动力电池充电控制方法、装置、车辆、介质及计算机程序与流程

本发明涉及电池，具体涉及一种动力电池充电控制方法、装置、车辆、介质及计算机程序。

背景技术：

1、随着电动汽车越来越普及，市场渗透率逐渐提高，消费者对电动车的充电时间的要求也越来越高，主机厂在新车发布时都会将充电时间短、大倍率快充等作为宣传亮点之一，但越来越大倍率的快充对于电池包来说也提出了很大的技术挑战。动力电池本身的化学特性决定了电芯具有一定的内阻，在环境温度为高温下电池包充电时充电电流越大电芯的发热量就越大，电池包整体的温升也会更快，从而导致充电时间延长。

2、对比文件1申请号：cn202110474721.6，发明名称为一种新能源车辆动力电池充电优化方法及系统公开了获取与大数据平台连接的车辆的动力电池充电优化相关数据，对上述动力电池充电优化相关数据进行筛选得到动力电池充电时间相关、动力电池充电能耗相关以及动力电池健康状态相关的数据,将筛选后的数据进行神经网络训练建立车辆动力电池充电相关模型,建立模型后获取与大数据平台连接的车辆的当前动力电池充电优化相关数据，并代入车辆动力电池充电相关模型进行最优控制后输出充电优化结果。

3、对比文件2申请号：cn202210639909.6，发明名称：一种电动汽车集群的充电时间优化方法公开了建立电动汽车等效充电模型；确定优化调度时段，根据优化调度时段的电网功率变化情况，计算电动汽车充电优化后的目标充电功率；筛选出具有优化潜力的电动汽车；优化充电时间，协助电网削峰填谷。

4、然而对比文件1是对不符合的动力电池充电优化相关数据进行筛选从而减少大数据平台的数据处理量，且对不符合的动力电池充电优化相关数据进行筛选提高了建立车辆动力电池充电相关模型的准确性，因此，大大提高了车辆动力电池充电优化的准确性，对比文件2侧重优化调度时段，计算电动汽车充电优化后的目标充电功率，筛选出具有优化潜力的电动汽车，最终优化各具有优化潜力的电动汽车的充电起止时间，有助于电网维持实时的供需平衡。综上对比文件中均未涉及到电池包在充电时充电策略的限制，充电策略的普遍规律是在温度越高时充电电流越小，而充电电流的减小势必会导致电池在整个充电过程中部分充电时段的时间延长。因此，为电动汽车用户提供最短充电时间控制方法，将原来的传统意义上的温度控制电流这种被动充电方式转变为电流控制温度的主动充电方式，具有重大创新意义。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种动力电池充电控制方法，以解决现有技术中大倍率充电使得动力电池在充电前期温升过快，导致总体充电时间较长的问题；目的之二在于提供一种动力电池充电控制装置；目的之三在于提供一种车辆；目的之四在于提供一种存储介质；目的之五在于提供一种计算机程序产品。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种动力电池充电控制方法，包括：将动力电池的当前soc与目标soc之间的soc区间划分为多个子soc区间；根据所述多个子soc区间中当前子soc区间开始时的多个电池温度和soc选择所述当前子soc区间的多个充电电流，根据所述当前子soc区间的多个充电电流计算所述当前子soc区间在多个充电电流下的多个充电完成时间；基于所述当前子soc区间开始时的电池温度、所述当前子soc区间的多个充电电流和电芯发热与传热模型预测所述当前子soc区间结束时的多个电池温度，将所述当前子soc区间结束时的多个电池温度作为下一个子soc区间开始时的电池温度，直到遍历完成所述多个子soc区间得到每个子soc区间的多个充电电流和多个充电完成时间；根据所述每个子soc区间的多个充电电流和多个充电完成时间确定每个子soc区间的充电电流，基于所述每个子soc区间的充电电流控制所述动力电池充电。

4、根据上述技术手段，本技术实施例可以根据动力电池的当前soc与目标soc之间的soc区间划分子soc区间，通过电芯发热与传热模型准确的确定子soc区间的多个电池温度，并预测每个子soc区间在多个充电电流的多个充电完成时间，根据充电完成时间确定每个子soc区间的充电电流，通过合理的控制充电电流，避免电流过大而造成动力电池的损伤，又能避免电流过小造成低效的充电，保证动力电池可以高效的充电，缩短充电时间。

