CN114714967A - 一种电池电压的sop动态控制方法及装置 - Google Patents

一种电池电压的sop动态控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电池电压的SOP动态控制方法及装置，包括，步骤S1，获取动力电池包内所有单体电池组的电压值及动力电池包当前的温度值，根据所述温度值查询预设的SOP查表获得相应的当前回收功率值及当前驱动功率值；步骤S2，计算所有单体电池组的电压值中的电压最大值和电压最小值；步骤S3，根据所述充放电状态将所述电压最大值与回收功率的电压阈值比较，或将所述电压最小值与驱动功率的电压阈值比较，生成比较结果；并根据所述比较结果计算功率反向累加值和功率正向累加值；步骤S4，根据所述功率反向累加值和所述功率正向累加值计算最终回收功率和最终输出的驱动功率。本发明有效的控制单体电压下降或者上升，避免发生欠压或者过压故障。

Description

一种电池电压的SOP动态控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电动车控制技术领域，特别是涉及一种电池电压的SOP动态控制方法及装置。
背景技术
当前SOP(Standard Operating Procedure，标准作业程序)Map(映射表)一般是基于电芯厂通过稳态电流脉冲激励测试得到的电芯级功率能力，通过一定的修正获得Pack级的SOP(Standard Operating Procedure，标准作业程序)参数Map表，该Map以温度和SOC(System on Chip，芯片级***)值为坐标展开。
因此，得到的SOPMap存在如下问题，一方面由于SOC可能存在较大计算误差，采样温度可能与电芯内部真实温度存在差异，MAP查表给出的功率限值不一定合理；另外，低温下电芯内阻相对较大，长时间紧贴着限制使用功率，会引起明显的极化效应叠加，即使在没超功率限值的情况，也容易引发电压超限；再者，实际使用过程中，功率大部分会动态变化。因此，存在BMS(电池管理***)上报的SOP存在误差的情况。电压限功率为一种边界保护性的限值，根据当前实时电压变化趋势，及时将功率限到位，可以避免过、欠压故障的出现。
现有的修正方式具体为，当动态行车时，若单体电压接近欠压或者过压阈值，则直接对当前的SOP功率值乘以固定的修正***。当单体电压值回弹一定值后，则取消修正。实际控制中，根据单体电压下降或者上升的速率以及与欠压故障阈值的差距，设定了多级修正系数。根据单体电压的下降或者上升至目标电压时，直接对当前的SOP值乘以固定系数进行修正，电压回弹后，取消修正。容易造成实际控制中单体电压的波动，导致电池管理***输出的可用功率波动。控制过程中，对SOP值修正的系数是阶梯的，为了尽可能的避免功率突变，修正系数差值不能设置得过大。同时，因为一般只做到了三级系数，当SOP功率偏差较大时，即使进行了三级修正，也无法避免欠压或过压故障发生。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种电池电压的SOP动态控制方法及装置，解决现有的修正方法无法避免SOP值阶梯式变化及欠压故障发生的技术问题。
本发明的一方面，提供一种电池电压的SOP动态控制方法，包括以下步骤：
步骤S1，获取动力电池包内所有单体电池组的电压值及动力电池包当前的温度值，根据所述温度值查询预设的SOP查表获得相应的当前回收功率值及当前驱动功率值；
步骤S2，计算所有单体电池组的电压值中的电压最大值和电压最小值；
步骤S3，检测当前动力电池包的充放电状态，根据所述充放电状态将所述电压最大值与预设的回收功率的电压阈值比较，或将所述电压最小值与预设的驱动功率的电压阈值比较，生成比较结果；并根据所述比较结果计算功率反向累加值和功率正向累加值；
步骤S4，根据所述功率反向累加值和所述功率正向累加值计算最终回收功率和最终输出的驱动功率。
