车辆电池包充电控制方法、系统及设备与流程

本技术涉及汽车动力电池充电，尤其涉及一种车辆电池包充电控制方法、系统及设备。

背景技术：

1、随着新能源汽车高压平台（如800v及以上）的普及，高压电池包与现存大量低压充电桩（如400v）之间的电压不兼容问题日益突出。相关解决方案主要分为两类：一类采用电池模组串并联拓扑切换方式，但串并联切换存在并联瞬间易产生环流和短路电流导致接触器烧蚀粘连等并联环流风险；另一类采用车载大功率升压直流-直流（dc-dc）升压变换器方案，但该方案增加了整车结构复杂度和体积，硬件成本高、能量损耗大。

技术实现思路

1、本技术的实施例提供了一种车辆电池包充电控制方法、系统及设备，通过动态计算需隔离模组数量并采用全串联模组轮换充电方式，在无需增加dc-dc升压变换器且完全避免并联环流风险的前提下，使低压充电桩能够安全、高效地为高压电池包充电。

2、在 技术实现要素： 部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本技术的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

3、本技术具体包括以下几个方面：

4、第一方面，本技术提出一种车辆电池包充电控制方法，车辆电池包包括多个串联的电池模组，所述方法包括：

5、基于充电桩的最大输出电压、所述车辆电池包中各电池模组的电压信息以及预设低压充电匹配系数，确定所述车辆电池包中待隔离的电池模组的目标数量；

6、若所述目标数量大于零，则基于所述目标数量及所述车辆电池包中各电池模组的电压信息，从所述车辆电池包的各电池模组中确定目标隔离模组集合；

7、对所述目标隔离模组集合中的各电池模组执行模组旁路操作，以使所述车辆电池包中除所述目标隔离模组集合之外的剩余电池模组保持串联后接入所述车辆电池包的主充电回路；

8、控制所述充电桩通过所述主充电回路对所述剩余电池模组进行充电。

9、在一种可行的实施方式中，所述基于充电桩的最大输出电压、所述车辆电池包中各电池模组的电压信息以及预设低压充电匹配系数，确定所述车辆电池包中待隔离的电池模组的目标数量，包括：

10、基于所述车辆电池包中各电池模组的电压信息，确定所述车辆电池包的当前充电需求电压；

11、将所述充电桩的最大输出电压与所述预设低压充电匹配系数的乘积，确定为所述车辆电池包的最大安全适配电压；

12、若所述当前充电需求电压大于所述最大安全适配电压，则确定所述目标数量大于零，并基于所述当前充电需求电压与所述最大安全适配电压的差值，确定所述目标数量；

13、若所述当前充电需求电压小于或等于所述最大安全适配电压，则确定所述目标数量为零。

14、在一种可行的实施方式中，所述基于所述当前充电需求电压与所述最大安全适配电压的差值，确定所述目标数量，包括：

15、将所述当前充电需求电压与所述最大安全适配电压的差值，确定为所述车辆电池包的待降低电压；

16、确定所述待降低电压与单个电池模组的额定电压的比值；

17、对所述比值进行向上取整，得到所述目标数量。

18、在一种可行的实施方式中，在所述确定所述目标数量为零之后，所述方法还包括：

19、控制所述车辆电池包的全部电池模组保持串联后接入所述主充电回路；

20、控制所述充电桩通过所述主充电回路对全部电池模组进行充电。

21、在一种可行的实施方式中，所述车辆电池包包括多个隔离模块，所述隔离模块包括主回路接触器和旁路接触器，所述隔离模块与所述电池模组一一对应，所述对所述目标隔离模组集合中的各电池模组执行模组旁路操作，包括：

22、对于所述目标隔离模组集合中的每一目标电池模组，控制所述目标电池模组对应的隔离模块中的主回路接触器断开，并控制所述目标电池模组对应的隔离模块中的旁路接触器闭合，以将所述目标电池模组从所述主充电回路中隔离。

23、在一种可行的实施方式中，还包括：

24、重复执行剩余电池模组的更新操作，直至满足预设充电结束条件，其中：

25、所述剩余电池模组的更新操作包括：从所有所述剩余电池模组中确定第一电池模组，并从所述目标隔离模组集合中确定第二电池模组；对所述第一电池模组执行模组旁路操作，并将所述第二电池模组接入所述主充电回路，以更新剩余电池模组；基于更新后的剩余电池模组继续充电；

