CN109301363A - 电池包管理***、方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开电池包管理***、方法及电子设备，***包括：动力电池组、储能电池组、主控器；所述动力电池组包括：多个串联的电池模组，每个所述电池模组包括多个串联的动力电池组单体电池；所述储能电池组包括：多个并联的储能电池组单体电池；所述储能电池组中的储能电池组单体电池电压可调，且所述储能电池组与所述动力电池组中每个动力电池组单体电池形成独立的并联电路，每个并联电路中还包含一个分别与所述动力电池组单体电池和所述储能电池组电连接的可控开关，所述可控开关的控制端与所述主控器通信连接。本发明的控制单体通过储能电池组为动力电池组调节电量，从而提升电池包的整体性能、寿命及其安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电池相关技术领域，特别是一种电池包管理***、方法及存储介质。
背景技术
近年来，随着新能源汽车的发展逐步加快，纯电动汽车作为其中一个主流方面表现尤为突出。作为电动汽车的核心技术，对其电池管理***的要求也在日益提高。但由于单体电池生产工艺的差异及***的设计影响，产品实际应用中新能的一致性很难得到保障，车载动力电池组的安全性和串联充电不均衡问题是限制其发展的一大阻力。另外电池工作温度过高或过低也会影响电池的整体性能，从而直接影响汽车的续航里程和驾驶表现。
现有均衡控制策略一般有两种，一是采用并联电阻消耗电量的方式防止电池单体过充，另外一种是使用若干DC/DC转换器等与每个电池单体并联，主动进行电量均衡，可以防止电池单体过充过放。本发明提出的均衡控制策略属于主动均衡，但不需使用若干个高成本的DC/DC转化器，而是采用一个小容量储能电池组和若干可控开关(比如MOSFET开关)来进行单体电池高电量的转移，甚至可选地，可以用简易电感器与可控开关串联，进一步提供过流保护功能。
现有的温度控制***通常是水冷***居多。一般地，水冷通常采用一块大的换热板和换热器，置于电池模组下方，换热板上方与模组之间有一层换热垫，换热板下方与电池包支撑壳体框架之间有一层隔热垫，通过控制换热板内的水温，实现与电池模组的换热，从而控制电池包的整体温度，但此种方式控制的温度不均匀，因换热板与模组下方直接接触换热，模组的上部分换热不充分，模组上下部位温差可达8-10度，另外对于大的电池包，其需要的换热器和换热板就越大，这也会导致换热板本身温度也不均匀，进出口水的区域温度也较大。为提升温控效果，本发明提供一种分布式换热器和分体组合式换热板，即用几个小换热器替代原有的大换热器，并将原来的大换热板按模组的布置分割成几个较小换热板，此较小换热板带有竖直方向的换热功能，可以冷却模组的侧面，从而使整个电池包在水平空间和垂直空间上温度更加均匀。
目前经常用到的估算电池包SOC的方法有开路电压法、安时积分法、内阻法、神经网络法等，各方法均有自身的优缺点及应用条件。
发明内容
基于此，有必要提供一种电池包管理***、方法及存储介质。
本发明提供一种电池包管理***，包括：动力电池组、储能电池组、主控器；
所述动力电池组包括：多个串联的电池模组，每个所述电池模组包括多个串联的动力电池组单体电池；
所述储能电池组包括：多个并联的储能电池组单体电池；
所述储能电池组中的储能电池组单体电池电压可调，且所述储能电池组与所述动力电池组中每个动力电池组单体电池形成独立的并联电路，每个并联电路中还包含一个分别与所述动力电池组单体电池和所述储能电池组电连接的可控开关，所述可控开关的控制端与所述主控器通信连接。
进一步的，所述储能电池组还包括调压变压器，所述调压变压器的一次侧与所述储能电池组单体电池电连接，所述调压变压器的二次侧与所述可控开关电连接。
进一步的，所述动力电池组的每个动力电池组单体电池还与电感器并联。
进一步的，还包括多个换热底板、水泵、换热器、冷凝器、以及加热器；
每个所述换热底板上设置有底板冷却液通道，所述底板冷却液通道与所述水泵、以及所述换热器连通，所述换热器还分别与所述加热器、以及所述冷凝器连通；
每个所述换热底板上设置多个所述电池模组，且每个电池模组两侧分别设置两个换热侧板，所述换热侧板设置在所述换热底板上，所述换热侧板上设置有侧板冷却液通道，每个所述换热侧板的所述侧板冷却液通道与所设置的所述换热底板的所述底板冷却液通道连通；
所述水泵、所述冷凝器、以及所述加热器分别与所述主控器通信连接。
更进一步的，所述换热底板与所述电池模组之间设置有传热垫，所述换热侧板与所述电池模组之间设置有传热垫。
再进一步的，所述主控器，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述电池包管理***的所述动力电池包的工作状态；
当动力电池包处于充电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最大电量Qmax和允许的动力电池组单体电池的最大电量差ΔQmax，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量q1和当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量差Δq1，闭合满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调低所述储能电池组的电压至低于所述当前最大电量q1，断开不满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q1>Qmax或者Δq1>ΔQmax；
