一种快换电池包的控制方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种快换电池包的控制方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.随着新能源汽车的普及，整车车辆电池包的续航越来越受到社会各界的广泛关注，纯电动汽车有诸多的优点，例如零排放、充电成本低等等。由于目前动力蓄电池技术发展的制约，电池包的电量可以满足整车的续航里程仍然不足，现有技术中将单个快换电池包内电芯间端电压差和多个快换电池包间端电压差作为快换电池包快换控制方法，并不能成组出性能(循环寿命等)较好的由多个快换电池包构成的动力电池系统，比如电芯温差、放电容量差、电池包间端电压差等等对电池包循环寿命就影响较大，进而降低了动力电池系统循环寿命和整车续航里程。
3.因此，如何成组出性能较高的快换电池包，以提高动力电池系统的循环寿命,是目前亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明主要目的在于提供一种快换电池包的控制方法、装置、设备及存储介质，能够提高动力电池系统的循环寿命，进一度降低整车运行期间故障发生的概率，延长换电车辆的续驶里程，满足用户对整车续驶里程的需求。
5.第一方面，本技术提供了一种快换电池包的控制方法，该方法包括步骤：
6.判断换电站内已满电的快换电池包的评价指标是否满足设定标准，所述评价指标包括：单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差；
7.当评价指标不满足设定标准时，调整所述已满电的快换电池包的状态，直到满足设定标准。
8.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，当确定单个满电快换电池包内电芯端电压差小于等于第一设定电压差时，对单个满电快换电池包进行充电和/或放电均衡，直至单个满电快换电池包内电芯端电压差小于等于第一设定电压差。
9.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，当确定单个满电快换电池包的电池温差小于等于设定温度时，将单个满电快换电池包静置和/或在充电架液冷板上冷却，直至单个满电快换电池包的电池温差小于等于设定温差。
10.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，当确定多个满电快换电池包间端电压差小于等于第二设定电压差时，对多个快换电池包进行充电和/或放电均衡，直至多个快换电池包的间端电压差小于等于第二设定电压差。
11.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，当确定多个满电快换电池包的放
电容量差是否在预设范围内时，对单个快换电池包进行充电和/或放电均衡，直至多个满电快换电池包各自的放电容量差在预设范围。
12.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，当确定多个满电快换电池包的满电存储时间差是否在预设时间范围时，对单个快换电池包进行一次充电均衡，以优化存储时间，使得多个快换电池包存储时间差在预设时间范围。
13.结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，检测单个快换电池包和电芯当前的端电压和均衡电流，采用恒压恒流充电和/或脉冲式均衡充电以及恒流放电模式，对单个快换电池包进行充放电均衡。
14.第二方面，本技术提供了一种快换电池包的控制装置，该装置包括：
15.判断模块，其用于判断换电站内已满电的快换电池包的评价指标是否满足设定标准，所述评价指标包括：单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差；
16.调整模块，其用于当评价指标不满足设定标准时，调整所述已满电的快换电池包的状态，直到满足设定标准。
17.第三方面，本技术还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现第一方面任一项所述的方法。
18.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行第一方面任一项所述的方法。
19.本技术提供的一种快换电池包的控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括步骤：判断换电站内已满电的快换电池包的评价指标是否满足设定标准，所述评价指标包括：单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差；当评价指标不满足设定标准时，调整所述已满电的快换电池包的状态，直到满足设定标准。本技术能够提高动力电池系统的循环寿命，进一度降低整车运行期间故障发生的概率，延长换电车辆的续驶里程，满足用户对整车续驶里程的需求。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。
22.图1为本技术实施例中提供的一种快换电池包的控制流程图；
23.图2为本技术实施例中提供的一种快换电池包的控制示意图；
24.图3为本技术实施例中提供的一种电子设备示意图；
25.图4为本技术实施例中提供的一种计算机可读程序介质示意图。
具体实施方式
26.这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
27.此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。附图所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
28.目前有动力电池系统是由多个快换电池包构成的，将单个快换电池包内电芯间端电压差和多个快换电池包间端电压差作为快换电池包快换控制方法，并不能成组出性能较好的由多个快换电池包构成的动力电池系统，比如电芯温差对电池包循环寿命就影响较大。
29.本技术利用单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差，这几个评价指标，可以提高动力电池系统的循环寿命，进一步降低整车运行期间电池压差、电池温差故障发生的概率，延长换电车辆的续驶里程，满足客户对整车续驶里程的需求。
30.为达到上述技术效果，本技术的总思路如下：
31.一种快换电池包的控制方法，该方法包括步骤：
32.s101：判断换电站内已满电的快换电池包的评价指标是否满足设定标准，所述评价指标包括：单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差。
33.s102：当评价指标不满足设定标准时，调整所述已满电的快换电池包的状态，直到满足设定标准。
