本技术涉及充放电控制,尤其涉及一种电池控制方法、地勤设备、介质以及程序产品。
背景技术:
1、随着新能源汽车、evtol(electric vertical takeoff and landing,电动垂直起降飞行器)、新能源船舶等以电能为主要动力的电动交通工具的普及,需要使用地勤车等地勤设备本身携带的电池对电动交通工具进行充电。
2、地勤车上的电池可能包括充电电池和/或非充电电池,且不同的充电电池和/或非充电电池之间的电池电压可能不同,相关技术中,通过双向dcdc(direct current directcurrent converter,直流转换器)调压以使各个电池正常工作。相关技术,通过电池充放电均衡策略控制各个电池均衡充放电。
3、但是,在电池组的总充放电状态参数与充电桩充电功率或者负载功率等对外充放电参数不匹配的情况下,电池组难以实现充放电均衡。
技术实现思路
1、本技术的主要目的在于提供一种电池控制方法、地勤设备、介质以及程序产品,旨在解决相关技术中亟须一种可以在电池组的总充放电状态参数与充电桩充电功率或者负载功率等对外充放电参数不匹配的情况下,可以最大限度的实现充放电均衡的电池控制策略的技术问题。
2、为实现上述目的,本技术提供一种电池控制方法,所述方法包括:
3、获取电池组的总充放电状态参数与对外充放电参数;电池组包括并联的多个电池,电池通过双向直流变换器dcdc与直流母线连接;
4、在总充放电状态参数与对外充放电参数不匹配的情况下,从电池组中选择出至少一个目标电池,以使目标电池的充放电状态参数被赋值为预设值后,重新计算得到的总充放电状态参数与对外充放电参数相匹配;其中,预设值与充放电状态参数的参数类型相对应;
5、通过目标电池对应的双向dcdc,控制目标电池基于与预设值相对应的充放电策略进行充放电,并通过各剩余电池对应的双向dcdc,控制各剩余电池基于充放电均衡策略进行充放电,剩余电池为电池组中除目标电池之外的电池。
6、在一实施例中,在充电流程中,总充放电状态参数为所有充电电池的总允许充电电流,对外充放电参数为充电桩输出电流;
7、在总充放电状态参数与对外充放电参数不匹配的情况下,从电池组中选择出至少一个目标电池,包括:
8、在总允许充电电流大于充电桩输出电流的情况下,将所有充电电池中,荷电状态参数最大的充电电池标记为第一目标电池;
9、将第一目标电池的允许充电电流赋值为0;
10、对所有充电电池的第一总允许充电电流进行重新计算,确定出第一总电流再计算结果;
11、在第一总电流再计算结果大于充电桩输出电流的情况下,将所有允许充电电流不为0的充电电池中,荷电状态参数最大的充电电池标记为第一目标电池,返回执行将第一目标电池的允许充电电流赋值为0的步骤,直至第一总电流再计算结果小于或者等于充电桩输出电流,以从电池组中选择出至少一个目标电池;
12、通过目标电池对应的双向dcdc,控制目标电池基于与预设值相对应的充放电策略进行充放电,并通过各剩余电池对应的双向dcdc,控制各剩余电池基于充放电均衡策略进行充放电,包括:
13、针对每一剩余电池,基于剩余电池所处的充电阶段,通过对应的双向dcdc控制剩余电池进行相应阶段的充电;
14、在监测到循环条件被触发的情况下,基于第一目标电池的实际允许充电电流更新第一目标电池的允许充电电流;
15、返回执行对所有充电电池的第一总允许充电电流进行重新计算,确定出第一总电流再计算结果的步骤,直至各充电电池的电压均上升至充电截止电压。
16、在一实施例中,循环条件包括:
17、充电时长达到预设时长;或者
18、监测到至少一个剩余电池的电压上升至恒压充电电压。
19、在一实施例中,在总允许充电电流大于充电桩输出电流的情况下,将所有充电电池中,荷电状态参数最大的充电电池标记为第一目标电池之前,方法还包括:
20、在总允许充电电流大于充电桩输出电流的情况下,将所有处于恒压阶段的充电电池的允许充电电流均赋值为0;
21、对所有充电电池的总允许充电电流进行重新计算,确定出第二总电流再计算结果;
22、在第二总电流再计算结果小于或者等于充电桩输出电流的情况下,通过对应的双向dcdc控制各处于恒流阶段的充电电池进行恒流充;
23、在监测到所有充电电池均处于恒压阶段的情况下,通过对应的双向dcdc控制各充电电池进行恒压充,直至所有充电电池的电压均上升至充电截止电压;
24、在第二总电流再计算结果大于充电桩输出电流的情况下,执行将所有充电电池中,荷电状态参数最大的充电电池标记为第一目标电池的步骤。
25、在一实施例中,电池组包括多个充电电池与多个非充电电池,在放电流程中,对外充放电参数为负载功率;
26、在总充放电状态参数与对外充放电参数不匹配的情况下,从电池组中选择出至少一个目标电池,包括:
27、将所有充电电池中,剩余容量最大的充电电池作为第一主电池;
28、在所有非充电电池的第一总最大功率大于或者等于负载功率的情况下,判断电池组的第一总额定功率是否小于负载功率;第一总额定功率为第一主电池和所有非充电电池的额定功率之和;
29、在第一总额定功率小于负载功率的情况下,将所有非充电电池中,最大功率最小的非充电电池标记为第二目标电池;
30、将第二目标电池的额定功率赋值为第二目标电池对应的最大功率;
31、对第一总额定功率进行重新计算,获得第一总功率再计算结果;
32、在第一总功率再计算结果小于负载功率的情况下,将在除第二目标电池之外的所有非充电电池中,最大功率最小的非充电电池标记为第二目标电池;
33、返回执行将第二目标电池的额定功率赋值为第二目标电池对应的最大功率的步骤,直至第一总功率再计算结果大于或者等于负载功率;
34、通过目标电池对应的双向dcdc,控制目标电池基于与预设值相对应的充放电策略进行充放电,包括:
35、通过对应的双向dcdc控制第一主电池根据直流母线电压进行恒压放电,通过对应的双向dcdc控制各第二目标电池基于对应的最大功率进行恒功率放电。
36、在一实施例中,通过各剩余电池对应的双向dcdc,控制各剩余电池基于充放电均衡策略进行充放电,包括:
37、针对除第二目标电池之外的任一剩余非充电电池,从第一电池序列中确定出排序在剩余非充电电池之前的目标非充电电池;第一电池序列包括所有非充电电池以及第一主电池,且所有第二目标电池排序在所有剩余非充电电池之前,第一主电池排序在所有非充电电池之后;
38、针对除第二目标电池之外的任一剩余非充电电池,确定出剩余非充电电池的第一参考总功率;其中,第一参考总功率为第一电池序列中除目标非充电电池之外的所有电池的额定功率之和;
39、针对除第二目标电池之外的任一剩余非充电电池,从第一待分配负载功率中确定出第一输出功率;其中,第一待分配负载功率为负载功率中,除所有目标非充电电池的最大功率之外的部分,且第一输出功率和第一待分配负载功率的比值等于剩余非充电电池的额定功率与第一参考总功率的比值;
40、通过对应的双向dcdc控制各剩余非充电电池以对应的第一输出功率进行恒功率输出。
41、在一实施例中,判断电池组的第一总额定功率是否小于负载功率之后,方法还包括:
42、在第一总额定功率大于或者等于负载功率的情况下,针对每一非充电电池,确定出非充电电池的第二输出功率;其中,第二输出功率和对应的额定功率的比值等于负载功率和第一总额定功率的比值;
43、通过对应的双向dcdc控制各非充电电池以对应的第二输出功率进行恒功率输出。
44、在一实施例中,将所有充电电池中,剩余容量最大的充电电池作为第一主电池之后,方法还包括:
45、在所有非充电电池的第一总最大功率小于负载功率,且所有充电电池和所有非充电电池的第二总最大功率大于或者等于负载功率的情况下,将所有充电电池中除第一主电池之外所有剩余充电电池,按照剩余容量从大到小进行排序,获得剩余充电电池序列;
46、针对剩余充电电池序列中的任一剩余充电电池,确定出排序在剩余充电电池之前的所有目标充电电池;
47、针对剩余充电电池序列中的任一剩余充电电池,确定出剩余充电电池的参考总剩余容量;参考总剩余容量为剩余充电电池序列中,除所有目标充电电池之外的所有充电电池的剩余容量以及第一主电池的剩余容量之和;
48、针对剩余充电电池序列中的任一剩余充电电池,从第二待分配负载功率中确定出第三输出功率;第三输出功率与第二待分配负载功率的比值等于对应的剩余容量与参考总剩余容量的比值;第二待分配负载功率为负载功率中,除第一总最大功率与所有目标充电电池的最大功率之外的部分;
49、通过对应的双向dcdc控制第一主电池根据直流母线电压进行恒压放电,通过对应的双向dcdc控制各非充电电池基于对应的最大功率进行恒功率放电,且针对剩余充电电池序列中的任一剩余充电电池,在第三输出功率大于或者等于对应的最大功率的情况下,通过对应的双向dcdc控制剩余充电电池以对应的最大功率进行恒功率输出;在第三输出功率小于对应的最大功率的情况下,通过对应的双向dcdc控制剩余充电电池以第三输出功率进行恒功率输出。
50、在一实施例中,电池组包括多个非充电电池,在放电流程中,总充放电状态参数为所有非充电电池的第二总额定功率,对外充放电参数为负载功率;
51、在总充放电状态参数与对外充放电参数不匹配的情况下,从电池组中选择出至少一个目标电池,包括:
52、在第二总额定功率小于负载功率的情况下,将所有非充电电池中额定功率最大的非充电电池标记为第二主电池,将除第二主电池之外的非充电电池标记为待定电池;
