放电功率的确定方法、装置和电子设备与流程

1.本发明涉及电池包应用的技术领域，尤其是涉及一种放电功率的确定方法、装置和电子设备。


背景技术：

2.随着车辆技术的发展，电动汽车已经被广泛应用。为了保证电动汽车的电池包不会出现过放等影响寿命的情况，一般控制车辆电机输出功率小于电池包的放电功率。
3.但经发明人研究发现，实际应用过程中电池包的放电功率的获取并不精确，故而为了保证电动汽车的电池包的使用安全，在实际获取的放电功率基础上往往还会通过安全系数进一步控制电机输出功率。此种方式虽然一定程度上确保了电池包的使用寿命，但无疑损失了电动汽车的动力性能。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种放电功率的确定方法、装置和电子设备，在保证电池包使用寿命的基础上，解决了电动汽车的动力性损失的技术问题。
5.第一方面，实施例提供一种放电功率的确定方法，所述方法包括：
6.获取满足预设应用时长要求的电芯或电池模组的初始内阻值以及所述初始内阻值对应的功率谱；
7.基于所述初始内阻值和预设内阻增长模型，确定所述电芯或所述电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的当前内阻值；
8.根据所述电芯或所述电池模组对应的功率谱、所述当前内阻值和所述初始内阻值，确定当前电池包的放电功率，其中，所述当前电池包由所述电芯或所述电池模组装配而成。
9.在可选的实施方式中，基于所述初始内阻值和预设内阻增长模型，确定所述电芯或所述电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的当前内阻值的步骤，包括：
10.根据预设内阻增长模型，分别确定所述电芯在循环耐久工况以及存储耐久工况下的内阻增加百分比；
11.基于所述内阻增加百分比和所述电芯的初始内阻值，确定所述电芯的当前内阻值。
12.在可选的实施方式中，基于所述初始内阻值和预设内阻增长模型，确定所述电芯或所述电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的当前内阻值的步骤，包括：
13.根据预设内阻增长模型和夹紧力修正系数，分别确定所述电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的内阻增加百分比；
14.基于所述内阻增加百分比和所述电芯的初始内阻值，确定所述电池模组的当前内阻值。
15.在可选的实施方式中，根据所述电芯或所述电池模组对应的功率谱、所述当前内
阻值和所述初始内阻值，确定当前电池包的放电功率的步骤，包括：
16.根据所述当前内阻值和所述初始内阻值，更新所述功率谱中的每个放电功率，得到所述当前内阻值对应的当前功率谱；
17.根据所述电芯或所述电池模组的当前内阻值对应的当前功率谱，确定电池包的放电功率。
18.在可选的实施方式中，根据所述电芯或所述电池模组的当前内阻值对应的当前功率谱，确定电池包的放电功率的步骤，包括：
19.根据所述电芯的当前内阻值对应的当前功率谱中的每个放电功率、内阻一致性偏差、系统电压偏差和应用损耗，确定电池包对应的各个放电功率，并生成所述电池包的功率谱。
20.在可选的实施方式中，根据所述电芯或所述电池模组的当前内阻值对应的当前功率谱，确定电池包的放电功率的步骤，还包括：
21.基于针对电池包的目标需求功率，确定所述电池模组的电芯装配类型；
22.根据所述电芯装配类型，确定所述电池模组的当前内阻值对应的当前功率谱中的每个放电功率，其中，所述电池模组的放电功率为所述电池模组中放电功率最小的电芯产生的放电功率；
23.根据所述每个放电功率、系统电压偏差和应用损耗，确定电池包对应的各个放电功率，并生成所述电池包的功率谱。
24.在可选的实施方式中，所述方法还包括：
25.将所述当前电池包的放电功率发送给车辆电机，并基于所述放电功率控制所述车辆电机的输出功率。
26.第二方面，实施例提供一种放电功率的确定装置，所述装置包括：
27.获取模块，获取满足预设应用时长要求的电芯或电池模组的初始内阻值以及所述初始内阻值对应的功率谱；
