动力电池系统的控制方法、控制装置及存储介质、车辆与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种动力电池系统的控制方法、一种计算机可读存储介质、一种动力电池系统的控制装置和一种车辆。


背景技术：

2.相关技术中，为了不超电芯单体安全使用边界，bms(battery management system，电池管理系统)控制策略制定时，一般采取电芯单体最高温度对应的放电截止电压作为放电过程电压控制条件。虽然采用此种控制方法，可有效防止电芯单体发生过放风险，但是会导致动力电池系统低温放电量减少，影响整车低温续航里程，从而降低产品竞争力，容易引发市场客户抱怨。
3.另外，为了提升低温放电量，一般采用电芯单体最低温度对应的放电截止电压作为放电过程电压控制条件，但是采用此种控制方法，电芯存在过放风险。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种动力电池系统的控制方法，能够实现对电芯单体的精确控制，最大化发挥动力电池系统性能，提升动力电池系统低温放电量。
5.本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
6.本发明的第三个目的在于提出一种动力电池系统的控制装置。
7.本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
8.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种动力电池系统的控制方法，所述动力电池系统内具有n个温度区域，每个所述温度区域中设有至少一个电芯单体，其中，n为大于1的正整数，所述方法包括：获取每个所述温度区域中各所述电芯单体的第一温度和第一电压；根据每个所述温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压；当任一温度区域中第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对所述动力电池系统进行控制。
9.根据本发明实施例的动力电池系统的控制方法，能够实现对电芯单体的精确控制，最大化发挥动力电池系统性能，提升动力电池系统低温放电量。
10.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的动力电池系统的控制方法。
11.为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种动力电池系统的控制装置，所述动力电池系统内具有n个温度区域，每个所述温度区域中设有至少一个电芯单体，其中，n为大于1的正整数，所述装置包括：获取模块，用于获取每个所述温度区域中各所述电芯单体的第一温度和第一电压；确定模块，用于根据每个所述温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压；控制模块，用于在任一温度区域中第一电压的最小值小于
或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对所述动力电池系统进行控制。
12.根据本发明实施例的动力电池系统的控制装置，能够实现对电芯单体的精确控制，最大化发挥动力电池系统性能，提升动力电池系统低温放电量。
13.为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种车辆，包括：所述的动力电池系统的控制装置。
14.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
15.图1是本发明一个实施例的动力电池系统的控制方法的流程示意图；
16.图2是本发明一个实施例的动力电池系统的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
17.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
18.下面参考附图1-2描述本发明实施例的动力电池系统的控制方法、控制装置及存储介质、车辆。
19.动力电池系统内具有n个温度区域，每个温度区域中设有至少一个电芯单体，其中，n为大于1的正整数。
20.作为一个示例，n个温度区域通过如下方式得到：获取动力电池系统中各电芯单体的第二温度；对第二温度进行温度分布统计；按照温差最小化原则，根据统计结果对动力电池系统进行温度区域划分，得到n个温度区域。其中，统计结果包括第二温度的温度大小序列，按照温差最小化原则，根据统计结果对动力电池系统进行温度区域划分，包括：计算温度大小序列中所有两相邻第二温度之间的差值；根据差值对温度大小序列进行分段，并根据分段结果得到温度区域划分结果，其中，每段中差值均小于该段中第二温度与相邻段中第二温度的差值。
21.具体地，可通过温度传感器获取动力电池系统中各电芯单体的第二温度，对第二温度的温度大小进行分布统计，得到第二温度的温度大小序列，计算温度大小序列中所有两相邻第二温度之间的差值，根据差值对温度大小序列进行分段，并根据分段结果得到温度区域划分结果，其中，每段中差值均小于该段中第二温度与相邻段中第二温度的差值。由此，通过对动力电池系统中各电芯单体的第二温度进行温度分布统计，按照温差最小化原则，根据统计结果对动力电池系统进行温度区域划分，得到n个温度区域。需要说明的是，n可以是固定值，也可以是非固定值。