当动力电池包处于放电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最小电量Qmin，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最小电量q2，闭合满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调高所述储能电池组的电压至高于所述当前最小电量q2，断开不满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q2<Qmin。
再进一步的，所述主控器，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述动力电池组的静置时间，如果静置时间t>预设静置阈值T，则用开路电压法计算初始时刻的SOCj值，否则用上次工作时记录的最终SOCj值作为此次的初始值SOCj，令充电目标电量为SOC充电目标i，i表示动力电池组截止到当前累计已完全充电i次，***放电目标电量为SOC放电目标k，k表示动力电池组截止到当前累计已完全放电k次；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≥SOC充电目标i：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≥SOC充电目标i，则记录当前累计完全充电次数为i+1，然后根据老化曲线修正SOC充电目标i＝SOC充电目标i+1并结束充电；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≤SOC放电目标k：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≤SOC充电目标k，则记录当前累计完全放电次数为k+1，然后根据老化曲线修正SOC放电目标k＝SOC放电目标k+1并结束放电。
本发明提供一种用于如前所述的电池包管理***的控制方法，包括：
获取所述电池包管理***的所述动力电池包的工作状态；
当动力电池包处于充电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最大电量Qmax和允许的动力电池组单体电池的最大电量差ΔQmax，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量q1和当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量差Δq1，闭合满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调低所述储能电池组的电压至低于所述当前最大电量q1，断开不满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q1>Qmax或者Δq1>ΔQmax；
当动力电池包处于放电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最小电量Qmin，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最小电量q2，闭合满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调高所述储能电池组的电压至高于所述当前最小电量q2，断开不满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q2<Qmin。
本发明提供一种用于如前所述的电池包管理***的控制方法，包括：
获取所述动力电池组的静置时间，如果静置时间t>预设静置阈值T，则用开路电压法计算初始时刻的SOCj值，否则用上次工作时记录的最终SOCj值作为此次的初始值SOCj，令充电目标电量为SOC充电目标i，i表示动力电池组截止到当前累计已完全充电i次，***放电目标电量为SOC放电目标k，k表示动力电池组截止到当前累计已完全放电k次；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≥SOC充电目标i：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≥SOC充电目标i，则记录当前累计完全充电次数为i+1，然后根据老化曲线修正SOC充电目标i＝SOC充电目标i+1并结束充电；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≤SOC放电目标k：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≤SOC充电目标k，则记录当前累计完全放电次数为k+1，然后根据老化曲线修正SOC放电目标k＝SOC放电目标k+1并结束放电。
