CN112339610B - 新能源车动力电池充放电控制***及方法 - Google Patents
新能源车动力电池充放电控制***及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明所设计的一种新能源车动力电池充放电控制***,包括电池性能影响因子计算模块、动力电池使用环境影响因子计算模块、整车需求性能影响因子计算模块、车内用电设备影响因子计算模块和动力电池充放电电流修正模块,本发明将电池本身的性能、环境因素对电池影响、整车性能需求、用电设备性能均考虑到充放电的控制因素中,并将不同类别的影响因素进行模块化开发,在模块中,分析影响因素对动力电池充放电的影响并赋予充电电流的修正影响因子,同时,按照控制的优先级,对动力电池充放电的电流进行修正,以达到更加准确的控制。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池控制技术领域,具体地指一种新能源车动力电池充放电控制***及方法。
技术背景
现有公开的电池充放电控制方法,充分考虑到了电池本身性能衰减、均衡、温度等因素对电池充放电的影响,而没有在对电池充放电控制时考虑整车的性能需求、电机及其它用电附件的性能。如果在充放电控制中不考虑整车和电机等用电附件用电设备的需求,那么对整车的性能也会产生影响。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种新能源车动力电池充放电控制***及方法,本发明将电池本身的性能、环境因素对电池影响、整车性能需求、用电设备性能均考虑到充放电的控制因素中,并将不同类别的影响因素进行模块化开发,在模块中,分析影响因素对动力电池充放电的影响并赋予充电电流的修正影响因子,同时,按照控制的优先级,对动力电池充放电的电流进行修正,以达到更加准确的控制。
为实现此目的,本发明所设计的一种新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:它包括电池性能影响因子计算模块、动力电池使用环境影响因子计算模块、整车需求性能影响因子计算模块、车内用电设备影响因子计算模块和动力电池充放电电流修正模块;
所述电池性能影响因子计算模块用于计算电池性能对充放电电流的影响因子,所述电池性能对充放电电流的影响因子包括电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子和电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子;
动力电池使用环境影响因子计算模块用于计算动力电池使用环境对充放电电流的影响因子,所述动力电池使用环境对充放电电流的影响因子包括环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子和电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子;
整车需求性能影响因子计算模块用于计算驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子;
车内用电设备影响因子计算模块用于计算车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子;
动力电池充放电电流修正模块用于利用电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子对动力电池充放电电流进行修正。
所述动力电池充放电电流修正模块利用电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子对动力电池充放电电流进行修正的具体方法为:
实时计算电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子的值,在第一次初始修正计算时,修正后动力电池充放电电流=当前充放电电流+电池性能对充放电电流的影响因子+动力电池使用环境对充放电电流的影响因子+驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子,此后的计算中将电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子中最大的三个因子相加,然后加上当前充放电电流即为当前的修正后动力电池充放电电流;
其中,电池性能对充放电电流的影响因子的值=电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子+电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子+电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子;
动力电池使用环境对充放电电流的影响因子=环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子+电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子。
本发明有益效果为:
1、本发明中电池充放电电流的考虑因素除了最重要的电池本身性能的影响,还考虑到其它因素对电池的需求,在一定程度上,除了延长了电池的寿命,也兼顾了整车的性能。
2、本发明中充放电影响因子的计算是根据整车的状态进行变化的,更加贴合整车的实际需求,带有自学习的性质,更加准确的控制了充放电电流。
3、影响因素按模块化分类控制,在后续的开发中,更容易修改,减少了重复开发的工作量。
附图说明
图1为本发明的结构框图;
其中,1—电池性能影响因子计算模块、2—动力电池使用环境影响因子计算模块、3—整车需求性能影响因子计算模块、4—车内用电设备影响因子计算模块、5—动力电池充放电电流修正模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
本发明设计的一种新能源车动力电池充放电控制***,如图1 所示,它包括电池性能影响因子计算模块1、动力电池使用环境影响因子计算模块2、整车需求性能影响因子计算模块3、车内用电设备影响因子计算模块4和动力电池充放电电流修正模块5;
所述电池性能影响因子计算模块1用于计算电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)],所述电池性能对充放电电流的影响因子包括电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子 A(N),电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子B(N)和电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子C(N);