优选地，所述动力电池包的充放电状态包括能量回收状态或行车放电状态；所述功率反向累加值包括回收功率反向累加值、驱动功率反向累加值；所述功率正向累加值包括回收功率正向累加值、驱动功率正向累加值。
优选地，所述步骤S3包括：当检测到的当前动力电池包的充放电状态为能量回收状态时，将所述电压最大值分别与预设的回收功率的正向电压阈值、预设的回收功率的反向电压阈值比较，生成第一比较结果；其中，所述回收功率的正向电压阈值大于所述回收功率的反向电压阈值；
其中，当生成的第一比较结果为电压最大值大于回收功率的正向电压阈值时，按预设的步长与当前回收功率值反向累加得到回收功率反向累加值；
以及，当电压最大值小于回收功率的反向电压阈值时，按照预设的步长与当前回收功率值正向累加得到回收功率正向累加值。
优选地，所述步骤S3还包括：当检测到的当前动力电池包的充放电状态为行车放电状态时，将所述电压最小值分别与预设的驱动功率的正向电压阈值、预设的驱动功率的反向电压阈值比较，生成第二比较结果；所述驱动功率的正向电压阈值小于驱动功率的反向电压阈值；
其中，当生成的第二比较结果为电压最小值小于等于驱动功率的正向电压阈值时，按预设的步长与当前驱动功率值反向累加得到驱动功率反向累加值；
以及，当电压最小值大于驱动功率的反向电压阈值时，按照预设的步长与当前驱动功率值正向累加得到驱动功率正向累加值。
优选地，当生成的第二比较结果为电压最小值大于驱动功率的正向电压阈值且小于驱动功率的反向电压阈值时，则判定预设的步长中，驱动功率反向累加值和驱动功率正向累加值的值全部为0。
优选地，所述步骤S4包括：将当前驱动功率值、驱动功率反向累加值和驱动功率正向累加值求和，得到最终输出的驱动功率。
优选地，所述步骤S4还包括：将当前回收功率值、回收功率反向累加值和回收功率正向累加值求和，得到最终输出的回收功率。
本发明还提供一种电池电压的SOP动态控制装置，用以实现所述的电池电压的SOP动态控制方法，该装置包括：
数据采集模块，用以获取动力电池包内所有单体电池组的电压值及动力电池包当前的温度值，根据所述温度值查询预设的SOP查表获得相应的当前回收功率值及当前驱动功率值；还用以计算所有单体电池组的电压值中的电压最大值和电压最小值；
数据修正模块，用以检测当前动力电池包的充放电状态，根据所述充放电状态将所述电压最大值与预设的回收功率的电压阈值比较，或将所述电压最小值与预设的驱动功率的电压阈值比较，生成比较结果；其中，所述动力电池包的充放电状态包括能量回收状态或行车放电状态；所述功率反向累加值包括回收功率反向累加值、驱动功率反向累加值；所述功率正向累加值包括回收功率正向累加值、驱动功率正向累加值；
功率计算模块，用以根据所述功率反向累加值和所述功率正向累加值计算最终回收功率和最终输出的驱动功率。
优选地，所述数据修正模块检测到的当前动力电池包的充放电状态为能量回收状态时，将所述电压最大值分别与预设的回收功率的正向电压阈值、预设的回收功率的反向电压阈值比较，生成第一比较结果；其中，所述回收功率的正向电压阈值大于所述回收功率的反向电压阈值；
其中，当生成的第一比较结果为电压最大值大于回收功率的正向电压阈值时，按预设的步长与当前回收功率值反向累加得到回收功率反向累加值；
以及，当电压最大值小于回收功率的反向电压阈值时，按照预设的步长与当前回收功率值正向累加得到回收功率正向累加值。
优选地，所述数据修正模块检测到的当前动力电池包的充放电状态为行车放电状态时，将所述电压最小值分别与预设的驱动功率的正向电压阈值、预设的驱动功率的反向电压阈值比较，生成第二比较结果；所述驱动功率的正向电压阈值小于驱动功率的反向电压阈值；
其中，当生成的第二比较结果为电压最小值小于等于驱动功率的正向电压阈值时，按预设的步长与当前驱动功率值反向累加得到驱动功率反向累加值；以及，当电压最小值大于驱动功率的反向电压阈值时，按照预设的步长与当前驱动功率值正向累加得到驱动功率正向累加值；
当生成的第二比较结果为电压最小值大于驱动功率的正向电压阈值且小于驱动功率的反向电压阈值时，则判定预设的步长中，驱动功率反向累加值和驱动功率正向累加值的值全部为0。
