CN114537165B - 锂电池系统、锂电池控制方法、可读存储介质和控制装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种锂电池系统、锂电池控制方法、可读存储介质和控制装置，本申请实施例提供的锂电池系统包括：第一电池模块，所述第一电池模块包括多个串联设置的第一单体电池；第二电池模块，所述第二电池模块包括多个串联设置的第二单体电池；第一通路，所述第二电池模块通过所述第一通路串联于所述第一电池模块；第二通路，所述第二电池模块通过所述第二通路并联于所述第一电池模块。该锂电池系统能够提高锂电池系统整体的功率输出性能。

Description

锂电池系统、锂电池控制方法、可读存储介质和控制装置

技术领域

本申请实施例涉及车辆技术领域，尤其涉及一种锂电池系统、一种锂电池控制方法、一种计算机可读存储介质和一种控制装置。

背景技术

相比燃油汽车功率性能，纯电动汽车的功率性能随着电池包电量的减少而逐渐下降，例如当电池包电量只有满电电量的10％时，其输出的峰值功率大约下降30％～40％。动力电池功率性能随着剩余电量逐渐减少，对整车加速性能影响愈加明显。

导致输出功率降低的主要原因之一，动力电池的容量以及电压是从满电状态到馈电状态逐渐下降的。而功率则是电池容量与电池电压的乘积，因此电池包的功率下降是当前锂离子动力电池的本质属性。

目前解决方案之一是增大电池包的电量，通过增加电池包中单体电芯的数量或者容量来实现大电量，从而提高整个SOC区间(SOC,state of charge)范围内的功率性能。另外一个方案是提升整车效率，包括电机效率、能量利用效率等。第三个方案是对整车进行大幅的轻量化设计，通过降低车身重量来改善对动力电池的需求负担。但是目前的锂电池系统仍无法解决在电池包电量下降时会引起动力电池功率性能降低的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提供了一种锂电池系统。

本发明的第二方面提供了一种锂电池控制方法。

本发明的第三方面提供了一种计算机可读存储介质。

本发明的第四方面提供了一种控制装置。

有鉴于此，根据本申请实施例的第一方面提出了一种锂电池系统，包括：

第一电池模块，所述第一电池模块包括多个串联设置的第一单体电池；

第二电池模块，所述第二电池模块包括多个串联设置的第二单体电池；

第一通路，所述第二电池模块通过所述第一通路串联于所述第一电池模块；

第二通路，所述第二电池模块通过所述第二通路并联于所述第一电池模块。

在一种可行的实施方式中，所述第一电池模块与所述第二电池模块的体积比为2至50。

在一种可行的实施方式中，锂电池系统还包括：控制单元，所述控制单元包括：

控制器；

第一开关，所述第一开关连接于所述控制器，设置在所述第一通路上，用于控制所述第一通路的开启与闭合；

第二开关，所述第二开关连接于所述控制器，设置在所述第二通路上，用于控制所述第二通路的开启与闭合。

在一种可行的实施方式中，锂电池系统还包括：

第三电池模块；

第三通路，所述第二电池模块通过所述第三通路串联于所述第三电池模块；

第四通路，所述第二电池模块通过所述第四通路并联于所述第三电池模块。

在一种可行的实施方式中，所述第三电池模块的容量为100Ah至200Ah，电量为40kWh至100kWh。

在一种可行的实施方式中，所述第一电池模块的容量为140Ah至300Ah，电量为60kWh至150kWh；

所述第二电池模块的容量为1Ah至50Ah，电量为5kWh至30kWh；

根据本申请实施例的第二方面提出了一种锂电池控制方法，应用于上述任一技术方案所述的锂电池系统，所述锂电池控制方法包括：

获取锂电池系统的峰值功率；

基于所述峰值功率获取功率输出性能；

在所述功率输出性能小于预设值的情况下，通过所述第二电池模块放电；

在所述功率输出性能大于或等于预设值的情况下，通过所述第一电池模块放电。

在一种可行的实施方式中，所述预设值的取值小于或等于50％。

根据本申请实施例的第三方面提出了一种计算机可读存储介质，

所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，实现如上述任一技术方案所述的锂电池控制方法。

根据本申请实施例的第四方面提出了一种控制装置，包括：

存储器，存储有计算机程序；

处理器，执行所述计算机程序；

其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如上述任一技术方案所述的锂电池控制方法。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本申请实施例提供的锂电池系统包括了第一电池模块、第二电池模块、第一通路和第二通路，在锂电池系统作为车辆的动力源时，可以通过第一电池模块和第二电池模块中的一者输出电能，随着锂电池系统的使用，处于供电状态的第一电池模块或第二电池模块的电量将会下降，处于供电状态的第一电池模块或第二电池模块电池功率性能随着剩余电量逐渐减少，这种情况下可以通过第一电池模块或第二电池模块中的另一者作为车辆的动力源，以避免通过电池功率性能低的电池模块为车辆提供动能，转而通过电量较高的电池模块来为车辆提供动能，能够保障车辆具备优异的加速性能。通过第一通路和第二通路的设置，使得第一电池模块与第二电池模块之间具备串联、并联和断开三种连通方式，进而可以通过第一电池模块和第二电池模块提供多种供电方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请提供的一种实施例的锂电池系统的示意性结构图；