动力电池使用环境影响因子计算模块2用于计算动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)],所述动力电池使用环境对充放电电流的影响因子包括环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子E(N)和电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子F(N);
整车需求性能影响因子计算模块3用于计算驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1];
车内用电设备影响因子计算模块4用于计算车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1,N1];
动力电池充放电电流修正模块5用于利用电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)]、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子 [G1,K1,L1,M1,N1]对动力电池充放电电流进行修正。
上述技术方案中,所述电池性能影响因子计算模块1计算电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子A(N)的方法为:
计算电池组电压变化a1,电池组电压变化a1=电池组当前电压- 电池组测量记录的初始电压;
计算电池组的电压变化率a1’,电池组的电压变化率a1’=(电池组当前电压-电池组测量记录的初始电压)/电池组测量记录的初始电压;
当10%>|a1’|>0时,电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子A(N)=0,即电池组在一个检测的单位时间内,电压变化很小,电池组可能在涓流充电,那么对当前的充电电流的修正为0,不修正;
当30%>|a1’|>10%时,电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子A(N)=0.3*a1’*当前动力电池充电电流i,即电池组在一个检测的单位时间内,电压变化并不大,已经过了大电流充电的阶段,对当前的充电电流的修正比较小;
当50%>|a1’|>30%时,电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子A(N)=0.5*a1’*当前充电电流i,即电池组在一个检测的单位时间内,电压变化较大,当前的充电电流的修正较大;
当|a1’|>50%时,电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子A(N)=a1’*当前动力电池充电电流i。
上述技术方案中,所述电池性能影响因子计算模块1计算电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子B(N)的方法为:
计算电池组温升b1,电池组温升b1=电池组温度-电池组检测记录的初始温度;
计算一个检测时段的电池组温升速度b1’,一个检测时段的电池组温升速度b1’=d(b1)/dt,t表示时间,即在一个检测时段电池的变化对时间的积分;
当10%>|b1’|>0时,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子B(N)=0,即电池组在一个检测的单位时间内,温度变化很小,电池组充放电的需求不大,或者散热效果非常好,那么对当前的充电电流的修正为0,不修正;
当30%>|b1’|>10%时,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子B(N)=0.3*电池组温升b1’*当前动力电池充电电流i,即电池组在一个检测的单位时间内,温度变化并不大,认为因温度对电池充放电的影响较小,故对当前的充电电流的修正比较小;
当40%>|b1’|>30%时,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子B(N)=0.5*电池组温升b1’*当前动力电池充电电流i,即电池组在一个检测的单位时间内,温升变化较大,必须对充电电流进行一定范围的修正;
当|b1’|>40%时,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子B(N)=b1’*当前动力电池充电电流i,即电池组在一个检测的单位时间内,温度变化较大,认为当前电池组温度变化对电池充放电影响较大,要对当前的充电电流的进行修正。
上述技术方案中,所述电池性能影响因子计算模块1计算电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子C(N)的方法为;
计算单位时间内,电池组导热板以热传导方式传递的热量Q;
Q=λ*A*(t1-t2)/ξ
其中,λ为导热板的材质的导热系数;A是电池包与导热板之间接触的导热面积;(t1-t2)是电池包与导热板两者之间的温度差;ξ为导热板的厚度,如果热导板带走的热量与电池温升成正比,则说明单位时间内,带走的热量与产生的热量成正比,如果热导板带走的热量与电池温升成不成正比,或者差异大,则说明单位时间内,可能是由于充放电带来的温度变化快;
当|Q1/Q2|-|b1|<0.1时,电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子C(N)=0;
当0.1<|Q1/Q2|-|b1|<0.15时,电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子C(N)=(|Q1/Q2|-|b1|)*当前动力电池充电电流i;
当|Q1/Q2|-|b1|>0.15时,电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子C(N)=-0.5*|当前动力电池充电电流i|;
其中,Q1和Q2为相邻的两个单位采样时间内,导热板以热传导方式传递的热量,b1为电池组温升。
上述技术方案中,所述动力电池使用环境影响因子计算模块2 计算环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子E(N)的具体方法为:
当|e1-e2|/b1>2时,认为环境温度对电池包温度影响不大,环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子E(N)=0;
当1<(|e1-e2|/b1)<2时,此时,环境温度变化时,电池包温度也较大变化,环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子E(N)=(|e1-e2|/b1)*当前动力电池充电电流i;