本发明提供一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的控制方法的所有步骤。
本发明的控制单体通过储能电池组为动力电池组调节电量，从而提升电池包的整体性能、寿命及其安全性。
附图说明
图1为本发明一种电池包管理***的***原理图；
图2为本发明的蓄能电池组工作示意图；
图3为本发明的电池包热管理***示意图；
图4为本发明的分体式换热底板结构示意图；
图5为本发明的组合式换热侧板；
图6为本发明最佳实施例的电量均衡控制策略；
图7为本发明最佳实施例的荷电状态(state of charge，SOC)估算策略。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一种电池包管理***的***原理图，包括：动力电池组1、储能电池组2、主控器3；
所述动力电池组1包括：多个串联的电池模组11，每个所述电池模组11包括多个串联的动力电池组单体电池12；
所述储能电池组2包括：多个并联的储能电池组单体电池21；
所述储能电池组2中的储能电池组单体电池电压可调，且所述储能电池组2与所述动力电池组1中每个动力电池组单体电池12形成独立的并联电路，每个并联电路中还包含一个分别与所述动力电池组单体电池和所述储能电池组电连接的可控开关22，所述可控开关22的控制端与所述主控器3通信连接。
具体来说，动力电池组提供驱动动力，是由多个电池模组串联，每个模组由m串电池单体串联而成。储能电池组由n个电池单体并联而成，其电量容量推荐占动力电池组容量的5％-10％。储能电池组通过策略控制可对动力电池单体进行充放电操作，以防止动力电池单体的过充过放。
图2为储能电池组工作示意图，其中通过线路25与动力电池组单体电池正极连接，通过线路26与动力电池组单体电池负极连接。电压可调的储能电池组2与动力电池组1中每个动力电池组单体电池实现并联，每个并联电路中还包含一个可控开关22，通过可控开关22和电压的调控实现电量在储能电池组2和动力电池组单体电池12之间转移，其中可控开关22常用状态断开，在一定条件下导通。
本发明的控制单体通过储能电池组为动力电池组调节电量，从而提升电池包的整体性能、寿命及其安全性。
如图2所示，在其中一个实施例中，所述储能电池组还包括调压变压器23，所述调压变压器23的一次侧与所述储能电池组单体电池21电连接，所述调压变压器23的二次侧与所述可控开关22电连接。
本实施例采用调压变压器23调节储能电池组的电压。
如图2所示，在其中一个实施例中，所述动力电池组的每个动力电池组单体电池12还与电感器24并联。
本实施例的每个动力电池组单体电池12还并联一个电感器24，为常并联状态，防止单体过流。
如图3～图5所示，在其中一个实施例中，还包括多个换热底板4、水泵5、换热器6、冷凝器7、以及加热器8；
每个所述换热底板4上设置有底板冷却液通道，所述底板冷却液通道与所述水泵5、以及所述换热器6连通，所述换热器6还分别与所述加热器8、以及所述冷凝器7连通；
每个所述换热底板4上设置多个所述电池模组11，且每个电池模组11两侧分别设置两个换热侧板9，所述换热侧板9设置在所述换热底板4上，所述换热侧板上设置有侧板冷却液通道，每个所述换热侧板的所述侧板冷却液通道与所设置的所述换热底板的所述底板冷却液通道连通；
所述水泵5、所述冷凝器7、以及所述加热器8分别与所述主控器通信连接。
具体来说，冷却液由水泵5泵出，流经换热器8、换热底板4和换热侧板9流回水泵5。流经换热器4时，可由冷凝器7进行冷却，或由加热器8进行加热以达到温度控制目的。***共用一个水泵5、以及一个加热器8，换热器和换热底板、换热侧板为多个，每个换热底板设置一个换热器和冷凝器以及多个换热侧板。根据电池包***的模组布置设计分布若干个换热底板(一般2或3个左右)。换热底板示意如图4，由几块隔离的换热板构成，将原有的一整块换热板分割成几块分体式换热底板4，每块换热底板4中的冷却液由进水口41流入，出水口42流出。在此基础上，如图5所示，为每个电池模组11增加组合式的换热侧板9。此换热侧板既能对电池模组11提供保护，也能进行换热冷却。换热侧板与换热底板可以通过卡槽+橡胶密封圈形式组装起来，该组合的温度变化不大，橡胶密封圈无需特别设计，一般的即可满足要求，也可以直接做成一体式。其中，图4是示意图，只画出了2个小换热板，实际应用中，根据整块换热地板的大小及温控能力要求，整块换热底板会分成几块分开的小换热地板。
在其中一个实施例中，所述换热底板4与所述电池模组11之间设置有传热垫，所述换热侧板9与所述电池模组11之间设置有传热垫。
本实施例在所有换热板与电池模组之间设计一层传热垫，达到缓冲保护和良好换热的功能。换热板外部也可以设计一层隔热垫，达到缓冲保护和稳定控制电池包***空间内温度的效果。此温控***可在水平和上下垂直方向上提供更加均匀的空间温度分布。
在其中一个实施例中，所述主控器，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述电池包管理***的所述动力电池包的工作状态；
