一种多电池的充放电控制方法、系统及车辆与流程

本发明涉及电源管理，具体涉及一种多电池的充放电控制方法、系统及车辆。

背景技术：

1、随着车辆电子电气架构的复杂度不断提升，整车搭载的电子控制单元、传感器及执行器数量显著增加，低压电气系统的功耗持续上升。与此同时，自动启停、智能座舱、高级辅助驾驶及自动驾驶等功能的广泛应用，对车辆低压供电的可靠性与稳定性提出了更高要求。传统燃油车通常采用单一铅酸蓄电池作为低压电源，由发动机驱动的交流发电机补充电能，该架构在面对日益增长的电气负载和关键功能对供电连续性的严苛要求时，已逐渐显现出局限性。因此，采用铅酸主电池与锂电池冗余电池混合配置的多电池低压供电系统已成为行业的重要技术趋势。

2、在上述多电池混合供电系统中，通常设置有双向dc-dc变换器（双向直流变换器），以实现不同电池之间的双向电能传输。一种常见的控制方案是由锂电池的bms（batterymanagement system，电池管理系统）直接控制双向dc-dc变换器，即锂电池bms根据自身电池状态计算允许电流，通过can（controller area network，控制器局域网络）将电流设定值发送给双向dc-dc变换器执行，双向dc-dc变换器作为被动执行单元仅响应bms下发的指令；或者采用固定电流限制方式对充放电电流进行限制。

3、然而，上述现有技术方案存在明显不足。第一，bms控制方案中，充放电模式切换简单依赖外部指令，未与发动机实际运行状态深度耦合，bms不了解发动机的实际运行状态，无法根据发动机启动、运转、停止等不同工况自适应地调整充放电策略，导致充放电控制与车辆实际动力状态脱节。第二，固定电流限制方案中，采用固定电流限制（如统一20a），或仅根据单一温度点进行线性降额，未充分考虑双向dc-dc变换器、电池包、线束三方面的能力差异与动态变化，导致充放电限流值可能超出安全范围或造成能力浪费。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种多电池的充放电控制方法、系统及车辆，用以解决现有技术中存在的多电池充放电安全性不足的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种多电池的充放电控制方法，包括：

3、获取当前时刻的发动机运行状态，并确定与所述发动机运行状态对应的目标工作模式；所述目标工作模式包括充电模式和放电模式；

4、在多个电池中确定进行电能交互的第一电池和第二电池，并确定所述第一电池与所述第二电池之间充放电的电流上限值；

5、按照所述目标工作模式对应的电能传输方向，控制双向直流变换器在所述第一电池与所述第二电池之间进行充放电；所述充放电的电流不超过所述电流上限值。

6、在一种可能的实现方式中，所述确定与所述发动机运行状态对应的目标工作模式，包括：

7、当所述发动机运行状态为启动状态时，确定所述目标工作模式为待机模式；

8、当所述发动机运行状态为运转状态时，确定所述目标工作模式为所述充电模式；

9、当所述发动机运行状态为停止状态时，确定所述目标工作模式为所述放电模式。

10、在一种可能的实现方式中，所述确定与所述发动机运行状态对应的目标工作模式，还包括：

11、获取充放电请求信号；

12、当所述发动机运行状态为运转状态且所述充放电请求信号为充电请求时，确定所述目标工作模式为所述充电模式；

13、当所述发动机运行状态为运转状态且所述充放电请求信号为放电请求时，拒绝响应并确定所述目标工作模式为待机模式；

14、当所述发动机运行状态为停止状态且所述充放电请求信号为放电请求时，确定所述目标工作模式为所述放电模式；

15、当所述发动机运行状态为停止状态且所述充放电请求信号为充电请求时，拒绝响应并确定所述目标工作模式为所述待机模式。

16、在一种可能的实现方式中，所述第一电池为铅酸电池，所述第二电池为锂电池。

17、在一种可能的实现方式中，所述确定所述第一电池与所述第二电池之间充放电的电流上限值，包括：

18、获取所述双向直流变换器的温度数据、所述第二电池的当前温度与当前荷电状态，以及用于连接所述双向直流变换器与所述第二电池的连接线束的环境温度；

19、根据所述双向直流变换器的所述温度数据确定第一上限值；

20、根据所述第二电池的所述当前温度与所述当前荷电状态确定第二上限值；

21、根据所述环境温度确定第三上限值；

22、确定所述第一上限值、所述第二上限值和所述第三上限值中的最小值为所述电流上限值。

23、在一种可能的实现方式中，若所述目标工作模式为所述充电模式，所述控制双向直流变换器在所述第一电池与所述第二电池之间进行充放电之前，还包括：

24、根据所述第二电池的当前温度和当前荷电状态确定预充电流，所述预充电流小于所述电流上限值；

25、以所述预充电流对所述第二电池进行预充电，并持续检测所述第二电池的端电压；

26、若所述第二电池的端电压与所述第一电池的端电压之间的比例关系达到预设比例，或预充时长达到预设时长，结束对所述第二电池进行所述预充电。

27、在一种可能的实现方式中，还包括：

28、当所述电能传输方向不变时，控制所述充放电的电流以设定变化率渐变至所述电流上限值；

29、当所述电能传输方向反转时，控制所述充放电的电流先以所述设定变化率渐变至零，再从零以软启动方式建立反向电流至切换后工作模式对应的所述电流上限值。

30、在一种可能的实现方式中，还包括：

31、检测所述双向直流变换器的温度数据、电压数据和电流数据，以及所述第一电池与所述第二电池之间的绝缘电阻；

32、若根据所述温度数据、所述电压数据、所述电流数据和所述绝缘电阻，确定存在过温故障、过压故障、过流故障或绝缘故障中的任一种，控制所述双向直流变换器停止充放电。

33、第二方面，本发明还提供了一种多电池的充放电控制系统，包括：

34、多个电池；所述多个电池包括第一电池和第二电池，所述第一电池作为车辆主电源，所述第二电池作为车辆备用电源；

35、双向直流变换器，连接于所述第一电池与所述第二电池之间，用于实现两者之间的双向电能传输；

36、控制器，与所述双向直流变换器以及所述多个电池连接，所述控制器用于控制所述双向直流变换器在所述多个电池中任意两个电池之间的充放电动作。

37、第三方面，本发明还提供了一种车辆，包括存储器和处理器，其中，

38、所述存储器，用于存储程序；

39、所述处理器，与所述存储器、所述多个电池和所述发电机耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现上述任意实现方式中所述的多电池的充放电控制方法中的步骤。

40、本发明的有益效果是：本发明首先通过根据发动机运行状态确定目标工作模式，可以使充放电控制与车辆的实际动力状态保持同步，避免充放电策略与车辆发动机的工况脱节而导致的瞬态冲突或能量管理失效。进一步地，通过确定电流上限值并对实际的充放电电流进行约束，可以将充放电电流限制在安全边界以内，有效降低因充放电电流过大而引发的器件过载或系统失效风险，提升充放电过程的安全性。同时，通过持续获取发动机运行状态并动态更新目标工作模式及电流上限值，可以使充放电控制自适应地跟随车辆运行工况的变化，实现对充放电过程的动态、实时控制，使充放电电流始终在安全边界内运行，在保障充放电安全的前提下提高对车辆工况的动态响应能力。