26、所述预设充电结束条件包括：所述第一电池模组的当前电压与所述第二电池模组的当前电压的差值小于预设电压阈值；或，所述车辆电池包中所有电池模组的当前电压均达到充电截止电压。

27、在一种可行的实施方式中，所述从所有所述剩余电池模组中确定第一电池模组，并从所述目标隔离模组集合中确定第二电池模组，包括：

28、将所述剩余电池模组中当前电压最高的电池模组确定为所述第一电池模组；

29、将所述目标隔离模组集合中当前电压最低的电池模组确定为所述第二电池模组。

30、在一种可行的实施方式中，所述对所述第一电池模组执行模组旁路操作，并将所述第二电池模组接入所述主充电回路，包括：

31、控制所述主充电回路的电流降至安全电流值以下；

32、控制所述第一电池模组对应的隔离模块的主回路接触器断开，以及所述第一电池模组对应的隔离模块的旁路接触器闭合；

33、控制所述第二电池模组对应的隔离模块的主回路接触器闭合，以及所述第二电池模组对应的隔离模块的旁路接触器断开，以将所述第二模组接入所述主充电回路。

34、第二方面，本技术还提出一种车辆高压电池包充电控制系统，车辆电池包包括多个串联的电池模组，所述系统包括：

35、电压匹配计算模块，用于基于充电桩的最大输出电压、所述车辆电池包中各电池模组的电压信息以及预设低压充电匹配系数，确定所述车辆电池包中待隔离的电池模组的目标数量，其中，所述车辆电池包的当前充电需求电压大于所述充电桩的最大输出电压；

36、隔离模组选择模块，用于基于所述目标数量及所述车辆电池包中各电池模组的电压信息，从所述车辆电池包的各电池模组中确定目标隔离模组集合；

37、隔离执行模块，用于对所述目标隔离模组集合中的各电池模组执行模组旁路操作，以使所述车辆电池包中除所述目标隔离模组集合之外的剩余电池模组保持串联后接入所述车辆电池包的主充电回路；

38、充电启动模块，用于控制所述充电桩通过所述主充电回路对所述剩余电池模组进行充电。

39、第三方面，本技术还提出一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一项的车辆电池包充电控制方法的步骤。

40、本技术提出的一种车辆电池包充电控制方法，车辆电池包包括多个串联的电池模组，该串联结构为后续通过模组隔离方式降低电池包接入主充电回路的总电压提供了结构基础。首先根据充电桩的最大输出电压、各电池模组的电压信息以及预设低压充电匹配系数来确定需要隔离的模组的目标数量，其中预设低压充电匹配系数在计算过程中为充电桩的最大输出电压预留出安全裕度，能够确保计算出的目标数量对应的隔离后的剩余模组总电压严格低于充电桩可安全输出的电压，从而避免因电压波动或计算误差导致实际充电电压超出充电桩输出能力上限。若计算出的目标数量大于0，则说明车辆电池包需要的充电电压大于充电桩可安全输出的电压，此时根据该目标数量和各电池模组的电压信息从多个电池模组中筛选出需要隔离的电池模组集合，这一筛选过程是基于各电池模组当前电压的差异化分布进行的，能够根据各电池模组的当前电压灵活确定隔离对象。随后对目标隔离模组集合中的各电池模组执行旁路操作，使该部分电池模组暂时从主充电回路中脱离，而未被选中的剩余电池模组继续保持原有的串联连接关系并接入主充电回路，此时整个主充电回路中仅剩余电池模组以串联方式存在，全程不存在并联结构，因此从根本上消除了并联拓扑固有的易产生环流和短路电流导致接触器烧蚀粘连等并联环流风险。最后控制充电桩直接通过主充电回路对剩余电池模组进行充电，由于剩余电池模组的总电压已通过上述隔离操作降低至充电桩可安全支持的范围内，充电桩无需依赖车载升压直流-直流变换器即可直接输出电能，完全省去了该升压直流-直流变换器及其配套的碳化硅器件、电感和散热结构，不仅大幅降低了整车硬件成本，而且避免了电力电子变换过程中产生的能量损耗，使充电效率显著提升。同时，该方法中目标数量是根据充电桩最大输出电压动态计算得到的，不同的充电桩电压对应不同的目标数量，因此能够适配各类不同电压等级的低压充电桩，无需对现有充电基础设施进行改造或升级。

41、本技术提出的车辆电池包充电控制方法、系统及设备，本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。