一種電池管理系統的功率控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種電池管理系統的功率控制方法，包括如下步驟：建立溫度、SOC的二維功率表；檢測當前溫度和SOC值，查表并按照線性插值法估算當前最大允許放電功率值；自適應功率修正；若檢測到系統有異常時，找出系統異常的相關參數值，根據該相關參數值設定此時最大允許的目標放電功率；功率值的平滑處理；最后將設定的最大允許目標放電功率傳送給整車控制器，整車控制器做出相應控制。與現有技術相比，本發明具有如下優點：一、能夠自適應環境與電池實際容量衰退或者電池內阻增加等情況的變化，對允許功率值進行修正，靈活性高；二、采用平滑處理，能夠有效防止功率值的突變，減少有突變帶來的影響，提高駕駛過程中的舒適感。
【專利說明】一種電池管理系統的功率控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種功率控制方法，具體地說是一種電池管理系統的功率控制方法。【背景技術】
[0002]隨著電動汽車的發展，無論是整車廠家，電池廠家都提出了功率控制的要求。整車廠家從車輛運行穩定性，安全性，可靠性等方面考慮，希望將電池功率控制策略細化。功率控制影響駕駛性能，控制不好會使人感覺車輛動力不足，開車有頓挫感，行駛里程短等。從電池廠的角度，也希望將電池功率控制做好，電池在不同的電壓、電流、溫度情況下，電池的允許充放電功率需要做合理調整，否則會對電池造成過充或過放，影響電池的使用壽命。
[0003]當前的功率控制策略主要是基于電池溫度和SOC的查表控制，基本上是分段的進行控制，分段控制帶來的問題是功率變化不是連續的，在分段點甚至會有較大跳變，影響整車的控制。功率控制另外的問題是出現電池欠壓故障時需要限制功率，關鍵在于欠壓多少需要限制，限制到多少，如何漸變到限制值等都還沒有系統性的定論。此外電池持續出現故障時，是否依然按照允許的功率運行，直到電池出現過放，這些都有待研究。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是:提供一種電池管理系統的功率控制方法，考慮溫度、S0C、電壓、電流、故障報警等因素對功率控制的影響，使功率控制平滑，電池性能得到充分利用，電池過充過放現象盡量減少。
[0005]為了解決上述問題，本發明的電池管理系統的功率控制方法，該方法包括 S1:建立最大允許放電功率和溫度、SOC的二維功率表；
S2:檢測電池組當前工作狀態下的溫度和SOC值，查表并按照線性插值法估算電池組當前最大允許放電功率值Pl ；
S3:基于最大允許放電電流值的自適應功率修正；
S4:檢測系統是否有異常，如果正常則跳轉至S6，如果異常則執行下一步；
S5:找出系統異常的相關參數值，根據該相關參數值設定此時最大允許的目標放電功
率；
S6:對當前功率值的平滑處理；
S7:將設定的最大允許目標放電功率傳送給整車控制器，整車控制器做出相應控制。
[0006]所述的基于最大允許放電電流值的自適應功率修正方法為:
獲取當前最大允許放電電流值；
通過所述最大允許放電電流值得出功率值P2 ；
比較基于最大允許放電電流值的功率值P2與基于查表得出的最大允許放電功率值P1，取數值小的作為當前最大允許放電功率值P。
[0007]所述的根據電池單體電壓值設定此時最大允許的目標放電功率的方法為:
如果最低單體電池電壓值低于允許的電壓下限值二級閥值，則最大允許目標放電功率為O ;
如果最低單體電池電壓值處于允許的最低電壓下限值二級閥值和一級閥值之間，則最大允許目標放電功率降為0.5*P ；
如果最低單體電池電壓值大于允許的最低電壓下限值一級閥值，那么最大允許目標放電功率設為P。
[0008]所述的對當前功率值的平滑處理方法為:
如果實際功率值小于最大允許目標功率值，則通過每秒增加0.1單位量電流值來增加實際功率值或使實際功率值以每秒0.5KW遞增；
如果實際功率值等于最大允許目標功率值，則直接輸出實際功率值作為最大允許功率
值；
