[发明专利]一种新能源车辆、供电控制方法及存储介质有效

专利信息
申请号: 202010132163.0 申请日: 2020-02-29
公开(公告)号: CN111216593B 公开(公告)日: 2021-09-24
发明(设计)人: 张凯 申请(专利权)人: 张凯
主分类号: B60L58/10 分类号: B60L58/10;B60L58/12;B60L58/24;B60L53/00;B60R16/02
代理公司: 淄博佳和专利代理事务所(普通合伙) 37223 代理人: 商晓
地址: 255000 山东省淄博*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 新能源 车辆 供电 控制 方法 存储 介质
【说明书】:

一种新能源车辆、供电控制方法及存储介质,属于新能源车辆技术领域。包括中控模块、电源管理模块和电池阵列,电源管理模块与中控模块相连,其特征在于:设置有与电池阵列中电池模块相对应的电池适配模块和电压采集模块,电池适配模块和电压采集模块与所述的电源管理模块相连;设置有电量采集模块以及温度采集模块,电量采集模块以及温度采集模块的输出端与电源管理模块相连;还设置有与电池阵列相连的温度调节模块,电源管理模块与温度调节模块双向连接,对电池阵列的温度进行调节。在本申请中,摒弃原有串接电池均衡以控制电池电压或容量一致的思路,消除因均衡引起的容量能量和电源损失浪费,实现新能源车辆自适应供电。

技术领域

一种新能源车辆、供电控制方法及存储介质,属于新能源车辆技术领域。具体涉及一种新能源车辆、新能源车辆的供电控制方法及供电控制方法的存储介质。

背景技术

目前许多国家都开始重视节能减排和发展低碳经济,由于新能源车辆因为采用了电力驱动技术,可以降低二氧化碳的排放量甚至实现零排放,所以得到各国的重视而迅速发展,电动汽车、混合动力汽车、电动自行车等新能源车辆成为重要的交通工具。对于电力驱动的交通工具而言,续航问题是目前人们最关注的问题,电池技术是影响电动交通工具最重要的因素之一,随着电池技术的不断发展,锂离子电池因其具有工作电压高、量密度高、体积小、质量轻、循环寿命长等众多优点, 广泛应用到新能源车辆作为驱动的能量载体,为了满足快速充电和续航里程的要求,以及爬坡、加速等工况下的车辆动能,动力电池必须具备大倍率放电、高功率输出和大容量,通常采用可以大倍率放电的磷酸铁锂电池、铅酸电池等。电池在实际使用时,存在有如下缺陷:

(1)由于单体电池的电压和储电的能力均较低,一般采用多个单体电池通过串联、并联的方式组成电池组使用。然而电池在串接使用时具有“木桶效应”,即电池组中容量和能量最低的电池决定了整体容量和能量能力。串行连接的电池,要电池电压、容量、内阻一致,才能充分发挥串联各节电池性能,是决定电池组长期工作性能的核心要素。这个核心要素一致性好,就要求对串接电池严格筛选,导致成本居高不下。

实际中由于电池的制作工艺限制,以及使用过程中温度、放电率等对电池的影响,电池组中各个电池单体之间存在电压、内阻和容量等差异,而且电池组经过多次循环之后差异会变得更加明显,出现部分电池单体过充或过放的现象,导致串接电池组的使用寿命比单体平均寿命短很多。串接电池组通常是其中串接电池中的一组性能下降,导致整个电池性能损失。

目前新能源车辆动力电池组造价高昂,一款续航里程在300公里以上的电动汽车,仅电池的重量就要超过500公斤,而更换电池的费用要近10万元。据了解,新能源车的电池费用,约占整车费用的一半至三分之二,比如,荣威550插电式混合动力车型为例,更换电池的费用在9.5万元,超过购车价的一半。对于用户和车辆生产厂家而言,续航和电池循环寿命都是至关重要的。影响续航和电池循环寿命的关键因素:电池串接的“木桶效应”和温度。

目前动力电池组通过均衡技术减小单体电池差异,其核心控制思路使电池组中每节电池的电压或容量保持一致。通常采用被动均衡或主动均衡均进行电压均衡控制,被动均衡通过泄放电阻对电池组中过高的电池进行放电,会产生大量热量,不仅造成电能的浪费,而且造成电池组温度变高,影响电池寿命和安全输出功率,甚至会引起安全事故;主动均衡通过反激式变换等方式将电压高的电池放电变换后给电压低的电池或电池组充电,再或直接给备用储能电池充电,需要多级电源转换电路,效率低,设计复杂,成本高。

目前均衡控制策略仍然以均压控制为主,但电池端电压的差异性往往不能够准确描述电池之间内部的不一致性,特别是对于电动汽车大倍率放电的使用场景,单体电池的内阻差引起的电压随负载大小变化大,因此基于端电压的均衡并不能真正改善电池组间的一致性,这也是导致均衡效果不佳的主要技术瓶颈。实际使用中串接电池组的使用寿命比单体电池平均寿命短很多。

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