CN113517728A - 一种锂电池充放电控制方法及电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂电池充放电控制方法及电池管理系统，集电池信息，计算当前的容量保持率；根据容量保持率判断锂电池所处状态，然后选择相应的控制参数，其中包括初始状态的充电截止电压x1*Vmax和放电截止电压y1*Vmin，中期阶段的充电截止电压x2*Vmax和放电截止电压y2*Vmin；x1＜x2＜1，y1＞y2＞1。在控制电池进行充放电时，根据当前的控制参数执行充放电操作；在电池状态最好的情况下降低充放电深度，最大程度的保护电池，随着循环的进行，在电池状态稍微下降但电池状态还比较好时，加大充放电深度，这样可以保证此时的充放电和刚开始的一致，提升客户体验，提高后期续航能力。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池充放电控制。
背景技术
锂电池领域，行业内的充放电控制机制多为满充满放，即充电时，充至100％，放电时，放至0％；部分情况下，甚至会产生放电深度过大导致过度消耗，造成锂电池容量衰减过快，后期续航能力变差，影响了用户体验。
发明内容
本申请的目的在于提供一种锂电池充放电控制方法及电池管理系统，用以解决现有技术电池后期续航能力差的问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种锂电池充放电控制方法，包括以下步骤：
采集电池信息，计算当前的容量保持率；
若容量保持率大于第一阈值，则锂电池处于初始状态，以第一套控制参数为当前的控制参数；若容量保持率在第一阈值以下、且大于第二阈值，则锂电池处于中期状态，以第二套控制参数为当前的控制参数；若容量保持率在第二阈值以下，则锂电池处于后期状态，以第三套控制参数为当前的控制参数；
在控制电池进行充放电时，根据当前的控制参数执行充放电操作；
其中，第一套控制参数为用于初始状态的充电截止电压x1*Vmax和放电截止电压y1*Vmin；第二套控制参数为用于中期阶段的充电截止电压x2*Vmax和放电截止电压y2*Vmin；x1＜x2＜1，y1＞y2＞1；Vmax为电池最大电压，Vmin为电池最小电压。
进一步的，所述x1＝p1±Δp1％，其中x1控制范围0.93～0.96，所述x2＝p2±Δp2％，其中x2控制范围0.97～0.99；所述y1＝q1±Δq1％，其中y1控制范围1.2～1.24，所述y2＝q2±Δq2％，其中y2控制范围1.05～1.2。
进一步的，所述第一阈值为z1±Δz1％，其中z1范围91％～95％，所述第二阈值为z2±Δz2％，其中z2范围83％～87％。
进一步的，所述锂电池为铅酸铁锂电池或者三元锂电池。
本发明还提供了一种电池管理系统，包括控制器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述控制器执行所述计算机程序时，实现上述方法。
本发明的有益效果是：在电池状态最好的情况下降低充放电深度，最大程度的保护电池，随着循环的进行，在电池状态稍微下降但电池状态还比较好时，加大充放电深度，这样可以保证此时的充放电和刚开始的一致，提升客户体验，提高后期续航能力。
附图说明
图1是BMS与电池系统结构示意图；
图2是本发明的控制流程图。
具体实施方式
下面具体进行说明。
锂电池充放电控制方法实施例：
本发明的方法中的锂电池包括磷酸铁锂电池、三元锂电池等锂电池类型，下面以磷酸铁锂电池为例进行说明。
本发明的主要构思如下：
将一个锂电池的寿命分为初始阶段、中期阶段(电池状态稍微下降但电池状态还比较好时)和后期阶段。本实施例中，按照容量保持率来划分三个阶段，容量保持率在93％以上为初始阶段，85％-93％为中期阶段，85％以下为后期阶段。各个阶段的范围可以在此基础上微调，例如，也可以设置95％以上为初始阶段，83％-95％为中期阶段，83％以下为后期阶段。
在初始阶段，降低充放电深度。在充电时，设定较小的充电截止电压；即电池最大电压为Vmax，则设置充电截止电压为x1*Vmax，x1＜1。例如，磷酸铁锂电池最大电压为3.65V，则设置充电截止电压为3.4～3.5V。在放电时，设置较大的放电截止电压，即电池最小电压为Vmin，则设置放电截止电压为y1*Vmin，y1＞1。例如磷酸铁锂电池最小电压为2.5V，则设置放电截止电压为3.0～3.1V。
