情况。
14、在一种可能的实现方式中，上述预充电控制方法，还包括：响应于确定电池端的电池状态参数的参数值和/或直流母线电容的等效阻抗超过各自的安全阈值，重新确定最优占空比；基于重新确定的最优占空比进行预充电控制；以及在基于重新确定的最优占空比进行预充电控制之后，响应于确定电池端的电池状态参数的参数值和/或直流母线电容的等效阻抗超过各自的安全阈值，停止预充电。
15、根据上述技术手段，本技术通过将电池状态参数的参数值和/或直流母线电容的等效阻抗与各自的安全阈值进行比较，从而在参数值和等效阻抗超出各自的安全阈值的情况下，表明预充电回路存在异常，基于此调整最优占空比，能够及时干预预充电过程，避免因异常情况导致预充电过度或预充电不足的情况，保证电池和电容安全。
16、在一种可能的实现方式中，上述预充电控制方法，还包括：在预充转换报文的通信时长大于第一预设时长，切换预充转换报文的通信协议；以及，在通信协议之后的第二预设时长内，预充转换报文的通信时长仍大于第二预设时长，停止预充电。
17、根据上述技术手段，本技术在预充转换报文的通信时长大于第一预设时长的情况下，表明当前通信协议不能够满足预充电的协议适配情况，需要更换通信协议来避免因协议故障导致不能进行有效地预充电。
18、在一种可能的实现方式中，上述预充电控制方法还包括：响应于接收到预充电指令的情况下，以预充电回路中预充继电器的占空比为默认占空比开启预充电控制。
19、根据上述技术手段，本技术在预充电开启的情况下，以默认占空比开启预充电控制，能够在预充电刚开启的状态下提供比较稳定的初始预充电控制，从而避免因占空比过大或过小导致的电流冲击过大或充电过慢的情况。
20、在一种可能的实现方式中，上述预充电控制方法，还包括：响应于预充电回路的主正继电器与主负继电器之间的第二电压差值不大于预设电压差值，停止预充电控制。
21、根据上述技术手段，本技术的第二电压差值不大于预设电压差值的情况下，表明直流母线电压与电池电压已基本平衡，基于此，结束预充电控制，进行充电控制流程，能够避免因电压波动造成的充电稳定性较差的问题，提高电池的充电性能。
22、第二方面，本技术提供了一种预充电控制装置，应用于预充电回路，预充电回路用于向直流母线电容预充电以提升直流母线的母线电压，包括：电压确定模块，用于在预充电过程中，响应于直流母线的母线电压上升速率低于预设上升速率，确定直流母线对应的预充目标电压；占空比确定模块，用于基于预充目标电压和目标函数确定预充电回路中预充继电器的最优占空比；其中，目标函数是以最小化预充电时长和直流母线电容的等效阻抗为目标构建的；预充电控制模块，用于基于最优占空比进行预充电控制。
23、在一种可能的实现方式中，目标函数是以最小化预充电时长、等效阻抗以及预充目标电压与预充电结束时刻直流母线的预计电压之间的第一电压差值为目标构建的。
24、在一种可能的实现方式中，目标函数需要满足约束条件：母线电压保持在预设电压范围；其中，预设电压范围是基于电压允许波动范围和预充电回路中电池端的端电压确定的；电压允许波动范围用于防止预充电过压或预充电欠压。
25、在一种可能的实现方式中，电压确定模块，用于基于直流母线电容的当前等效阻抗，确定预充电的电压修正系数；其中，等效阻抗由预充电回路中预充继电器的当前占空比确定；基于端电压和电压修正系数，确定预充目标电压。
26、在一种可能的实现方式中，电压确定模块，还用于基于电池端的电池状态参数的当前参数值和当前等效阻抗，确定电压修正系数；其中，电池状态参数包括但不限于：电池荷电状态和电池温度。
27、在一种可能的实现方式中，电压确定模块，具体用于基于当前参数值对应的第一修正系数和当前等效阻抗对应的第二修正系数，确定电压修正系数；其中，第一修正系数是基于当前电池荷电状态对应的第三修正系数和当前电池温度对应的第四修正系数确定的；当前等效阻抗与第二修正系数正相关；当前电池荷电状态与第三修正系数负相关；当前电池温度与第四修正系数正相关。
28、在一种可能的实现方式中，上述预充电控制装置还用于响应于确定电池端的电池状态参数的参数值和/或直流母线电容的等效阻抗超过各自的安全阈值，重新确定最优占空比；基于重新确定的最优占空比进行预充电控制；以及在基于重新确定的最优占空比进行预充电控制之后，响应于确定电池端的电池状态参数的参数值和/或直流母线电容的等效阻抗超过各自的安全阈值，停止预充电。
29、在一种可能的实现方式中，上述预充电控制装置还用于在预充转换报文的通信时长大于第一预设时长，切换预充转换报文的通信协议；以及，在通信协议之后的第二预设时长内，预充转换报文的通信时长仍大于第二预设时长，停止预充电。
30、在一种可能的实现方式中，上述预充电控制装置还用于响应于接收到预充电指令的情况下，以预充电回路中预充继电器的占空比为默认占空比开启预充电控制。
31、在一种可能的实现方式中，上述预充电控制装置还用于响应于预充电回路的主正继电器与主负继电器之间的第二电压差值不大于预设电压差值，停止预充电控制。
32、第三方面，本技术提供了一种车辆，包括动力电池，动力电池采用第二方面中的预充电控制装置进行预充电电压的控制。
33、第四方面，本技术提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，存储器中存储有至少一条计算机程序，至少一条计算机程序由处理器加载并执行以实现上述第一方面及其任一种可能的实施方式的方法。
34、第五方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，当计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述第一方面及其任一种可能的实施方式的方法。
35、第六方面，本技术提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面及其任一种可能的实施方式的方法。
36、需要说明的是，第二方面至第六方面中的任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中对应实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
37、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。