一种车辆备用电源管理系统的制作方法

1.本发明涉及电源管理技术领域，具体为一种车辆备用电源管理系统。


背景技术：

2.随着新能源的快速发展，纯电动汽车的占比逐渐增大，纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶，而对于纯电动汽车而言，其电池是最为关键的动力组件。
3.现有的纯电动汽车在主动力电池的基础上，会设置备用电池，在当主动力电池用尽时，通过备用电池来保证车辆正常运行一段时间，进而来使的用户尽快对车辆进行充电，现有的备用电池管理系统主要通过在充电完成时同步对备用电池进行充电，保证备用电池的电量充足。
4.然而，由于备用电池与主动力电池的使用频率相差较大，会导致电池之间的损耗状况出现严重的不平衡，进而影响电池组的整体寿命。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种车辆备用电源管理系统，解决以下技术问题：
6.如何提高车辆电池损耗状况的平衡。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
8.一种车辆备用电源管理系统，所述系统包括：
9.电池组，设置有若干组，用于存储电能；
10.电池状态监测模块，用于实时监测电池组的使用状态；
11.电池组调度模块，用于根据各个电池组的使用状态将电池组划分为应用电池组及备用电池组。
12.于一实施例中，所述电池状态监测模块的工作过程为：
13.获取电池组充放电过程的电性能参数；
14.根据电性能参数获取充电效率系数及放电稳定性系数；
15.根据电池组的充电效率系数及放电稳定性系数获得电池组的状态值，根据状态值评价电池组的使用状态。
16.于一实施例中，所述状态值的计算过程为：
17.通过公式计算获得电池组的状态值s
bat
；
18.充电效率系数充电效率系数
19.放电稳定性系数放电稳定性系数
20.其中，μ
t
为充电效率系数比对值；ft
t
为放电稳定性系数比对值；x1、x2为第一权重调整系数；t0为充电起始时间点，t1为充电结束时间点；e(t)为实时电量值，e
st
(t)为标准充电电量值，δe
aw
为累计参考量函数；re为参考量函数；t
x
为放电起始时间点；ty为放电结束时间点；p(t)为放电功率值，p0(t)为理想放电功率值，ti∈{t
x
、
…
、tk、
…
、ty}，且p(tk)＝p0(tk)；δp
th
为预设参考函数；m为t
x
～ty均匀选取点的数量，j∈[1，m]；a1、a2为第一权重调整系数。
[0021]
于一实施例中，电池组使用状态的判断过程为：
[0022]
将电池组的状态值s
bat
与预设区间[s1，s2]进行比对：
[0023]
若s
bat
＜s1，则判断电池组运行正常；
[0024]
若s
bat
∈[s1，s2]，则判断电池组运行存在风险；
[0025]
若s
bat
＞s2，则判断电池组运行异常。
[0026]
于一实施例中，所述电池组调度模块的工作过程为：
[0027]
获取s
bat
≤s2的电池组；
[0028]
优先s
bat
值较大的电池组作为备用电池组，且在到达预设时段后，对备用电池组进行更换。
[0029]
于一实施例中，所述系统还包括智能充电控制模块；
[0030]
所述智能充电控制模块用于获取用户的充电信息，并根据充电信息选择对应的智能充电策略。
[0031]
于一实施例中，所述充电信息包括预计充电时间及充电功率；
[0032]
所述智能充电策略获取的过程为：
[0033]
根据充电功率分别计算出快充模式下预计充电完成时间t
qc
及优化模式下预计充电完成时间t
bc
，将预计充电时间t
p
与t
qc
、t
bc
进行比对：
[0034]
若t
p
＞t
bc
，则按照优化充电模式进行充电；
[0035]
若t
bc
＞t
p
＞t
qc
，则根据不同电池组的状态值s
bat
分配对应的充电模式；
[0036]
若t
p
＜t
qc
，则按照快速充电模式进行充电。
[0037]
于一实施例中，当t
bc
＞t
p
＞t
qc
时，充电模式确定的过程为：
[0038]
通过公式计算获得快速充电模式电池组的数量x，并将x组电池组按状态值s
bat
由小到大的顺序进行分配；
[0039]
其余电池组按照优化充电模式进行充电；
[0040]
其中，δtd为单个电池组优化充电模式下与快速充电模式下的用时差值。
[0041]
本发明的有益效果：
[0042]
(1)本发明通过对电池组的使用状态进行监测判断，并根据电池组的使用状态来划分应用电池组及备用电池组，能够动态的对备用电池进行更换，避免备用电池的使用频