22.举例而言，对动力电池系统中各电芯单体的第二温度(参见表1中的各电芯单体的第二温度编号1、2、3、4、5、6)进行大小排序，得到的统计结果为3、2、5、1、6、4的温度大小序列，其中，3、2差值小于2、5差值，5、1、6最大差值小于2、5差值，2、5差值等于6、4差值，则3、2对应的电芯单体n3_1—n3_num、n2_1—n2_num一个区域，5、1、6对应的电芯单体n5_1—n5_
num、n1_1—n1_num、n6_1—n6_num一个区域，4对应的电芯单体n4_1—n4_num一个区域(参见表1)。
23.表1
[0024][0025]
图1是本发明一个实施例的动力电池系统的控制方法的流程示意图。如图1所示，动力电池系统的控制方法包括以下步骤：
[0026]
s101、获取每个温度区域中各电芯单体的第一温度和第一电压。
[0027]
具体地，可通过温度传感器获取每个温度区域中各电芯单体的第一温度，通过电压表获取每个温度区域中各电芯单体的第一电压。
[0028]
s102、根据每个温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压。
[0029]
具体地，由于电芯单体特性，不同温度电芯单体极化程度不同，因此，在动力电池系统应用时，不同电芯单体温度的放电截止电压阈值不一样，低温下电芯单体极化较常温和高温大，放电截止电压会比常温及高温低。由此，本发明通过确定每个温度区域中第一温度的最小值；根据第一温度的最小值所处的温度区间，确定对应温度区域的放电截止电压。
[0030]
在该示例中，根据第一温度的最小值所处的温度区间，确定对应温度区域的放电截止电压，可包括：若第一温度的最小值小于或等于第一预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第一预设电压；若第一温度的最小值大于第一预设温度且小于或等于第二预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第二预设电压；若第一温度的最小值大于第二预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第三预设电压，其中，第二预设电压大于第一预设电压，第三预设电压大于第二预设电压。
[0031]
具体而言，第一预设温度可为10℃，第二预设温度可为20℃，第一预设电压可为2.1v，第二预设电压可为2.5v，第三预设电压可为2.8v。参见表2，如果第一温度的最小值t
min
小于或等于10℃，则确定对应温度区域的放电截止电压为2.1v；如果第一温度的最小值t
min
大于10℃且小于或等于20℃，则确定对应温度区域的放电截止电压为2.5v；如果第一温度的最小值t
min
大于20℃，则确定对应温度区域的放电截止电压为2.8v。
[0032]
表2
[0033]
温度区间放电截止电压t
min
≤10℃2.1v10℃＜t
min
≤20℃2.5vt
min
＞20℃2.8v
[0034]
s103、当任一温度区域中第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对动力电池系统进行控制。
[0035]
具体地，与采用单体最低温度t
min
对应截止电压作为放电截止控制条件的策略相比，本发明的动力电池系统的控制方法通过在放电过程，各温度区域采用或的关系，当任一温度区域第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对动力电池系统进行控制，有效避免电芯单体过放。
[0036]
需要说明的是，为了更直观的对比两种控制策略对应的动力电池放电量，策划了如下试验项目：
[0037]
在环境温度为0℃条件下，整车进行实车续航里程测试验证，到达放电末端时，采用以下两种策略，对比整车续航里程及动力电池放电量：
[0038]
策略1：采用电芯单体最高温度t
max
对应的截止电压作为放电截止控制条件，放电末端电芯单体最低温度t1
min
＝9℃，最高温度t1
max
＝16℃，温差为7℃。最高温度t1
max
对应的放电截止电压为2.5v，当bms检测到t1
max
＝16℃，且放电末端电芯单体最低电压v1
min
＜2.5v，则启动欠压策略和soc修正策略对动力电池系统进行控制。此时，从满电开始运行到放电结束，续航里程为d1，电池放电量共计e1。
[0039]
在该策略中，根据数据分析，温度越高，电芯单体对应的电压越高，最低电压v1
min
对应的电芯温度为9℃(对应的放电截止电压为2.1v)，但是该控制策略以最低电压v1
min
＜2.5v来作为放电截止控制条件，会导致电芯单体的温度和电芯单体的放电截止电压不匹配的问题，从而无法最大化发挥动力电池系统放电量，降低整车续航。
[0040]
策略2：采用本发明的动力电池系统的控制方法，基于动力电池系统温场分布特征，对系统进行温度区域划分，对电芯温度、电压进行区域控制，各温度区域采用或的关系，任一区域触发该区域的放电截止电压，均启动欠压策略和soc修正。
[0041]
放电末端，通过对动力电池系统中各电芯单体的第二温度(参见表3中的各电芯单体的第二温度编号1、2、3...13、14)进行温度分布统计，按照温差最小化原则，根据统计结果对动力电池系统进行温度区域划分，得到8个温度区域(参见表3)，当某个温度区域检测到该温度区域中第一温度的最小值t
min
＞20℃，且该温度区域中第一电压的最小值v
min
≤2.8v，或者，某个温度区域检测到该温度区域中第一温度的最小值t
min
大于10℃且小于或等于20℃，且该温度区域中第一电压的最小值v
min
≤2.5v，或者，当某个温度区域检测到该温度区域中第一温度的最小值t
min
≤10℃且该区域v
min
≤2.1v时，启动欠压策略和soc修正策略。此时，从满电开始运行到放电结束，续航里程为d2，电池放电量共计e2。
[0042]
