动力电池包及其控制方法技术

本公开涉及一种动力电池包及其控制方法。所述动力电池包包括N类电芯，所述N类电芯按次序交替布置，所述N类电芯中的第一类电芯的能量密度大于第二类电芯的能量密度，所述第二类电芯的热稳定性高于所述第一类电芯的热稳定性，其中，N为整数，N≥2。通过上述技术方案，动力电池包内将能量密度和热稳定性具有互补型关系的不同类电芯按次序交替布置，利用这种混搭的方法能够使动力电池包具有比单一使用第一类电芯更优的热稳定性，减少了隔热材料的使用成本，并且具有比单一使用第二类电芯更高的能量密度，对整车的续航表现有一定提升，利用本公开提供的充放电控制方法，能够安全、高效地对上述动力电池包进行充放电。

【技术实现步骤摘要】
动力电池包及其控制方法
本公开涉及动力电池包结构及控制
，具体地，涉及一种动力电池包及其控制方法。
技术介绍
从动力电池包结构布置的差异上划分，通常动力电池包可分为模组方案和无模组方案(CTP)两种。模组方案中，动力电池包设置有电芯、端板、侧板、汇流排、隔热材料等，CTP方案取消了电芯成组的过程，直接将电芯装配到动力电池包壳体内。电芯体系通常为三元或者磷酸铁锂。通常动力电池包内使用同一种电芯，例如，三元电芯或者磷酸铁锂电芯。其中，三元电芯能量密度较高，但热稳定性较差，电芯之间需布置气凝胶等隔热材料来减缓热失控蔓延，来提高整包的安全性，因此，隔热材料用量较大，成本较高。磷酸铁锂电芯热稳定性能较好，但能量密度较低，且电芯容量受温度影响较为明显，车辆冬季续航衰减问题相对严重。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种稳定性较好且能量密度较高的动力电池包及其控制方法。为了实现上述目的，本公开提供一种动力电池包，所述动力电池包包括N类电芯，所述N类电芯按次序交替布置，所述N类电芯中的第一类电芯的能量密度大于第二类电芯的能量密度，所述第二类电芯的热稳定性高于所述第一类电芯的热稳定性，其中，N为整数，N≥2。可选地，所述第一类电芯为三元电芯，所述第二类电芯为磷酸铁锂电芯，或者，所述第一类电芯为三元811电芯，所述第二类电芯为三元523电芯。可选地，所述N类电芯中的电芯单元按次序交替布置，其中，同类电芯中的一个电芯形成一个电芯单元，或者，同类电芯中布置在一起的多个电芯形成一个电芯单元。可选地，同类电芯电连接形成一个电芯模块，所述动力电池包还包括继电器，所述继电器用于将各个电芯模块的正极和负极、电池系统配电盒的正极和负极中的任意二者之间导通和断开。本公开还提供一种上述动力电池包的控制方法，同类电芯电连接形成一个电芯模块，所述方法包括：检测整车的状态；若整车处于行车状态，则控制将N个电芯模块串联后为整车供电；若整车处于制动回馈状态，则控制将N个电芯模块串联后进行回馈；若整车处于插枪充电状态，则根据所述动力电池包的SOC控制所述N个电芯模块中的一个或多个进行充电。可选地，若整车处于行车状态，则控制将N个电芯模块串联后为整车供电，包括：若整车处于行车状态，则确定行车的目标功率；控制所述N个电芯模块串联后以所述行车的目标功率为整车供电。可选地，确定行车的目标功率，包括：根据所述动力电池包的SOC和各个电芯模块的温度，分别确定各个电芯模块的可用放电功率；将各个电芯模块的可用放电功率的最小值作为所述行车的目标功率。可选地，根据所述动力电池包的SOC和各个电芯模块的温度，分别确定各个电芯模块的可用放电功率，包括：在预定的放电对应关系中，将与所述动力电池包的当前SOC和一电芯模块中当前最高的电芯温度这二者对应的放电功率确定为第一放电功率，所述预定的放电对应关系为所述动力电池包的SOC、该电芯模块中的电芯温度以及放电功率这三者之间的对应关系；在所述预定的放电对应关系中，将与所述动力电池包的当前SOC和该电芯模块中当前最低的电芯温度这二者对应的放电功率确定为第二放电功率；将所述第一放电功率和所述第二放电功率中的较小值确定为该电芯模块的可用放电功率。可选地，若整车处于制动回馈状态，则控制将N个电芯模块串联后进行回馈，包括：若整车处于制动回馈状态，则确定制动回馈的目标功率；控制所述N个电芯模块串联后以所述制动回馈的目标功率进行回馈充电。可选地，确定制动回馈的目标功率，包括：根据所述动力电池包的SOC和各个电芯模块的温度，分别确定各个电芯模块的可用回馈功率；将各个电芯模块的可用回馈功率的最小值作为所述制动回馈的目标功率。可选地，根据所述动力电池包的SOC和各个电芯模块的温度，分别确定各个电芯模块的可用回馈功率，包括：在预定的回馈对应关系中，将与所述动力电池包的当前SOC和一电芯模块中当前最高的电芯温度这二者对应的回馈功率确定为第一回馈功率，所述预定的回馈对应关系为所述动力电池包的SOC、该电芯模块中的电芯温度以及回馈功率这三者之间的对应关系；在所述预定的回馈对应关系中，将与所述动力电池包的当前SOC和该电芯模块中当前最低的电芯温度这二者对应的放电功率确定为第二回馈功率；将所述第一回馈功率和所述第二回馈功率中的较小值确定为该电芯模块的可用回馈功率。可选地，若整车处于插枪充电状态，则根据所述动力电池包的SOC控制所述N个电芯模块中的一个或多个进行充电，包括：若整车处于插枪充电状态，则确定所述动力电池包的SOC；若所述动力电池包的SOC小于预定的荷电阈值，则控制所述N个电芯模块串联；确定整车充电的目标功率；控制以所述整车充电的目标功率对所述N个电芯模块进行充电。可选地，确定整车充电的目标功率，包括：根据所述动力电池包的SOC和各个电芯模块的温度，分别确定各个电芯模块的可用充电功率；将各个电芯模块的可用充电功率的最小值作为所述整车充电的目标功率。可选地，根据所述动力电池包的SOC和各个电芯模块的温度，分别确定各个电芯模块的可用充电功率，包括：在预定的充电对应关系中，将与所述动力电池包的当前SOC和一电芯模块中当前最高的电芯温度这二者对应的充电功率确定为第一充电功率，所述预定的充电对应关系为所述动力电池包的SOC、该电芯模块中的电芯温度以及充电功率这三者之间的对应关系；在所述预定的充电对应关系中，将与所述动力电池包的当前SOC和该电芯模块中当前最低的电芯温度这二者对应的充电功率确定为第二充电功率；将所述第一充电功率和所述第二充电功率中的较小值确定为该电芯模块的可用充电功率。可选地，所述方法还包括：若所述动力电池包的SOC大于或等于所述预定的荷电阈值，则控制对所述N个电芯模块的每个电芯模块逐一进行充电。通过上述技术方案，动力电池包内将能量密度和热稳定性具有互补型关系的不同类电芯按次序交替布置，利用这种混搭的方法能够使动力电池包具有比单一使用第一类电芯更优的热稳定性，减少了隔热材料的使用成本，并且具有比单一使用第二类电芯更高的能量密度，对整车的续航表现有一定提升，利用本公开提供的充放电控制方法，能够安全、高效地对上述动力电池包进行充放电。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是一示例性实施例提供的动力电池包的示意图；图2是另一示例性实施例提供的动力电池包的示意图；图3是一示例性实施例提供的动力电池包的控制方法的流程图；图4a是一示例性实施例提供的电池系统配电盒中各个接线头的连接关系的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池包，其特征在于，所述动力电池包包括N类电芯，所述N类电芯按次序交替布置，所述N类电芯中的第一类电芯的能量密度大于第二类电芯的能量密度，所述第二类电芯的热稳定性高于所述第一类电芯的热稳定性，其中，N为整数，N≥2。/n

