CN104393636A - 一种电池***可用充电或放电功率的估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池***可用充电或放电功率的估算方法，通过电池当前的SOC值与温度值通过查表的方式得出初步估算可用充电功率和初步估算可用放电功率，再进一步通过公式P_C=K_C*P_{B_C}，其中K_C=a-k_{f1_C}*(t_C-b_C)和P_D=K_D*P_{B_D}，其中K_D=a-k_{f1_D}*(t_D-b_D)计算出可用充电功率和可用放电功率，考虑了电池的一致性的差异问题，使估算功率更接近于实际可用功率，因此可以保证电池***不被过度使用而损坏；在故障上报前功率得以控制，防止电池***故障，提升了车辆驾驶的操控性；采用计算多个功率值，并比较得出最低功率值的方法，使得出的结果更加准确并安全性更高；考虑到了电池的实际特性，可最大化地实现车辆能量回收与动力提供，能够最大限度地提升节油率与动力提供。

Description

一种电池***可用充电或放电功率的估算方法

技术领域

 本发明涉及一种电池***功率计算方法，特别是一种电池***可用充电或放电功率的估算方法。

背景技术

汽车在行驶的过程中由于存在多种工况，如刹车、加速等。对于电动汽车，在车辆刹车或其它需回收车辆动能到电池***的情况下需要尽可能多地将车辆的动能回收到电池***中，同时又必须防止电池在能量回收的过程中被过度充电而损坏电池***；在车辆加速或其它需使用电池***提供动力的情况下需要尽可能多地将电池***的功率能力发挥出来以提升车辆的加速性，同时又必须防止电池在提供动力的过程中被过度放电而损坏电池***。在上述情况下需要一种合理的解决方案以达到电池***利用的最大化且不损坏电池。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种更接近实际值的电池***可用充电或放电功率的估算方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种电池***可用充电功率的估算方法，包括如下步骤：

S1. 电动汽车在刹车或其它需回收车辆动能时，根据动力电池***当前的SOC值与温度值通过查表的方式得到动力电池***在此状态下的初步估算可用充电功率 P_{B_C}。

S2. 当电动汽车开始回收能量时，检测电池的某一参数值超出设定的上限阀值达到设定的时间b_C时，修正电池***可用充电功率值计算公式为P_C=K_C*P_{B_C}，其中K_C=a-k_{f1_C}*(t_C-b_C)；

其中，a为一固定值，表示K_C值的最大状态；k_{f1_C}值为标定值，其大小决定了P_C的下降速率；t_C 为某一参数值超出设定的上限阀值的时间， t_C>b_C ， b_C表示设定的可用功率开始下降的时间。

所述上限阀值可针对同一产品设定为多个不同等级的阀值。 

所述k_{f1_C}值和b_C值根据电池特性及车辆工况特点标定。

所述某一参数值可设定为最大单体电压值或最大单体电流值。

所述可用充电功率值可通过采样多个SOC值与温度值得出并选择最小可用充电功率值。

一种电池***可用放电功率的估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.电动汽车在加速或其它需使用电池***提供动力时，根据动力电池***当前的SOC值与温度值通过查表的方式得到动力电池***在此状态下的初步估算可用放电功率P_{B_D}。

S2.当电动汽车开始加速或其它工况需电池***提供动力时，检测电池的某一参数值低于设定的下限阀值达到设定的时间b_D时，此时修正电池***可用功率值计算公式为P_D=K_D*P_{B_D}，其中K_D=a-k_{f1_D}*(t_D-b_D)；

其中，a为一固定值，表示K_C或K_D值的最大状态；k_{f1_D}值为标定值，其大小决定了P_D的下降速率； t_D为最小单体电压值低于设定的下限阀值的时间， t_D>b_D ， b_D表示设定的可用功率开始下降的时间。

所述下限阀值可针对同一产品设定为多个不同等级的阀值。 

所述k_{f1_D}值和b_D值根据电池特性及车辆工况特点标定。

所述某一参数值可设定为最小单体电压值或最小单体电流值。

所述可用放电功率值可通过采样多个SOC值与温度值得出并选择最小可用放电功率值。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供一种电池***可用充电或放电功率的估算方法，考虑了电池的一致性的差异问题，使估算功率更接近于实际可用功率，因此可以保证电池***不被过度使用而损坏；采用单体电池电压修正的方法，在故障上报前功率得以控制，防止电池***故障，提升了车辆驾驶的操控性；采用计算多个功率值，并比较得出最低功率值的方法，使得出的结果更加准确并安全性更高；且该方法考虑到了电池的实际特性，可最大化地实现车辆能量回收与动力提供，能够最大限度地提升节油率与动力提供。

