CN115377557B - 电池自加热控制方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池自加热控制方法、设备及存储介质。该方法应用于电池自加热的充放电电路,该电路包括并联的第一组电池和第二组电池;该方法包括:根据第一组电池和第二组电池的电芯温度,控制是否启动自加热;响应于启动自加热,周期性地根据第一组电池的第一温升值和第二组电池的第二温升值控制自加热过程。本申请先根据并联的两组电池中电芯的温差确定是否启动自加热,避免温差异常情况下自加热引发安全事故的情况。启动自加热后周期性地依据两组电池的温升情况控制自加热,能避免因温升异常而引发的安全事故,提高自加热的安全性。还可以周期性地依据两组电池中最低电芯温度调整自加热电流频率,避免因自加热电流频率过大导致电芯析锂。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体涉及一种电池自加热控制方法、设备及存储介质。
背景技术
目前电池已经被广泛应用于多个领域,如应用于电动交通工具领域。然而,在低温环境下电池的充放电性能有很大程度的衰减,需要对电池进行加热。
相关技术中通过对电池进行充放电以实现电池自加热,但在自加热过程中电池内各电芯可能会出现温升速度不同的情况,电芯间温升速度差异过大可能会引发安全事故。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池自加热控制方法、设备及存储介质,能够解决现有技术在电池自加热过程中电芯温升速度差异过大而引发安全事故的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
本申请实施例的第一方面,提供一种电池自加热控制方法,应用于电池自加热的充放电电路,所述充放电电路包括并联的第一组电池和第二组电池;所述方法包括:
根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,控制是否启动所述第一组电池和所述第二组电池的自加热过程;
响应于启动自加热过程,周期性地根据所述第一组电池的第一温升值和所述第二组电池的第二温升值控制所述自加热过程。
本申请实施例根据并联的两组电池的电芯温度来确定是否启动自加热过程,在电芯温度异常的情况下不启动自加热,避免在电芯温度异常的情况下自加热而引发安全事故的情况发生。在启动自加热过程后,周期性地依据两组电池的温升情况来控制自加热过程,能够依据电池的温升情况控制自加热过程继续进行或停止,可以避免因电池温升异常而引发安全事故的情况,提高电池低温自加热的安全性,避免因自加热损坏电池,延长电池的使用寿命。
在一些实施例中,所述根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,控制是否启动所述第一组电池和所述第二组电池的自加热过程,包括:
根据当前所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,判断当前是否满足预设的自加热启动条件;
响应于满足所述自加热启动条件,控制启动所述第一组电池和所述第二组电池的自加热过程。
在该实施例中,依据两组电池的电芯温度是否满足预设的自加热启动条件来判断是否启动自加热过程,能够避免电芯温度异常情况下启动自加热而损害电池的情况发生。而且预设的自加热启动条件是预先配置在控制器中的,可以通过修改自加热启动条件来方便地实现不同的自加热启动控制策略,使得不同地域或不同季节等不同使用场景下,可以通过修改自加热启动条件来灵活地、因地适宜地实现电池自加热启动的控制。
在一些实施例中,所述根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,判断当前是否满足预设的自加热启动条件,包括:
从所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度中,确定出当前最低的电芯温度;
若所述最低的电芯温度小于预设温度阈值,则确定当前满足预设的自加热启动条件。
在该实施例中,依据第一组电池和第二组电池中检测的所有电芯温度中的最小值是否小于预设温度阈值来确定是否启动自加热,在最低的电芯温度小于预设温度阈值的情况下,才确定满足自加热启动条件,后续才会启动自加热。实现在小于预设温度阈值的低温环境下才对第一组电池和第二组电池进行自加热,以提高第一组电池和第二组电池的温度,缓解电池在低温下充放电性能下降的问题。而在大于或等于预设温度阈值的情况下不启动自加热,避免在环境温度对电池性能影响较小的情况下进行自加热影响电池的正常使用,也避免在环境温度不低的情况下对电池自加热导致电池温度过高而产生安全隐患的情况。
在一些实施例中,所述方法还包括:
确定所述第一组电池的所有电芯温度中的最大值与最小值之间的第一温差;
确定所述第二组电池的所有电芯温度中的最大值与最小值之间的第二温差;
若所述最低的电芯温度小于所述预设温度阈值,且所述第一温差和所述第二温差均小于等于预设温差阈值,则确定当前满足预设的自加热启动条件。
在该实施例中,在最低的电芯温度小于预设温度阈值的同时,还需要每组电池的电芯温差均小于等于预设温差阈值,才确定满足自加热启动条件,后续才会启动自加热。既确保当前电池处于小于预设温度阈值的低温环境下,又确保每组电池的电芯间温度差异在一定范围内,从而确保每组电池本身不存在问题,之后才对第一组电池和第二组电池进行自加热,避免电池中电芯温度差异过大的情况下进行自加热引发安全事故的情况,提高电池自加热的安全性。
在一些实施例中,所述周期性地根据所述第一组电池的第一温升值和所述第二组电池的第二温升值控制所述自加热过程,包括:
获取当前周期所述第一组电池对应的第一温升区间及所述第二组电池对应的第二温升区间;
若当前周期所述第一组电池的第一温升值属于所述第一温升区间,且所述第二组电池的第二温升值属于所述第二温升区间,且所述第一温升值和所述第二温升值均大于等于预设温差阈值,则控制继续进行下一周期的自加热过程,否则控制停止自加热。
在该实施例中,在自加热过程中周期性地判断第一组电池和第二组电池是否出现温升异常的情况,只有在确定第一组电池和第二组电池的温升情况均正常的情况下才继续进行下一周期的自加热。若第一组电池或第二组电池温升异常,则停止自加热。如此在自加热过程中周期性地监测第一组电池和第二组电池的温升情况,一旦监测到温升异常,立即停止自加热,避免温升异常的情况下仍继续自加热而引发安全事故,提高自加热过程中的安全性。
在一些实施例中,所述获取当前周期所述第一组电池对应的第一温升区间及所述第二组电池对应的第二温升区间,包括:
根据当前周期所述第一组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,获取当前周期所述第一组电池对应的第一温升区间;
根据当前周期所述第二组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,获取当前周期所述第二组电池对应的第二温升区间。
在该实施例中,依据每组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,来获取每组电池当前周期分别对应的温升区间。如此每个周期每组电池对应的温升区间均不同,温升区间与当前周期电池最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者以及当前周期的时长相关,实现周期性地依据每组电池的电芯温度监控每组电池的温升情况,从而依据每组电池的温升情况来控制自加热过程,对自加热过程中每组电池的温升监控更加精细,能够有效监测出温升异常情况,进而在温升异常时停止自加热,提高自加热过程的安全性。