34.以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细说明。
35.参照图1，图1所示为本发明提供的一种快换电池包的控制方法流程图，如图1所示，一种快换电池包的控制流程图包括步骤：
36.步骤s101:判断换电站内已满电的快换电池包的评价指标是否满足设定标准，所述评价指标包括：单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差。
37.具体而言，换电车辆进入换电站后，换电站内设备从车上取下快换电池包，当确定快换电池包从车上取下时，站内监控设备显示站内已满电的快换电池包评价指标，并判断换电站内已满电的快换电池包的评价指标是否满足设定标准，其中评价指标包括:单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差。
38.一实施例中，站内设备从车上取下的单个快换电池包，在换电站充电架上均会通过充电机进行快速均衡充电，均衡终止状态电压应该设定为小于充电截止电压附近值，其中，充电截止电压为磷酸铁锂3.65v，三元锂或锰酸锂4.2v。
39.换电站充电架上的充电机与换电站内监控设备通过充电机的can总线进行信息交互。充电机与安装在电池包内部bms通过充电机的can总线进行信息交互。快换电池包位于换电站充电架上时，bms一直处于低压上电状态，并发送电池状态信息给充电机。充电机负责将接收到的电池状态信息发送给站内监控设备。快换电池包判断充满时由bms主动终止充电流程。其中，需要说明的是，换电站充电架上的充电机与换电站内监控设备通过充电机的can总线进行信息交互，目的是为控制充电机的开启，充电机与bms通过充电机的can总线进行信息交互，目的是检测电池包是否具体充电条件。
40.步骤s102:当评价指标不满足设定标准时，调整所述已满电的快换电池包的状态，直到满足设定标准。
41.具体而言，换电车辆进入换电站后，换电站内设备从车上取下快换电池包，当确定快换电池包从车上取下时，站内监控设备显示站内已满电的快换电池包评价指标，并判断换电站内已满电的快换电池包的五个评价指标是否满足设定标准，当确定评价指标不满足设定标准时，调整所述已满电的快换电池包的状态，直到满足设定标准。
42.可以理解的是，换电车辆进入换电站后，换电站内设备从车上取下快换电池包，站内监控设备显示站内已满电的快换电池包评价指标，当确定单个满电快换电池包内电芯端电压差小于等于25mv时，对单个满电快换电池包进行充电和/或放电均衡，直至单个满电快换电池包内电芯端电压差小于等于25mv。需要说明的是，单个快换电池包内电芯间端电压差：单个电池包是由若干个电芯串并联组成；电芯或电池模组两端的端电压，均有电压传感器检测，最大端电压的电芯或电池模块和最小端电压的电芯或电池模组，其端电压差即为单个快换电池包内电芯间端电压差。
43.一实施例中，实现单个快换电池包充电或放电均衡的方法：通过检测单个快换电池包和电芯当前的端电压、均衡电流，采取恒压恒流充电或脉冲式均衡充电、恒流放电模式，实现单个快换电池包的充放电均衡。换电站充电架上的均衡充电机，启动均衡功能时会判断单个快换电池包内电芯端电压是否超过设定的最低或最高电压，超过时就不开启均衡功能。
44.可选的，换电车辆进入换电站后，换电站内设备从车上取下快换电池包，站内监控设备显示站内已满电的快换电池包评价指标，当换电站充电架上的单个满电快换电池包，若其电池温差＞5℃时，单个满电快换电池包可以通过静置或在充电架液冷板上冷却，且液冷板上安装有导热胶垫，能更大的贴合快换电池包底面，降低单个快换电池包内电池间温差，使得电池温差满足换电条件。需要说明的是，单个电池包内布置有若干个温度传感器，主要检测电芯或电池模组表面温度，这些温度值中最大值和最小值之间的差值，为电池温差。
45.可选的，换电车辆进入换电站后，换电站内设备从车上取下快换电池包，站内监控设备显示站内已满电的快换电池包评价指标，当确定多个满电快换电池包间端电压差小于等于200mv时，对多个快换电池包进行充电和/或放电均衡，直至多个快换电池包的间端电压差小于等于200mv。需要说明的是，多个快换电池包间端电压差：断开用电负载的每个电池包正负极之间的端电压差。其中多个电池包的端电压差是多个电池包整体的端电压差，并非其内部单个电芯或电池模组的端电压差。
46.可选的，换电车辆进入换电站后，换电站内设备从车上取下快换电池包，站内监控
设备显示站内已满电的快换电池包评价指标，当换电站充电架上的多个满电快换电池包，若其放电容量差大于2ah时，单个快换电池包可以通过充电均衡或放电均衡，使得多个快换电池包放电容量差满足换电条件。需要说明的是，若充电架上不是满电的电池包，而电池包在充电架上充满电后，若干个满电电池包按一定放电电流进行放电，达到相同电芯放电截止条件时，每个电池包都有一个放电容量参数值，多个电池包中放电容量参数值中的最大值和最小值之间的差值，为多个电池包放电容量差。
47.需要说明的是，换电站充电架布置的空间内，其环境温度由工业空调恒温控制。
48.此外，车辆进入换电过程时，会让换电站先找压差、温差满足条件的单个电池包，然后再让换电站再从满足条件的若干个单个电池包中选出整车需要的若干个电池包。本技术快换电池包的控制方法，适用于配置单个换电电池包的车辆，也适用于配置多个换电电池包的车辆。
49.其中配置单个换电电池包的车辆，只用电芯压差、电池温差来控制。配置多个换电电池包的车辆。用单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差进行控制换电。
50.可选的，换电车辆进入换电站后，换电站内设备从车上取下快换电池包，站内监控设备显示站内已满电的快换电池包评价指标，当换电站充电架上的多个满电快换电池包，若其存储时间差大于7天时，超出7天存储的单个满电快换电池包可以通过1次充电均衡来满足多个快换电池包储存时间差换电条件。需要说明的是，通过1次充电均衡可以优化因储存时间过长引起的电池一致性参数差异。
51.当单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差调整至设定标准后，即满足换电条件，站内设备装配多个满电快换电池包至车辆上，当确定多个满电快换电池包装配完成后，换电车辆驶出换电站。
52.参照图2，图2所示为本发明提供的一种快换电池包的控制装置示意图，如图2所示，该装置包括：
53.判断模块201：其用于判断换电站内已满电的快换电池包的评价指标是否满足设定标准，所述评价指标包括：单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差。
54.调整模块202：其用于当评价指标不满足设定标准时，调整所述已满电的快换电池包的状态，直到满足设定标准。