当(|e1-e2|/b1)<1时,环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子E(N)=(1-|e1-e2|/b1)*当前动力电池充电电流i,此时,环境温度变化时,电池包温度也有大变化,除了环境的影响,可能电池还在大电流充放电;
其中,e1和e2是相邻的两个单位采样时间内的环境温度,b1 为电池组温升。
上述技术方案中,所述动力电池使用环境影响因子计算模块2 计算电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子F(N)的具体方法为:
当|∑1/∑2|-|b1|<0.1时,电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子F(N)=0;
当0.1<|∑1/∑2|-|b1|<0.15时,电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子F(N)=(|∑1/∑2|-|b1|)*当前动力电池充电电流i;
当|∑1/∑2|-|b1|>0.15时,电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子F(N)=-0.5*|当前动力电池充电电流i|;
其中,∑1和∑2为相邻的两个单位采样时间内每组电池带走的热量,b1为电池组温升。
上述技术方案中,所述整车需求性能影响因子计算模块3计算驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]的具体方法为:
当整车运动模式为运动模式或雪地模式时,认为整车对扭矩需求大,能耗大;
计算检测周期内整车的能耗=∫动力电池放电电流I1dt;
计算检测周期内电池充电的能量=∫动力电池充电电流Idt;
对比单位时间内,整车能耗与电池充电能量的差异与当前电池的能量比,如果(|∫动力电池放电电流I1dt-∫当前动力电池充电电流Idt|)/|当前电池的能量|<15%,驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]=0;
如果(|∫动力电池放电电流I1dt-∫当前动力电池充电电流Idt|) /|当前电池的能量|>15%,驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]=(|∫动力电池放电电流I1dt-∫当前动力电池充电电流Idt|)/|当前电池的能量|*当前动力电池充电电流i;
当整车运动模式为普通模式,认为整车对扭矩需正常,驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]=0。
上述技术方案中,所述车内用电设备影响因子计算模块4计算车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1, M1,N1]的具体计算方法为:
如果(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量<10%,车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子 [G1,K1,L1,M1,N1]=0;
如果10%<(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/ 电池当前电量<50%,车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1,N1]=(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量*当前动力电池充电电流i;
如果(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量>50%,车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子 [G1,K1,L1,M1,N1]=∫(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量*当前动力电池充电电流i*2。
上述技术方案中,所述动力电池充放电电流修正模块5利用电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)]、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1,N1]对动力电池充放电电流进行修正的具体方法为:
实时计算电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)]、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1,N1]的值,在第一次初始修正计算时,修正后动力电池充放电电流=当前充放电电流+ 电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)]+动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]+驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1],此后的计算中将电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)]、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1,N1]中最大的三个因子相加(即删除其中最小的因子),然后加上当前充放电电流即为当前的修正后动力电池充放电电流;
其中,电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)] 的值=电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子A(N)+电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子B(N)+电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子C(N);
动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]=环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子E(N)+电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子F(N)。
一种新能源车动力电池充放电控制***,它包括如下步骤:
步骤1:计算电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)],所述电池性能对充放电电流的影响因子包括电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子A(N),电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子B(N)和电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子C(N);