在一些实施例中,所述周期性地根据所述第一组电池的第一温升值和所述第二组电池的第二温升值控制所述自加热过程,还包括:
在当前周期采集所述第一组电池的第一电芯温度以及所述第二组电池的第二电芯温度,所述第一电芯温度为所述第一组电池的电芯温度中的最小值或最大值,所述第二电芯温度为所述第二组电池的电芯温度中的最小值或最大值;
获取所述第一组电池在上一周期的第一电芯温度,以及所述第二组电池在上一周期的第二电芯温度;
计算当前周期的第一电芯温度与上一周期的第一电芯温度的差值,得到当前周期所述第一组电池的第一温升值;
计算当前周期的第二电芯温度与上一周期的第二电芯温度的差值,得到当前周期所述第二组电池的第二温升值。
在该实施例中,将当前周期第一组电池的最低电芯温度及上一周期第一组电池的最低电芯温度的差值作为当前周期第一组电池的第一温升值。或者,将当前周期第一组电池的最高电芯温度及上一周期第一组电池的最高电芯温度的差值作为当前周期第一组电池的第一温升值。按照同样地方式计算得到当前周期第二组电池的第二温升值。周期性地精确计算每组电池的温升值,进而依据温升值来判断每组电池是否温升异常,实现了电池自加热过程中的温升保护策略,提高了电池自加热的安全性。
在一些实施例中,所述方法还包括:
响应于启动自加热过程,周期性地根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,调整自加热过程中的自加热电流频率。
在该实施例中,电芯温度与自加热电流频率存在一定的关系,电芯温度越低,单个充电周期内就越容易析锂,因此温度越低,就需要缩短单个自加热周期来避免析锂,因此自加热电流频率就会变高。在自加热过程中周期性地依据每组电池的电芯温度调整自加热电流频率,能够使每个周期的自加热电流频率与每个周期的电芯温度相适应,利用适配的自加热电流频率进行自加热,能够有效减少甚至避免电池在自加热过程中的充电阶段出现析锂的情况。
在一些实施例中,所述周期性地根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,调整自加热过程中的自加热电流频率,包括:
从当前周期所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度中,确定出当前周期最低的电芯温度;
获取当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率,以获取的所述自加热电流频率进行下一周期的自加热。
在该实施例中,以当前周期中第一组电池和第二组电池中检测的所有电芯温度中的最小值来获取下一周期的自加热电流频率,如此确定的自加热电流频率与当前所有电池中的最低电芯温度相适配,以该自加热电流频率进行下一周期的自加热,能够确保温度最低的电芯不会出现析锂情况,而温度最低的电芯不会析锂,则温度高于该最低电芯温度的其他电芯更加不会出现析锂情况,避免了在自加热过程中出现析锂问题,提高了自加热过程的安全性,减少自加热过程对应电池使用寿命的影响。
在一些实施例中,所述获取当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率,包括:
从预设的电芯温度-电流频率表中查询当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率;或者,
根据当前周期最低的电芯温度,通过预设函数计算自加热电流频率。
在该实施例中,通过预设的电芯温度-电流频率表以查表的方式来确定当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率,能够快速地确定出自加热电流频率。而通过预设函数计算自加热电流频率,仅存储预设函数即可,占用的存储空间少,且计算准确,能快速得到当前周期的自加热电流频率。
本申请实施例的第二方面,提供一种计算设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现如上述第一方面所述的方法。
本申请实施例的第三方面,提供一种用电设备,包括上述第二方面所述的计算设备和电池自加热的充放电电路,所述充放电电路包括并联的第一组电池和第二组电池。
本申请实施例的第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行,以实现上述第一方面所述的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者,部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本申请实施例了解。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请一些实施方式的充放电电路的结构框图。
图2示出了本申请一些实施方式的电池自加热控制方法的流程图。
图3示出了本申请一些实施方式的充放电电路的电路图。
图4示出了本申请另一些实施方式的充放电电路的电路图。
图5示出了本申请一些实施方式的电池自加热装置的结构框图。
图6示出了本申请一些实施方式的计算设备的结构框图。
图7示出了本申请一些实施方式的计算机可读存储介质的示意图。
本申请的目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,电池被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。在电动交通供给、军事装备、航空航天等领域中,通常通过电池来提供动力。而由于电池的电化学特性,在低温环境下电池的充放电能力被大大限制,严重影响客户冬季使用体验。因此,为了能够正常使用电池,需要在低温环境下为电池进行加热。
相关技术中通过对电池进行充放电以实现电池自加热,对于由多个电池串联或并联组成的储能电池,在低温自加热过程中,不同电池由于初始温度不同、电池健康状态不同、荷电量等初始参数不同,会出现温升速度不同的问题,温升速度差异过大,说明电池或者自加热***出现问题,继续进行自加热有可能会引发安全事故。然而,本申请的发明人发现相关技术中缺乏在电池自加热过程中根据电芯温升情况来控制自加热的技术方案,导致无法及时发现和避免自加热过程中由于温升差异过大而引发的安全隐患。
基于此,本申请发明人进行深入研究,设计了一种电池自加热控制方法,该方法应用于电池自加热的充放电电路,该充放电电路中包括并联的第一组电池和第二组电池,根据第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度,控制是否启动第一组电池和第二组电池的自加热过程;响应于启动自加热过程,周期性地根据第一组电池的第一温升值和第二组电池的第二温升值控制自加热过程。
根据并联的两组电池的电芯温度来确定是否启动自加热过程,在电芯温度异常的情况下不启动自加热,避免在电芯温度异常的情况下自加热而引发安全事故的情况发生。在启动自加热过程后,周期性地依据两组电池的温升情况来控制自加热过程,能够依据电池的温升情况控制自加热过程继续进行或停止,可以避免因电池温升异常而引发安全事故的情况,提高电池低温自加热的安全性,避免因自加热损坏电池,延长电池的使用寿命。