53、将最大功率最小的待定电池标记为第三目标电池;
54、将第三目标电池的额定功率赋值为第三目标电池对应的最大功率;
55、对所有非充电电池的第二总额定功率进行重新计算,获得第二总功率再计算结果;
56、在总功率再计算结果小于负载功率的情况下,将除第三目标电池之外的所有剩余待定电池中,最大功率最小的剩余待定电池标记为第三目标电池;
57、返回执行将第三目标电池的额定功率赋值为第三目标电池对应的最大功率的步骤,直至第二总功率再计算结果大于或者等于负载功率;
58、针对除第三目标电池之外的任一剩余待定电池,基于预设充放电均衡策略,确定第四输出功率;
59、通过目标电池对应的双向dcdc,控制目标电池基于与预设值相对应的充放电策略进行充放电,并通过各剩余电池对应的双向dcdc,控制各剩余电池基于充放电均衡策略进行充放电,包括:
60、通过对应的双向dcdc控制第二主电池以直流母线电压进行恒压放电,通过对应的双向dcdc控制各第三目标电池以对应的最大功率进行恒功率放电,通过对应的双向dcdc控制除第三目标电池之外的任一剩余待定电池以对应的第四输出功率进行恒功率放电。
61、在一实施例中,基于预设充放电均衡策略,确定第四输出功率,包括:
62、从第二电池序列中确定出排序在剩余待定电池之前的目标待定电池;所述第二电池序列包括所有所述非充电电池,且所有所述第三目标电池排序在所有剩余待定电池之前,所述第二主电池排序在最末尾处;
63、确定出剩余待定电池的第二参考总功率;第二参考总功率为第二电池序列中除目标待定电池之外的所有电池的额定功率之和;
64、从第三待分配负载功率中确定出第四输出功率;其中,第三待分配负载功率为负载功率除所有第三目标电池的最大功率和目标待定电池的最大功率之外的部分;且第四输出功率和第三待分配负载功率的比值等于剩余待定电池的额定功率与第二参考总功率的比值。
65、在一实施例中,获取电池组的总充放电状态参数与对外充放电参数之后,方法还包括:
66、在第二总额定功率大于或者等于负载功率的情况下,将所有非充电电池中额定功率最大的非充电电池标记为第三主电池,将除第三主电池之外的电池标记为第一副电池;
67、通过对应的双向dcdc控制第三主电池以直流母线电压进行恒压放电,通过对应的双向dcdc控制各第一副电池根据对应的第五输出功率进行恒功率放电;其中,任一第一副电池的第五输出功率和负载功率的比值等于任一第一副电池的额定功率和第二总额定功率的比值。
68、此外,本技术还提供了一种电动交通工具地勤设备,电动交通工具地勤设备包括:
69、可移动载具;
70、直流母线和电池组,直流母线和电池组均设置于可移动载具,电池组包括并联的多个电池,电池通过双向直流变换器dcdc与直流母线连接;
71、控制模块,控制模块设置于可移动载具,控制模块分别与各电池以及各双向dcdc通讯连接,控制模块包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,计算机程序配置为实现如上文的电池控制方法的步骤。
72、在一实施例中,电池与双向dcdc之间设置有并联的供放电主路与预充支路,供放电主路包括第一接触器和熔断器,预充支路包括串联的预充电阻与第二接触器,第二接触器用于导通或者截止预充支路。
73、在一实施例中,还包括:
74、电能驱动模组,电能驱动模组设置于可移动载具,用于驱动可移动载具移动;
75、对外充电模组,对外充电模组设置于可移动载具,对外充电模组用于为电动交通工具的电池包充电;
76、其中,直流母线分别与电能驱动模组和对外充电模组连接,电池可拆卸地连接于可移动载具,且电池的规格与电池包的规格一致。
77、在一实施例中,对外充电模组包括:
78、充电桩体,充电桩体设置于可移动载具,充电桩体与电动交通工具通过管道可分离地连接;
79、热管理模块,热管理模块设置于可移动载具,热管理模块被构造为在充电桩体与电动交通工具连接时,与电动交通工具的电池腔连通形成电池换热支路,以供热管理模块内的绝缘换热流体在电池换热支路中流动并充入电池腔内。
80、在一实施例中,充电桩体具有器件腔,器件腔内设置有充电模块;
81、热管理模块还被构造为与器件腔连通形成器件换热支路,以供绝缘换热流体在器件换热支路中流动并充入器件腔内。
82、在一实施例中,热管理模块包括主路,主路包括依次通过管路连通的介质存储箱、泵以及换热器;
83、其中,器件换热支路与电池换热支路并联后串联至主路形成一循环回路;或者,器件换热支路、电池换热支路与主路串联形成一循环回路。
84、在一实施例中,控制模块、电能驱动模组以及电池中的至少一者内限定有冷却通道,热管理模块与冷却通道连通,以供绝缘换热流体在冷却通道中流动。