如果實際功率值大于最大允許目標功率值，則通過每秒減少0.1單位量電流值來減小實際功率值或使實際功率值以每秒0.5KW遞減；
與現有技術相比，本發明具有如下優點:一、采用自適應方案，解決了電池實際容量衰退或者電池內阻增加的情況下，電池可接受的充放電功率不能夠按照原有查表值去進行的問題，靈活性更高；二、采用平滑處理，能夠有效防止功率值的突變，減少有突變帶來的影響，提高駕駛過程中的舒適感。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明實施的電池管理系統的功率控制方法的總體流程圖。
[0010]圖2為圖1中基于最大允許放電電流值的自適應功率修正方法的流程圖 圖3為圖1中根據相關參數設定最大允許的目標放電功率方法的流程圖
圖4為圖1中對功率值平滑處理方法的流程圖
圖5為具體實施例中根據單體電壓值設定最大允許的目標放電功率方法的流程圖 圖6為當前功率平滑變化至目標功率示意圖。
【具體實施方式】
[0011]為了讓本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明作進一步闡述。
[0012]本發明的【具體實施方式】如圖1?圖4所示，一種電池管理系統的功率控制方法，該方法包括
S1:建立最大允許放電功率和溫度、SOC的二維功率表。
[0013]其中，該表由電池廠家在電池生產的時候根據新電池特性測試得出的。
[0014]S2:檢測電池組當前工作狀態下的溫度和SOC值，根據實際溫度和SOC查表和線性插值的方法得出允許的功率值。
[0015]首先判斷溫度區間，確定當前溫度下SOC對應的功率劃分區間，然后根據SOC值，用線性插值的方法得出最終的允許功率值。
[0016]本實施例中，假設某電池允許放電電流為I，當前電池組的SOC為45%，溫度為30°C,則計算此時最大允許放電電流步驟如下:
根據溫度插值計算溫度在30°C，SOC值在45%時的電流值I= ( (i2 -1l) / (40 -20))*(30-20) + il。
[0017]其中，上述計算基于40°C的最大允許電流值i2比20°C最大允許電流值il的大，即 i2 > il;如果 il>i2，則 I=il - ( (il -12) / (40 - 20)) * (30-20)+i2。
[0018]對于溫度的選擇，采用最小溫度查表獲取一個允許電流值il，再采用最高溫度查表獲取第二個允許電流值i2，兩者取較小值為最終的最大允許電流值。
[0019]再在通過該最大允許電流值I確定此時的最大允許功率值Pl。
[0020]S3:基于最大允許放電電流值的自適應功率修正。
[0021]在行車的任意時刻,獲取當前最大允許放電電流值；
通過所獲取的當前最大允許放電電流值得出當前功率值P2 ；
比較基于當前最大允許放電電流值的當前功率值P2與基于查表得出的最大允許放電功率值Pl，取數值小的作為當前最大允許放電功率值P。
[0022]S4:檢測系統是否有異常，如果正常則跳轉至S6，如果異常則執行下一步。
[0023]本實施例中，設所述異常情況為SOC值與單體電壓出現不匹配。
[0024]由于SOC的估算存有誤差，當SOC誤差較大的時候，根據SOC估算的允許功率值可能會有偏差，當整車按有偏差的允許功率值進行充放電時，有可能會使單體電壓接近于上下限電壓。為此，當整車控制器檢測到在SOC值與單體電壓出現不匹配的情況時，啟動根據最低電池單體電壓值設定此時最大允許的目標放電功率的步驟，對按SOC和溫度表得出的允許功率值進行修正。不同的情況可靈活配置閥值，以及對本部分功能的配置是使用或者不使用。
[0025]S5:找出系統異常的相關參數值，根據該相關參數值設定此時最大允許的目標放電功率的步驟。
[0026]在本實施例中，當整車控制器檢測到在SOC值與單體電壓出現不匹配的情況時，所述系統異常的相關參數為電池組內各單體電壓的電壓值以及電池組內電壓最低的電池單體的電壓值。根據該最低電池單體電壓值設定此時最大允許的目標放電功率值，具體方法流程如圖5所示。