本申请实施例中的电池可以为锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池等,在此不做限定。从规模而言,本申请实施例中的电池可以为电芯单体,也可以是电池模组或电池包,在此不做限定。从应用场景而言,电池可应用于汽车、轮船等动力装置内。比如,可以应用于动力汽车内,为动力汽车的电机供电,作为电动汽车的动力源。电池还可为电动汽车中的其他用电器件供电,比如为车内空调、车载播放器等供电。
本申请实施例提供的电池自加热控制方法可以应用于任意低温场景下对电池自加热过程进行控制,例如在冬季对电池进行自加热控制,在北极或南极等严寒地带对电池进行自加热控制,或者在高空低温状态下对电池进行自加热控制,等等。
本申请实施例提供的电池自加热控制方法应用于电池自加热的充放电电路,该充放电电路包括并联的第一组电池和第二组电池。其中,第一组电池和第二组电池均可以包括一个或多个电池。在第一组电池包括多个电池的情况下,这多个电池可以采用串联或并联的方式连接。第二组电池包括多个电池的情况下,同样这多个电池可以串联或并联连接。
除并联的第一组电池和第二组电池外,该充放电电路还包括自加热模块和控制器,自加热模块与第一组电池和第二组电池并联,控制器分别与自加热模块、第一组电池和第二组电池通信连接。在低温环境下通过控制器控制自加热模块与第一组电池和第二组电池之间形成交替切换地充电回路和放电回路,从而产生流经第一组电池和第二组电池的交变电流,使第一组电池和第二组电池的内阻发热,达到对第一组电池和第二组电池进行自加热的目的。
在一个示例中,图1示出了充放电电路的一种示意图,该充放电电路包括动力电池组01、动力电池组02、自加热模块、BMS1、BMS2和自加热控制器。
其中,动力电池组01相当于上述第一组电池,动力电池组02相当于上述第二组电池,BMS(Battery Management System,电池管理***)1、BMS2和自加热控制器相当于上述控制器。动力电池组01、动力电池组02、自加热模块三者并联,BMS1分别与动力电池组01和自加热控制器通信连接,BMS2分别与动力电池组02和自加热控制器通信连接,自加热控制器还与自加热模块通信连接。图1中实线为功率线路,即电连接。虚线为通讯线路,即通信连接。
上述动力电池组01和动力电池组02分别由多个电池包并联而成,该电池包可以是储能电池或者其他直流电源。BMS1和BMS2分别用于控制动力电池组01和动力电池组02,BMS1和BMS2也可以集成为一个BMS。自加热控制器可以是独立的控制器,也可以集成到VCU(Vehicular Communication Unit,整车控制器),还可以与BMS1和BMS2中的至少一个集成为一个部件,此处不进行限制,具体可以根据实际需要进行设置。
通过BMS1、BMS2和自加热控制器控制动力电池组01、动力电池组02与自加热模块之间形成交替切换的充电回路和放电回路,形成流经动力电池组01和动力电池组02的交变电流,使动力电池组01和动力电池组02的内阻发热,达到自加热的效果。
本申请实施例提供的电池自加热控制方法即可以应用于上述图1所示的充放电电路中,如图2所示,在一些实施方式中,本申请实施例提供的电池自加热控制方法具体包括以下步骤:
S10:根据第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度,控制是否启动第一组电池和第二组电池的自加热过程。
本申请实施例的执行主体可以为控制器,该控制器可以包括BMS、VCU或域控制器中的一个或多个。其中,BMS可以为统一控制第一组电池和第二组电池的电池管理***,或者,BMS可以包括分别用于控制第一组电池和第二组电池的两个电池管理***。
第一组电池和第二组电池均可以只包括单体电芯,或者包括多个电芯组成的电池模组或电池包,或者包括串联或并联的多个电池模组或多个电池包。在本申请实施例中,不管包括多少个电池,在构建充放电电路时将所有电池分为两组,即第一组电池和第二组电池,并确保第一组电池和第二组电池并联在充放电电路中。
在一些实现方式中可以在第一组电池中每个电芯处均设置一个温度传感器,通过设置的所有温度传感器分别检测第一组电池中每个电芯的电芯温度。在另一些实现方式中,可以在第一组电池中设置多个温度传感器,温度传感器的数目小于第一组电池中的电芯数目,即存在一个温度传感器对应于多个电芯的情况,通过设置的每个温度传感器检测第一组电池的电芯温度。
对于第二组电池的电芯温度,同样可以是第二组电池中每个电芯的电芯温度,或者可以是通过少于第二组电池中电芯数目的温度传感器检测得到第二组电池的电芯温度。
S20:响应于启动自加热过程,周期性地根据第一组电池的第一温升值和第二组电池的第二温升值控制自加热过程。
在步骤S10控制启动第一组电池和第二组电池的自加热过程后,在整个自加热过程中周期性地依据第一组电池和第二组电池的温升情况进行自加热控制。其中,步骤S20中所说的周期可以是均匀的周期,即每个周期的时长均相等,如每个周期的时长均为20s、30s或40s等。或者,此处周期也可以是不均匀的周期,即每隔周期的时长可以不相等,如第一个周期的时长为20s,第二个周期的时长为30s,第三个周期的时长为40s,等等。
上述第一组电池的第一温升值可以为第一组电池在当前周期的电芯温度与上一周期的电芯温度之间的差值,该差值能够体现经过当前周期的自加热后第一组电池的温度升高情况。同样地,第二组电池的第二温升值可以为第二组电池在当前周期的电芯温度与上一周期的电芯温度之间的差值。
通过上述步骤S10和S20在启动充放电电路进行充放电之前,先根据并联的两组电池的电芯温度来确定是否启动自加热过程,避免在电芯温度异常的情况下自加热而引发安全事故的情况发生。若启动自加热,则周期性地依据两组电池的温升情况来控制自加热过程,能够依据电池的温升情况控制自加热过程继续进行或停止,避免因电池温升异常而引发安全事故的情况,提高电池低温自加热的安全性,避免因自加热损坏电池。
在本申请的另一些实施例中,上述步骤S10具体可以包括以下步骤:
S101:根据当前第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度,判断当前是否满足预设的自加热启动条件。
本申请实施例在控制器中预先配置了预设的自加热启动条件,在电池的日常使用过程中控制器实时或周期性地获取第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度,每次获取了第一组电池和第二组电池的电芯温度,都判断当前的电芯温度是否满足预设的自加热启动条件。若不满足,则确定不启动自加热,后续继续监测第一组电池和第二组电池的电芯温度是否满足自加热启动条件。若判断出当前的电芯温度满足预设的自加热启动条件,则执行步骤S102来开启自加热过程。
S102:响应于满足自加热启动条件,控制启动第一组电池和第二组电池的自加热过程。
若第一组电池和第二组电池的电芯温度满足自加热启动条件,则控制充放电电路开始充放电,以对第一组电池和第二组电池进行自加热。
依据两组电池的电芯温度是否满足预设的自加热启动条件来判断是否启动自加热过程,能够避免电芯温度异常情况下启动自加热而损害电池的情况发生。而且预设的自加热启动条件是预先配置在控制器中的,可以通过修改自加热启动条件来方便地实现不同的自加热启动控制策略,使得不同地域或不同季节等不同使用场景下,可以通过修改自加热启动条件来灵活地、因地适宜地实现电池自加热启动的控制。
