一种电池系统保护方法、控制设备以及计算机存储介质与流程

1.本技术涉及新能源动力电池领域，尤其涉及一种电池系统保护方法、控制设备以及计算机存储介质。


背景技术：

2.电动汽车依靠电池系统提供动力驱动。在电池系统放电的时候，要防止电池系统过放，避免对电池造成严重损害，以提高电池的使用寿命和安全性。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例期望提供一种基于整车运行中实际工况考虑的一种电池系统保护方法、控制设备以及计算机存储介质。
4.本技术实施例提供一种电池系统保护方法，包括：
5.根据电池系统的温度和电池系统的荷电状态获取电池系统的初始功率状态；
6.根据电池系统的工况确定目标放电系数，所述目标放电系数在所述电池系统未发生故障的工况下为1，所述目标放电系数在所述电池系统发生故障的工况下小于1；
7.根据所述目标放电系数以及所述初始功率状态得到电池系统的目标功率状态，所述目标功率状态为所述目标放电系数以及所述初始功率状态的乘积。
8.在一些实施例中，所述电池系统的第一类别的故障包括欠压故障、采样故障以及输出故障，每一类第一类别的故障对应的放电系数为第一放电系数；根据电池系统的工况确定目标放电系数，包括：
9.根据电池系统的第一类别的故障获取第一放电系数；
10.根据所述第一放电系数获取目标放电系数，所述目标放电系数为所述第一放电系数的乘积。
11.在一些实施例中，当电池系统的输出端的电压小于第一预设电压且大于或等于第二预设电压，所述电池系统发生欠压故障，所述欠压故障对应的第一放电系数为0.8；当电池系统的输出端的电压小于第二预设电压且大于或等于第三预设电压，所述电池系统发生欠压故障，所述欠压故障对应的第一放电系数为0.4；当电池系统的输出端的电压小于第三预设电压，所述电池系统发生欠压故障，所述欠压故障对应的第一放电系数为0；当电池系统的输出端的电压大于或等于第一预设电压，所述电池系统未发生欠压故障，所述欠压故障对应的第一放电系数为1。
12.在一些实施例中，所述采样故障的第二类别的故障包括温度采样故障、电压采样故障以及电流采样故障，每一类第二类别的采样故障对应的放电系数为第二放电系数；根据电池系统的故障的第一类别获取第一放电系数，包括：
13.根据采样故障的第二类别的故障获取第二放电系数；
14.根据所述第二放电系数获取所述采样故障对应的第一放电系数，所述采样故障对应的第一放电系数为所述第二放电系数的乘积。
15.在一些实施例中，当电池系统的温度采样值位于预设温度的范围外，所述电池系统发生温度采样故障，所述温度采样故障对应的第二放电系数为0.5；当电池系统的温度采样值位于预设温度的范围内，所述电池系统未发生温度采样故障，所述温度采样故障对应的第二放电系数为1。
16.在一些实施例中，当电池系统的输出端的电压采样值位于预设电压的范围外，所述电池系统发生电压采样故障，所述电压采样故障对应的第二放电系数为0.4；当电池系统的输出端的电压采样值位于预设电压的范围内，电池系统未发生电压采样故障，所述电压采样故障对应的第二放电系数为1。
17.在一些实施例中，当电池系统的输出电流的采样值位于预设电流的范围外，所述电池系统发生电流采样故障，所述电流采样故障对应的第二放电系数为0.6；当电池系统的输出电流的采样值位于预设电流的范围外，所述电池系统未发生电池采样故障，所述电流采样故障对应的第二放电系数为1。
18.在一些实施例中，所述输出故障的第三类别的故障包括功率输出故障和电流输出故障，每一类第三类别的输出故障对应的放电系数为第三放电系数；根据电池系统的工况确定目标放电系数，包括：
19.根据输出故障的第三类别的故障获取第三放电系数；
20.根据所述第三放电系数获取所述输出故障对应的第一放电系数，所述输出故障对应的第一放电系数为所述第三放电系数中的最小值。