28.第一确定模块，基于所述初始内阻值和预设内阻增长模型，确定所述电芯或所述电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的当前内阻值；
29.第二确定模块，根据所述电芯或所述电池模组对应的功率谱、所述当前内阻值和所述初始内阻值，确定当前电池包的放电功率，其中，所述当前电池包由所述电芯或所述电池模组装配而成。
30.第三方面，实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
31.第四方面，实施例提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，机器可执行指令促使处理器实现前述实施方式任一项所述的方法的步骤。
32.本发明实施例提供的一种放电功率的确定方法、装置和电子设备，首先获取预设应用时长的初始内阻值和功率谱，再通过该初始内阻值和预设内阻增长模型确定构成电池包的电芯或模组的精确内阻值，进而结合功率谱中的初始放电功率计算出满足预设应用时长要求的该电芯或模组的放电功率，再进一步确定当前电池包的放电功率，以便电动汽车
基于此放电功率进行控制应用。
33.本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
34.为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明实施例提供的一种放电功率的确定方法流程图；
37.图2为本发明实施例提供的一种内阻增长率拟合曲线的示意图；
38.图3为本发明实施例提供的一种放电功率的确定装置的功能模块图；
39.图4为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构示意图。
具体实施方式
40.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.经发明人研究发现，当前基于电池包放电功率对车辆电机输出功率控制，会损失一定的车辆动力性能。具体地，可以知晓，电池包在使用过程中，其内阻情况会发生改变，进而导致当前确定的电池包放电功率并不准确，当前基于该放电功率控制电机输出功率的同时，还设置一个大于1的安全系数，使得该输出功率与安全系数的乘积满足小于该放电功率的需求，进而保证电池包的使用安全。这种方式虽然保证的避免电池包过放的缺陷，但相当于缩小了电动汽车的最大可输出功率，即造成了车辆的动力性能损失。
42.基于此，本发明实施例提供的一种放电功率的确定方法、装置和电子设备，通过确定出较为精准的电池内阻，进而得到较为准确的电池包放电功率，以节省安全系数的应用，来保证车辆输出功率既能够满足放电功率要求，又能够解决动力性损失的问题。
43.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种放电功率的确定方法进行详细介绍，该方法可应用于车辆控制器，如电池管理系统(battery management system)或其他智能控制设备，如上位机、服务器等。
44.图1为本发明实施例提供的一种放电功率的确定方法流程图。
45.如图1所示，该方法包括以下步骤：
46.步骤s102，获取满足预设应用时长要求的电芯或电池模组的初始内阻值以及初始内阻值对应的功率谱。
47.其中，不同应用时长的电池电芯或模组的初始内阻值以及功率谱并不相同，在应用过程中，根据当前电池所满足的应用时长要求获取对应的初始内阻值和功率谱。示例性
地，预设应用时长可包括电池等效应用7.5年、等效应用6年、等效应用3.3年、等效应用8年等等。
48.可以理解的是，功率谱为各种温度和荷电状态(state of charge，soc)对应的放电功率表格。
49.步骤s104，基于初始内阻值和预设内阻增长模型，确定电芯或电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的当前内阻值。
50.其中，预设内阻增长模型用于计算出循环耐久工况以及存储耐久工况影响下的精确内阻值，可以理解的是，该预设内阻增长模型经发明人研究仿真得到。