当动力电池包处于充电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最大电量Qmax和允许的动力电池组单体电池的最大电量差ΔQmax，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量q1和当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量差Δq1，闭合满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调低所述储能电池组的电压至低于所述当前最大电量q1，断开不满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q1>Qmax或者Δq1>ΔQmax；
当动力电池包处于放电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最小电量Qmin，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最小电量q2，闭合满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调高所述储能电池组的电压至高于所述当前最小电量q2，断开不满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q2<Qmin。
具体来说，如图6所示，电池包开始工作后，主控器执行如下步骤：
步骤S601，先收集电压、电流信息，判断动力电池包的工作状态；
当动力电池包处于充电状态时，执行步骤S602，当动力电池包处于放电状态时，执行步骤603；
步骤S602，计算当前时刻t动力电池组中各单体电池的最大电量q1(t)和最大电量差Δq1(t)，***允许的单体电池最大电量为Qmax，最大电量差为ΔQmax，当判断条件q1>Qmax或者Δq1>ΔQmax满足时，打开对应与该单体电池的可控开关并通过例如控制调压变压器，调低储能电池组电压，使变压器输出电压低于最大电量单体电压，使单体电池的过高电量往储能电池组转移。间隔Δt时间(比如1秒)，更新计算此时最大电量q1(t+Δt)和最大电量差Δq1(t+Δt)，并返回判断。若判断条件不满足，则断开可控开关或保持开关为断开状态，间隔Δt时间后，更新最大电量q1(t+Δt)和最大电量差Δq1(t+Δt)后返回判断，此过程循环直至充电完成结束；
步骤S603，计算当前时刻t动力电池组中各单体电池的最小电量q2(t)，***允许的单体电池最小电量为Qmin，当判断条件q2<Qmin满足时，打开对应与该单体电池的可控开关并通过例如控制调压变压器，调高储能电池组电压，使变压器输出电压高于最小电量单体电压，使储能电池组的电量往单体电池转移。间隔Δt时间(比如1秒)，更新计算此时最小电量q2(t+Δt)，并返回判断。若判断条件不满足，则断开可控开关或保持开关为断开状态，间隔Δt时间后，更新最小电量q2(t+Δt)，此过程循环，以保持电池持续工作直至放电结束。
其中，可以采用与动力电池组的控制一样的方式控制储能电池组的温度和电量。实际上，可以对储能电池组的温度和电量不另配控制***进行额外控制，而将储能电池组做成集成通用模块，便于更换。另外，集成模块放置于电池包******，靠近整车进气栅格的位置，利用整车自然风冷。这样，温度利用自然风冷控制，电量不达标时，可以通过更换储能电池组模块。
在其中一个实施例中，所述主控器，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述动力电池组的静置时间，如果静置时间t>预设静置阈值T，则用开路电压法计算初始时刻的SOCj值，否则用上次工作时记录的最终SOCj值作为此次的初始值SOCj，令充电目标电量为SOC充电目标i，i表示动力电池组截止到当前累计已完全充电i次，***放电目标电量为SOC放电目标k，k表示动力电池组截止到当前累计已完全放电k次；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≥SOC充电目标i：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≥SOC充电目标i，则记录当前累计完全充电次数为i+1，然后根据老化曲线修正SOC充电目标i＝SOC充电目标i+1并结束充电；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≤SOC放电目标k：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≤SOC充电目标k，则记录当前累计完全放电次数为k+1，然后根据老化曲线修正SOC放电目标k＝SOC放电目标k+1并结束放电。
具体来说，如图7所示，当电池包开始工作时，执行如下步骤：
步骤S701，先判断动力电池组是否是冷启动状态，动力电池组静置时间为t，目标静置时间为T(推荐30分钟及以上)当判断条件静置时间t>T满足时，用开路电压法计算初始时刻的SOCj(t＝0)值，否则用上次工作时记录的最终SOCj值作为此次的初始值SOCj(t＝0)。
现有开路电压法的使用条件时：电池的状态为开始放电时。本发明中以静置时间为判断条件。因为开路电压法的SOC估算是在电池非工作状态下获得的，适用场合为电动车不在工作时使用。而当前电动车通常都带有能量回收功能，经常会存在充放电状态切换，即电池开始放电并不意味着电动车刚启动并开始工作，所以本实施例采用静置时间来判断更合实际。