在中期阶段，增加放电深度。在充电时，设定较大的充电截止电压；即电池最大电压为Vmax，则设置充电截止电压为x2*Vmax，x1＜x2＜1。例如磷酸铁锂锂电池最大电压为3.65V，则设置充电截止电压为3.55V～3.65V。在放电时，设置较小的放电截止电压；即电池最小电压为Vmin，则设置放电截止电压为y2*Vmin，y1＞y2＞1。例如磷酸铁锂电池最小电压为2.5V，则设置放电截止电压为2.5V～3.0V。
在后期阶段，按照现有技术的方法，即按照满充满放的方式进行控制。
如图1所示的电池系统中，包括电池和BMS(作为其他实施方式，也可以是其他用于控制电池的控制器)，BMS实时采集电池的各种信息，如充电电流、放电电流、电压、充放电次数等数据。
BMS中存储有至少三套控制参数，第一套控制参数为用于初始状态的充电截止电压和放电截止电压；第二套控制参数为用于中期阶段的充电截止电压和放电截止电压；第三套控制参数为后期阶段的充电截止电压和放电截止电压。如图2所示，BMS的控制过程如下：
BMS通过采集电池信息，计算当前的容量保持率，并且进行判断；其中容量保持率的计算方法为：容量保持率＝电池可用容量/电池标准容量，其中电池可用容量根据容量-OCV-SOC曲面获取，标称容量为电池初始出厂容量；
若容量保持率指示电池处于初始状态，则读取第一套控制参数，覆盖当前的控制参数，即以所述第一套控制参数为当前的控制参数；
若容量保持率指示电池处于中期状态，则读取第二套控制参数，覆盖当前的控制参数，即以所述第二套控制参数为当前的控制参数；
若容量保持率指示电池处于后期状态，则读取第三套控制参数，覆盖当前的控制参数，即以所述第三套控制参数为当前的控制参数；
BMS在控制电池进行充放电时，根据当前的控制参数执行充放电操作。例如在达到充电截止电压后，停止充电，在达到放电截止电压后，停止放电。
另外，本发明还包括电池管理系统实施例，该电池管理系统包括控制器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述控制器执行所述计算机程序时能够实现如图2的控制方法，具体方法上面已经进行了阐述，在此不再赘述。
Claims (5)
1.一种锂电池充放电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集电池信息，计算当前的容量保持率；
若容量保持率大于第一阈值，则锂电池处于初始状态，以第一套控制参数为当前的控制参数；若容量保持率在第一阈值以下、且大于第二阈值，则锂电池处于中期状态，以第二套控制参数为当前的控制参数；若容量保持率在第二阈值以下，则锂电池处于后期状态，以第三套控制参数为当前的控制参数；
在控制电池进行充放电时，根据当前的控制参数执行充放电操作；
其中，第一套控制参数为用于初始状态的充电截止电压x1*Vmax和放电截止电压y1*Vmin；第二套控制参数为用于中期阶段的充电截止电压x2*Vmax和放电截止电压y2*Vmin；x1＜x2＜1，y1＞y2＞1；Vmax为电池最大电压，Vmin为电池最小电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述x1的取值范围为0.93～0.96，所述x2的取值范围为0.97～0.99；所述y1的取值范围为1.2～1.24，所述y2的取值范围为1.05～1.2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阈值为z1±Δz1％，所述第二阈值为z2±Δz2％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锂电池为铅酸铁锂电池或者三元锂电池。
5.一种电池管理系统，其特征在于，包括控制器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述控制器执行所述计算机程序时，实现权利要求1-4任一项所述的方法。
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