85、在一实施例中,可移动载具包括车厢,对外充电模组与电池均设置于车厢内;
86、车厢的侧壁与对外充电模组对应的位置处开设有散热孔;
87、可移动载具还包括防雨组件,防雨组件设置于散热孔处。
88、在一实施例中,车厢的侧壁还开设有电池出入孔与充电枪出入孔,电池出入孔供电池通过,充电枪出入孔供对外充电模组的充电枪通过;可移动载具还包括第一盖合件和第二盖合件,第一盖合件可开合地设置于电池出入孔处,以打开或者关闭电池出入孔,第二盖合件可开合地设置于充电枪出入孔处,以打开或者关闭充电枪出入孔。
89、在一实施例中,对外充电模组具有电池调试接口,车厢内还限定出电池调试位,电池调试位与对外充电模组相邻设置,车厢的侧壁开设有与电池调试位正对的舱门开口,可移动载具还包括调试舱门,调试舱门设置于舱门开口处以打开或者关闭舱门开口,且调试舱门用于供电池通过。
90、在一实施例中,车厢的内壁设置有防火层,防火层被构造为气凝胶防火涂层或者防火漆层;和/或
91、可移动载具还包括灭火组件,灭火组件设置于车厢内,灭火组件为全氟己酮喷淋组件。
92、在一实施例中,可移动载具还包括:
93、底盘,底盘设置有车厢;
94、牵引杆,牵引杆设置于底盘的长度方向的一端。
95、此外,本技术还提供了一种存储介质,其存储介质为计算机可读存储介质,存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上文的电池控制方法的步骤。
96、此外,本技术还提供了一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上文的电池控制方法的步骤。
97、本技术提出的一个或多个技术方案,至少具有以下技术效果:
98、本技术提出的电池控制方法在电池组的总充放电状态参数与充电桩充电功率或者负载功率等对外充放电参数不匹配的情况,将部分电池作为目标电池进行独立出来进行控制,而将剩余的电池通过充放电均衡策略进行充放电控制,从而最大限度的实现不同电池电压的电池之间的充放电均衡。
99、此外,本技术在充电桩充电功率不足的情况下,首先针对处于恒流阶段的电池进行充电,再充处于恒压阶段的电池,充分利用了充电桩充电功率,以使所有的电池最终达到接近同步充满的效果,实现充电均衡。
100、此外,本技术在全部都是非充电电池放电的情况,提供了一种以额定功率为主的功率分配策略,尽量提高非充电电池得分放电效率。而针对非充电电池和充电电池共同放电的情况,考虑不同电池的剩余容量进行功率分配,尽量让不同剩余容量的电池同步放电到最低值,实现放电均衡。
101、此外,本技术的技术方案中,驱动可移动载具移动的电能驱动模组和为电动交通工具的电池包充电的对外充电模组均与电池连接,从而两者所使用的电能均由电池提供,降低了地勤设备的成本。且电池与电动交通工具的规格一致,从而在电动交通工具需要更换电池包时,可以直接将地勤设备上的电池作为备件更换至电动交通工具上,从而一台地勤车可以提供多种保障能力,单台地勤车作业即可满足多种任务所需,进而提高了地勤设备的保障能力,并降低了电动交通工具的保障成本。
102、此外,对外充电模组具有电池调试接口,电池与该电池调试接口可分离地连接,从而可以通过对外充电模组进行充放电调试,将电池的电池电压调整至与电动交通工具上其他电池包的电压一致,以满足换电所需。
103、此外,地勤设备内还集成有热管理模块,从而使得一台地勤设备在兼具充电、换电的基础上,还具有热管理能力,进一步提高了地勤设备的保障能力并降低了电动交通工具的保障成本。
104、此外,热管理模块在为电动交通工具充电的过程中,通过绝缘换热流体实现对器件腔内的充电模块进行浸没式冷却,且还可以对电池包内的电芯进行浸没式冷却,从而为电池包和充电模块本身一并提供热管理功能,以支持更大功率的充电,进而可进一步提高快充速度。
105、此外,热管理模块还可以对控制模块和/或电能驱动模组等也提供绝缘换热流体,从而确保地勤设备自身的控制模块和/或电能驱动模组的工作温度在适宜的温度环境内。
106、此外,配电箱中电池放电回路配置有预充电阻形成的预充支路,从而实现预充电功能,防止放电时出现浪涌以及不同电池之间电压不均衡的现象。
1.一种电池控制方法,其特征在于,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的电池控制方法,其特征在于,在充电流程中,所述总充放电状态参数为所有充电电池的总允许充电电流,所述对外充放电参数为充电桩输出电流;
3.如权利要求2所述的电池控制方法,其特征在于,所述循环条件包括:
4.如权利要求2所述的电池控制方法,其特征在于,所述在所述总允许充电电流大于所述充电桩输出电流的情况下,将所有所述充电电池中,荷电状态参数最大的所述充电电池标记为第一目标电池之前,所述方法还包括:
5.如权利要求1所述的电池控制方法,其特征在于,所述电池组包括多个充电电池与多个非充电电池,在放电流程中,所述对外充放电参数为负载功率;
6.如权利要求5所述的电池控制方法,其特征在于,所述通过各剩余电池对应的双向dcdc,控制各所述剩余电池基于充放电均衡策略进行充放电,包括:
7.如权利要求5所述的电池控制方法,其特征在于,所述判断所述电池组的第一总额定功率是否小于所述负载功率之后,所述方法还包括:
8.如权利要求5所述的电池控制方法,其特征在于,所述将所有所述充电电池中,剩余容量最大的所述充电电池作为第一主电池之后,所述方法还包括:
9.如权利要求1所述的电池控制方法,其特征在于,所述电池组包括多个非充电电池,在放电流程中,所述总充放电状态参数为所有所述非充电电池的第二总额定功率,所述对外充放电参数为负载功率;
10.如权利要求9所述的电池控制方法,其特征在于,所述基于预设充放电均衡策略,确定第四输出功率,包括:
11.如权利要求9所述的电池控制方法,其特征在于,所述获取电池组的总充放电状态参数与对外充放电参数之后,所述方法还包括:
12.一种电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述电动交通工具地勤设备包括:
13.如权利要求12所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述电池与所述双向dcdc之间设置有并联的供放电主路与预充支路,所述供放电主路包括第一接触器和熔断器,所述预充支路包括串联的预充电阻与第二接触器,所述第二接触器用于导通或者截止所述预充支路。
14.如权利要求12所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,还包括:
15.如权利要求14所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述对外充电模组包括:
16.如权利要求15所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述充电桩体具有器件腔,所述器件腔内设置有充电模块;
17.如权利要求16所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述热管理模块包括主路,所述主路包括依次通过管路连通的介质存储箱、泵以及换热器;
18.如权利要求15所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述控制模块、所述电能驱动模组以及所述电池中的至少一者内限定有冷却通道,所述热管理模块与所述冷却通道连通,以供所述绝缘换热流体在所述冷却通道中流动。
19.如权利要求14所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述可移动载具包括车厢,所述对外充电模组与所述电池均设置于车厢内,所述车厢的侧壁与所述对外充电模组对应的位置处开设有散热孔;
20.如权利要求19所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述车厢的侧壁还开设有电池出入孔与充电枪出入孔,所述电池出入孔供所述电池通过,所述充电枪出入孔供所述对外充电模组的充电枪通过;所述可移动载具还包括第一盖合件和第二盖合件,所述第一盖合件可开合地设置于所述电池出入孔处,以打开或者关闭所述电池出入孔,所述第二盖合件可开合地设置于所述充电枪出入孔处,以打开或者关闭所述充电枪出入孔;和/或
21.如权利要求19所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述车厢的内壁设置有防火层,所述防火层被构造为气凝胶防火涂层或者防火漆层;和/或
22.如权利要求19所述的电动交通工具地勤设备,其特征在于,所述可移动载具还包括:
23.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质为计算机可读存储介质,所述存储介质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如权利要求1至11中任一项所述的电池控制方法的步骤。
24.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的电池控制方法的步骤。