图2为本申请提供的一种实施例的锂电池控制方法的示意性步骤流程图；

图3为本申请提供的一种实施例的计算机可读存储介质的结构框图；

图4为本申请提供的一种实施例的控制装置的结构框图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100第一电池模块、200第二电池模块、300第三电池模块、400第一通路、500第二通路、600第三通路。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1所示，根据本申请实施例的第一方面提出了一种锂电池系统，包括：第一电池模块100，第一电池模块100包括多个串联设置的第一单体电池；第二电池模块200，第二电池模块200包括多个串联设置的第二单体电池；第一通路400，第二电池模块200通过第一通路400串联于第一电池模块100；第二通路500，第二电池模块200通过第二通路500并联于第一电池模块100。

本申请实施例提供的锂电池系统包括了第一电池模块100、第二电池模块200、第一通路400和第二通路500，在锂电池系统作为车辆的动力源时，可以通过第一电池模块100和第二电池模块200中的一者输出电能，随着锂电池系统的使用，处于供电状态的第一电池模块100或第二电池模块200的电量将会下降，处于供电状态的第一电池模块100或第二电池模块200电池功率性能随着剩余电量逐渐减少，这种情况下可以通过第一电池模块100或第二电池模块200中的另一者作为车辆的动力源，以避免通过电池功率性能低的电池模块为车辆提供动能，转而通过电量较高的电池模块来为车辆提供动能，能够保障车辆具备优异的加速性能。通过第一通路400和第二通路500的设置，使得第一电池模块100与第二电池模块200之间具备串联、并联和断开三种连通方式，进而可以通过第一电池模块100和第二电池模块200提供多种供电方式。

在一种可行的实施方式中，第一电池模块100与第一电池模块100的体积比为2至50。

第一电池模块100与第二电池模块200的体积比为2至50，即第一电池模块100的体积大于第二电池模块200的体积，第二电池模块200的总电量低于第一电池模块100的总电量，如此设置在锂电池系统使用过程中，当锂电池系统充满电后，第一通路400和第二通路500是断开状态，即第一电池模块100与第二电池模块200独立设置，在车辆行驶初期。由大容量长续航的第一电池模块100向车辆的前电机、或者后电机、或者前后电机输出能量、驱动行驶。随着第一电池模块100使用时间的增长，第一电池模块100的电量下降，第一电池模块100的功率输出性能也会下降，当功率输出性能下降到初始状态的50％以下时，可以通过控制器发出指令，要求小容量高功率的第二电池模块200进入工作状态，向驱动电机进行放电，从而提高了整体的功率输出性能。

本申请实施例提供的锂电池系统作为电动汽车的动力源实现了整个充放电窗口内的高功率输出性能，克服了当前锂离子电池的功率输出从满电状态向馈电状态的过程中逐渐下降的缺陷；

本申请实施例提供的锂电池系统，第二电池模块200的容量小，所需空间小，缺实现了高性能功率补充能力，提高了电动汽车的驾驶性能。

在一种可行的实施方式中，锂电池系统还包括：控制单元，控制单元包括：控制器；第一开关，第一开关连接于控制器，设置在第一通路400上，用于控制第一通路400的开启与闭合；第二开关，第二开关连接于控制器，设置在第二通路500上，用于控制第二通路500的开启与闭合。

锂电池系统还包括了控制单元，控制单元包括了控制器、第一开关和第二开关，通过控制单元与第一通路400和第二通路500配合使用，使得第一电池模块100与第二电池模块200之间具备串联、并联和断开三种连接方式，便于第一电池模块100和第二电池模块200的充电，便于第一电池模块100和第二电池模块200采用多种方式进行放电。

在一种可行的实施方式中，锂电池系统还包括：第三电池模块300；第三通路600，第二电池模块200通过第三通路600串联于第三电池模块300；第四通路，第二电池模块200通过第四通路并联于第三电池模块300。