计算动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)],所述动力电池使用环境对充放电电流的影响因子包括环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子E(N)和电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子F(N);
计算驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1];
计算车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1,N1];
步骤2:利用电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N), C(N)]、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1,N1]对动力电池充放电电流进行修正;
在第一次初始修正计算时,修正后动力电池充放电电流=当前充放电电流+电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)]+ 动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]+驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1],此后的计算中将电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)]、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1,N1]中最大的三个因子相加,然后加上当前充放电电流即为当前的修正后动力电池充放电电流。
在第一次计算的时候,就赋予四个模块优先级,按照优先级高低,分别是:电池性能影响因子计算模块1、动力电池使用环境影响因子计算模块2、整车需求性能影响因子计算模块3、车内用电设备影响因子计算模块4。优先级高的先计算,且只计算三个模块的影响因子修正电池充放电的电流(即车内用电设备影响因子计算模块4 计算的车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1, L1,M1,N1]在初始时不计算),计算过多会降低控制效率,也没有必要。随着整车状态的变化,将这四个模式的优先级进行重新排序,比如车辆静止充电的时候,整车需求性能模块的优先级最低,因为车辆的模式对于电池影响可以忽略。但是归根到底,电池充放电电流的大小,都有一个上下限的阈值,即(0到电池最大充放电电流)。
整车在运行中,四个模块的优先级确定的原则:
1、将同一个影响模块的影响因子相加,得到当前车辆状态下,一个影响模块的影响因子数值,数值最大的,为最高优先级的影响模块,数值最小的,为优先级最低的模块,忽略其影响。
2、因车辆状态在不停变化,因此优先级的确定是一个动态的过程(按各个因子由大到小的顺序实时确定修正计算时的优先级)。
3、对充放电的修正,要遵循一个上下限的阈值(0到电池最大充放电电流)。
实施例1:
1、当车辆进入运动模式,整车要求的扭矩大,发动机最大的输出扭矩不能满足需求,那么需要电池提供更多的电量给电机,补充整车的扭矩不足,此时,得到优先级排序:
将驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]放在优先级1;
2、在秋天,环境温度2度,将动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]放在优先级2;
3、白天路况好,未开车灯,未开启空调,只用了吹风,忽略车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1,L1,M1, N1];
4、电池是新的,且电池本体的温度因车辆行驶,在5度,并在慢慢升高,将电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)] 放在优先级3;
在此时,进行电池放电控制的时候,考虑优先级1、2、3,车内用电设备影响因子忽略,此时,对电池放电电流的影响修正后为:
修正后动力电池充放电电流=当前充放电电流+[H1,J1]+[E(N), F(N)]+[A(N),B(N),C(N)]。
实施例2:
1、当车以60km/h的时速进行前进,空调,灯全部关闭。这时,根据得到数值高低,进行优先级排序:
2、将驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]不再放在优先级1,而是排在第四位,忽略不计;
3、电池已经温度升到40度,要将电池性能对充放电电流的影响因子[A(N),B(N),C(N)]的优先级提高为1;
4、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子[E(N),F(N)]优先级为2;
5、车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子[G1,K1, L1,M1,N1]为优先级3,修正电池的放电因子:
修正后动力电池充放电电流=当前充放电电流+[A(N),B(N), C(N)]+[E(N),F(N)]+[G1,K1,L1,M1,N1]。
从以上两个例子来看,车辆状态的变化,也引起了修正模块优先级的变化,其中电池温升、温升速度、环境温度是发生了变化,且修正因子查表也变化了,但是电池的材质、电池布置方式、散热方式并没有发生变化。
本发明的电池充放电控制方法,将电池本身的性能、整车的需求、用电设备的性能进行统筹考虑。将各影响动力电池充放电的性能进模块化控制,即每类影响因素归结为一个控制模块,方便后期对控制模块的再开发。对影响动力电池充放电性能模块进行控制优先级的排序,并将模块化中的影响动力电池充放电的变量的影响也进行优先排序。将各模块化中,对电池充放电性能影响的变量赋一个值,即影响充放电的影响因子,用影响因子修正充放电的电流。实现更加精准的控制动力电池充放电。
本发明将电池本身的性能、环境因素对电池影响、整车性能需求、用电设备性能均考虑到充放电的控制因素,并将不同类别的影响因素进行模块化开发,在模块中,分析影响因素对动力电池充放电的影响赋予充电电流的修正影响因子,并按照控制的优先级,对动力电池充放电的电流进行修正,以达到更加准确的控制。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:它包括电池性能影响因子计算模块(1)、动力电池使用环境影响因子计算模块(2)、整车需求性能影响因子计算模块(3)、车内用电设备影响因子计算模块(4)和动力电池充放电电流修正模块(5);