21.在一些实施例中，当电池系统的放电功率超过预设功率1.1倍且持续预设时间以上，所述电池系统发生功率输出故障，所述功率输出故障对应的第三放电系数为0.5；当电池系统的放电功率超过预设功率1.2倍且持续预设时间以上，所述电池系统发生功率输出故障，所述功率输出故障对应的第三放电系数为0.2；当电池系统的放电功率超过预设功率1.3倍且持续预设时间以上，所述电池系统发生功率输出故障，所述功率输出故障对应的第三放电系数为0；当电池系统的放电功率低于预设功率且持续预设时间以上，所述电池系统未发生功率输出故障，所述功率输出故障对应的第三放电系数为1。
22.在一些实施例中，当电池系统的放电电流超过预设电流1.1倍且持续预设时间以上，所述电池系统发生电流输出故障，所述电流输出故障对应的第三放电系数为0.6；当电池系统的放电电流超过预设电流1.2倍且持续预设时间以上，所述电池系统发生电流输出故障，所述电流输出故障对应的第三放电系数为0.3；当电池系统的放电电流超过预设电流1.3倍且持续预设时间以上，所述电池系统发生电流输出故障，所述电流输出故障对应的第三放电系数为0；当电池系统的放电电流低于预设电流且持续预设时间以上，所述电池系统未发生电流输出故障，所述电流输出故障对应的第三放电系数为1。
23.本技术实施例还提供一种控制设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的可执行指令，所述处理器执行所述程序时实现上述任一种方法中的步骤。
24.本技术实施例还提供一种计算机存储介质，存储有可执行指令，所述可执行指令用于被所述处理器执行以实现上述任一种方法中的步骤。
25.本技术实施例提供的电池系统保护方法，综合考虑了车辆实际运行中可能出现的各种故障，并确定相应故障下的放电能力限制系数，通过放电能力限制系数修正了理论下
得出的初始电池系统功率状态，防止电池系统在各种故障下产生过放现象，有效提高了电池系统的可靠性。
附图说明
26.图1为本技术实施例提供的一种电池系统保护方法的流程示意图。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本技术宗旨的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
28.下面结合附图及具体实施例对本技术再做进一步详细的说明。本技术实施例所涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
29.相关技术中，只根据电池系统的温度参数和电池系统荷电状态确定初始电池系统功率状态，即通过电池系统荷电状态和温度参数，查阅电池系统厂商提供的参数表得到电池系统放电电流，放电功率等参数。但相关技术中未考虑到电动汽车运行中的实际工况对电池系统功率的影响。也就是说，仅通过查表获得的初始电池系统功率状态为理论值，可能由于未考虑实际工况，使得车辆运行中出现的故障对电池放电产生影响，导致电池系统在实际工作中产生过放现象。
30.本技术实施例提供一种电池系统保护方法，包括：
31.s1：根据电池系统的温度和电池系统的荷电状态获取电池系统的初始功率状态。
32.s2：根据电池系统的工况确定目标放电系数，目标放电系数在电池系统未发生故障的工况下为1，目标放电系数在电池系统发生故障的工况下小于1。
33.s3：根据目标放电系数以及初始功率状态得到电池系统的目标功率状态，目标功率状态为目标放电系数以及初始功率状态的乘积。
34.本技术实施例提供的电池系统保护方法，综合考虑了车辆实际运行中可能出现的各种故障，并确定相应故障下的放电能力限制系数，通过放电能力限制系数修正了理论下得出的初始电池系统功率状态，防止电池系统在各种故障下产生过放现象，有效提高了电池系统的可靠性。