锂电池系统还包括第三电池模块300、第三通路600和第四通路。即锂电池系统可以同时包括第一电池模块100、第二电池模块200和第三电池模块300，当锂电池系统充满电后，可以通过第一电池模块100和/或第三电池模块300向车辆提供动能，当第一电池模块100和/或第三电池模块300的电量降低时，可以通过第二电池模块200向车辆提供动力，以使锂电池系统在使用过程中始终可以通过电量较多的电池模块向车辆提供动能，保障了整体的功率输出性能。

在一些示例中，第三电池模块300可以为超级快充电池模块，即超级快充电池模块可以在2min至10min充入30kWh至70kWh的电能。

在一些示例中，在本申请实施例提供的锂电池系统包括了第三电池模块300的情况下，第三电池模块300与第二电池模块200的体积占比可以大于或等于10。当电池系统充满电后，两个电池模块是断开状态，具备超级快充功能的第三电池模块300向前电机、或者后电机、或者前后电机输出能量、驱动行驶。当功率输出性能下降到初始状态的50％以下时，控制器发出指令，小容量高功率的第二电池模块200进入工作状态，向驱动电机进行放电，从而提高了整体的功率输出性能。

在一种可行的实施方式中，第三电池模块300的容量为100Ah至200Ah，电量为40kWh至100kWh。

第三电池模块300的容量为100Ah至200Ah，电量为40kWh至100kWh，以使第三电池模块300具备较强的驱动能力，在锂电池系统包括了第三电池模块300的情况下，可以在绝大多数的情况下通过第三电池模块300向车辆的驱动系统提供能量，减少了第二电池模块200的工作时长，驱动性能和整体的功率输出性能更佳。

在一种可行的实施方式中，第一电池模块100的容量为140Ah至300Ah，电量为60kWh至150kWh；第二电池模块200的容量为1Ah至50Ah，电量为5kWh至30kWh。

第一电池模块100的容量为140Ah至300Ah，电量为60kWh至150kWh，以使第一电池模块100具备较强的驱动能力，锂电池系统可以在绝大多数的情况下通过第一电池模块100向车辆的驱动系统提供能量，减少了第二电池模块200的工作时长，驱动性能和整体的功率输出性能更佳。第二电池模块200的容量为1Ah至50Ah，电量为5kWh至30kWh，第二电池模块200的容量和电量较低，利于缩小第二电池模块200的体积。

可以理解的使，第一电池模块100、第二电池模块200和第三电池模块300的电量是指第一电池模块100、第二电池模块200和第三电池模块300满电时的电量。

如图2所示，根据本申请实施例的第二方面提出了一种锂电池控制方法，应用于上述任一技术方案的锂电池系统，锂电池控制方法包括：

步骤201：获取锂电池系统的峰值功率。可以理解的是，可以获取处于工作状态的第一电池模块的电量，第一电池模块的电量与峰值功率呈负相关的关系，因此可以基于第一电池模块的电量来获取锂电池系统的峰值功率，通过第一电池模块的电量获取锂电池系统的峰值功率，使得峰值功率的获取更加简单、快捷。

步骤202：基于峰值功率获取功率输出性能。可以理解的是，功率输出性能是指基于第一电池模块的当前电量获取到的峰值功率与第一电池模块处于满电时的峰值功率的比值。

步骤203：在功率输出性能小于预设值的情况下，通过第二电池模块放电。在功率输出性能小于预设值的情况下，说明通过第一电池模块输出电能时功率输出性能较低，这种情况下通过第二电池模块放电可以提高锂电池系统整体的功率输出性能。

步骤204：在功率输出性能大于或等于预设值的情况下，通过第一电池模块放电。在功率输出性能大于或等于预设值的情况下，说明通过第一电池模块输出电能时功率输出性能较高，这种情况下通过第一电池模块放电可以提高锂电池系统整体的功率输出性能。

在一些示例中，在功率输出性能小于预设值的情况下，通过第二电池模块放电可以包括：获取第二电池模块的第一当前电量；获取第一当前电量与第二电池模块的总电量的第一比值；获取第一电池模块的第二当前电量，获取第二当前电量与第一电池模块的总电量的第二比值，在第一比值大于或等于第二比值的情况下，通过第二电池模块放电，在第一比值小于第二比值的情况下，通过第一电池模块继续放电。如此设置可以始终通过较高电量的电池模块输出电能。

在一种可行的实施方式中，预设值的取值小于或等于50％。

通过该预设值的选取，能够提高锂电池系统的整体的功率输出性能。如若预设值的取值大于50％，则锂电池系统有可能高频率地使用第二电池模块来输出电能，而第二电池模块的体积占比和总电量均低于第一电池模块，长时间通过第二电池模块放电将影响第二电池模块的使用寿命。