优选地，所述功率计算模块将当前驱动功率值、驱动功率反向累加值和驱动功率正向累加值求和，得到最终输出的驱动功率；以及，将当前回收功率值、回收功率反向累加值和回收功率正向累加值求和，得到最终输出的回收功率。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的电池电压的SOP动态控制方法及装置，通过监控单体电压线性修正SOP值，可以避免SOP值在单体电压变化过程中发生阶梯式跳变；SOP值是按照特定步长线性修正变化的，修正的SOP值能覆盖较大的范围，从而可以避免发生欠压或者过压故障。
在电动车辆在动态行驶过程中，通过有效监控动力电池的单体电压最大、最小值，在单体电压值接近欠压故障时，提前降低上报的SOP值，可以有效的控制单体电压进一步下降或者上升，从来避免触发欠压故障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例中一种电池电压的SOP动态控制方法的主流程示意图。
图2为本发明实施例中驱动功率的输出示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明提供的一种电池电压的SOP动态控制方法的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，获取动力电池包内所有单体电池组的电压值Ucell及动力电池包当前的温度值，根据所述温度值查询预设的SOP查表获得相应的当前回收功率值P0′及当前驱动功率值P0；可以理解的是，通过对动力电池的检测获取单体电池组的电压值以及可以通过电池组的温度确定相应的回收功率值P0′及当前驱动功率值P0。
步骤S2，计算所有单体电池组的电压值中的电压最大值UcellMax和电压最小值UcellMin；具体的，根据获取的所有的单体电池组的电压值进行比较大小，选择其中的最大值和最小值，作为后续修正的需要的参考值。
步骤S3，检测当前动力电池包的充放电状态，根据所述充放电状态将所述电压最大值UcellMax与预设的回收功率的电压阈值比较，或将所述电压最小值UcellMin与预设的驱动功率的电压阈值比较，生成比较结果；并根据所述比较结果计算功率反向累加值和功率正向累加值；其中，所述动力电池包的充放电状态包括能量回收状态或行车放电状态；所述功率反向累加值包括回收功率反向累加值P1′、驱动功率反向累加值P1；所述功率正向累加值包括回收功率正向累加值P2′、驱动功率正向累加值P2；可以理解的是，制动能量回收过程中，实时比较UcellMax与回收功率降低电压阈值UcellHigh和UcellHigh1。动态行车放电过程中，实时比较UcellMin与驱动功率降低电压阈值UcellLow和UcellLow1。通过两方面的比较结果，确定不同的SOP值修正方式，根据行驶状态的不同对获取的电压值与不同的阈值进行比较，根据比较的结果不同进行相应的修正，最终求得多个修正参数，也就是功率正向累加值和功率反向累加值。
具体实施例中，制动能量回收过程中，检测到的当前动力电池包的充放电状态为能量回收状态，将所述电压最大值UcellMax分别与预设的回收功率的正向电压阈值UcellHigh、预设的回收功率的反向电压阈值UcellHigh1比较，生成第一比较结果；其中，所述回收功率的正向电压阈值UcellHigh大于所述回收功率的反向电压阈值UcellHigh1。其中，当生成的第一比较结果为电压最大值UcellMax大于回收功率的正向电压阈值UcellHigh时，按预设的步长与当前回收功率值P0′反向累加得到回收功率反向累加值P1′；以及，当电压最大值UcellMax小于回收功率的反向电压阈值UcellHigh1时，按照预设的步长与当前回收功率值P0′正向累加得到回收功率正向累加值P2′。