【技术特征摘要】
1.一种动力电池包，其特征在于，所述动力电池包包括N类电芯，所述N类电芯按次序交替布置，所述N类电芯中的第一类电芯的能量密度大于第二类电芯的能量密度，所述第二类电芯的热稳定性高于所述第一类电芯的热稳定性，其中，N为整数，N≥2。


2.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，所述第一类电芯为三元电芯，所述第二类电芯为磷酸铁锂电芯，或者，所述第一类电芯为三元811电芯，所述第二类电芯为三元523电芯。


3.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，所述N类电芯中的电芯单元按次序交替布置，其中，同类电芯中的一个电芯形成一个电芯单元，或者，同类电芯中布置在一起的多个电芯形成一个电芯单元。


4.根据权利要求1所述的动力电池包，其特征在于，同类电芯电连接形成一个电芯模块，所述动力电池包还包括继电器，所述继电器用于将各个电芯模块的正极和负极、电池系统配电盒的正极和负极中的任意二者之间导通和断开。


5.一种根据权利要求1-4中任一权利要求所述的动力电池包的控制方法，其特征在于，同类电芯电连接形成一个电芯模块，所述方法包括：
检测整车的状态；
若整车处于行车状态，则控制将N个电芯模块串联后为整车供电；
若整车处于制动回馈状态，则控制将N个电芯模块串联后进行回馈；
若整车处于插枪充电状态，则根据所述动力电池包的SOC控制所述N个电芯模块中的一个或多个进行充电。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若整车处于行车状态，则控制将N个电芯模块串联后为整车供电，包括：
若整车处于行车状态，则确定行车的目标功率；
控制所述N个电芯模块串联后以所述行车的目标功率为整车供电。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定行车的目标功率，包括：
根据所述动力电池包的SOC和各个电芯模块的温度，分别确定各个电芯模块的可用放电功率；
将各个电芯模块的可用放电功率的最小值作为所述行车的目标功率。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述动力电池包的SOC和各个电芯模块的温度，分别确定各个电芯模块的可用放电功率，包括：
在预定的放电对应关系中，将与所述动力电池包的当前SOC和一电芯模块中当前最高的电芯温度这二者对应的放电功率确定为第一放电功率，所述预定的放电对应关系为所述动力电池包的SOC、该电芯模块中的电芯温度以及放电功率这三者之间的对应关系；
在所述预定的放电对应关系中，将与所述动力电池包的当前SOC和该电芯模块中当前最低的电芯温度这二者对应的放电功率确定为第二放电功率；
将所述第一放电功率和所述第二放电功率中的较小值确定为该电芯模块的可用放电功率。


9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若整车处于制动回馈状态，则控制将N个电芯模块串联后进行回馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建昌，张海建，杨振宇，许晓丰，马春田，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32