51.步骤s106，根据电芯或电池模组对应的功率谱、当前内阻值和初始内阻值，确定当前电池包的放电功率，其中，当前电池包由电芯或电池模组装配而成。
52.在实际应用的优选实施例中，首先获取预设应用时长的初始内阻值和功率谱，再通过该初始内阻值和预设内阻增长模型确定构成电池包的电芯或模组的精确内阻值，进而结合功率谱中的初始放电功率计算出满足预设应用时长要求的该电芯或模组的放电功率，再进一步确定当前电池包的放电功率，以便电动汽车基于此放电功率进行控制应用。
53.需要说明的是，当前为了避免功率谱中对应的放电功率的计算误差，进而会影响车辆的电机输出安全性，一般会预留一个数值相对较大的安全系数。例如，电池实际最高的放电功率可控制车辆电机具有10kw的输出功率，然而在该安全系数的作用下，车辆电机往往只允许输出8kw的输出功率，保证了在该电池放电功率存在误差的情况下的输出功率小于放电功率，确保电池使用寿命，但此种方式使得车辆的动力性能有所损失。
54.在一些实施例中，该放电功率该可作为整车输出功率的控制标准，以保证电池包的使用寿命，示例性地，前述实施例提供的方法，还可包括以下步骤：
55.步骤1.1)，将所述当前电池包的放电功率发送给车辆电机，并基于所述放电功率控制所述车辆电机的输出功率。
56.可以理解的是，基于本发明实施例考虑了不同应用耐久情况下的内阻的精确性，进而确定出电池包的放电功率，该放电功率的精准性较高，能够用于控制车辆电机的输出功率，在电池包应用安全的情况下，保证车辆具有尽可能大的输出功率。
57.在一些实施例中，通过预设内阻增长模型确定出较为精确的电芯内阻值，示例性地，步骤s104，可包括：
58.步骤2.1)，根据预设内阻增长模型，分别确定所述电芯在循环耐久工况以及存储耐久工况下的内阻增加百分比。
59.其中，步骤2.1)可通过下式得到电芯的内阻增加百分比：
60.r％＝r0％ g
calender
g
cycle
(r％≥1)
[0061][0062][0063]
其中，r％为内阻增加百分比，r0％为初始电阻百分比(数值可为1)，g
calender
为电芯在存储耐久工况下的内阻增加百分比，g
cycle
为电芯在循环耐久工况下的内阻增加百分比，ah为放电容量，t为温度，ea3和ea4为电化学系数，c、d、n、z1为试验标定系数，hour为电芯在该存储耐久工况下的累计存放时间，soc为荷电状态。
[0064]
步骤2.2)，基于所述内阻增加百分比和所述电芯的初始内阻值，确定所述电芯的当前内阻值。
[0065]
其中，可通过下式确定较为精准的当前应用时长的电芯内阻值r：
[0066]
r＝r％*r0[0067]
在另一些实施例中，通过预设内阻增长模型确定出较为精确的电池模组内阻值，示例性地，步骤s104，还可包括：
[0068]
步骤3.1)，根据预设内阻增长模型和夹紧力修正系数，分别确定所述电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的内阻增加百分比。
[0069]
其中，步骤3.1)可通过下式得到电池模组的内阻增加百分比：
[0070]
r％＝r0％ g
calender
g
cycle
(r％≥1)
[0071][0072][0073]
其中，r％为内阻增加百分比，r0％为初始电阻百分比(数值为1)，g
calender
为电池模组在存储耐久工况下的内阻增加百分比，g
cycle
为电池模组在循环耐久工况下的内阻增加百分比，ah为放电容量，t为温度，ea3和ea4为电化学系数，c、d、n、z1为试验标定系数，hour为电池模组在该存储耐久工况下的累计存放时间，soc为荷电状态，k1、k2为夹紧力修正系数。
[0074]
需要说明的是，经发明人研究发现，电芯成组还需要考虑夹紧力的影响，故而根据对成组的电池，即电池模组在不同累计放电容量下的内阻增长率的测量，确定出夹紧力修正系数k1、k2。
[0075]
步骤3.2)，基于所述内阻增加百分比和所述电芯的初始内阻值，确定所述电池模组的当前内阻值。
[0076]
其中，可通过下式确定较为精准的当前应用时长的电池模组内阻值r：
[0077]
r＝r％*r0[0078]
需要说明的是，本发明实施例通过该预设内阻增长模型充分考虑了存储耐久工况和循环耐久工况对电芯内阻或模组的影响；上述试验标定系数可通过采用实际测量出的内阻值等参数，可基于matlab仿真得到。
