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CN108808132B - 一种动力电池的sop控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于动力电池技术领域，提供了一种动力电池的SOP控制方法，方法包括如下步骤：S1、获取车辆的高频活动区域在高频使用时段时的全年气候分布；S2、获取车辆的平均使用时长；S3、预估动力电池在目标使用寿命下的最大允许放电倍率，基于温度区间‑放电倍率‑容量区间衰减率映射表来预估动力电池的最大允许放电倍率；行驶过程中，控制动力电池的放电倍率不超出最大允许放电倍率。本发明的最大允许放电倍率是基于实验测试来获取的，综合考虑了环境温度、放电倍率及容量区间因素的影响，因此，获取的最大允许放电倍率为适用于复杂工况的相对精准值。

Description

一种动力电池的SOP控制方法
技术领域
本发明属于动力电池技术领域，提供了一种动力电池的SOP控制方法。
背景技术
作为应对能源危机和环境危机的战略产业，新能源汽车得到了迅速的发展，而动力锂电池作为电动汽车动力系统的核心部件，其性能对于车辆运行的高效和安全至关重要，其管理系统也得到了广泛的关注。由于电池不仅要提供能量来满足一定的续航里程，还要输出要求的功率，因此电池管理中，电池的状态参数SOC(剩余电量)、SOH(剩余寿命)、SOP(功率承受能力)都是很重要的状态参数。
对于锂电池的功率承受能力(state of power，SOP)的实时估计可用技术却很少，SOP表示电池对充放电功率的承受能力，SOP的准确估计能够在保护电池的前提下，让电动汽车获得更大的动力自由，比如起步加速的可用功率，爬坡的车速，刹车电能回收的功率等。现有技术关于电池功率承受能力的预测方法主要有脉冲响应法及电化学模型法，脉冲响应法通过给电池在不同SOC下施加特定脉冲激励，得到相应的电压相应来进行功率预测，但是这种方法仅考虑了电池的静态特征，在动态工况中的预测精度很低；电化学模型法，使用大量化学偏微分，利用各种近似组合来估计，但是简化后的适用范围很有限，难以满足应用的要求，现有模型均无法兼顾复杂程度和准确度。
发明内容
本发明实施例提供一种动力电池的SOP控制方法，旨在解决脉冲响应法在动态工况中的预测精度很低及电化学模型法难以满足应用要求的问题。
本发明是这样实现的，一种动力电池的SOP控制方法，该方法包括如下步骤：
S1、获取车辆的高频活动区域在高频使用时段时的全年气候分布；
S2、获取车辆的平均使用时长；
S3、预估动力电池在目标使用寿命下的最大允许放电倍率，基于温度区间-放电倍率-容量区间衰减率映射表来预估动力电池的最大允许放电倍率；
S4、行驶过程中，控制动力电池的放电倍率不超出最大允许放电倍率。
进一步的，温度区间-放电倍率-容量区间衰减率映射表的获取方法包括如下步骤：
S31实验测定动力电池在不同温度区间及不同放电倍率下，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值的衰减时间；
S32、计算不同温度区间及不同放电倍率下，对应容量区间的容量衰减率。
进一步的，所述步骤S31包括如下步骤：
S311、在不同的温度区间内，采用预设放电倍率对电池进行循环放电，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值，记录放电时间；
S312、改变循环放电的预设放电倍率，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值，记录放电时间。
进一步的，所述步骤S4具体包括如下步骤：
请求的放电倍率大于等于最大允许放电倍率，则控制动力电池以最大允许放电倍率输出；
若请求的放电倍率小于最大允许放电倍率，则控制动力电池以请求的放电倍率输出。
本发明是基于不同温度及不同放电倍率下的容量衰减率、动力电池工作时环境温度、及平均工作时长限定动力电池的最大允许放电倍率，在该最大允许放电倍率下，动力电池的使用寿命能达到目标使用寿命，
此外，最大允许放电倍率是基于实验测试来获取的，综合考虑了环境温度、放电倍率及容量区间因素的影响，因此，获取的最大允许放电倍率为适用于复杂工况的相对精准值。
附图说明
图1为本发明实施例提供的动力电池SOP控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的动力电池SOP控制方法的流程图，该方法包括如下步骤：
S1、获取车辆的高频活动区域在高频使用时段时的全年气候分布；