在一种实现方式中,上述预设的自加热启动条件可以包括充放电电路中电池最低的电芯温度小于预设温度阈值,该预设温度阈值可以为需要对电池进行低温自加热的较低温度,可以通过大量试验测试出导致电池充放电性能大幅下降的温度,将测试出的温度设置为预设温度阈值。预设温度阈值可以为0℃、-3℃、-5℃等,本申请实施例并不限制预设温度阈值的具体取值,实际应用中可根据需求进行设定。
具体地,从第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度中,确定出当前最低的电芯温度,该最低的电芯温度为第一组电池和第二组电池中检测到的所有电芯温度中的最小值。件该最低的电芯温度与预设自加热启动条件中的预设温度阈值进行比较,若比较出最低的电芯温度大于等于该预设温度阈值,则表明当前电芯温度尚未达到使电池充放电性能大幅下降的较低温度,因此继续监测两组电池的电芯温度是否满足预设的自加热启动条件。若比较出当前最低的电芯温度小于预设温度阈值,则确定电池当前处于对电池充放电性能影响很大的低温环境中,确定当前满足预设的自加热启动条件,控制充放电电路启动自加热过程。
依据第一组电池和第二组电池中检测的所有电芯温度中的最小值是否小于预设温度阈值来确定是否启动自加热,在最低的电芯温度小于预设温度阈值的情况下,才确定满足自加热启动条件,后续才会启动自加热。实现在小于预设温度阈值的低温环境下才对第一组电池和第二组电池进行自加热,以提高第一组电池和第二组电池的温度,缓解电池在低温下充放电性能下降的问题。而在大于或等于预设温度阈值的情况下不启动自加热,避免在环境温度对电池性能影响较小的情况下进行自加热影响电池的正常使用,也避免在环境温度不低的情况下对电池自加热导致电池温度过高而产生安全隐患的情况。
在本申请实施例的另一种实现方式中,预设的自加热启动条件除包括上述最低的电芯温度小于预设温度阈值以外,还可以包括每组电池的温差均小于等于预设温差阈值。该预设温差阈值可以是根据电池特性设定的值,用于表示处于相同外部环境下的一组电池中各电芯温度所允许的最大温差,若处于相同外部环境下的一组电池中电芯温度差异大于该预设温差阈值,则表明该组电池本身可能存在一些问题而不适合进行低温自加热。该预设温差阈值可以为10℃、15℃或20℃等。本申请实施例并不限制预设温差阈值的具体取值,实际应用中可根据需求进行设定。
具体地,控制器获取到当前第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度后,除确定出最低的电芯温度,比较最低的电芯温度与预设温度阈值外,还从第一组电池中检测的所有电芯温度中确定出最大值和最小值,计算最大值和最小值之差,得到第一组电池对应的第一温差。同样地,确定第二组电池的所有电芯温度中的最大值与最小值之间的第二温差。分别比较第一温差和第二温差与预设温差阈值的大小关系。若比较出第一组电池和第二组电池中所有电芯温度中最低的电芯温度小于预设温度阈值,且第一温差和第二温差均小于等于预设温差阈值,则确定当前满足预设的自加热启动条件。若最低的电芯温度大于或等于预设温度阈值,或者第一温差和第二温差中的至少一个大于预设温差阈值,则确定当前不满足预设的自加热启动条件。
在本申请的一些实施例中,若因第一温差和第二温差中的至少一个大于预设温差阈值而确定当前不满足预设的自加热启动条件的,控制器还可以向其上级控制单元发送自加热异常信息,该自加热异常信息用于提示哪一组电池的温差大于预设温差阈值。该自加热异常信息可以是以声音信号、光信号等形式发出,以提醒用户当前因电池温差异常而无法启动自加热,以使用户及时检查各组电池是否存在故障。
控制器的上级控制单元可以与控制器设置在同一用电设备中,如若控制器为BMS,则其上级控制单元可以为VCU。或者,控制器的上级控制单元还可以为与该控制器所在的用电设备相独立的其他设备,如上级控制单元可以为用户的手机或电脑等终端,或者上级控制单元可以为该控制器所在用电设备对应的服务器,等等。
在最低的电芯温度小于预设温度阈值的同时,还需要每组电池的电芯温差均小于等于预设温差阈值,才确定满足自加热启动条件,后续才会启动自加热。既确保当前电池处于小于预设温度阈值的低温环境下,又确保每组电池的电芯间温度差异在一定范围内,从而确保每组电池本身不存在问题,之后才对第一组电池和第二组电池进行自加热,避免电池中电芯温度差异过大的情况下进行自加热引发安全事故的情况,提高电池自加热的安全性。
通过上述任一实施例确定启动对第一组电池和第二组电池的自加热过程时,控制器执行步骤S20的操作,即响应于启动自加热过程,周期性地根据第一组电池的第一温升值和第二组电池的第二温升值控制自加热过程。由于每个周期的控制过程均相同,因此本申请仅以当前周期为例来说明依据电池的温升情况控制自加热的过程。具体地,步骤S20具体包括以下步骤:
S201:获取当前周期第一组电池对应的第一温升区间及第二组电池对应的第二温升区间。
其中,第一温升区间为当前周期第一组电池所允许的温升范围,若经过当前周期的自加热,第一组电池的温升值处于第一温升区间内,则表明第一组电池的电芯温度变化正常,若第一组电池的温升值不位于第一温升区间内,则表明第一组电池出现了温升异常的情况。相似地,第二温升区间为当前周期第二组电池所允许的温升范围。
S202:若当前周期第一组电池的第一温升值属于第一温升区间,且第二组电池的第二温升值属于第二温升区间,且第一温升值和第二温升值均大于等于预设温差阈值,则控制继续进行下一周期的自加热过程,否则控制停止自加热。
控制器获得当前周期第一组电池的第一温升值和第二组电池的第二温升值,并确定出当前周期第一组电池对应的第一温升区间以及第二组电池对应的第二温升区间后,判断第一组电池的第一温升值是否位于第一温升区间内,以及判断第二组电池的第二温升值是否位于第二温升区间内,同时还判断第一温升值和第二温升值是否均大于等于预设温差阈值。
若判断出第一温升值属于第一温升区间,且第二组电池的第二温升值属于第二温升区间,且第一温升值和第二温升值均大于等于预设温差阈值,则表明当前周期第一组电池和第二组电池的温升情况均正常,控制继续进行下一周期的自加热过程。否则表明第一组电池和/或第二组电池出现温升异常情况,此时控制停止自加热过程。
若判断出第一温升值不属于第一温升区间,或者第二组电池的第二温升值不属于第二温升区间,或者第一温升值和/或第二温升值小于预设温差阈值,控制还会向其上级控制单元发送温升异常信息,该温升异常信息用于提示哪组电池出现温升异常的情况。可以是以声音信号、光信号等形式发送该温升异常信息,以提醒用户当前出现温升异常而停止自加热,以使用户及时检查充放电电路是否存在故障。
在自加热过程中周期性地判断第一组电池和第二组电池是否出现温升异常的情况,只有在确定第一组电池和第二组电池的温升情况均正常的情况下才继续进行下一周期的自加热。若第一组电池或第二组电池温升异常,则停止自加热。如此在自加热过程中周期性地监测第一组电池和第二组电池的温升情况,一旦监测到温升异常,立即停止自加热,避免温升异常的情况下仍继续自加热而引发安全事故,提高自加热过程中的安全性。
对于步骤S201中当前周期第一组电池对应的第一温升区间及第二组电池对应的第二温升区间,具体通过如下方式来获取:
根据当前周期第一组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,获取当前周期第一组电池对应的第一温升区间;以及,根据当前周期第二组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,获取当前周期第二组电池对应的第二温升区间。