步骤S702，判断当前状态为充电或放电，如果为充电，则执行步骤S703，如果为放电，则执行步骤S704；
步骤S703，令***充电目标电量为SOC充电目标i，i表示动力电池组截止到当前累计已完全充电i次。当动力电池组为充电状态时，判断条件SOCj<SOC充电目标i满足时，充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1(t+Δt)，令SOCj＝SOCj+1然后继续返回判断。若判断条件不满足，则表示电量已达到目标充电量，此时记录当前累计完全充电次数i+1，然后根据老化曲线修正下一次充电时的目标充电量：SOC充电目标i＝SOC充电目标i+1并结束充电。
步骤S704，令***放电目标电量为SOC放电目标k，k表示动力电池组截止到当前累计已完全放电k次。当动力电池组为放电状态时，判断条件SOCj>SOC放电目标k满足时，放电工作用安时积分法计算实时SOCj+1(t+Δt)，令SOCj＝SOCj+1然后继续返回判断。若判断条件不满足，则表示剩余电量不足，此时记录当前累计完全放电次数k+1，然后根据老化曲线修正下一次放电时的目标充电量：SOC放电目标i＝SOC放电目标k+1并结束放电，提醒需要充电。
实际中，电池随着完全充放电次数的增加，电池内阻会变大，同时电量减小，呈现出老化状态。根据单体电池实测的老化统计数据，可以修正电池包每次充放电时的目标值，达到更精确的充放电控制。
老化曲线是根据多个样本的单体电池试验实测，得到单体电池完全充放电次数与实际电池容量的经验关系(老化曲线)，基于实际的电池变量确定SOC目标值。进一步，可以通过同批次单体电池组成的电池组的电量测试试验，对电池组的充放电次数与实际电量的经验关系进一步修改。可以采用现有技术实现用老化曲线修正SOC目标值，例如每一次充电时，同时分别增加对充电终止目标电压和充电截止电流随老化的补偿量，补偿量满足一定条件，使得本次充电目标SOC与上一次实车测得的充电完成时的实际SOC满足给定的误差要求。
本发明一种用于如前所述的电池包管理***的控制方法，包括：
获取所述电池包管理***的所述动力电池包的工作状态；
当动力电池包处于充电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最大电量Qmax和允许的动力电池组单体电池的最大电量差ΔQmax，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量q1和当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量差Δq1，闭合满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调低所述储能电池组的电压至低于所述当前最大电量q1，断开不满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q1>Qmax或者Δq1>ΔQmax；
当动力电池包处于放电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最小电量Qmin，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最小电量q2，闭合满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调高所述储能电池组的电压至高于所述当前最小电量q2，断开不满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q2<Qmin。
本发明一种用于如前所述的电池包管理***的控制方法，包括：
获取所述动力电池组的静置时间，如果静置时间t>预设静置阈值T，则用开路电压法计算初始时刻的SOCj值，否则用上次工作时记录的最终SOCj值作为此次的初始值SOCj，令充电目标电量为SOC充电目标i，i表示动力电池组截止到当前累计已完全充电i次，***放电目标电量为SOC放电目标k，k表示动力电池组截止到当前累计已完全放电k次；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≥SOC充电目标i：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≥SOC充电目标i，则记录当前累计完全充电次数为i+1，然后根据老化曲线修正SOC充电目标i＝SOC充电目标i+1并结束充电；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≤SOC放电目标k：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≤SOC充电目标k，则记录当前累计完全放电次数为k+1，然后根据老化曲线修正SOC放电目标k＝SOC放电目标k+1并结束放电。
本发明一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如前所述的控制方法的所有步骤。
