一种动力电池的放电、充电可用功率确定方法技术

本发明专利技术公开了一种动力电池的放电、充电可用功率确定方法，在电动汽车刚启动时，放电/充电可用功率等于短时放电/充电功率；在车辆使用过程中，当放电/充电实际功率大于持续放电/充电功率时，电池极化度增加，当放电/充电实际功率小于持续放电/充电功率时，电池极化度减少；当电池极化度大于或等于100%时，放电/充电可用功率由短时放电/充电功率逐渐等于持续放电/充电功率；当电池极化度等于0%时，放电/充电可用功率由持续放电/充电功率逐渐等于短时放电/充电功率。其能充分发挥动力电池的功率能力，并且提升整车行驶平顺性。并且提升整车行驶平顺性。并且提升整车行驶平顺性。

A method to determine the available power for discharge and charging of power battery

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池的放电、充电可用功率确定方法


[0001]本专利技术属于电池管理系统领域，具体涉及一种动力电池的放电、充电可用功率确定方法。

技术介绍

[0002]动力电池的可用功率(包括充电可用功率和放电可用功率)的准确确定影响着电动汽车的加速、续航里程、行驶平顺性等性能。确定的可用功率偏低，会影响电动汽车的加速性能；确定的可用功率偏高，会导致动力电池过充过放，甚至车辆动力中断；可用功率波动较大，会引起整车行驶不平顺。因此，动力电池的可用功率确定至关重要，但也充满挑战。
[0003]CN110758178A公开了一种新能源汽车行驶有效放电功率切换方法，其通过判断实际放电功率、10s放电功率、警戒放电功率、60s放电功率四者之间的关系，来确定有效放电功率在10s放电功率与60s放电功率之间的切换。当满足条件1(即实际放电功率＞60s放电功率且持续10s)或条件2(即实际放电功率＞警戒放电功率其持续5s)后，有效放电功率(即放电可用功率)由10s放电功率切换为60s放电功率。当满足条件3(即实际放电功率≤60s放电功率且持续5s)后，有效放电功率由60s放电功率切换回10s放电功率。这种方法存在两个缺点：(1)10s放电功率只维持5s就会切换为60s放电功率，动力电池的功率能力未充分发挥，进而导致整车加速性能差；(2)10s放电功率只维持5s就会切换为60s放电功率，有效放电功率切换较频繁，增加了整车行驶平顺性变差风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种动力电池的放电、充电可用功率确定方法，以充分发挥动力电池的功率能力，并且提升整车行驶平顺性。
[0005]T秒放电/充电功率的定义为：动力电池按此功率使用T秒时间后电池刚好达到电压或电流等边界的功率。当T取不同值时，可分别得到短时放电/充电功率、长时放电/充电功率、持续放电/充电功率。
[0006]本专利技术引入了电池极化度，将电池极化度作为放电/充电可用功率切换的判断条件。电池极化度的定义为：当动力电池以大于或等于持续放电/充电功率的T秒放电/充电功率持续使用T1秒后，其电池极化度D∈[0,100％]。当动力电池以小于持续放电/充电功率持续使用T2秒后，电池极化度D将重置为0，T2表示退极化所需时间，可根据电芯实际情况进行标定。举例说明：当动力电池以10秒放电/充电功率持续使用10秒后，其电池极化度同样的，当动力电池先以10秒放电/充电功率持续使用5秒，再以30秒放电/充电功率持续使用15秒后，其电池极化度秒，再以30秒放电/充电功率持续使用15秒后，其电池极化度
[0007]电动汽车实际行驶时，工况复杂多变，动力电池的放电/充电实际功率也变化剧
烈，不能直接使用上述电池极化度计算公式进行计算。为便于在电动汽车的控制器中执行电池极化度的计算，需要将电池极化度计算公式离散化为：D
k+1
＝D
k
+ΔD，依次计算每个时刻的电池极化度。其中，D
k+1
表示t
k+1
时刻的电池极化度，D
k
表示t
k
时刻的电池极化度，表示动力电池以T秒放电/充电功率使用一个周期t
s
后产生的电池极化度的变化量。
[0008]本专利技术所述的动力电池的放电可用功率确定方法，包括：
[0009]步骤一、使k＝1，并将t
k
时刻的电池极化度D
k
置为0，然后执行步骤二。
[0010]步骤二、按照预设的梯度g1使动力电池的放电可用功率逐渐等于动力电池的短时放电功率P
′
ds
，然后执行步骤三。
[0011]步骤三、根据动力电池的放电实际功率P
′
、短时放电功率P
′
ds
和持续放电功率P
′
cx
，计算一个周期t
′
s
内电池极化度的变化量ΔD，然后执行步骤四。
[0012]步骤四、利用公式：D
k+1
＝D
k
+ΔD，计算t
k+1
时刻的电池极化度D
k+1
，然后执行步骤五；其中，t
k+1
＝t
k
+t
′
s
。
[0013]步骤五、判断是否t
k+1
时刻的电池极化度D
k+1
大于或等于100％(即是否D
k+1
≥100％)，如果是，则执行步骤七，否则执行步骤六。
[0014]步骤六、使k累加1，然后返回执行步骤三。
[0015]步骤七、按照预设的梯度g2使动力电池的放电可用功率逐渐等于动力电池的持续放电功率P
′
cx
，然后执行步骤八。