55.进一步地，一种可能的实施方式中，调整模块202还用于，当确定单个满电快换电池包内电芯端电压差小于等于第一设定电压差时，对单个满电快换电池包进行充电和/或放电均衡，直至单个满电快换电池包内电芯端电压差小于等于第一设定电压差。
56.进一步地，一种可能的实施方式中，调整模块202还用于，当确定单个满电快换电池包的电池温差小于等于设定温度时，将单个满电快换电池包静置和/或在充电架液冷板上冷却，直至单个满电快换电池包的电池温差小于等于设定温差。
57.进一步地，一种可能的实施方式中，调整模块202还用于，当确定多个满电快换电
池包间端电压差小于等于第二设定电压差时，对多个快换电池包进行充电和/或放电均衡，直至多个快换电池包的间端电压差小于等于第二设定电压差。
58.进一步地，一种可能的实施方式中，调整模块202还用于，当确定多个满电快换电池包的放电容量差是否在预设范围内时，对单个快换电池包进行充电和/或放电均衡，直至多个满电快换电池包各自的放电容量差在预设范围。
59.进一步地，一种可能的实施方式中，调整模块202还用于，当确定多个满电快换电池包的满电存储时间差是否在预设时间范围时，对单个快换电池包进行一次充电均衡，以优化存储时间，使得多个快换电池包存储时间差在预设时间范围。
60.进一步地，一种可能的实施方式中，调整模块202还用于，检测单个快换电池包和电芯当前的端电压和均衡电流，采用恒压恒流充电和/或脉冲式均衡充电以及恒流放电模式，对单个快换电池包进行充放电均衡。
61.下面参照图3来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备300。图3显示的电子设备300仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
62.如图3所示，电子设备300以通用计算设备的形式表现。电子设备300的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元310、上述至少一个存储单元320、连接不同系统组件(包括存储单元320和处理单元310)的总线330。
63.其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元310执行，使得所述处理单元310执行本说明书上述“实施例方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
64.存储单元320可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)321和/或高速缓存存储单元322，还可以进一步包括只读存储单元(rom)323。
65.存储单元320还可以包括具有一组(至少一个)程序模块325的程序/实用工具324，这样的程序模块325包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
66.总线330可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
67.电子设备300也可以与一个或多个外部设备(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备300交互的设备通信，和/或与使得该电子设备300能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口350进行。并且，电子设备300还可以通过网络适配器360与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器360通过总线330与电子设备300的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备300使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
68.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式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)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
69.根据本公开的方案，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
70.参考图4所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品400，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
71.所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
72.计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
73.可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
74.可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c 等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
75.此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
76.综上所述，本技术提供的一种快换电池包的控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括步骤：判断换电站内已满电的快换电池包的评价指标是否满足设定标准，所述评
价指标包括：单个快换电池包内电芯间端电压差、多个快换电池包间端电压差、单个满电快换电池包的电池温差、多个满电快换电池包的放电容量差、多个满电快换电池包的满电储存时间差；当评价指标不满足设定标准时，调整所述已满电的快换电池包的状态，直到满足设定标准。本技术能够提高动力电池系统的循环寿命，进一步降低整车运行期间故障发生的概率，延长换电车辆的续驶里程，满足用户对整车续驶里程的需求。
77.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
78.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。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/
79.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、嵌入式处理机或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。