如图1所示，作为本发明最佳实施例，电池包管理***主要包括动力电池组1、储能电池组2、主控器3、温控模块31、SOC估算模块32、均衡模块33、数据采集模块34、通信显示单元35等及相应的可调控线路。其中储能电组2包含一个变压器23，可实现对储能电池组单体电池21的充电。均衡模块33包括可控开关22、简单电感器24等。温控模块31包括换热器6、冷凝器7、分体式换热底板4和组合式换热侧板9等。电池包管理***示意图如图1所示。
均衡控制***是由储能电池组、变压器、可控开关、简易电感器和动力电池组成的***。储能电池组通过策略控制可对动力电池单体进行充放电操作，以防止动力电池单体的过充过放。电感器可以一定程度上防止电池单体过流，起到过流保护。变压器实现储能电池组两端电压的变化，为储能电池组与动力电池单体并联及进行充放电提供实现条件。图2为蓄能电池组工作示意图。储能电池组中的单体电池并联，可减少多个电池串联带来的电量不均匀影响。将储能电池组做成集成通用模块，便于更换。另外，集成模块放置于电池包******，靠近整车进气栅格的位置，利用整车自然风冷。参考经验，储能电池组的电量容量约为5％-10％动力电池组。
电量均衡***通过设置储能电池组***，对动力电池提供过充过放及过流的专用保护，可极大程度提高动力电池性能和寿命。而储能电池组本身无需额外进行保护，可根据对储能电池组状态的K监测，在整车生命周期内定期更换储能电池组，以确保动力电池处于良好的保护状态中。电量均衡***的控制策略如图6所示。
电池包热管理***包括加热器、换热器、水泵、换热板。其中换热器包含冷凝器，换热板包含分体式换热底板和组合式换热侧板。原有热管理***通常是一个大的换热板、换热器和水泵组成的冷却***，本发明的热管理***将原有的一个大换热板分割成几块换热底板(分体式换热底板)，并添加相应的组合换热侧板，相邻两块换热侧板为一对，布置在每个电池模组11的两侧。另外每块换热底板和若干侧板***匹配一个小流量的换热器(分布式换热器代替原来的大流量换热器)。水泵和加热器共用一个，供所有的换热板和换热器运行。图3为本发明提供的电池包热管理***示意图，图4为分体式换热底板，图5为组合式换热侧板。相较于原有热管理***，本发明***在水平方向(分体式换热底板可使水平方向温差更小)和竖直方面上(组合式换热侧板使垂直方向温差更小)温度更加均匀。
电池包SOC计算流程如图7所示。与已有算法不同在于，一是开路电压法和安时积分法的使用条件不同，二是考虑到电池老化的影响来修正目标电量。本发明的SOC计算方法更能贴合实际客户使用情况，进一步提高估算精度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电池包管理***，其特征在于，包括：动力电池组、储能电池组、主控器；
所述动力电池组包括：多个串联的电池模组，每个所述电池模组包括多个串联的动力电池组单体电池；
所述储能电池组包括：多个并联的储能电池组单体电池；
所述储能电池组中的储能电池组单体电池电压可调，且所述储能电池组与所述动力电池组中每个动力电池组单体电池形成独立的并联电路，每个并联电路中还包含一个分别与所述动力电池组单体电池和所述储能电池组电连接的可控开关，所述可控开关的控制端与所述主控器通信连接。
2.根据权利要求1所述的电池包管理***，其特征在于，所述储能电池组还包括调压变压器，所述调压变压器的一次侧与所述储能电池组单体电池电连接，所述调压变压器的二次侧与所述可控开关电连接。
3.根据权利要求1所述的电池包管理***，其特征在于，所述动力电池组的每个动力电池组单体电池还与电感器并联。
4.根据权利要求1所述的电池包管理***，其特征在于，还包括多个换热底板、水泵、换热器、冷凝器、以及加热器；
每个所述换热底板上设置有底板冷却液通道，所述底板冷却液通道与所述水泵、以及所述换热器连通，所述换热器还分别与所述加热器、以及所述冷凝器连通；
每个所述换热底板上设置多个所述电池模组，且每个电池模组两侧分别设置两个换热侧板，所述换热侧板设置在所述换热底板上，所述换热侧板上设置有侧板冷却液通道，每个所述换热侧板的所述侧板冷却液通道与所设置的所述换热底板的所述底板冷却液通道连通；
所述水泵、所述冷凝器、以及所述加热器分别与所述主控器通信连接。
5.根据权利要求4所述的电池包管理***，其特征在于，所述换热底板与所述电池模组之间设置有传热垫，所述换热侧板与所述电池模组之间设置有传热垫。
6.根据权利要求1～5任一项所述的电池包管理***，其特征在于，所述主控器，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述电池包管理***的所述动力电池包的工作状态；
当动力电池包处于充电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最大电量Qmax和允许的动力电池组单体电池的最大电量差ΔQmax，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量q1和当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量差Δq1，闭合满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调低所述储能电池组的电压至低于所述当前最大电量q1，断开不满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q1>Qmax或者Δq1>ΔQmax；