与采用单体最高温度t
max
对应截止电压作为放电截止控制条件的策略进行对比测试验证，本发明的动力电池系统的控制方法，在0℃环境温度下整车续航里程比增加15km，电池放电量提升2.5％。经过电池包及整车级测试验证(bol(beginningoflife，对电池在寿命初期进行全方位的体检)状态及可靠耐久测试过程)，本发明提供的温度区域划分策略与实际温度分布吻合。本发明还可将-7℃低温容量保持率由之前的93％提升到95％，有效防止电芯发生过放，提升产品竞争力。
[0043]
表3
[0044][0045]
综上所述，该动力电池系统的控制方法，通过获取每个温度区域中各电芯单体的第一温度和第一电压，根据每个温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压，当任一温度区域中第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对动力电池系统进行控制，能够实现对电芯单体的精确控制，最大化发挥动力电池系统性能，提升动力电池系统低温放电量，从而提高整车低温续航，提升产品竞争力，提升市场客户体验。
[0046]
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的动力电池系统的控制方法。
[0047]
本发明实施例的计算机可读存储介质，在其上的计算机程序被处理器执行时，能够实现对电芯单体的精确控制，最大化发挥动力电池系统性能，提升动力电池系统低温放电量，从而提高整车低温续航，提升产品竞争力，提升客户体验。
[0048]
图2是本发明一个实施例的动力电池系统的控制装置的结构示意图。动力电池系统内具有n个温度区域，每个温度区域中设有至少一个电芯单体，其中，n为大于1的正整数，如图2所示，动力电池系统的控制装置100，包括：获取模块10，确定模块20和控制模块30，其中，获取模块10，用于获取每个温度区域中各电芯单体的第一温度和第一电压；确定模块20，用于根据每个温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压；控制模块30，用于在任一温度区域中第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对动力电池系统进行控制。
[0049]
在本发明的一个实施例中，获取模块10还可用于，获取动力电池系统中各电芯单体的第二温度；对第二温度进行温度分布统计；按照温差最小化原则，根据统计结果对动力电池系统进行温度区域划分，得到n个温度区域。其中，统计结果包括第二温度的温度大小序列。
[0050]
在本发明的一个实施例中，获取模块10具体用于，计算温度大小序列中所有两相邻第二温度之间的差值；根据差值对温度大小序列进行分段，并根据分段结果得到温度区
域划分结果，其中，每段中差值均小于该段中第二温度与相邻段中第二温度的差值。
[0051]
在本发明的一个实施例中，确定模块20具体用于，确定每个温度区域中第一温度的最小值；根据第一温度的最小值所处的温度区间，确定对应温度区域的放电截止电压。
[0052]
在本发明的一个实施例中，确定模块20具体用于，根据第一温度的最小值所处的温度区间，确定对应温度区域的放电截止电压，包括：若第一温度的最小值小于或等于第一预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第一预设电压；若第一温度的最小值大于第一预设温度且小于或等于第二预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第二预设电压，其中，第二预设电压大于第一预设电压；若第一温度的最小值大于第二预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第三预设电压，其中，第三预设电压大于第二预设电压。
[0053]
需要说明的是，本发明实施例的动力电池系统的控制装置的其他具体实施方式，可以参见上述的动力电池系统的控制方法。
[0054]
综上所述，该动力电池系统的控制装置，通过获取每个温度区域中各电芯单体的第一温度和第一电压，根据每个温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压，当任一温度区域中第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对动力电池系统进行控制，能够实现对电芯单体的精确控制，最大化发挥动力电池系统性能，提升动力电池系统低温放电量，从而提高整车低温续航，提升产品竞争力，提升客户体验。
[0055]
本发明还提供一种车辆，包括：上述的动力电池系统的控制装置。需要说明的是，本发明实施例的车辆可以是纯电动车型，也可以是phev(plug-in hybrid electric vehicle，插电式混合动力汽车)、hev(hybrid electric vehicle，混合动力汽车)。
[0056]
本发明实施例的车辆，通过动力电池系统的控制装置，能够实现对电芯单体的精确控制，最大化发挥动力电池系统性能，提升动力电池系统低温放电量，从而提高整车低温续航，提升产品竞争力，提升客户体验。
[0057]
需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
[0058]
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件
或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0059]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0060]