本申请实施例在控制器中预先配置了电芯温度、加热时长与温升区间的映射关系。该映射关系中的电芯温度可以包括最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者。表1示出了最低电芯温度、加热时长及温升区间之间的映射关系,表1只作为一种示例,实际应用中可根据需求来配置该映射关系。
表1
最低电芯温度 | 加热时长 | 温升区间 |
-30 | 60s | [6,4] |
-20 | 60s | [5,3] |
-10 | 60s | [4,2] |
…… | …… | …… |
获取到当前周期第一组电池的电芯温度后,从获取的电芯温度中确定出最低电芯温度和/或最高电芯温度。其中,可以在当前周期开始时获取第一组电池的电芯温度,确定当前周期开始时第一组电池的最低电芯温度和/或最高电芯温度。若配置的上述映射关系中的电芯温度只涉及最低电芯温度,则只确定第一组电池的最低电芯温度即可。若上述映射关系中电芯温度只涉及最高电芯温度,则只确定第一组电池的最高电芯温度即可。若上述映射关系中电芯温度包括最低电芯温度和最高电芯温度,则需确定第一组电池的最低电芯温度和最高电芯温度。同样地,获取到当前周期第二组电池的电芯温度后,也确定出第二组电池的最低电芯温度和/或最高电芯温度。
当前周期的时长即为当前周期对第一组电池和第二组电池进行自加热的加热时长。根据上述确定的第一组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,从预先配置的上述映射关系中查询对应的温升区间,将查到的温升区间确定为第一组电池当前周期对应的第一温升区间。按照同样地方式,依据第二组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,查询出第二组电池当前周期对应的第二温升区间。
按照上述方式获得第一温升区间和第二温升区间之后,即可依据当前周期第一组电池的第一温升值、第二组电池的第二温升值及第一温升区间和第二温升区间,来确定是否出现温升异常情况。
依据每组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,来获取每组电池当前周期分别对应的温升区间。如此每个周期每组电池对应的温升区间均不同,温升区间与当前周期电池最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者以及当前周期的时长相关,实现周期性地依据每组电池的电芯温度监控每组电池的温升情况,从而依据每组电池的温升情况来控制自加热过程,对自加热过程中每组电池的温升监控更加精细,能够有效监测出温升异常情况,进而在温升异常时停止自加热,提高自加热过程的安全性。
在每个周期中依据第一组电池的第一温升值和第二组电池的第二温升值来控制自加热过程之前,还需要计算第一组电池的第一温升值和第二组电池的第二温升值,具体通过如下方式进行计算:
在当前周期采集第一组电池的第一电芯温度以及第二组电池的第二电芯温度,第一电芯温度为第一组电池的电芯温度中的最小值或最大值,第二电芯温度为第二组电池的电芯温度中的最小值或最大值;获取第一组电池在上一周期的第一电芯温度,以及第二组电池在上一周期的第二电芯温度;计算当前周期的第一电芯温度与上一周期的第一电芯温度的差值,得到当前周期第一组电池的第一温升值;计算当前周期的第二电芯温度与上一周期的第二电芯温度的差值,得到当前周期第二组电池的第二温升值。
控制器在每个周期均采集第一组电池的第一电芯温度以及第二组电池的第二电芯温度,第一电芯温度为第一组电池的电芯温度中的最小值或最大值,第二电芯温度为第二组电池的电芯温度中的最小值或最大值。具体可以采集每个周期开始时第一组电池的第一电芯温度以及第二组电池的第二电芯温度,每个周期获得第一组电池的第一电芯温度以及第二组电池的第二电芯温度之后,还存储获得的第一电芯温度以及第二电芯温度。
在获得当前周期的第一电芯温度及第二电芯温度之后,获取已存储的上一周期的第一电芯温度及第二电芯温度,计算当前周期的第一电芯温度与上一周期的第一电芯温度的差值,得到当前周期第一组电池的第一温升值。计算当前周期的第二电芯温度与上一周期的第二电芯温度的差值,得到当前周期第二组电池的第二温升值。
将当前周期第一组电池的最低电芯温度及上一周期第一组电池的最低电芯温度的差值作为当前周期第一组电池的第一温升值。或者,将当前周期第一组电池的最高电芯温度及上一周期第一组电池的最高电芯温度的差值作为当前周期第一组电池的第一温升值。按照同样地方式计算得到当前周期第二组电池的第二温升值。周期性地精确计算每组电池的温升值,进而依据温升值来判断每组电池是否温升异常,实现了电池自加热过程中的温升保护策略,提高了电池自加热的安全性。
在本申请的一些实施例中,步骤S10确定启动自加热过程后,控制器响应于启动自加热过程,还周期性地根据第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度,调整自加热过程中的自加热电流频率。
自加热电流频率是指某组电池完成一次充电和放电的自加热周期的时长的倒数。若第一组电池或第二组电池完成一次充电和放电流程的时长为T,则自加热电流频率即为1/T。
在本申请实施例中,调整自加热电流频率的周期,与步骤S20中监控各组电池是否温升异常的周期,这两个周期可以相同也可以不相同。
电芯温度与自加热电流频率存在一定的关系,电芯温度越低,单个充电周期内就越容易析锂,因此温度越低,就需要缩短单个自加热周期来避免析锂,因此自加热电流频率就会变高。在自加热过程中周期性地依据每组电池的电芯温度调整自加热电流频率,能够使每个周期的自加热电流频率与每个周期的电芯温度相适应,利用适配的自加热电流频率进行自加热,能够有效减少甚至避免电池在自加热过程中的充电阶段出现析锂的情况。
由于每个周期调整自加热电流频率的过程均相同,因此仅以当前周期为例来说明具体的调整过程。具体地,从当前周期第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度中,确定出当前周期最低的电芯温度。该最低的电芯温度为第一组电池和第二组电池中检测到的所有电芯温度中的最小值。具体可以从当前周期结束时检测的所有电芯温度中确定出当前周期最低的电芯温度。获取当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率,以获取的自加热电流频率进行下一周期的自加热。
以当前周期中第一组电池和第二组电池中检测的所有电芯温度中的最小值来获取下一周期的自加热电流频率,如此确定的自加热电流频率与当前所有电池中的最低电芯温度相适配,以该自加热电流频率进行下一周期的自加热,能够确保温度最低的电芯不会出现析锂情况,而温度最低的电芯不会析锂,则温度高于该最低电芯温度的其他电芯更加不会出现析锂情况,避免了在自加热过程中出现析锂问题,提高了自加热过程的安全性,减少自加热过程对应电池使用寿命的影响。
在一些实现方式中,可以预先在控制器中配置预设的电芯温度-电流频率表。确定出当前周期的最低电芯温度后,可以从该电芯温度-电流频率表中查询出对应的电流频率,将查到的电流频率作为下一周期的自加热电流频率。电芯温度-电流频率表如表2所示,表2仅作为一种示例,实际应用中可根据需求来设置电芯温度-电流频率表。
表2