附图说明

图1为本发明的单体电压变化、实际可用充电功率变化和估算可用充电功率变化图；

其中，PC为可用充电功率估算曲线，其数值单位为千瓦（kw），PA为实际可用充电功率曲线，其数值单位为千瓦（kw），V为单体电压变化曲线，其数值单位为伏特（v）。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。

实施例

一种电池***可用充电或放电功率的估算方法，本实施例以三元电池为实施对象，通常情况下将电池的某一参数值超出设定的阀值达到一定的时间f_C定义为过度充电，可针对同一电池参数值设定多个不同等级的阀值，所述的参数值可设定为最大单体电压值或最大单体电流值，如三元电池不允许单体电压高于４.２V超过２０S，不允许单体电压高于４.２５V达２S；将电池的某个参数值低于设定的阀值达到一定的时间f_D定义为过度放电，可针对同一参数设定多个不同等级的阀值，所述的参数值可设定为最小单体电压值或最小单体电流值，如三元电池不允许单体电压低于２.８V超过２０S，不允许单体电压低于２.５V达２S，f_C和f_D值根据电池特性及车辆工况特点标定；针对三元电池的该电池***可用充电功率的估算方法包括如下步骤：

S1. 电动汽车在刹车或其它需回收车辆动能时，采样五个动力电池***当前的SOC值与温度值通过查表的方式得到五个动力电池***在此状态下的初步估算可用充电功率P_{B_C}；

S2. 当电动汽车开始回收能量时，检测三元电池的最大单体电压值超出设定的上限阀值4.2V达到设定的功率开始下降时间b_C (S)时，此时修正电池***可用充电功率值计算公式为P_C=K_C*P_{B_C}，其中K_C=a-k_{f1_C}*(t_C-b_C)；对于三元电池而言，本实施例a值为1，表示100%，表示K_C值的最大状态；b_C值为设定的可用充电功率开始下降的时间，t_C 为最大单体电压值超出设定的上限阀值的时间，当t_C值大于b_C值时，P_C值开始降低，而k_{f1_C}的取值决定了P_C值以多快的速度下降，t_C值越接近设定的时间阀值f_C即20S时，K_C值越小，从而得出电池***可用充电功率P_C值越小；以保证单体电压高于4.2V不超过20S， k_{f1_C}和b_C值的设定均以电池的实际工作情况而定。通过上述公式计算出步骤S1中五个初步估算的可用充电功率值P_{B_C}对应的可用充电功率P_C，并通过对比得出最低可用充电功率值。

当电动汽车开始回收能量时，若检测到三元电池的最大单体电压值超出设定的另一上限阀值4.25V达到设定的功率开始下降的时间b_C (S)时，此时修正电池***可用充电功率值计算公式为P_C=K_C*P_{B_C}，其中K_C=a-k_{f1_C}*(t_C-b_C)；对于三元电池而言，本实施例a值为1，表示100%，表示K_C值的最大状态；b_C值为设定的可用充电功率开始下降的时间，t_C 为最大单体电压值超出设定的上限阀值的时间，当t_C值大于b_C值时，P_C值开始降低，而k_{f1_C}的取值决定了P_C值以多快的速度下降，t_C值越接近设定的时间阀值f_C即2S时，K_C值越小，从而得出电池***可用充电功率P_C值越小；以保证单体电压高于4.25V不超过2S， k_{f1_C}和b_C值的设定均以电池的实际工作情况而定。通过上述公式计算出步骤S1中五个初步估算的可用充电功率值P_{B_C}对应的可用充电功率P_C，并通过对比得出最低可用充电功率值。

针对三元电池的该电池***可用放功率的估算方法包括如下步骤：

S1.电动汽车在加速或其它需使用电池***提供动力时，采样五个动力电池***当前的SOC值与温度值通过查表的方式得到五个动力电池***在此状态下的初步估算可用放电功率P_{B_D}； 

S2.当电动汽车开始加速或其它工况需电池***提供动力时，检测到三元电池的最小电压值低于设定的下限阀值2.8V达到设定的功率下降的时间b_D (S)时，此时修正电池***可用功率值计算公式为P_D=K_D*P_{B_D}，其中K_D=a-k_{f1_D}*(t_D-b_D)；对于三元电池而言，本实施例a值为1，表示100%，表示K_C值的最大状态；b_D值为设定的可用放电功率开始下降的时间，t_D为最小单体电压值低于设定的下限阀值的时间，当t_D值大于b_D值时，P_D值应开始降低，而k_{f1_D}的取值决定了P_D值以多快的速度下降，t_D值越接近设定的时间阀值f_D即20S时，K_D值越小，从而得出电池***可用充电功率P_D值越小；以保证单体电压低于2.8V不超过20S，k_{f1_D}和b_D值的设定均以电池的实际工作情况而定。通过上述公式计算出步骤S1中五个初步估算的可用充电功率值P_{B_C}对应的可用充电功率P_C，并通过对比得出最低可用充电功率值。