具体地，如图2所示，动态行车放电过程中，检测到的当前动力电池包的充放电状态为行车放电状态，将所述电压最小值UcellMin分别与预设的驱动功率的正向电压阈值UcellLow、预设的驱动功率的反向电压阈值UcellLow1比较，生成第二比较结果；所述驱动功率的正向电压阈值UcellLow小于驱动功率的反向电压阈值UcellLow1。其中，当生成的第二比较结果为电压最小值UcellMin小于等于驱动功率的正向电压阈值UcellLow时，需要对驱动功率进行降低速率，具体地，按预设的步长与当前驱动功率值P0反向累加得到驱动功率反向累加值P1；以及，当电压最小值UcellMin大于驱动功率的反向电压阈值UcellLow1时，需要对驱动功率进行恢复速率，具体地，按照预设的步长与当前驱动功率值P0正向累加得到驱动功率正向累加值P2。以及，当生成的第二比较结果为电压最小值UcellMin大于驱动功率的正向电压阈值UcellLow且小于驱动功率的反向电压阈值UcellLow1时，则判定预设的步长中，驱动功率反向累加值P1和驱动功率正向累加值P2的值全部为0。最终，将驱动功率正向累加值P2、驱动功率反向累加值P1以及当前驱动功率值P0相加求得经过修正的输出的可用于驱动的功率值。
步骤S4，根据所述功率反向累加值和所述功率正向累加值计算最终回收功率P3′和最终输出的驱动功率P3。可以理解的是，通过获取的SOP值、正反向累加值对驱动功率或回收功率进行计算。
具体实施例中，所述功率计算模块将当前驱动功率值P0、驱动功率反向累加值P1和驱动功率正向累加值P2求和，得到最终输出的驱动功率P3；以及，将当前回收功率值P0′、回收功率反向累加值P1′和回收功率正向累加值P2′求和，得到最终输出的最终回收功率P3′。
相应地，如图2所示，本发明的又一方面还提供一种电池电压的SOP动态控制装置，用以实现所述的电池电压的SOP动态控制方法，该装置包括：
数据采集模块，用以获取动力电池包内所有单体电池组的电压值Ucell及动力电池包当前的温度值，根据所述温度值查询预设的SOP查表获得相应的当前回收功率值P0′及当前驱动功率值P0；还用以计算所有单体电池组的电压值中的电压最大值UcellMax和电压最小值UcellMin。
数据修正模块，用以检测当前动力电池包的充放电状态，根据所述充放电状态将所述电压最大值UcellMax与预设的回收功率的电压阈值比较，或将所述电压最小值UcellMin与预设的驱动功率的电压阈值比较，生成比较结果；并根据所述比较结果计算功率反向累加值和功率正向累加值；其中，所述动力电池包的充放电状态包括能量回收状态或行车放电状态；所述功率反向累加值包括回收功率反向累加值P1′、驱动功率反向累加值P1；所述功率正向累加值包括回收功率正向累加值P2′、驱动功率正向累加值P2；具体实施例中，制动能量回收过程中，检测到的当前动力电池包的充放电状态为能量回收状态，将所述电压最大值UcellMax分别与预设的回收功率的正向电压阈值UcellHigh、预设的回收功率的反向电压阈值UcellHigh1比较，生成第一比较结果；其中，所述回收功率的正向电压阈值UcellHigh大于所述回收功率的反向电压阈值UcellHigh1。其中，当生成的第一比较结果为电压最大值UcellMax大于回收功率的正向电压阈值UcellHigh时，按预设的步长与当前回收功率值P0′反向累加得到回收功率反向累加值P1′；以及，当电压最大值UcellMax小于回收功率的反向电压阈值UcellHigh1时，按照预设的步长与当前回收功率值P0′正向累加得到回收功率正向累加值P2；以及，动态行车放电过程中，检测到的当前动力电池包的充放电状态为行车放电状态，将所述电压最小值UcellMin分别与预设的驱动功率的正向电压阈值UcellLow、预设的驱动功率的反向电压阈值UcellLow1比较，生成第二比较结果；所述驱动功率的正向电压阈值UcellLow小于驱动功率的反向电压阈值UcellLow1。其中，当生成的第二比较结果为电压最小值UcellMin小于等于驱动功率的正向电压阈值UcellLow时，需要对驱动功率进行降低速率，具体地，按预设的步长与当前驱动功率值P0反向累加得到驱动功率反向累加值P1；以及，当电压最小值UcellMin大于驱动功率的反向电压阈值UcellLow1时，需要对驱动功率进行恢复速率，具体地，按照预设的步长与当前驱动功率值P0正向累加得到驱动功率正向累加值P2。以及，当生成的第二比较结果为电压最小值UcellMin大于驱动功率的正向电压阈值UcellLow且小于驱动功率的反向电压阈值UcellLow1时，则判定预设的步长中，驱动功率反向累加值P1和驱动功率正向累加值P2的值全部为0。