所述电池性能影响因子计算模块(1)用于计算电池性能对充放电电流的影响因子,所述电池性能对充放电电流的影响因子包括电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子和电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子;
动力电池使用环境影响因子计算模块(2)用于计算动力电池使用环境对充放电电流的影响因子,所述动力电池使用环境对充放电电流的影响因子包括环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子和电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子;
整车需求性能影响因子计算模块(3)用于计算驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子;
车内用电设备影响因子计算模块(4)用于计算车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子;
动力电池充放电电流修正模块(5)用于利用电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子对动力电池充放电电流进行修正;
所述电池性能影响因子计算模块(1)计算电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子的方法为:
计算电池组电压变化a1,电池组电压变化a1=电池组当前电压-电池组测量记录的初始电压;
计算电池组的电压变化率a1’,电池组的电压变化率a1’=(电池组当前电压-电池组测量记录的初始电压)/电池组测量记录的初始电压;
当10%>|a1’|>0时,电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子=0;
当30%>|a1’|>10%时,电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子=0.3*a1’*当前动力电池充电电流i;
当50%>|a1’|>30%时,电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子=0.5*a1’*当前充电电流i;
当|a1’|>50%时,电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子=a1’*当前动力电池充电电流i。
2.根据权利要求1所述的新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:所述电池性能影响因子计算模块(1)计算电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子的方法为:
计算电池组温升b1,电池组温升b1=电池组温度-电池组检测记录的初始温度;
计算一个检测时段的电池组温升速度b1’,一个检测时段的电池组温升速度b1’=d(b1)/dt,t表示时间;
当10%>|b1’|>0时,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子=0;
当30%>|b1’|>10%时,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子=0.3*电池组温升b1’*当前动力电池充电电流i;
当40%>|b1’|>30%时,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子=0.5*电池组温升b1’*当前动力电池充电电流i;
当|b1’|>40%时,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子=b1’*当前动力电池充电电流i。
3.根据权利要求1所述的新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:所述电池性能影响因子计算模块(1)计算电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子的方法为;
计算单位时间内,电池组导热板以热传导方式传递的热量Q;
Q=λ*A*(t1-t2)/ξ
其中,λ为导热板的材质的导热系数;A是电池包与导热板之间接触的导热面积;(t1-t2)是电池包与导热板两者之间的温度差;ξ为导热板的厚度;
当|Q1/Q2|-|b1|<0.1时,电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子=0;
当0.1<|Q1/Q2|-|b1|<0.15时,电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子=(|Q1/Q2|-|b1|)*当前动力电池充电电流i;
当|Q1/Q2|-|b1|>0.15时,电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子=-0.5*|当前动力电池充电电流i|;
其中,Q1和Q2为相邻的两个单位采样时间内,导热板以热传导方式传递的热量,b1为电池组温升。
4.根据权利要求1所述的新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:所述动力电池使用环境影响因子计算模块(2)计算环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子的具体方法为:
当|e1-e2|/b1>2时,环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子=0;
当1<(|e1-e2|/b1)<2时,环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子=(|e1-e2|/b1)*当前动力电池充电电流i;
当(|e1-e2|/b1)<1时,环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子=(1-|e1-e2|/b1)*当前动力电池充电电流i;
其中,e1和e2是相邻的两个单位采样时间内的环境温度,b1为电池组温升。
5.根据权利要求1所述的新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:
所述动力电池使用环境影响因子计算模块(2)计算电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子的具体方法为:
当|∑1/∑2|-|b1|<0.1时,电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子=0;
当0.1<|∑1/∑2|-|b1|<0.15时,电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子=(|∑1/∑2|-|b1|)*当前动力电池充电电流i;
当|∑1/∑2|-|b1|>0.15时,电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子=-0.5*|当前动力电池充电电流i|;
其中,∑1和∑2为相邻的两个单位采样时间内每组电池带走的热量,b1为电池组温升。
6.根据权利要求1所述的新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:所述整车需求性能影响因子计算模块(3)计算驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子的具体方法为:
当整车运动模式为运动模式或雪地模式时;
计算检测周期内整车的能耗=∫动力电池放电电流I1dt;
计算检测周期内电池充电的能量=∫动力电池充电电流Idt;
如果(|∫动力电池放电电流I1dt-∫当前动力电池充电电流Idt|)/|当前电池的能量|<15%,驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子=0;
如果(|∫动力电池放电电流I1dt-∫当前动力电池充电电流Idt|)/|当前电池的能量|>15%,驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子[H1,J1]=(|∫动力电池放电电流I1dt-∫当前动力电池充电电流Idt|)/|当前电池的能量|*当前动力电池充电电流i;
当整车运动模式为普通模式,认为整车对扭矩需正常,驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子=0。
7.根据权利要求1所述的新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:所述车内用电设备影响因子计算模块(4)计算车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子的具体计算方法为:
如果(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量<10%,车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子=0;
如果10%<(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量<50%,车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子=(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量*当前动力电池充电电流i;
如果(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量>50%,车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子=∫(|∫电机的母线电流I2dt+∫空调输入电流I3dt|)/电池当前电量*当前动力电池充电电流i*2。
8.根据权利要求1所述的新能源车动力电池充放电控制***,其特征在于:所述动力电池充放电电流修正模块(5)利用电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子对动力电池充放电电流进行修正的具体方法为:
实时计算电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子的值,在第一次初始修正计算时,修正后动力电池充放电电流=当前充放电电流+电池性能对充放电电流的影响因子+动力电池使用环境对充放电电流的影响因子+驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子,此后的计算中将电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子中最大的三个因子相加,然后加上当前充放电电流即为当前的修正后动力电池充放电电流;
其中,电池性能对充放电电流的影响因子的值=电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子+电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子+电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子;
动力电池使用环境对充放电电流的影响因子=环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子+电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子。
9.一种基于权利要求1所述新能源车动力电池充放电控制***的充放电控制方法,其特征在于,它包括如下步骤:
步骤1:计算电池性能对充放电电流的影响因子,所述电池性能对充放电电流的影响因子包括电池组电压对应的动力电池充放电电流修正因子,电池组温度对应的动力电池充放电电流修正因子和电池组的导热材质对应的动力电池充放电电流修正因子;
计算动力电池使用环境对充放电电流的影响因子,所述动力电池使用环境对充放电电流的影响因子包括环境温度对应的动力电池充放电电流修正因子和电池布置的方式对应的动力电池充放电电流修正因子;
计算驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子;
计算车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子;
步骤2:利用电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子对动力电池充放电电流进行修正;
在第一次初始修正计算时,修正后动力电池充放电电流=当前充放电电流+电池性能对充放电电流的影响因子+动力电池使用环境对充放电电流的影响因子+驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子,此后的计算中将电池性能对充放电电流的影响因子、动力电池使用环境对充放电电流的影响因子、驾驶模式对应的动力电池充放电电流修正因子和车内用电设备对应的动力电池充放电电流修正因子中最大的三个因子相加,然后加上当前充放电电流即为当前的修正后动力电池充放电电流。
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