35.示例性地，电池系统的第一类别的故障包括欠压故障、采样故障以及输出故障，每一类第一类别的故障对应的放电系数为第一放电系数；根据电池系统的工况确定目标放电系数，包括：
36.根据电池系统的第一类别的故障获取第一放电系数；
37.根据第一放电系数获取目标放电系数，目标放电系数为第一放电系数的乘积。
38.该实施例中，分别考虑了包括单一故障或者多种故障同时出现时的情况。
39.需要说明的是，欠压故障是指电池系统的输出端的电压小于预设输出端的电压值。采样故障是指电池系统的参数(包括温度、电压、电流)超出电池系统的正常工作范围。
输出故障是指电池系统向外供电输出电能过程中的故障。
40.示例性地，当电池系统的输出端的电压小于第一预设电压且大于或等于第二预设电压，电池系统发生欠压故障，欠压故障对应的第一放电系数为0.8；当电池系统的输出端的电压小于第二预设电压且大于或等于第三预设电压，电池系统发生欠压故障，欠压故障对应的第一放电系数为0.4；当电池系统的输出端的电压小于第三预设电压，电池系统发生欠压故障，欠压故障对应的第一放电系数为0；当电池系统的输出端的电压大于或等于第一预设电压，电池系统未发生欠压故障，欠压故障对应的第一放电系数为1。
41.一实施例中，电池系统输出端的额定电压为3v～4v(伏特)。第一预设电压为3.3v，第二预设电压为3.2v，第三预设电压为3.1v。当电池系统输出端的电压位于3.2伏至3.3伏的区间内，第一放电系数设置为0.8。当电池系统输出端的电压位于3.1伏至3.2伏的区间内，第一放电系数设置为0.4。当电池系统输出端的电压位于3.1伏以下，第一放电系数设置为0。即在额定电压范围内，电池系统输出端的电压越低，第一放电系数的值越小，保证目标电池系统功率状态越低，当电池系统输出端的电压接近额定电压的下限值时，第一放电系数设置为0，电池系统停止放电。
42.当电池系统输出端的电压大于或等于3.3伏，电池系统未发生欠压故障，欠压故障对应的第一放电系数为1。电池系统处于正常供电状态。
43.需要说明的是，电池系统输出端的额定电压不限，应根据具体厂商提供的电池系统确定实际参数。
44.该实施例中，分别根据电池系统输出端的欠压情况确定了相应的放电系数，降低了电池系统在欠压状态下出现过放现象的概率。
45.示例性地，采样故障的第二类别的故障包括温度采样故障、电压采样故障以及电流采样故障，每一类第二类别的采样故障对应的放电系数为第二放电系数；根据电池系统的故障的第一类别获取第一放电系数，包括：
46.根据采样故障的第二类别的故障获取第二放电系数；
47.根据第二放电系数获取采样故障对应的第一放电系数，采样故障对应的第一放电系数为第二放电系数的乘积。
48.该实施例中，根据述第二放电系数确定第一放电系数，降低了电池系统在采样故障下出现过放现象的概率。
49.示例性地，当电池系统的温度采样值位于预设温度的范围外，电池系统发生温度采样故障，温度采样故障对应的第二放电系数为0.5；当电池系统的温度采样值位于预设温度的范围内，电池系统未发生温度采样故障，温度采样故障对应的第二放电系数为1。
50.电池系统的温度检测方式不限。一实施例中，采用温度传感器检测电池系统的实时温度。
51.一实施例中，电池系统的预设温度范围为-40℃～250℃(摄氏度)，当温度传感器检测到温度位于-40℃～250℃的范围外，即电池系统的温度异常，第二放电系数设置为0.5。当温度传感器检测到温度位于-40℃～250℃的范围内，第二放电系数设置为1。
52.需要说明的是，电池系统的预设温度范围不限，应根据具体厂商提供的电池系统确定实际参数。
53.该实施例中，通过采用温度传感器实时检测温度采样值，当电池系统温度异常时，
减小放电能力限制系数以减少电池出现过放现象的概率。
