一种电池电流控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电池电流控制方法及系统，尤其涉及汽车电池技术领域，包括，步骤S1，实时采集锂离子动力电池的电压、电流和温度；步骤S2，根据锂离子动力电池的电压边界计算电流边界，并根据电流边界进行电流区域划分，以形成三个电流区域，分别为区域一、区域二和区域三；步骤S3，对采集的锂离子动力电池的电流进行区域判断，并根据判断结果控制锂离子动力电池的最大充电电流和最大放电电流；步骤S4，根据采集的锂离子动力电池的温度设置温度影响系数对锂离子动力电池的最大充电电流和最大放电电流进行校正。本发明专利技术通过精确控制电池的最大充放电电流有效提高了电池的使用安全性和使用效率。用效率。用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电池电流控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车电池
，尤其涉及一种电池电流控制方法及系统。

技术介绍

[0002]电动汽车的动力电池在实际使用过程中，电压、温度随着充放电电流的大小和持续时间变化，若不对电池的使用进行管理和控制，电池电压可能会超出安全范围或温度超出电池工作温度范围，从而造成电池发生严重安全问题甚至起火爆炸，从而威胁乘客生命及财产安全。
[0003]当前行业上对电池的使用策略主要基于电池不同时长功率矩阵查表或功率动态调整策略。现有技术的问题在于：基于电池不同时长功率矩阵查表方法在实际使用过程中，整车实际工况与功率矩阵固定时长有较大差别，导致电池功率能力无法完全释放，或实际工况大于电池功率能力导致电池发生故障。
[0004]中国专利公开号：CN110293879A公开了一种电池SOP动态调整方法，通过实时调用电池电参数，计算电池实际功率，并和电池许用功率做比较，根据充放电时长调整电池功率状态，但是，当车辆状态快速变化时，该方案对电池的功率计算存在延迟性，导致与电池实时状态存在滞后，无法有效保护电池，且该方案未考虑温度影响。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种电池电流控制方法及系统，用以克服现有技术中由于无法精确控制电池的充放电电流限值导致的电池使用安全性低、使用效率低的问题。
[0006]为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种电池电流控制方法，包括：
[0007]步骤S1，实时采集锂离子动力电池的电压、电流和温度；/>[0008]步骤S2，根据锂离子动力电池的电压边界计算电流边界，并根据电流边界进行电流区域划分，以形成三个电流区域，分别为区域一、区域二和区域三；
[0009]步骤S3，对采集的锂离子动力电池的电流进行区域判断，并根据判断结果控制锂离子动力电池的最大充电电流和最大放电电流；
[0010]步骤S4，根据采集的锂离子动力电池的温度设置温度影响系数对锂离子动力电池的最大充电电流和最大放电电流进行校正。
[0011]进一步地，所述步骤S2中，在计算电流边界时，锂离子动力电池的充、放电截止电压为电压边界，通过锂离子动力电池的电压、直流内阻和电流将电压边界转换为电流边界，根据实时工作电压和充、放电截止电压以及直流内阻计算最大充、放电电流，其中，
[0012][0013]式中，为最大放电电流，为负值，为最大充电电流，为正值，U
min
为放电截止电压，U
max
为充电截止电压，U
cell
为单体端电压，R
eq
为直流内阻。
[0014]进一步地，在进行电流区域划分时，定义电流小于最大持续充电电流或电池实际电流小于最大持续放电电流的电流区域为区域一，即，或式中，I(t)为采集的锂离子动力电池的电流，为最大持续充电电流，为最大持续放电电流；
[0015]定义电流大于等于最大持续放电电流且小于最大脉冲放电电流的电流区域为区域二，即，式中，为最大脉冲放电电流，为最大持续放电电流；
[0016]定义电流大于等于最大持续充电电流且小于最大脉冲充电电流的电流区域为区域三，即，式中，为最大脉冲充电电流。
[0017]进一步地，所述步骤S3中，若采集的锂离子动力电池的电流在区域一内，控制最大充电电流上限为第一电流，控制最大放电电流为第二电流；
[0018]若采集的锂离子动力电池的电流在区域二内，控制最大充电电流上限为第三电流，控制最大放电电流为第四电流；
[0019]若采集的锂离子动力电池的电流在区域三内，控制最大充电电流上限为第五电流，控制最大放电电流为第六电流。
[0020]进一步地，当采集的锂离子动力电池的电流在区域二或区域三内时，开始计时以记录电流持续时间充、放电电流上限随电流持续时间动态调整，定义脉冲时长系数为α
t
，设定，Δt
pulse
为脉冲定义时间。
[0021]进一步地，当采集的锂离子动力电池的电流在区域一内时，将第一电流作为锂离子动力电池的最大充电电流，并将第二电流作为锂离子动力电池的最大放电电流，第一电流和第二电流的计算方式如下，其中，