电芯温度 | 自加热电流频率 |
-30 | 1000Hz |
-20 | 500Hz |
-10 | 100Hz |
…… | …… |
通过预设的电芯温度-电流频率表以查表的方式来确定当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率,能够快速地确定出自加热电流频率。
在另一些实现方式中,还可以在控制器中配置用于计算自加热电流频率的的预设函数,可以依据大量试验测试得到最低的电芯温度与允许的最低的自加热电流频率之间的多组数对,依据得到的多组数对拟合电芯温度与自加热电流频率之间的函数关系式,将该函数关系式配置为预设函数。获取到当前周期最低的电芯温度后,将该最低的电芯温度代入预设函数,计算得到对应的自加热电流频率。
其中,预设函数也可以不通过上述最低的电芯温度与允许的最低的自加热电流频率的数据进行拟合得到,也可以是通过其他方式构建该预设函数,本申请实施例对此不作限制。
通过预设函数计算自加热电流频率,仅存储预设函数即可,占用的存储空间少,且计算准确,能快速得到当前周期的自加热电流频率。
在本申请实施例中,启动自加热之前,先根据并联的两组电池的电芯温度来确定是否启动自加热过程,可以基于每组电池中电芯的温差来确定是否启动自加热,以避免在电芯温差异常的情况下自加热而引发安全事故的情况发生。若启动自加热,则周期性地依据两组电池的温升情况来控制继续自加热或停止自加热,能够避免因电池温升异常而引发安全事故的情况,提高电池低温自加热的安全性,避免因自加热损坏电池。且在自加热过程中,还可以周期性地依据两组电池中最低的电芯温度来调整自加热电流频率,避免因自加热电流频率过大导致电芯析锂的情况发生,进一步提高电池自加热的安全性。
为了便于理解本申请实施例提供的电池自加热控制方法,下面结合附图以一个具体示例进行说明,如图1所示的充放电电路,自加热控制方法包括以下步骤:
1)BMS1实时检测动力电池组01的电芯温度,并记录检测到的电芯温度中的最低温度T1min和最大温度T1max,BMS2实时检测动力电池组02的电芯温度,并记录检测到的各电芯温度中的最低温度T2min和最高温度T2max;
2)启动自加热功能前,自加热控制器获取当前动力电池组01的最低温度T1min和最大温度T1max,获取动力电池组02的最低温度T2min和最大温度T2max,如果T1max-T1min≤ΔT0且T2max-T2min≤ΔT0,那么可以正常启动低温自加热功能,启动充放电过程,否则自加热控制器就取消自加热,并向整车控制器或其他更上层的控制单元发送自加热异常信息。其中,ΔT0为基于电池特性预先设置的预设温差阈值,若某组电池的最大温度与最低温度之间的温差大于ΔT0,则表明该组电池本身存在一些问题,不适合进行低温自加热。
3)自加热功能启动后,在自加热过程中,自加热控制器周期性地(该周期可以不是固定的,比如第一次获取周期是30秒,而下个周期可能就是20或40秒)获取动力电池组01的T1min’、T1max’和动力电池组02的T2min’、T2max’,如果ΔT1min’≤T1min’-T1min≤ΔT1max’,且ΔT2min’≤T2min’-T2min≤ΔT2max’,那么自加热控制器控继续根据上层控制单元的需求指令来执行自加热动作,否则停止自加热,并向整车控制器或其他更上层的控制单元发送自加热异常信息。
其中,ΔT1min’、ΔT1max’、ΔT2min’、ΔT2max’是预先设定并存储在BMS或者自加热控制器中的,这些值和当前周期内电池的电芯温度有一份对应关系表格,即预设映射关系表。例如,动力电池组01的当前周期的最低电芯温度为-22℃,最高电芯温度为-20℃,那么自加热60秒后,ΔT1min’和ΔT1max’可以分别取值为3℃和5℃;再比如动力电池组01的当前周期的最低电芯温度为-7℃,最高电芯温度为-5℃,那么自加热60秒后,ΔT1min’和ΔT1max’可以分别取值为1℃和3℃。
4)在自加热过程中,自加热控制器还可以周期性地对比每个周期中动力电池组01的最低电芯温度T1min和动力电池组02的最低电芯温度T2min,从中确定出最低值,查查询电芯温度-电流频率表(电池出厂前标定并写入BMS)或者计算得到该最低值下所允许的自加热电流频率,依据当前周期的最低电芯温度获得自加热电流频率后,依据该自加热电流频率控制进行下一周期的自加热。
下面结合具体的充放电电路的电路图,来说明电动汽车的电池自加热过程中的充放电控制流程。图3示出了一种充放电电路的电路示意图,该充放电电路可以包括动力电池组1、动力电池组2、电机、储能电感L1、开关模块V1~V8和控制器。
其中,电机可以是三相电机,如图3中示出了电机的三相绕组A1、B1和C1。开关模块包括第一桥臂组(V1~V6)和第二桥臂组(V7~V8),该第一桥臂组和第二桥臂组中的每个桥臂分别包括上桥臂和下桥臂,第一桥臂组中的每个桥臂的上桥臂和下桥臂的连接点一一对应地与电机的每个绕组相连。第二桥臂组中的每个桥臂的上桥臂和下桥臂的连接点一一对应地与储能电感L1相连,第一桥臂组和第二桥臂组均与动力电池组1和2并联。
储能电感L1的感量需要适配动力电池组1和2的充放电性能和速热工况需求,其最小感量为0H(即直流导线)。储能电感L1也可以是另一个三相电机的至少一个绕组线圈,这种情况下的具体连接关系如图4,当储能电感L1被替换为另一三相电机的三个绕组时,那么图3中的第二桥臂组的上桥臂就相当于图4中的V7~V9,图3中的第二桥臂组的下桥臂相当于图4中的V10~V12,在图5中右侧的三相电机的绕组就相当于图4中的储能电感L1。
基于上述图3和图4所示的充放电电路来说明电池自加热的控制过程。在用电设备的使用过程中,电动汽车中MCU(Motor control unit)电机控制器采集电机数据,包括但不限于电压、电流、温度等数据,判断电机是否处于静止状态以及是否满足加热条件;在VCU需要时,MCU向VCU发送自检状态。
BMS采集各组电池的电芯温度、SOC等数据,并依据这些数据判断是否满足自加热启动条件。若各组电池的SOC大于阈值,且各组电池的电芯温度中的最小值小于预设温度阈值,且每组电池的电芯温度中的最大值与最小值之间的温差均小于等于预设温差阈值,则确定满足自加热启动条件,发送加热请求给VCU。
VCU根据BMS发送的加热请求以及MCU发送的电机工作状态,判断是否开启对电池进行自加热。若开启,则VCU下发自加热开启指令给控制器。
控制器接收到自加热开启后,控制开关K1断开,K2闭合,使两个电池组并联。控制器发送第一指令,控制第一桥臂的上桥臂导通、下桥臂关断,第二桥臂的上桥臂关断、下桥臂导通,此时动力电池组2对电机的绕组充电。控制器发送第二指令,控制第一桥臂的上桥臂导通、下桥臂关断,第二桥臂的上桥臂导通、下桥臂关断,此时电机绕组中的电能形成的等效电源和动力电池组2串联后一起给电路电池组1充电。控制器发送第三指令,控制第一桥臂的上桥臂关断、下桥臂导通,第二桥臂的上桥臂导通、下桥臂关断,此时动力电池组1对电机的绕组充电。控制器发送第四指令,控制第一桥臂的上桥臂导通、下桥臂关断,第二桥臂的上桥臂导通、下桥臂关断,此时电机绕组中的电能形成的等效电源和电路电池组1串联后一起给动力电池组2充电。控制器重复发送第一指令~第四指令,即可实现对动力电池组1和2的低温自加热。