功率计算模块，用以根据所述功率反向累加值和所述功率正向累加值计算最终回收功率P3′和最终输出的驱动功率P3。具体实施例中，所述功率计算模块将当前驱动功率值P0、驱动功率反向累加值P1和驱动功率正向累加值P2求和，得到最终输出的驱动功率P3；以及，将当前回收功率值P0′、回收功率反向累加值P1′和回收功率正向累加值P2′求和，得到最终输出的最终回收功率P3′。
可以理解的是，上述电池电压的SOP动态控制装置中涉及的各步骤的更多细节可以参考前述对于电池电压的SOP动态控制方法的限定，在此不再赘述
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的电池电压的SOP动态控制方法及装置，通过监控单体电压线性修正SOP值，可以避免SOP值在单体电压变化过程中发生阶梯式跳变；SOP值是按照特定步长线性修正变化的，修正的SOP值能覆盖较大的范围，从而可以避免发生欠压或者过压故障。
在电动车辆在动态行驶过程中，通过有效监控动力电池的单体电压最大、最小值，在单体电压值接近欠压故障时，提前降低上报的SOP值，可以有效的控制单体电压进一步下降或者上升，从来避免触发欠压故障。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种电池电压的SOP动态控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，获取动力电池包内所有单体电池组的电压值及动力电池包当前的温度值，根据所述温度值查询预设的SOP查表获得相应的当前回收功率值及当前驱动功率值；
步骤S2，计算所有单体电池组的电压值中的电压最大值和电压最小值；
步骤S3，检测当前动力电池包的充放电状态，根据所述充放电状态将所述电压最大值与预设的回收功率的电压阈值比较，或将所述电压最小值与预设的驱动功率的电压阈值比较，生成比较结果；并根据所述比较结果计算功率反向累加值和功率正向累加值；
步骤S4，根据所述功率反向累加值和所述功率正向累加值计算最终回收功率和最终输出的驱动功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动力电池包的充放电状态包括能量回收状态或行车放电状态；所述功率反向累加值包括回收功率反向累加值、驱动功率反向累加值；所述功率正向累加值包括回收功率正向累加值、驱动功率正向累加值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
当检测到的当前动力电池包的充放电状态为能量回收状态时，将所述电压最大值分别与预设的回收功率的正向电压阈值、预设的回收功率的反向电压阈值比较，生成第一比较结果；其中，所述回收功率的正向电压阈值大于所述回收功率的反向电压阈值；
其中，当生成的第一比较结果为电压最大值大于回收功率的正向电压阈值时，按预设的步长与当前回收功率值反向累加得到回收功率反向累加值；
以及，当电压最大值小于回收功率的反向电压阈值时，按照预设的步长与当前回收功率值正向累加得到回收功率正向累加值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
当检测到的当前动力电池包的充放电状态为行车放电状态时，将所述电压最小值分别与预设的驱动功率的正向电压阈值、预设的驱动功率的反向电压阈值比较，生成第二比较结果；所述驱动功率的正向电压阈值小于驱动功率的反向电压阈值；
其中，当生成的第二比较结果为电压最小值小于等于驱动功率的正向