[0022][0023]进一步地，当采集的锂离子动力电池的电流在区域二内时，将第三电流作为锂离子动力电池的最大充电电流，并将第四电流作为锂离子动力电池的最大放电电流，第三电流和第四电流的计算方式如下，其中，
[0024][0025]进一步地，当采集的锂离子动力电池的电流在区域三内时，将第五电流作为锂离
子动力电池的最大充电电流，并将第六电流作为锂离子动力电池的最大放电电流，第五电流和第六电流的计算方式如下，其中，
[0026][0027]进一步地，所述步骤S4中，在进行校正时，设有温度影响系数α
T
，设定，
[0028][0029]校正后的最大充电电流为I
max
，校正后的最大放电电流为I
min
，设定，
[0030][0031]其中，当采集的锂离子动力电池实际温度T在最佳工作温度Tnom以内时，α
T
＝1，不对充放电电流进行校正；当锂离子动力电池实际温度T超过最佳工作温度Tnom时，根据温度影响系数α
T
对充放电电流进行校正；当锂离子动力电池实际温度超过电池最大容许工作温度Tmax时，设定α
T
＝0，禁止电池充放电。
[0032]另一方面，本专利技术还提供一种电池电流控制系统，包括：
[0033]采集模块，其用以实时采集锂离子动力电池的电压、电流和温度；
[0034]分区计算模块，其用以根据锂离子动力电池的电压边界计算电流边界，并根据电流边界进行电流区域划分；
[0035]控制模块，其用以对采集的锂离子动力电池的电流进行区域判断，并根据判断结果控制锂离子动力电池的最大充电电流和最大放电电流；
[0036]校正模块，其用以根据采集的锂离子动力电池的温度设置温度影响系数对锂离子动力电池的最大充电电流和最大放电电流进行校正。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术以电池的实时电压和充放电截止电压作为充放电电流调整的参考，并通过充放电持续时长区分峰值充放电和持续充放电，在不同区域内调整电池许用充放电电流，使电池电压保持在合理范围内，本专利技术精确给出了在不同充放电时长对应区域的划分方法以及电流计算方法，并引入了温度影响因子，以电流限制电池充放电，本专利技术提供了在不同电流区间实时计算充放电电流的方法，可使充放电电流实时调整，以充放电截止电压作为保护阈值，有利于发挥电池最佳性能。
[0038]尤其，本专利技术通过计算电流边界以进行电流区域划分，从而得到不同的电流区域，以便于将实时采集的电池电流与各电流区域进行比对，从而判断实时采集的电池电流所处的电流区域，并根据实时采集的电流所处的电流区域采取不同方式控制电池的最大充放电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池电流控制方法，其特征在于，包括：步骤S1，实时采集锂离子动力电池的电压、电流和温度；步骤S2，根据锂离子动力电池的电压边界计算电流边界，并根据电流边界进行电流区域划分，以形成三个电流区域，分别为区域一、区域二和区域三；步骤S3，对采集的锂离子动力电池的电流进行区域判断，并根据判断结果控制锂离子动力电池的最大充电电流和最大放电电流；步骤S4，根据采集的锂离子动力电池的温度设置温度影响系数对锂离子动力电池的最大充电电流和最大放电电流进行校正。2.根据权利要求1所述的电池电流控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，在计算电流边界时，锂离子动力电池的充、放电截止电压为电压边界，通过锂离子动力电池的电压、直流内阻和电流将电压边界转换为电流边界，根据实时工作电压和充、放电截止电压以及直流内阻计算最大充、放电电流，其中，式中，为最大放电电流，为负值，为最大充电电流，为正值，U
min
为放电截止电压，U
max
为充电截止电压，U
cell
为单体端电压，R
eq
为直流内阻。3.根据权利要求2所述的电池电流控制方法，其特征在于，在进行电流区域划分时，定义电流小于最大持续充电电流或电池实际电流小于最大持续放电电流的电流区域为区域一，即，或式中，I(t)为采集的锂离子动力电池的电流，为最大持续充电电流，为最大持续放电电流；定义电流大于等于最大持续放电电流且小于最大脉冲放电电流的电流区域为区域二，即，式中，为最大脉冲放电电流，为最大持续放电电流；定义电流大于等于最大持续充电电流且小于最大脉冲充电电流的电流区域为区域三，即，式中，为最大脉冲充电电流。4.根据权利要求1所述的电池电流控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，若采集的锂离子动力电池的电流在区域一内，控制最大充电电流上限为第一电流，控制最大放电电流为第二电流；若采集的锂离子动力电池的电流在区域二内，控制最大充电电流上限为第三电流，控制最大放电电流为第四电流；若采集的锂离子动力电池的电流在区域三内，控制最大充电电流上限为第五电流，控制最大放电电流为第六电流。5.根据权利要求4所述的电池电流控制方法，其特征在于，当采集的锂离子动力电池的
电流在区域二或区域三内时，开始计时以记录电流持续时间充、放电电流上...

【专利技术属性】
技术研发人员：马少东，孙焕丽，王书洋，王雯婷，许立超，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：