在上述自加热过程中,控制器定期获取动力电池组1的T1min’和动力电池组2的T1min’,如果ΔT1min’≤T1min’-T1min≤ΔT1max’且ΔT2min’≤T2min’-T2min≤ΔT2max’,且T1min’-T1min≥ΔT0,且T2min’-T2min≥ΔT0,那么控制器继续根据VCU或者BMS的需求指令来执行自加热操作,否则停止自加热,并向VCU发送自加热异常信息。
在上述自加热过程中,控制器还周期性地依据动力电池组1和2中的最低的电芯温度,确定对应的自加热电流频率,依据当前周期确定的自加热电流频率进行下一周期的自加热。
充放电电路的具体电路结构并不限制于图3和4所示的电路结构,实际应用中可以为任意能够实现电池自加热功能的充放电电路结构。
在上述自加热控制过程中,启动自加热之前,先基于每组电池中电芯的温差来确定是否启动自加热,以避免在电芯温差异常的情况下自加热而引发安全事故的情况发生。若启动自加热,则周期性地依据两组电池的温升情况来控制继续自加热或停止自加热,能够避免因电池温升异常而引发安全事故的情况,提高电池低温自加热的安全性,避免因自加热损坏电池。且在自加热过程中,还可以周期性地依据两组电池中最低的电芯温度来调整自加热电流频率,避免因自加热电流频率过大导致电芯析锂的情况发生,进一步提高电池自加热的安全性。
如图5所示,本申请的另一个实施例提供了一种电池自加热控制装置,应用于电池自加热的充放电电路,该充放电电路包括并联的第一组电池和第二组电池;该装置包括:
自加热启动控制模块501,用于根据第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度,控制是否启动第一组电池和第二组电池的自加热过程;
温升控制模块502,用于响应于启动自加热过程,周期性地根据第一组电池的第一温升值和第二组电池的第二温升值控制自加热过程。
自加热启动控制模块501,用于根据当前第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度,判断当前是否满足预设的自加热启动条件;响应于满足自加热启动条件,控制启动第一组电池和第二组电池的自加热过程。
自加热启动控制模块501,用于从第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度中,确定出当前最低的电芯温度;若最低的电芯温度小于预设温度阈值,则确定当前满足预设的自加热启动条件。
自加热启动控制模块501,还用于确定第一组电池的所有电芯温度中的最大值与最小值之间的第一温差;确定第二组电池的所有电芯温度中的最大值与最小值之间的第二温差;若最低的电芯温度小于预设温度阈值,且第一温差和第二温差均小于等于预设温差阈值,则确定当前满足预设的自加热启动条件。
温升控制模块502,用于获取当前周期第一组电池对应的第一温升区间及第二组电池对应的第二温升区间;若当前周期第一组电池的第一温升值属于第一温升区间,且第二组电池的第二温升值属于第二温升区间,且第一温升值和第二温升值均大于等于预设温差阈值,则控制继续进行下一周期的自加热过程,否则控制停止自加热。
温升控制模块502,用于根据当前周期第一组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,获取当前周期第一组电池对应的第一温升区间;根据当前周期第二组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,获取当前周期第二组电池对应的第二温升区间。
温升控制模块502,用于在当前周期采集第一组电池的第一电芯温度以及第二组电池的第二电芯温度,第一电芯温度为第一组电池的电芯温度中的最小值或最大值,第二电芯温度为第二组电池的电芯温度中的最小值或最大值;获取第一组电池在上一周期的第一电芯温度,以及第二组电池在上一周期的第二电芯温度;计算当前周期的第一电芯温度与上一周期的第一电芯温度的差值,得到当前周期第一组电池的第一温升值;计算当前周期的第二电芯温度与上一周期的第二电芯温度的差值,得到当前周期第二组电池的第二温升值。
该装置还包括:电流频率调整模块,用于响应于启动自加热过程,周期性地根据第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度,调整自加热过程中的自加热电流频率。
电流频率调整模块,用于从当前周期第一组电池的电芯温度和第二组电池的电芯温度中,确定出当前周期最低的电芯温度;获取当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率,以获取的自加热电流频率进行下一周期的自加热。
电流频率调整模块,用于从预设的电芯温度-电流频率表中查询当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率;或者,根据当前周期最低的电芯温度,通过预设函数计算自加热电流频率。
本申请实施例提供的电池自加热控制装置与本申请实施例提供的电池自加热控制方法出于相同的发明构思,具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请的另一个实施例提供了一种计算设备,该计算设备可以为BMS、VCU或域控制器等,该计算设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行该程序,以实现上述任一实施方式的电池自加热控制方法。
如图6所示,计算设备10可以包括:处理器100,存储器101,总线102和通信接口103,处理器100、通信接口103和存储器101通过总线102连接;存储器101中存储有可在处理器100上运行的计算机程序,处理器100运行该计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的方法。
其中,存储器101可能包含高速随机存取存储器(RAM:Random Access Memory),也可能还可以包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该***网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中,存储器101用于存储程序,处理器100在接收到执行指令后,执行该程序,前述本申请实施例任一实施方式揭示的方法可以应用于处理器100中,或者由处理器100实现。
处理器100可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器100中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器100可以是通用处理器,可以包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器101,处理器100读取存储器101中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思,具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请的另一个实施例提供了一种用电设备,包括上述实施例提供的计算设备以及电池自加热的充放电电路,该充放电电路包括并联的第一组电池和第二组电池。该用电设备用于针对该充放电电路执行上述任一实施方式的控制方法。
本申请的另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行,以实现上述任一实施方式的控制方法。