率较低造成车辆电池损耗的不平衡。
[0043]
(2)本发明通过智能充电策略，能够在满足用户需求的前提下，选择出一种最佳的充电方案，延长电池组的使用寿命。
附图说明
[0044]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0045]
图1是本发明车辆备用电源管理系统的逻辑框图。
具体实施方式
[0046]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0047]
请参阅图1所示，在一个实施例中，提供了一种车辆备用电源管理系统，所述系统包括：
[0048]
电池组，设置有若干组，用于存储电能；
[0049]
电池状态监测模块，用于实时监测电池组的使用状态；
[0050]
电池组调度模块，用于根据各个电池组的使用状态将电池组划分为应用电池组及备用电池组。
[0051]
通过上述技术方案，本实施例相对将备用电池单独设置的方式，通过对电池组的使用状态进行监测判断，并根据电池组的使用状态来划分应用电池组及备用电池组，能够动态的对备用电池进行更换，避免备用电池的使用频率较低造成车辆电池损耗的不平衡。
[0052]
需要说明的是，电池状态监测模块及电池组调度模块均通过现有的电池控制系统来实现参数获取及划分控制功能，在此不作进一步详述。
[0053]
作为本发明的一种实施方式，所述电池状态监测模块的工作过程为：
[0054]
获取电池组充放电过程的电性能参数；
[0055]
根据电性能参数获取充电效率系数及放电稳定性系数；
[0056]
根据电池组的充电效率系数及放电稳定性系数获得电池组的状态值，根据状态值评价电池组的使用状态。
[0057]
通过上述技术方案，本实施例中电池状态监测模块的工作过程通过获取电池组充放电过程的电性能参数，进而通过充电效率系数及放电稳定性系数对电池组的状态进行评价，实现对电池组状态的判断过程。
[0058]
作为本发明的一种实施方式，所述状态值的计算过程为：
[0059]
通过公式计算获得电池组的状态值s
bat
；
[0060]
充电效率系数充电效率系数
[0061]
放电稳定性系数放电稳定性系数
[0062]
其中，μ
t
为充电效率系数比对值；ft
t
为放电稳定性系数比对值；x1、x2为第一权重调整系数；t0为充电起始时间点，t1为充电结束时间点；e(t)为实时电量值，e
st
(t)为标准充电电量值，δe
aw
为累计参考量函数；re为参考量函数；t
x
为放电起始时间点；ty为放电结束时间点；p(t)为放电功率值，p0(t)为理想放电功率值，ti∈{t
x
、
…
、tk、
…
、ty}，且p(tk)＝p0(tk)；δp
th
为预设参考函数；m为t
x
～ty均匀选取点的数量，j∈[1，m]；a1、a2为第一权重调整系数。
[0063]
通过上述方案，提供了一种电池组状态值的具体获取方式，即通过公式计算获得电池组的状态值s
bat
，其中，μ
ch
(t0,t1)为充电效率系数，其根据充电起始时间点t0及充电结束时间点t1确定，ft(t
x
,ty)为放电稳定性系数，其根据放电起始时间点t
x
及放电结束时间点ty确定，x1、x2为第一权重调整系数，其根据电池组寿命衰减与充电效率及充电稳定性不同影响程度预先设定获得，因此，通过电池组状态值s
bat
的计算过程，进而能够对电池组的状态进行判断。
[0064]
另外，本实施例中的充电效率系数通过公式另外，本实施例中的充电效率系数通过公式计算获得，其中，计算获得，其中，体现了实际充电曲线与标准曲线之间的差别，其中，e
st
(t)根据电池组的性能标准预设，由于其在不同的时间点充电特性曲线存在差别，因此通过对应时间点获取t0～t1时段标准状况，进而通过比较判断两者的差别状况，同时，通过累计参考量函数δe
aw
，进而能够判断出两者的超差比状况，需要说明的是，累计参考量函数δe
aw
根据电池组的性能及不同充电时段的状态拟合获取对应函数，通过代入起始电量及充电时段，进而能够获得对应的值来进行参考，进而通过能够判断出充电过程充电效率的实时状况，再通过对最终充电结构的状态尽心判断，进而能够通过充电效率系数实现对电池组充电状态的判断。
[0065]
需要说明的是，re为参考量函数，其与δe
aw
同样根据电池组的性能及不同充电时段的状态拟合获得，在此不作进一步详述。
[0066]
另外，本实施例中的放电稳定性系数通过公式另外，本实施例中的放电稳定性系数通过公式获得，其中，t
x
为放电起始
时间点；ty为放电结束时间点；ti∈{t
x
、
…
、tk、
…