在本发明的描述中，需要理解的是，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发明和简化描述，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发明的限制。
[0061]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0062]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
[0063]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0064]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种动力电池系统的控制方法，其特征在于，所述动力电池系统内具有n个温度区域，每个所述温度区域中设有至少一个电芯单体，其中，n为大于1的正整数，所述方法包括：获取每个所述温度区域中各所述电芯单体的第一温度和第一电压；根据每个所述温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压；当任一温度区域中第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对所述动力电池系统进行控制。2.根据权利要求1所述的动力电池系统的控制方法，其特征在于，n个所述温度区域通过如下方式得到：获取所述动力电池系统中各所述电芯单体的第二温度；对所述第二温度进行温度分布统计；按照温差最小化原则，根据统计结果对所述动力电池系统进行温度区域划分，得到n个所述温度区域。3.根据权利要求2所述的动力电池系统的控制方法，其特征在于，所述统计结果包括所述第二温度的温度大小序列，所述按照温差最小化原则，根据统计结果对所述动力电池系统进行温度区域划分，包括：计算所述温度大小序列中所有两相邻第二温度之间的差值；根据所述差值对所述温度大小序列进行分段，并根据分段结果得到温度区域划分结果，其中，每段中差值均小于该段中第二温度与相邻段中第二温度的差值。4.根据权利要求1所述的动力电池系统的控制方法，其特征在于，所述根据每个所述温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压，包括：确定每个所述温度区域中第一温度的最小值；根据所述第一温度的最小值所处的温度区间，确定对应温度区域的放电截止电压。5.根据权利要求4所述的动力电池系统的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一温度的最小值所处的温度区间，确定对应温度区域的放电截止电压，包括：若所述第一温度的最小值小于或等于第一预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第一预设电压；若所述第一温度的最小值大于所述第一预设温度且小于或等于第二预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第二预设电压，其中，所述第二预设电压大于所述第一预设电压；若所述第一温度的最小值大于所述第二预设温度，则确定对应温度区域的放电截止电压为第三预设电压，其中，所述第三预设电压大于所述第二预设电压。6.根据权利要求5所述的动力电池系统的控制方法，其特征在于，所述第一预设温度为10℃，所述第二预设温度为20℃。7.根据权利要求5所述的动力电池系统的控制方法，其特征在于，所述第一预设电压为2.1v，所述第二预设电压为2.5v，所述第三预设电压为2.8v。8.一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，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的动力电池系统的控制方法。9.一种动力电池系统的控制装置，其特征在于，所述动力电池系统内具有n个温度区域，每个所述温度区域中设有至少一个电芯单体，其中，n为大于1的正整数，所述装置包括：
获取模块，用于获取每个所述温度区域中各所述电芯单体的第一温度和第一电压；确定模块，用于根据每个所述温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压；控制模块，用于在任一温度区域中第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或soc修正策略对所述动力电池系统进行控制。10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的动力电池系统的控制装置。

技术总结
本发明公开了一种动力电池系统的控制方法、控制装置及存储介质、车辆，动力电池系统内具有N个温度区域，每个温度区域中设有至少一个电芯单体，所述方法包括：获取每个温度区域中各电芯单体的第一温度和第一电压；根据每个温度区域中的第一温度，确定对应温度区域的放电截止电压；当任一温度区域中第一电压的最小值小于或等于对应的放电截止电压时，启动欠压策略和/或SOC修正策略对动力电池系统进行控制。由此，该方法，能够实现对电芯单体的精确控制，最大化发挥动力电池系统性能，提升动力电池系统低温放电量。池系统低温放电量。池系统低温放电量。


技术研发人员：董长静 寇建文 黄荣 袁文静
受保护的技术使用者：北京新能源汽车股份有限公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/6/28