参考图7所示,其示出的计算机可读存储介质为光盘20,其上存储有计算机程序(即程序产品),该计算机程序在被处理器运行时,会执行前述任意实施方式所提供的方法。
需要说明的是,计算机可读存储介质的例子还可以包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质,在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思,具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
需要说明的是:
术语“模块”并非意图受限于特定物理形式。取决于具体应用,模块可以实现为硬件、固件、软件和/或其组合。此外,不同的模块可以共享公共组件或甚至由相同组件实现。不同模块之间可以存在或不存在清楚的界限。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示例一起使用。根据上面的描述,构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外,本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白,可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容,并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例仅表达了本申请的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种电池自加热控制方法,其特征在于,应用于电池自加热的充放电电路,所述充放电电路包括并联的第一组电池和第二组电池;所述方法包括:
根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,控制是否启动所述第一组电池和所述第二组电池的自加热过程;
响应于启动自加热过程,周期性地根据所述第一组电池的第一温升值和所述第二组电池的第二温升值控制所述自加热过程;
其中,所述周期性地根据所述第一组电池的第一温升值和所述第二组电池的第二温升值控制所述自加热过程,包括:
获取当前周期所述第一组电池对应的第一温升区间及所述第二组电池对应的第二温升区间;若当前周期所述第一组电池的第一温升值属于所述第一温升区间,且所述第二组电池的第二温升值属于所述第二温升区间,且所述第一温升值和所述第二温升值均大于等于预设温差阈值,则控制继续进行下一周期的自加热过程,否则控制停止自加热。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,控制是否启动所述第一组电池和所述第二组电池的自加热过程,包括:
根据当前所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,判断当前是否满足预设的自加热启动条件;
响应于满足所述自加热启动条件,控制启动所述第一组电池和所述第二组电池的自加热过程。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,判断当前是否满足预设的自加热启动条件,包括:
从所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度中,确定出当前最低的电芯温度;
若所述最低的电芯温度小于预设温度阈值,则确定当前满足预设的自加热启动条件。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
确定所述第一组电池的所有电芯温度中的最大值与最小值之间的第一温差;
确定所述第二组电池的所有电芯温度中的最大值与最小值之间的第二温差;
若所述最低的电芯温度小于所述预设温度阈值,且所述第一温差和所述第二温差均小于等于预设温差阈值,则确定当前满足预设的自加热启动条件。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取当前周期所述第一组电池对应的第一温升区间及所述第二组电池对应的第二温升区间,包括:
根据当前周期所述第一组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,获取当前周期所述第一组电池对应的第一温升区间;
根据当前周期所述第二组电池的最低电芯温度和最高电芯温度中的至少一者、以及当前周期的时长,获取当前周期所述第二组电池对应的第二温升区间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述周期性地根据所述第一组电池的第一温升值和所述第二组电池的第二温升值控制所述自加热过程,还包括:
在当前周期采集所述第一组电池的第一电芯温度以及所述第二组电池的第二电芯温度,所述第一电芯温度为所述第一组电池的电芯温度中的最小值或最大值,所述第二电芯温度为所述第二组电池的电芯温度中的最小值或最大值;
获取所述第一组电池在上一周期的第一电芯温度,以及所述第二组电池在上一周期的第二电芯温度;
计算当前周期的第一电芯温度与上一周期的第一电芯温度的差值,得到当前周期所述第一组电池的第一温升值;
计算当前周期的第二电芯温度与上一周期的第二电芯温度的差值,得到当前周期所述第二组电池的第二温升值。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
响应于启动自加热过程,周期性地根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,调整自加热过程中的自加热电流频率。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述周期性地根据所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度,调整自加热过程中的自加热电流频率,包括:
从当前周期所述第一组电池的电芯温度和所述第二组电池的电芯温度中,确定出当前周期最低的电芯温度;
获取当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率,以获取的所述自加热电流频率进行下一周期的自加热。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述获取当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率,包括:
从预设的电芯温度-电流频率表中查询当前周期最低的电芯温度对应的自加热电流频率;或者,
根据当前周期最低的电芯温度,通过预设函数计算自加热电流频率。
10.一种计算设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现如权利要求1-9中任一所述的方法。
11.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求10所述的计算设备和电池自加热的充放电电路,所述充放电电路包括并联的第一组电池和第二组电池。
12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行,以实现如权利要求1-9中任一所述的方法。
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