54.一实施例中，当温度传感器检测失效，温度传感器测量的温度值偏离实际温度值，在1min(分钟)内第二放电系数设置为0.5，以防电池系统出现过放现象。当温度传感器检测正常后，第二放电系数设置为1。
55.示例性地，当电池系统的输出端的电压采样值位于预设电压的范围外，电池系统发生电压采样故障，电压采样故障对应的第二放电系数为0.4；当电池系统的输出端的电压采样值位于预设电压的范围内，电池系统未发生电压采样故障，电压采样故障对应的第二放电系数为1。
56.电池系统的电压检测方式不限。一实施例中，采用电压传感器检测电池系统的实时电压。
57.一实施例中，电池系统的预设电压范围为0.25v～4.8v，当电压传感器检测到电压位于0.25v～4.8v的范围外，即电池系统的电压异常，第二放电系数设置为0.4。当电压传感器检测到电压采样值位于0.25v～4.8v的范围内，第二放电系数设置为1。
58.需要说明的是，电池系统的预设电压范围不限，应根据具体厂商提供的电池系统确定实际参数。
59.该实施例中，通过采用电压传感器实时检测电压采样值，当电池系统电压异常时，减小第二放电系数以减少电池出现过放现象的概率。
60.一实施例中，当电压传感器检测失效，此时的测量电压值偏离实际电压值。例如，当前电池系统的实际电压值为3.1v，而电压传感器却误报为4.1v，在1min内将放电能力限制系数设置为0.4，以防电池系统出现过放现象。当电压传感器检测正常后，第二放电系数设置为1。
61.示例性地，当电池系统的输出电流的采样值位于预设电流的范围外，电池系统发生电流采样故障，电流采样故障对应的第二放电系数为0.6；当电池系统的输出电流的采样值位于预设电流的范围外，电池系统未发生电池采样故障，电流采样故障对应的第二放电系数为1。
62.电池系统的电流检测方式不限。一实施例中，采用电流传感器检测电池系统的实时电流。
63.一实施例中，电池系统的预设电流范围为-1500a～1500a(安培)，当电流传感器检测到电流位于-1500a～1500a的范围外，即电池系统的电流异常，第二放电系数设置为0.6。当电流传感器检测到电流采样值位于-1500a～1500a的范围内，第二放电系数设置为1。
64.需要说明的是，电池系统的预设电流范围不限，应根据具体厂商提供的电池系统确定实际参数。
65.该实施例中，通过采用电流传感器实时检测电流采样值，当电池系统电流异常时，减小第二放电系数以减少电池出现过放现象的概率。
66.一实施例中，当电流传感器检测失效，此时的测量电流值偏离实际电流值。例如，当前电池系统的实际电流值为1200a，而电流传感器却误报为200a，在1min内将放电能力限制系数设置为0.6，以防电池系统出现过放现象。当电流传感器检测正常后，第二放电系数设置为1。
67.示例性地，输出故障的第三类别的故障包括功率输出故障和电流输出故障，每一
类第三类别的输出故障对应的放电系数为第三放电系数；根据电池系统的工况确定目标放电系数，包括：
68.根据输出故障的第三类别的故障获取第三放电系数；
69.根据第三放电系数获取输出故障对应的第一放电系数，输出故障对应的第一放电系数为第三放电系数中的最小值。
70.该实施例中，根据述第三放电系数确定第一放电系数，降低了电池系统在功率输出故障和电流输出故障下出现过放现象的概率。
71.需要说明的是，功率输出故障是指电池系统的电池系统的放电功率大于电池系统的预设放电功率范围。电流故障是指电池系统的放电电流大于电池系统的预设放电电流范围。
72.需要说明的是，当只存在一个第三放电系数时，则取该第三放电系数作为第一放电系数。
