电池包及其控制方法与流程

本发明涉及电池供电，尤其涉及电池包及其控制方法。

背景技术：

1、现有锂电池电芯的额定输出电压通常在2-4v之间，如果最终成组的电池包需要一个较高的电压(如常用的12v、24v、36v、48v、60v等)，就需要将多个电芯进行串联使用。

2、在工厂生产制造过程中，在将多个电芯串联使用之前，需要先进行分容和电量均衡，该过程需要花费大量的时间成本、人工成本和电费成本。另外，对于在低温下进行大电流放电的电池包来说，由于电芯的内阻变大，电池包两端的放电电压急剧下降(放电的时候，电池包两端的电压＝电池包的输出电压-电池包内阻*电流，相同的输出电流，低温的时候电池包的两端放电电压更低)，导致无法使用更多电量，甚至会触发电池包或者负载的欠压保护。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电池包及其控制方法，以解决电池包多个电芯串联时需分容和电量均衡导致的成本、时间的浪费，同时实现电池包恒压放电，保证电池包低温放电时，可以大电流放电。

2、根据本发明的一方面，提供了一种电池包的控制方法，所述电池包包括电池模块、双向dc-dc变换器和电源接口，所述电池模块包括单个电芯或若干个并联连接的电芯，所述电源接口通过所述双向dc-dc变换器与所述电池模块连接，所述电源接口用于连接外部充电设备或外部负载，所述控制方法包括：

3、在所述电池包自检成功后，且在所述电池包处于放电状态时，控制所述双向dc-dc变换器输出额定输出电压；

4、周期性获取所述电池模块的状态参数，所述状态参数至少包括电压、电流、温度；

5、当前时刻下，响应于所述电池模块的温度小于设定温度阈值，根据当前时刻下所述电池模块的温度计算所述电池模块的理论容量；

6、当前时刻下，若所述电池模块的已放电电量与所述电池模块的第一提醒电量的和大于或等于所述电池模块的理论容量，则控制所述电池包进入低电量提醒流程，其中，当所述电池模块的剩余电量小于或等于所述第一提醒电量时，所述电池包进入所述低电量提醒流程。

7、可选的，在所述根据当前时刻下所述电池模块的温度计算所述电池模块的理论容量之前，还包括：

8、根据所述状态参数，计算当前时刻下所述电池模块的剩余电量；

9、在所述电池模块的温度小于或等于所述设定温度阈值，且所述电池模块的剩余电量大于或等于电量充足阈值时，减小所述电池模块的欠压保护阈值，其中，所述欠压保护阈值为所述电池模块触发被动停止放电时对应的电压值。

10、可选的，所述低电量提醒流程包括：

11、根据所述状态参数，计算当前时刻下所述电池模块的剩余电量；

12、根据当前设定采样时长内，每一时刻下所述电池模块的电流，计算所述电池模块在当前设定采样时长内的平均电流值；

13、当前时刻下，响应于所述电池模块的电量小于或等于所述第一提醒电量且大于第二提醒电量，控制所述双向dc-dc变换器在设定限制时长内处于第一限制状态，并控制所述双向dc-dc变换器在经过所述设定限制时长后恢复正常状态；其中，在所述第一限制状态下，所述双向dc-dc变换器的输出电流被限制为小于或者等于所述平均电流值；在所述正常状态下，所述双向dc-dc变换器输出的电流小于或者等于双向dc-dc变换器的额定电流值。

14、可选的，当前时刻下，响应于所述电池模块的电量小于或等于所述第二提醒电量，控制所述双向dc-dc变换器处于第二限制状态；其中，在所述第二限制状态下，所述双向dc-dc变换器的输出电流被限制为逐渐减小。

15、可选的，在所述控制所述双向dc-dc变换器输出额定输出电压之前，还包括：

16、若所述双向dc-dc变换器的额定输出电压已预先配置完成，则设置所述双向dc-dc变换器为输出状态，且所述双向dc-dc变换器的额定输出电压为预先配置的输出电压值；

17、若所述双向dc-dc变换器的额定输出电压未预先配置，则设置所述双向dc-dc变换器为输入状态，且根据以下方式配置所述双向dc-dc变换器的额定输出电压：

18、接收上位机的配置信息，根据所述配置信息对所述双向dc-dc变换器的额定输出电压进行配置；或者，

19、当所述电池包处于充电状态时，根据充电电压的电压等级对所述双向dc-dc变换器的额定输出电压进行配置。

20、可选的，所述控制方法还包括：

21、获取上次关机时所述电池包的状态；

22、根据所述电池模块的状态参数以及上次关机时所述电池包的状态，确定所述电池包是否自检成功；其中，所述电池包的状态包括正常状态和异常状态，若上次关机时与所述电池模块连接的功率器件失效，确定所述电池包处于异常状态；或者，若上次关机时与所述电池模块连接的功率器件未失效，确定所述电池包处于正常状态。

23、可选的，所述根据所述电池模块的状态参数以及上次开机前所述电池包的状态，确定所述电池包是否自检成功，包括：

24、若所述电池模块的电压处于电压正常值范围内、所述电池模块的电流为零、所述电池模块的温度处于正常温度范围内、且上次关机时电池包处于正常状态，则确定电池包自检成功；

25、若所述电池模块的电压未处于电压正常值范围内、或者所述电池模块的电流不为零、或者所述电池模块的温度未处于正常温度范围内、或者上次关机时所述电池包处于异常状态，则确定电池包自检失败。

26、可选的，所述控制方法还包括：

27、周期性获取所述电源接口的电压；

28、若所述电源接口的电压大于所述双向dc-dc变换器的额定输出电压，将所述双向dc-dc变换器设置为输入状态以使所述外部充电设备对所述电池模块充电。

29、可选的，所述控制方法还包括：

30、响应于所述电池模块的温度处于正常温度范围内，控制所述电池包进入常温放电流程；

31、所述常温放电流程包括：

32、控制所述双向dc-dc变换器处于输出状态，且控制所述双向dc-dc变换器的输出电压为额定输出电压；

33、确定当前时刻下所述电池模块的剩余电量，若当前时刻下所述电池模块的剩余电量小于或等于所述第一提醒电量，则进入所述低电量提醒流程；和/或，

34、若所述电池模块的电压小于或等于所述欠压保护阈值，则控制所述电池包停止放电。

35、根据本发明的另一方面，提供了一种电池包，所述电池包包括电池模块、双向dc-dc变换器、电源接口和控制模块，所述电池模块包括单个电芯或若干个并联连接的电芯，所述电源接口通过所述双向dc-dc变换器与所述电池模块连接，所述电源接口用于连接外部充电设备或外部负载，所述控制模块用于执行上述所述的控制方法。

36、本发明实施例的电池模块仅包括单个电芯或若干个并联连接的电芯，无需进行分容和电量均衡，节约电池模块的组装成本，可以让电池模块的循环寿命近似于电芯的循环寿命，延长电池模块的寿命。在温度降低后，根据当前温度计算电池模块的理论容量，在电池模块的已放电电量与第一提醒电量之和大于电池模块的理论容量时，控制电池包进入低电量提醒流程，提醒用户电池模块电量不足，根据温度的变化，适应性地调整电池模块进入低电量提醒流程的条件，使得电池包的放电过程的控制更贴近电池模块的实际电量情况，控制过程更为精准。同时，无论温度是否降低，电池模块均能保持恒定的输出电压，保证电池模块输出电压的稳定性，避免低温下电池模块无法以较大的电流进行放电。

37、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。