[0016]步骤八、判断是否动力电池的放电实际功率P
′
小于动力电池的持续放电功率P
′
cx
且持续预设的第一时间t
′
thr
，如果是，则返回执行步骤一，否则继续执行步骤八。
[0017]优选的，所述步骤三中计算一个周期t
′
s
内电池极化度的变化量ΔD的方式为：
[0018]先利用动力电池的放电实际功率P
′
在点(P
′
cx
，t
′
cx
)与点(P
′
ds
，t
′
ds
)之间进行线性插值，得到动力电池的放电实际功率P
′
对应的最大可持续时间t
′
，其中，t
′
ds
表示动力电池的短时放电功率P
′
ds
对应的最大可持续时间，t
′
cx
表示动力电池的持续放电功率P
′
cx
对应的最大可持续时间，t
′
ds
≤t
′
≤t
′
cx
。
[0019]然后，利用公式：计算一个周期t
′
s
内电池极化度的变化量ΔD。
[0020]优选的，所述动力电池的放电实际功率P
′
通过如下方式获得：
[0021]先将采集的动力电池的总电压U与总电流I相乘，得到动力电池的实际功率计算值U
×
I。
[0022]然后，利用公式：P
′
＝
‑
min(U
×
I,0)，确定动力电池的放电实际功率P
′
。
[0023]其中，总电流I为负数，min(U
×
I,0)表示取U
×
I与0中的较小值。
[0024]所述动力电池的短时放电功率P
′
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池的放电可用功率确定方法，其特征在于，包括：步骤一、使k＝1，并将t
k
时刻的电池极化度D
k
置为0，然后执行步骤二；步骤二、按照预设的梯度g1使动力电池的放电可用功率逐渐等于其短时放电功率P
′
ds
，然后执行步骤三；步骤三、根据动力电池的放电实际功率P
′
、短时放电功率P
′
ds
和持续放电功率P
′
cx
，计算一个周期t
′
s
内电池极化度的变化量ΔD，然后执行步骤四；步骤四、利用公式：D
k+1
＝D
k
+ΔD，计算t
k+1
时刻的电池极化度D
k+1
，然后执行步骤五；其中，t
k+1
＝t
k
+t
′
s
；步骤五、判断是否t
k+1
时刻的电池极化度D
k+1
大于或等于100％，如果是，则执行步骤七，否则执行步骤六；步骤六、使k累加1，然后返回执行步骤三；步骤七、按照预设的梯度g2使动力电池的放电可用功率逐渐等于其持续放电功率P
′
cx
，然后执行步骤八；步骤八、判断是否动力电池的放电实际功率P
′
小于其持续放电功率P
′
cx
且持续预设的第一时间t
′
thr
，如果是，则返回执行步骤一，否则继续执行步骤八。2.根据权利要求1所述的动力电池的放电可用功率确定方法，其特征在于：所述步骤三中计算一个周期t
′
s
内电池极化度的变化量ΔD的方式为：利用动力电池的放电实际功率P
′
在点(P
′
cx
，t
′
cx
)与点(P
′
ds
，t
′
ds
)之间进行线性插值，得到动力电池的放电实际功率P
′
对应的最大可持续时间t
′
，其中，t
′
ds
表示动力电池的短时放电功率P
′
ds
对应的最大可持续时间，t
′
cx
表示动力电池的持续放电功率P
′
cx
对应的最大可持续时间，t
′
ds
≤t
′
≤t
′
cx
；利用公式：计算一个周期t
′
s
内电池极化度的变化量ΔD。3.根据权利要求2所述的动力电池的放电可用功率确定方法，其特征在于：所述动力电池的放电实际功率P
′
通过如下方式获得：将采集的动力电池的总电压U与总电流I相乘，得到动力电池的实际功率计算值U
×
I；利用公式：P
′
＝
‑
min(U
×
I，0)，确定动力电池的放电实际功率P
′
；其中，总电流I为负数，min(U
×
I，0)表示取U
×
I与0中的较小值；所述动力电池的短时放电功率P
′
ds
通过如下方式获得：根据采集的动力电池的最高温度T
max
、估算的SOC，查询预设的短时放电功率MAP表，获得对应的短时放电功率根据采集的动力电池的最低温度T
min
、估算的SOC，查询预设的短时放电功率MAP表，获得对应的短时放电功率利用公式：确定动力电池的短时放电功率P
′
ds
；其中，预设的短时放电功率MAP表为动力电池的温度、SOC与短时放电功率的对应关系表，表示取与中的较小值；所述动力电池的持续放电功率P
′
cx
通过如下方式获得：根据采集的动力电池的最高温度T
max
、估算的SOC，查询预设的持续放电功率MAP表，获
得对应的持续放电功率根据采集的动力电池的最低温度T
min
、估算的SOC，查询预设的持续放电功率MAP表，获得对应的持续放电功率利用公式：确定动力电池的持续放电功率P
′
cx
；其中，预设的持续放电功率MAP表为动力电池的温度、SOC与持续放电功率的对应关系表，表示取与中的较小值。4.根据权利要求2或3所述的动力电池的放电可用功率确定方法，其特征在于：所述动力电池的短时放电功率P
′
ds
为10s放电功率P
′
10
，t
′
ds
＝10s；所述动力电池的持续放电功率P
′
cx
为60s放电功率P
′
60
，t
′
cx
＝60s；所述预设的第一时间t
′
thr
...

【专利技术属性】
技术研发人员：向顺，邓承浩，牟丽莎，朱骞，郑英，金国庆，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：