73.示例性地，当电池系统的放电功率超过预设功率1.1倍且持续预设时间以上，电池系统发生功率输出故障，功率输出故障对应的第三放电系数为0.5；当电池系统的放电功率超过预设功率1.2倍且持续预设时间以上，电池系统发生功率输出故障，功率输出故障对应的第三放电系数为0.2；当电池系统的放电功率超过预设功率1.3倍且持续预设时间以上，电池系统发生功率输出故障，功率输出故障对应的第三放电系数为0；当电池系统的放电功率低于预设功率且持续预设时间以上，电池系统未发生功率输出故障，功率输出故障对应的第三放电系数为1。
74.需要说明的是，放电功率是个随时波动的脉冲数值，为了防止将瞬时的放电功率值误判为外部异常用电，故需设置持续预设时间。
75.持续预设时间不限，在一些实施例中，持续预设时间设置为10s(秒)以上。
76.该实施例中，当放电功率超过允许功率时，通过减小第三放电系数以减少电池出现过放现象的概率。
77.示例性地，当电池系统的放电电流超过预设电流1.1倍且持续预设时间以上，电池系统发生电流输出故障，电流输出故障对应的第三放电系数为0.6；当电池系统的放电电流超过预设电流1.2倍且持续预设时间以上，电池系统发生电流输出故障，电流输出故障对应的第三放电系数为0.3；当电池系统的放电电流超过预设电流1.3倍且持续预设时间以上，电池系统发生电流输出故障，电流输出故障对应的第三放电系数为0；当电池系统的放电电流低于预设电流且持续预设时间以上，电池系统未发生电流输出故障，电流输出故障对应的第三放电系数为1。
78.需要说明的是，放电电流是个随时波动的脉冲数值，为了防止将瞬时的放电电流值误判为外部异常用电，故需设置持续预设时间。
79.持续预设时间不限，在一些实施例中，持续预设时间设置为10s以上。
80.该实施例中，当放电电流超过允许电流时，通过减小第三放电系数以减少电池出现过放现象的概率。
81.需要说明的是，欠压保护故障下，根据实时欠压状态确定欠压故障对应的第一放电系数kv。
82.采样失效故障下，根据温度采样的第二放电系数k4、电压采样的第二放电系数k5、
电流采样的第二放电系数k6，确定采样故障对应的第一放电系数ks。
83.ks＝k4×
k5×
k684.k4：温度采样的第二放电系数；
85.k5：电压采样的第二放电系数；
86.k6：电流采样的第二放电系数；
87.ks：采样故障对应的第一放电系数；
88.输出故障下，根据功率输出故障的第三放电系数k7和电流输出故障的第三放电系数k8确定输出故障对应的第一放电系数kd。
89.kd＝min(k7,k8)
90.k7：功率输出故障的第三放电系数；
91.k8：电流输出故障的第三放电系数；
92.kd：输出故障对应的第一放电系数；
93.综合考虑欠压故障、采样故障、以及输出故障，确定目标放电系数。
94.k＝kv×ks
×
kd95.kv：欠压故障对应的第一放电系数；
96.ks：采样故障对应的第一放电系数；
97.kd：输出故障对应的第一放电系数；
98.k：目标放电系数；
99.在一些实施例中，当电池系统电量放空，vcu(vehicle control unit整车控制器)向电池系统发出断开继电器的指令，电池系统停止供电，避免电池系统由于过放现象而损坏。
100.在一些实施例中，当电池系统电量放空，但等待10s后，vcu却并未向电池系统发出断电指令，则由bms(battery management system电池控制器系统)发出断开继电器的指令，电池系统停止供电，避免电池系统由于过放现象而损坏。
101.本技术实施例的第二方面提供一种控制设备，包括存储器和处理器，存储器存储有可在处理器上运行的可执行指令，处理器执行程序时实现上述任一项方法中的步骤。
102.本技术实施例的第三方面提供一种计算机存储介质，存储有可执行指令，可执行指令用于被处理器执行以实现上述任一项方法中的步骤。
103.以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围之内。