、ty}，且p(tk)＝p0(tk)，即ti包括t
x
～ty的边缘值及t
x
～ty期间放电功率值与理想放电功率值的重叠时间点，因此通过能够获取t
x
～ty时段的累计偏差状况，再通过在t
x
～ty均匀划分点，通过判断波动性，进而通过放电稳定性系数ft(t
x
,ty)的计算过程，实现对放电稳定性的判断。
[0067]
需要说明的是，预设参考函数δp
th
根据经验数据拟合确定，其根据累计放电时长有关，在此不作进一步详述，
[0068]
作为本发明的一种实施方式，电池组使用状态的判断过程为：
[0069]
将电池组的状态值s
bat
与预设区间[s1，s2]进行比对：
[0070]
若s
bat
＜s1，则判断电池组运行正常；
[0071]
若s
bat
∈[s1，s2]，则判断电池组运行存在风险；
[0072]
若s
bat
＞s2，则判断电池组运行异常。
[0073]
通过上述技术方案，本实施例通过将电池组的状态值s
bat
与预设区间[s1，s2]进行比对来确定电池组的运行状态，当状态值s
bat
越大时，说明其异常风险越大，因此当s
bat
＜s1时判断电池组运行正常，当s
bat
＞s2时判断电池组运行异常，当s
bat
∈[s1，s2]时判断电池组运行存在风险。
[0074]
需要说明的是，预设区间[s1，s2]根据经验数据设定，在此不作进一步详述。
[0075]
作为本发明的一种实施方式，所述电池组调度模块的工作过程为：
[0076]
获取s
bat
≤s2的电池组；
[0077]
优先s
bat
值较大的电池组作为备用电池组，且在到达预设时段后，对备用电池组进行更换。
[0078]
通过上述技术方案，本实施例中电池组调度模块的工作过程首先通过获取s
bat
≤s2的电池组，来避免异常运行电池组影响备用电源的正常运行，通过优先s
bat
值较大的电池组作为备用电池组，且在到达预设时段后，对备用电池组进行更换，使得使用寿命较高的电池组作为备用电源，利用备用电源与应用电源之间实际使用的差值来平衡不同电池组之间的寿命差值，进而使得车辆所有电池组的损耗状况较为平衡。
[0079]
作为本发明的一种实施方式，所述系统还包括智能充电控制模块；
[0080]
所述智能充电控制模块用于获取用户的充电信息，并根据充电信息选择对应的智能充电策略。
[0081]
通过上述技术方案，本实施例中的系统还包括智能充电控制模块，智能充电控制模块能够获取用户的充电信息，并根据充电信息选择对应的智能充电策略，通过此种智能充电策略，能够在满足用户需求的前提下，选择出一种最佳的充电方案，延长电池组的使用寿命。
[0082]
作为本发明的一种实施方式，所述充电信息包括预计充电时间及充电功率；
[0083]
所述智能充电策略获取的过程为：
[0084]
根据充电功率分别计算出快充模式下预计充电完成时间t
qc
及优化模式下预计充电完成时间t
bc
，将预计充电时间t
p
与t
qc
、t
bc
进行比对：
[0085]
若t
p
＞t
bc
，则按照优化充电模式进行充电；
[0086]
若t
bc
＞t
p
＞t
qc
，则根据不同电池组的状态值s
bat
分配对应的充电模式；
[0087]
若t
p
＜t
qc
，则按照快速充电模式进行充电。
[0088]
通过上述技术方案，本实施例中的充电信息包括预计充电时间及充电功率，其中，充电功能根据充电过程具体的输入功率确定，充电时间则根据用户的设定获得，根据充电功率分别计算出快充模式下预计充电完成时间t
qc
及优化模式下预计充电完成时间t
bc
，将预计充电时间t
p
与t
qc
、t
bc
进行比对，若t
p
＞t
bc
，则按照优化充电模式进行充电；若t
bc
＞t
p
＞t
qc
，则根据不同电池组的状态值s
bat
分配对应的充电模式；若t
p
＜t
qc
，则按照快速充电模式进行充电，通过上述充电方案，能够保证完成充电任务的前提下，避免充电功率过高对电池组的寿命造成损伤，进而延长了电池组的使用寿命。
[0089]
需要说明的是，充电时间计算的过程根据功率及电池剩余电量来进行计算，其通过现有技术实现，在此不作进一步详述；同时，优化充电模式是电量在到达一定值时降低充电功率，进而延长电池寿命，而快速充电模式则是以充电效率为优先。
[0090]
作为本发明的一种实施方式，当t
bc
＞t
p
＞t
qc
时，充电模式确定的过程为：
[0091]
通过公式计算获得快速充电模式电池组的数量x，并将x组电池组按状态值s
bat
由小到大的顺序进行分配；
[0092]
其余电池组按照优化充电模式进行充电；
[0093]
其中，δtd为单个电池组优化充电模式下与快速充电模式下的用时差值。