当动力电池包处于放电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最小电量Qmin，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最小电量q2，闭合满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调高所述储能电池组的电压至高于所述当前最小电量q2，断开不满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q2<Qmin。
7.根据权利要求1～5任一项所述的电池包管理***，其特征在于，所述主控器，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：
获取所述动力电池组的静置时间，如果静置时间t>预设静置阈值T，则用开路电压法计算初始时刻的SOCj值，否则用上次工作时记录的最终SOCj值作为此次的初始值SOCj，令充电目标电量为SOC充电目标i，i表示动力电池组截止到当前累计已完全充电i次，***放电目标电量为SOC放电目标k，k表示动力电池组截止到当前累计已完全放电k次；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≥SOC充电目标i：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≥SOC充电目标i，则记录当前累计完全充电次数为i+1，然后根据老化曲线修正SOC充电目标i＝SOC充电目标i+1并结束充电；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≤SOC放电目标k：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≤SOC充电目标k，则记录当前累计完全放电次数为k+1，然后根据老化曲线修正SOC放电目标k＝SOC放电目标k+1并结束放电。
8.一种用于如权利要求1～5任一项所述的电池包管理***的控制方法，其特征在于，包括：
获取所述电池包管理***的所述动力电池包的工作状态；
当动力电池包处于充电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最大电量Qmax和允许的动力电池组单体电池的最大电量差ΔQmax，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量q1和当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最大电量差Δq1，闭合满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调低所述储能电池组的电压至低于所述当前最大电量q1，断开不满足充电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q1>Qmax或者Δq1>ΔQmax；
当动力电池包处于放电状态时，获取允许的动力电池组单体电池最小电量Qmin，且每间隔预设时间执行如下操作：
计算当前时刻所述动力电池组中各动力电池组单体电池的当前最小电量q2，闭合满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，并调高所述储能电池组的电压至高于所述当前最小电量q2，断开不满足放电判断条件的动力电池组单体电池所连接的可控开关，所述充电判断条件为q2<Qmin。
9.一种用于如权利要求1～5任一项所述的电池包管理***的控制方法，其特征在于，包括：
获取所述动力电池组的静置时间，如果静置时间t>预设静置阈值T，则用开路电压法计算初始时刻的SOCj值，否则用上次工作时记录的最终SOCj值作为此次的初始值SOCj，令充电目标电量为SOC充电目标i，i表示动力电池组截止到当前累计已完全充电i次，***放电目标电量为SOC放电目标k，k表示动力电池组截止到当前累计已完全放电k次；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≥SOC充电目标i：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≥SOC充电目标i，则记录当前累计完全充电次数为i+1，然后根据老化曲线修正SOC充电目标i＝SOC充电目标i+1并结束充电；
当动力电池组为充电状态时，重复执行如下步骤，直到SOCj≤SOC放电目标k：
动力电池组充电工作并用安时积分法计算实时SOCj+1，令SOCj＝SOCj+1；
当SOCj≤SOC充电目标k，则记录当前累计完全放电次数为k+1，然后根据老化曲线修正SOC放电目标k＝SOC放电目标k+1并结束放电。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如权利要求8或9所述的控制方法的所有步骤。
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