[0079]
进一步的，该预设内阻增长模型可理解为电芯或模组的一条内阻拟合曲线；该曲线根据多次不同的累计放电容量以及其测量得到的内阻增长率进行拟合得到，如图2所示，示例性地，经过四次电芯数据的采集，实现该曲线的拟合，其中，电芯数据的每次采集包括：获取电芯在不同累计放电容量下对应的内阻增长率；可以理解的是，该累计放电容量可基于预设应用时长获得，即不同的电芯或模组应用时长对应着不同的累计放电容量。基于该拟合曲线，能够精确获知各种应用时长的电芯或模组对应的内阻值。
[0080]
此外，r％、g
calender
与g
cycle
还可理解为：还可理解为：
[0081]
在一些实施例中，用于输出到车辆电机的电池包放电功率可通过电芯或模组的放
电功率进而确定，示例性地，电芯放电功率确定电池包放电功率的步骤s106，可包括：
[0082]
步骤4.1)，根据所述当前内阻值和所述初始内阻值，更新所述功率谱中的每个放电功率，得到所述当前内阻值对应的当前功率谱。
[0083]
需要说明的是，可通过初始内阻值与当前内阻值的比值，确定出更新系数，再基于该更新系数对功率谱中每个放电功率进行更新，得到更新后的当前功率谱。示例性地，将原始功率谱中的各个放电功率与该更新系数进行乘积，得到更新后的放电功率值。
[0084]
步骤4.2)，根据所述电芯或所述电池模组的当前内阻值对应的当前功率谱，确定电池包的放电功率。
[0085]
示例性地，根据所述电芯的当前内阻值对应的当前功率谱中的每个放电功率、内阻一致性偏差、系统电压偏差和应用损耗，确定电池包对应的各个放电功率，并生成所述电池包的功率谱。
[0086][0087]
其中，p
pack
为电池包对应的放电功率，p1为电芯放电功率，ocv为开路电压，应用损耗包括电连接损耗i2r和afe损耗p
afe
。
[0088]
需要说明的是，0.932为电芯电阻一致性偏差，截止电压范围为保证电芯处于合理放电范围的截止电压上下限，例如，可为2.5-2.6v。
[0089]
在一些实施例中，示例性地，还可通过电池模组放电功率确定电池包放电功率，步骤s106，此时还包括以下步骤：
[0090]
步骤5.1)，基于针对电池包的目标需求功率，确定所述电池模组的电芯装配类型。
[0091]
其中，电池包的装配类型需要基于该电池包的放电量以及每个型号电芯的放电量进行确定的，例如，单个电芯即可满足该电池模组的放电需求，该电池模组可能仅由单个电芯构成，或者，该电池模组需要三个电芯并联构成。
[0092]
步骤5.2)，根据所述电芯装配类型，确定所述电池模组的当前内阻值对应的当前功率谱中的每个放电功率，其中，所述电池模组的放电功率为所述电池模组中放电功率最小的电芯产生的放电功率。
[0093]
需要说明的是，依据当前内阻值的电池模组中放电功率最小的电芯产生的放电功率，对该电池模组对应的功率谱中每个放电功率进行更新。其中，以三个电芯并联构成的模组为例，其模组实际放电功率需要考虑三个电芯中的最小放电功率，以避免电芯过放，影响电芯寿命的问题。
[0094]
步骤5.3)，根据所述每个放电功率、系统电压偏差和应用损耗，确定电池包对应的各个放电功率，并生成所述电池包的功率谱。
[0095][0096]
其中，p
pack
为电池包对应的放电功率，p2为模组放电功率，ocv为开路电压，应用损耗包括电连接损耗i2r和afe损耗p
afe
，截止电压范围为保证电芯处于合理放电范围的截止电压上下限，例如，可为2.5-2.6v。
[0097]
本发明实施例通过存储耐久工况和循环耐久工况下的内阻拟合公式，计算出电芯或电池模组精准的内阻值，在此基础上确定当前电池包对应的放电功率，基于准确的放电
功率直接对整车输出功率进行控制，节省了安全系数的考虑，避免电池发生过放的情况下，保证整车的输出动力性。
[0098]
如图3所示，本发明实施例还提供一种放电功率的确定装置200，所述装置包括：
[0099]
获取模块201，获取满足预设应用时长要求的电芯或电池模组的初始内阻值以及所述初始内阻值对应的功率谱；
[0100]