[0027]電壓閥值的配置設為兩級；當最低單體電池電壓值低于允許的電壓下限值二級閥值設為系統的二級故障，當最低單體電池電壓值處于允許的最低電壓下限值二級閥值和一級閥值之間設置為系統一級故障。
[0028]因此，當最低單體電池電壓值低于允許的電壓下限值二級閥值，則最大允許目標放電功率為O ;
當最低單體電池電壓值處于允許的最低電壓下限值二級閥值和一級閥值之間，則最大允許目標放電功率降為0.5*P ；
當最低單體電池電壓值大于允許的最低電壓下限值一級閥值，那么最大允許目標放電功率設為P。
[0029]S6:對當前功率值的平滑處理。
[0030]當此時的實際功率值與所得到的修正后的最大允許功率值相差較大時,可能會出現跳變。為了防止功率值的跳變對整車控制造成影響，對實際發送給整車的最大允許功率值做平滑處理。平滑處理過程的電流變化量可以有不同的配置。在本實施例中，電流變化量設置為每秒0.1單位量電流值或者將功率變化量設置為每秒0.5KW。[0031]如果實際功率值小于最大允許目標功率值，則通過每秒增加0.1單位量電流值來增加實際功率值或使實際功率值以每秒0.5KW遞增；
如果實際功率值等于最大允許目標功率值，則直接輸出實際功率值作為最大允許功率
值；
如果實際功率值大于最大允許目標功率值，則通過每秒減少0.1單位量電流值來減小實際功率值或使實際功率值以每秒0.5KW遞減。
[0032]圖6中，當前電流值比目標電流值少0.4個單位量，采取每秒以0.1個單位量遞增，直至帶到目標值為止。
[0033]S7:將設定的最大允許目標放電功率傳送給整車控制器，整車控制器做出相應控制。
[0034]在本實施例中，對允許電流值的控制，均是為了實現對功率的控制，電流值的變化是功率值變化的一個表征。
[0035]以上所述為本發明的較佳實施方式，并非對本發明作任何形式上的限制。需要說明的是，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種電池管理系統的功率控制方法，其特征在于:該方法為: S1:建立最大允許放電功率和溫度、SOC的二維功率表； S2:檢測電池組當前工作狀態下的溫度和SOC值，查表并按照線性插值法估算電池組當前最大允許放電功率值Pl ； S3:基于最大允許放電電流值的自適應功率修正； S4:檢測系統是否有異常，如果正常則跳轉至S6，如果異常則執行下一步； S5:找出系統異常的相關參數值，根據該相關參數值設定此時最大允許的目標放電功率； S6:對當前功率值的平滑處理； S7:將設定的最大允許目標放電功率傳送給整車控制器，整車控制器做出相應控制。
2.根據權利要求1所述的電池管理系統的功率控制方法，其特征在于，所述的基于最大允許放電電流值的自適應功率修正方法為: 獲取當前最大允許放電電流值； 通過所述最大允許放電電流值得出功率值P2 ； 比較基于最大允許放電電流值的功率值P2與基于查表得出的最大允許放電功率值Pl，取數值小的作為當前最大允許放電功率值P。
3.根據權利要求1所述的電池管理系統的功率控制方法，其特征在于，所述的根據相關參數值設定此時最大允許的目標放電功率的方法為: 根據相關參數值設置二級故障與一級故障； 如果系統存在二級故障，則最大允許目標放電功率為O ; 如果系統存在一級故障，則最大允許目標放電功率降為0.5*P ； 如果系統正常，那么最大允許目標放電功率設為P。
4 .根據權利要求1所述的電池管理系統的功率控制方法，其特征在于，所述的對當前功率值的平滑處理方法為: 如果實際功率值小于最大允許目標功率值，則通過每秒增加0.1單位量電流值來增加實際功率值或使實際功率值以每秒0.5KW遞增； 如果實際功率值等于最大允許目標功率值，則直接輸出實際功率值作為最大允許功率值； 如果實際功率值大于最大允許目標功率值，則通過每秒減少0.1單位量電流值來減小實際功率值或使實際功率值以每秒0.5KW遞減。
【文檔編號】H02J7/00GK103683391SQ201310590516
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】劉飛, 文鋒, 阮旭松, 樊耀國 申請人:惠州市億能電子有限公司