在发明实施例中，基于车辆高频活动区域及车辆高频使用时段来确定动力电池的工作时的环境温度，在四季分明的地区，不同季节及全天不同时段，环境温差较大，不可忽略环境温度对动力电池性能的影响，基于该地区的历史全年气候来预估高频活动区域在高频使用时段时的全年气候分布，此外，车辆高频活动区域及车辆高频使用时段这三个信息可是用户录入，或者是基于行车记录来获取。
S2、获取车辆的平均使用时长；
在平均使用时长可以是户录入，或者是基于行车记录来获取。
S3、预估动力电池在目标使用寿命下的最大允许放电倍率，该最大允许放电倍率针对容量区间来而言的，即不同的容量区间下的最大允放电倍率不同；
在本发明实施例中，基于动力电池内存储的温度区间-放电倍率-容量区间衰减率映射表来预估动力电池的最大允许放电倍率，容量衰减率是针对容量区间而言的，即在不同温度区间及不同放电倍率下测试不同容量区间的容量衰减率，容量区间的划分基于电池特性的一致性进行划分，一般划分为如下三个区间：100％～92％，92％～85％，85％～80％，其中，当衰减至电池容量的80％时，动力电池不能再继续使用，在本发明实施例中，为了减少实验测试次数，将温度区间作为实验测试参数，温度区间的划分基于电池特性的一致性进行划分，一般划分为如下三个区间：-20℃～0℃，0℃～15℃，15℃～45℃，45℃～55℃。
最大允许放电倍率是通过实验实测来获取的，其获取方法包括如下步骤：
S31实验测定动力电池在不同温度区间及不同放电倍率下，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值的衰减时间；
在本发明实施例中，步骤S31具体包括如下步骤：
S311、在不同的温度区间内，采用预设放电倍率对电池进行循环放电，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值，记录放电时间；
S312、改变循环放电的预设放电倍率，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值，记录放电时间。
S32、计算不同温度区间及不同放电倍率下，对应容量区间的容量衰减率。
S4、行驶过程中，控制动力电池的放电倍率不超出最大允许放电倍率。
在本发明实施例中，若请求的放电倍率大于等于最大允许放电倍率，则控制动力电池以最大允许放电倍率输出，若请求的放电倍率小于最大允许放电倍率，则控制动力电池以请求的放电倍率输出。
本发明是基于不同温度及不同放电倍率下的容量衰减率、动力电池工作时环境温度、及平均工作时长限定动力电池的最大允许放电倍率，在该最大允许放电倍率下，动力电池的使用寿命能达到目标使用寿命，
此外，最大允许放电倍率是基于实验测试来获取的，综合考虑了环境温度、放电倍率及容量区间因素的影响，因此，获取的最大允许放电倍率为适用于复杂工况的相对精准值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种动力电池的SOP控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、获取车辆的高频活动区域在高频使用时段时的全年气候分布；
S2、获取车辆的平均使用时长；
S3、预估动力电池在目标使用寿命下的最大允许放电倍率，基于温度区间-放电倍率-容量区间衰减率映射表来预估动力电池的最大允许放电倍率；
S4、行驶过程中，控制动力电池的放电倍率不超出最大允许放电倍率；
所述步骤S4具体包括如下步骤：
请求的放电倍率大于等于最大允许放电倍率，则控制动力电池以最大允许放电倍率输出；
若请求的放电倍率小于最大允许放电倍率，则控制动力电池以请求的放电倍率输出。
2.如权利要求1所述动力电池的SOP控制方法，其特征在于，温度区间-放电倍率-容量区间衰减率映射表的获取方法包括如下步骤：
S31实验测定动力电池在不同温度区间及不同放电倍率下，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值的衰减时间；
S32、计算不同温度区间及不同放电倍率下，对应容量区间的容量衰减率。
3.如权利要求2所述动力电池的SOP控制方法，其特征在于，所述步骤S31包括如下步骤：
S311、在不同的温度区间内，采用预设放电倍率对电池进行循环放电，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值，记录放电时间；
S312、改变循环放电的预设放电倍率，从各电容区间最大值衰减至对应电容区间最小值，记录放电时间。
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