如图3所示，根据本申请实施例的第三方面提出了一种计算机可读存储介质301，计算机可读存储介质301存储有计算机程序302，实现如上述任一技术方案的锂电池控制方法。

本申请实施例提供的计算机可读存储介质301因实现了上述技术方案的锂电池控制方法，因此该计算机可读存储介质具备上述技术方案的锂电池控制方法的全部有益效果。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

如图4所示，根据本申请实施例的第四方面提出了一种控制装置，包括：存储器401，存储有计算机程序；处理器402，执行计算机程序；其中，处理器402在执行计算机程序时，实现如上述任一技术方案的锂电池控制方法。

本申请实施例提供的控制装置，因实现了上述技术方案的锂电池控制方法，因此该控制装置具备上述技术方案的锂电池控制方法的全部有益效果。

在一些示例中，该控制装置还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(RadioFrequency，RF)电路，传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等，可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)等。

在示例性实施例中，控制装置还可以包括、输入输出接口和显示设备，其中，各个功能单元之间可以通过总线完成相互间的通信。该存储器存储有计算机程序，处理器，用于执行存储器上所存放的程序，执行上述实施例中的方法。

上述存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理上述方法的实体设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与信息处理实体设备中其它硬件和软件之间通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂电池控制方法，其特征在于，应用于锂电池系统，所述锂电池系统包括第一电池模块，所述第一电池模块包括多个串联设置的第一单体电池；第二电池模块，所述第二电池模块包括多个串联设置的第二单体电池；第一通路，所述第二电池模块通过所述第一通路串联于所述第一电池模块；第二通路，所述第二电池模块通过所述第二通路并联于所述第一电池模块，

所述锂电池控制方法包括：

获取锂电池系统的峰值功率；

基于所述峰值功率获取功率输出性能，所述功率输出性能是指基于第一电池模块的当前电量获取到的峰值功率与第一电池模块处于满电时的峰值功率的比值；

在所述功率输出性能小于预设值的情况下，通过所述第二电池模块放电；

所述在所述功率输出性能小于预设值的情况下，通过所述第二电池模块放电，包括：

在功率输出性能小于预设值的情况下，通过第二电池模块放电包括：获取第二电池模块的第一当前电量；获取第一当前电量与第二电池模块的总电量的第一比值；获取第一电池模块的第二当前电量，获取第二当前电量与第一电池模块的总电量的第二比值，在第一比值大于或等于第二比值的情况下，通过第二电池模块放电；

在所述功率输出性能大于或等于预设值的情况下，通过所述第一电池模块放电。

2.根据权利要求1所述的锂电池控制方法，其特征在于，

所述预设值的取值小于或等于50%。

3.一种锂电池系统，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的锂电池控制方法，所述系统包括：

第一电池模块，所述第一电池模块包括多个串联设置的第一单体电池；

第二电池模块，所述第二电池模块包括多个串联设置的第二单体电池；

第一通路，所述第二电池模块通过所述第一通路串联于所述第一电池模块；

第二通路，所述第二电池模块通过所述第二通路并联于所述第一电池模块。

4.根据权利要求3所述的锂电池系统，其特征在于，

所述第一电池模块与所述第二电池模块的体积比为2至50。

5.根据权利要求3所述的锂电池系统，其特征在于，还包括：控制单元，所述控制单元包括：

控制器；

第一开关，所述第一开关连接于所述控制器，设置在所述第一通路上，用于控制所述第一通路的开启与闭合；

第二开关，所述第二开关连接于所述控制器，设置在所述第二通路上，用于控制所述第二通路的开启与闭合。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的锂电池系统，其特征在于，还包括：

第三电池模块；

第三通路，所述第二电池模块通过所述第三通路串联于所述第三电池模块；

第四通路，所述第二电池模块通过所述第四通路并联于所述第三电池模块。

7.根据权利要求6所述的锂电池系统，其特征在于，

所述第三电池模块的容量为100Ah至200Ah，电量为40kWh至100kWh。

8.根据权利要求3至5中任一项所述的锂电池系统，其特征在于，

所述第一电池模块的容量为140Ah至300Ah，电量为60kWh至150kWh；

所述第二电池模块的容量为1Ah至50Ah，电量为5kWh至30kWh。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，

所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，实现如权利要求1或2所述的锂电池控制方法。

10.一种控制装置，其特征在于，包括：

存储器，存储有计算机程序；

处理器，执行所述计算机程序；

其中，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如权利要求1或2所述的锂电池控制方法。