第一确定模块202，基于所述初始内阻值和预设内阻增长模型，确定所述电芯或所述电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的当前内阻值；
[0101]
第二确定模块203，根据所述电芯或所述电池模组对应的功率谱、所述当前内阻值和所述初始内阻值，确定当前电池包的放电功率，其中，所述当前电池包由所述电芯或所述电池模组装配而成。
[0102]
在一些实施例中，第一确定模块202还具体用于，根据预设内阻增长模型，分别确定所述电芯在循环耐久工况以及存储耐久工况下的内阻增加百分比；基于所述内阻增加百分比和所述电芯的初始内阻值，确定所述电芯的当前内阻值。
[0103]
在一些实施例中，第一确定模块202还具体用于，根据预设内阻增长模型和夹紧力修正系数，分别确定所述电池模组在循环耐久工况以及存储耐久工况下的内阻增加百分比；基于所述内阻增加百分比和所述电芯的初始内阻值，确定所述电池模组的当前内阻值。
[0104]
在一些实施例中，第二确定模块203还具体用于，根据所述当前内阻值和所述初始内阻值，更新所述功率谱中的每个放电功率，得到所述当前内阻值对应的当前功率谱；根据所述电芯或所述电池模组的当前内阻值对应的当前功率谱，确定电池包的放电功率。
[0105]
在一些实施例中，第二确定模块203还具体用于，根据所述电芯的当前内阻值对应的当前功率谱中的每个放电功率、内阻一致性偏差、系统电压偏差和应用损耗，确定电池包对应的各个放电功率，并生成所述电池包的功率谱。
[0106]
在一些实施例中，第二确定模块203还具体用于，基于针对电池包的目标需求功率，确定所述电池模组的电芯装配类型；根据所述电芯装配类型，确定所述电池模组的当前内阻值对应的当前功率谱中的每个放电功率，其中，所述电池模组的放电功率为所述电池模组中放电功率最小的电芯产生的放电功率；根据所述每个放电功率、系统电压偏差和应用损耗，确定电池包对应的各个放电功率，并生成所述电池包的功率谱。
[0107]
在一些实施例中，所述装置还包括控制模块，用于将所述当前电池包的放电功率发送给车辆电机，并基于所述放电功率控制所述车辆电机的输出功率。
[0108]
图4为本发明实施例提供的电子设备300的硬件架构示意图。参见图4所示，该电子设备300包括：机器可读存储介质301和处理器302，还可以包括非易失性存储介质303、通信接口304和总线305；其中，机器可读存储介质301、处理器302、非易失性存储介质303和通信接口304通过总线305完成相互间的通信。处理器302通过读取并执行机器可读存储介质301中放电功率的确定的机器可执行指令，可执行上文实施例描述放电功率的确定方法。
[0109]
本文中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：ram(radom access memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。
[0110]
非易失性介质可以是非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的非易失性存储介质，或者它们的组合。
[0111]
可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。
[0112]
本发明实施例所提供计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序代码被执行时可实现上述任一实施例所述的放电功率的确定方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
[0113]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0114]
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0115]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0116]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。