[0094]
通过上述技术方案，本实施例通过公式计算获得快速充电模式电池组的数量x，其中δtd为单个电池组优化充电模式下与快速充电模式下的用时差值，因此将x组电池组按状态值s
bat
由小到大的顺序进行分配，对其余电池组按照优化充电模式进行充电，进而能够最大限度的在充电效率与充电质量进行平衡，进而满足充电需求的同时延长电池寿命。
[0095]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种车辆备用电源管理系统，其特征在于，所述系统包括：电池组，设置有若干组，用于存储电能；电池状态监测模块，用于实时监测电池组的使用状态；电池组调度模块，用于根据各个电池组的使用状态将电池组划分为应用电池组及备用电池组。2.根据权利要求1所述的一种车辆备用电源管理系统，其特征在于，所述电池状态监测模块的工作过程为：获取电池组充放电过程的电性能参数；根据电性能参数获取充电效率系数及放电稳定性系数；根据电池组的充电效率系数及放电稳定性系数获得电池组的状态值，根据状态值评价电池组的使用状态。3.根据权利要求2所述的一种车辆备用电源管理系统，其特征在于，所述状态值的计算过程为：通过公式计算获得电池组的状态值s
bat
；充电效率系数充电效率系数放电稳定性系数放电稳定性系数其中，μ
t
为充电效率系数比对值；ft
t
为放电稳定性系数比对值；x1、x2为第一权重调整系数；t0为充电起始时间点，t1为充电结束时间点；e(t)为实时电量值，e
st
(t)为标准充电电量值，δe
aw
为累计参考量函数；r
e
为参考量函数；t
x
为放电起始时间点；t
y
为放电结束时间点；p(t)为放电功率值，p0(t)为理想放电功率值，t
i
∈{t
x
、
…
、t
k
、
…
、t
y
}，且p(t
k
)＝p0(t
k
)；δp
th
为预设参考函数；m为t
x
～t
y
均匀选取点的数量，j∈[1，m]；a1、a2为第一权重调整系数。4.根据权利要求3所述的一种车辆备用电源管理系统，其特征在于，电池组使用状态的判断过程为：将电池组的状态值s
bat
与预设区间[s1，s2]进行比对：若s
bat
＜s1，则判断电池组运行正常；若s
bat
∈[s1，s2]，则判断电池组运行存在风险；若s
bat
＞s2，则判断电池组运行异常。5.根据权利要求4所述的一种车辆备用电源管理系统，其特征在于，所述电池组调度模块的工作过程为：获取s
bat
≤s2的电池组；优先s
bat
值较大的电池组作为备用电池组，且在到达预设时段后，对备用电池组进行更换。
6.根据权利要求3所述的一种车辆备用电源管理系统，其特征在于，所述系统还包括智能充电控制模块；所述智能充电控制模块用于获取用户的充电信息，并根据充电信息选择对应的智能充电策略。7.根据权利要求6所述的一种车辆备用电源管理系统，其特征在于，所述充电信息包括预计充电时间及充电功率；所述智能充电策略获取的过程为：根据充电功率分别计算出快充模式下预计充电完成时间t
qc
及优化模式下预计充电完成时间t
bc
，将预计充电时间t
p
与t
qc
、t
bc
进行比对：若t
p
＞t
bc
，则按照优化充电模式进行充电；若t
bc
＞t
p
＞t
qc
，则根据不同电池组的状态值s
bat
分配对应的充电模式；若t
p
＜t
qc
，则按照快速充电模式进行充电。8.根据权利要求7所述的一种车辆备用电源管理系统，其特征在于，当t
bc
＞t
p
＞t
qc
时，充电模式确定的过程为：通过公式计算获得快速充电模式电池组的数量x，并将x组电池组按状态值s
bat
由小到大的顺序进行分配；其余电池组按照优化充电模式进行充电；其中，δt
d
为单个电池组优化充电模式下与快速充电模式下的用时差值。

技术总结
本发明涉及电源管理技术领域，具体公开了一种车辆备用电源管理系统，所述系统包括：电池组，设置有若干组，用于存储电能；电池状态监测模块，用于实时监测电池组的使用状态；电池组调度模块，用于根据各个电池组的使用状态将电池组划分为应用电池组及备用电池组；该系统通过对电池组的使用状态进行监测判断，并根据电池组的使用状态来划分应用电池组及备用电池组，能够动态的对备用电池进行更换，避免备用电池的使用频率较低造成车辆电池损耗的不平衡；通过智能充电策略，能够在满足用户需求的前提下，选择出一种最佳的充电方案，延长电池组的使用寿命。池组的使用寿命。池组的使用寿命。


技术研发人员：伍明
受保护的技术使用者：嘉兴市尚瑞电子科技有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/6/26