当电动汽车开始加速或其它工况需电池***提供动力时，检测三元电池的最小电压值低于设定的下限阀值2. 5V达到设定的功率开始下降的时间b_D (S)时，此时修正电池***可用功率值计算公式为P_D=K_D*P_{B_D}，其中K_D=a-k_{f1_D}*(t_D-b_D)；对于三元电池而言，本实施例a值为1，表示100%，b_D值为设定的可用放电功率开始下降的时间，t_D为最小单体电压值低于设定的下限阀值的时间，当t_D值大于b_D值时，P_D值应开始降低，而k_{f1_D}的取值决定了P_D值以多快的速度下降，t_D值越接近设定的时间阀值f_D即2S时，K_D值越小，从而得出电池***可用充电功率P_D值越小；以保证单体电压低于2.5V不超过2S， k_{f1_D}和b_D值的设定均以电池的实际工作情况而定。通过上述公式计算出步骤S1中五个初步估算的可用充电功率值P_{B_C}对应的可用充电功率P_C，并通过对比得出最低可用充电功率值。

上述步骤S1、S2均由电池管理***上报整车控制器计算。

如图1所示为计算所得单体电压变化、实际可用充电功率变化和估算可用充电功率变化图，可看出采用本发明所述方法计算可用功率与实际可用功率较为接近。

以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池***可用充电功率的估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1. 电动汽车在刹车或其它需回收车辆动能时，根据动力电池***当前的SOC值与温度值通过查表的方式得到动力电池***在此状态下的初步估算可用充电功率 P_{B_C}；

S2. 当电动汽车开始回收能量时，检测电池的某一参数值超出设定的上限阀值达到设定的时间b_C时，修正电池***可用充电功率值计算公式为P_C=K_C*P_{B_C}，其中K_C=a-k_{f1_C}*(t_C-b_C)；

其中，a为一固定值，表示K_C值的最大状态；k_{f1_C}值为标定值，其大小决定了P_C的下降速率；t_C 为某一参数值超出设定的上限阀值的时间， t_C>b_C ， b_C表示设定的可用功率开始下降的时间。

2.根据权利要求1所述的电池***可用充电功率的估算方法，其特征在于：所述上限阀值可针对同一产品设定为多个不同等级的阀值。

3.根据权利要求1所述的电池***可用充电功率的估算方法，其特征在于：所述k_{f1_C}值和b_C值根据电池特性及车辆工况特点标定。

4.根据权利要求1所述的电池***可用充电功率的估算方法，其特征在于：所述某一参数值可设定为最大单体电压值或最大单体电流值。

5.根据权利要求1所述的电池***可用充电功率的估算方法，其特征在于：所述可用充电功率值可通过采样多个SOC值与温度值得出并选择最小可用充电功率值。

6.一种电池***可用放电功率的估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.电动汽车在加速或其它需使用电池***提供动力时，根据动力电池***当前的SOC值与温度值通过查表的方式得到动力电池***在此状态下的初步估算可用放电功率P_{B_D}；

S2.当电动汽车开始加速或其它工况需电池***提供动力时，检测电池的某一参数值低于设定的下限阀值达到设定的时间b_D时，此时修正电池***可用功率值计算公式为P_D=K_D*P_{B_D}，其中K_D=a-k_{f1_D}*(t_D-b_D)；

其中，a为一固定值，表示K_C或K_D值的最大状态；k_{f1_D}值为标定值，其大小决定了P_D的下降速率； t_D为最小单体电压值低于设定的下限阀值的时间， t_D>b_D ， b_D表示设定的可用功率开始下降的时间。

7.根据权利要求6所述的电池***可用放电功率的估算方法，其特征在于：所述下限阀值可针对同一产品设定为多个不同等级的阀值。

8.根据权利要求6所述的电池***可用放电功率的估算方法，其特征在于：所述k_{f1_D}值和b_D值根据电池特性及车辆工况特点标定。

9.根据权利要求6所述的电池***可用放电功率的估算方法，其特征在于：所述某一参数值可设定为最小单体电压值或最小单体电流值。

10.根据权利要求6所述的电池***可用放电功率的估算方法，其特征在于：所述可用放电功率值可通过采样多个SOC值与温度值得出并选择最小可用放电功率值。