电压阈值时，按预设的步长与当前驱动功率值反向累加得到驱动功率反向累加值；
以及，当电压最小值大于驱动功率的反向电压阈值时，按照预设的步长与当前驱动功率值正向累加得到驱动功率正向累加值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当生成的第二比较结果为电压最小值大于驱动功率的正向电压阈值且小于驱动功率的反向电压阈值时，则判定预设的步长中，驱动功率反向累加值和驱动功率正向累加值的值全部为0。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4包括：将当前驱动功率值、驱动功率反向累加值和驱动功率正向累加值求和，得到最终输出的驱动功率。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：将当前回收功率值、回收功率反向累加值和回收功率正向累加值求和，得到最终输出的回收功率。
8.一种电池电压的SOP动态控制装置，用以实现如权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，该装置包括：
数据采集模块，用以获取动力电池包内所有单体电池组的电压值及动力电池包当前的温度值，根据所述温度值查询预设的SOP查表获得相应的当前回收功率值及当前驱动功率值；还用以计算所有单体电池组的电压值中的电压最大值和电压最小值；
数据修正模块，用以检测当前动力电池包的充放电状态，根据所述充放电状态将所述电压最大值与预设的回收功率的电压阈值比较，或将所述电压最小值与预设的驱动功率的电压阈值比较，生成比较结果；其中，所述动力电池包的充放电状态包括能量回收状态或行车放电状态；所述功率反向累加值包括回收功率反向累加值、驱动功率反向累加值；所述功率正向累加值包括回收功率正向累加值、驱动功率正向累加值；
功率计算模块，用以根据所述功率反向累加值和所述功率正向累加值计算最终回收功率和最终输出的驱动功率。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据修正模块检测到的当前动力电池包的充放电状态为能量回收状态时，将所述电压最大值分别与预设的回收功率的正向电压阈值、预设的回收功率的反向电压阈值比较，生成第一比较结果；其中，所述回收功率的正向电压阈值大于所述回收功率的反向电压阈值；
其中，当生成的第一比较结果为电压最大值大于回收功率的正向电压阈值时，按预设的步长与当前回收功率值′反向累加得到回收功率反向累加值；
以及，当电压最大值小于回收功率的反向电压阈值时，按照预设的步长与当前回收功率值正向累加得到回收功率正向累加值。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述数据修正模块检测到的当前动力电池包的充放电状态为行车放电状态时，将所述电压最小值分别与预设的驱动功率的正向电压阈值、预设的驱动功率的反向电压阈值比较，生成第二比较结果；所述驱动功率的正向电压阈值小于驱动功率的反向电压阈值；
其中，当生成的第二比较结果为电压最小值小于等于驱动功率的正向电压阈值时，按预设的步长与当前驱动功率值反向累加得到驱动功率反向累加值；以及，当电压最小值大于驱动功率的反向电压阈值时，按照预设的步长与当前驱动功率值正向累加得到驱动功率正向累加值；
当生成的第二比较结果为电压最小值大于驱动功率的正向电压阈值且小于驱动功率的反向电压阈值时，则判定预设的步长中，驱动功率反向累加值和驱动功率正向累加值的值全部为0。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述功率计算模块将当前驱动功率值、驱动功率反向累加值和驱动功率正向累加值求和，得到最终输出的驱动功率；以及，将当前回收功率值、回收功率反向累加值和回收功率正向累加值求和，得到最终输出的回收功率。
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