5、进一步，基于所述当前子soc区间开始时的电池温度、所述当前子soc区间的多个充电电流和电芯发热与传热模型预测所述当前子soc区间结束时的多个电池温度，包括：将所述当前子soc区间的多个充电电流输入所述电芯发热与传热模型，所述电芯发热与传热模型输出所述当前子soc区间结束时的多个温度变量，其中，所述电芯发热与传热模型确定电芯在每个充电电流下的发热量与传热量，根据所述电芯在每个充电电流下的发热量与传热量确定当前子soc区间结束时的多个温度变量；根据所述当前子soc区间开始时的电池温度和所述温度变量计算所述当前子soc区间结束时的电池温度。

6、根据上述技术手段，本技术实施例可以通过电芯发热与传热模型准确的描述电池温度的变化情况。

7、进一步，所述电芯发热与传热模型的计算公式为：

8、

9、dq1＝i2rdtdv，

10、

11、其中，为单位体积热力学能增量，为固体内温度分布函数，dq1为单位时间单位体积固体内生成热量，dq2为单位时间单位体积流入或流出的热量，i为电流大小，r为电芯内阻大小，dt为单位时间，dv为电芯单位体积，t1为流体温度，t2为固体温度，ρ为固体密度，c为固体比热容，dv为单位固体体积，h为固体与流体间的表面传热系数，a为流体与固体之间接触面积，t为时间函数。

12、进一步，所述充电完成时间的计算公式为：

13、

14、其中，soc为电池在τ时刻的电池电量满电程度；ah为电芯安时数，i(t)为τ时刻电芯采集温度为t的电流大小。

15、进一步，所述根据所述每个子soc区间的多个充电电流和多个充电完成时间确定每个子soc区间的充电电流，包括：将每个子soc区间在每个充电电流下的充电完成时间作为一条子路径；根据所述每个子soc区间的多条子路径生成多种路径组合，其中，每种路径组合包括的路径不同，且所述每种路径组合包括每个子soc区间的一条子路径；识别所述多种路径组合中每种路径组合的总充电完成时间，根据所述总充电完成时间确定目标路径组合，根据所述目标路径组合确定所述每个子soc区间的充电电流。

16、根据上述技术手段，本技术实施例可以结合路径最短算法找出当前状态下的目标路径组合，从而确定最佳充电时间对应的分段电流。

17、进一步，所述基于所述每个子soc区间的充电电流控制所述动力电池充电，包括：根据所述每个子soc区间的充电电流生成充电曲线；基于所述充电曲线控制所述动力电池充电。

18、根据上述技术手段，本技术实施例可以根据每个子soc区间的充电电流整合成完整的充电曲线，反馈给充电桩充电曲线对应的电流进行充电，使用户的充电时间为最少。

19、进一步，若所述当前子soc区间为第一个子soc区间，则当前子soc区间开始时的电池温度为所述动力电池的实际温度；若所述当前子soc区间非第一个子soc区间，则当前子soc区间开始时的电池温度为上一个子soc区间结束时的电池温度。

20、根据上述技术手段，本技术实施例可以根据当前子soc区间的所处区间确定电池的温度，使得到的温度结果更加准确、合理，进一步提高了预测结果的准确性。

21、进一步，所述根据所述多个子soc区间中当前子soc区间开始时的多个电池温度和soc选择所述当前子soc区间的多个充电电流，包括：获取电池温度、soc与充电电流的对应关系表；根据所述对应关系表确定当前子soc区间开始时的多个电池温度和soc对应的多个充电电流。

22、根据上述技术手段，本技术实施例可以通过预先标定的对应关系表快速准确的得到不同当前子soc区间开始时的多个电池温度和soc对应的多个充电电流。

23、一种动力电池充电控制装置，包括：划分模块，用于将动力电池的当前soc与目标soc之间的soc区间划分为多个子soc区间；计算模块，用于根据所述多个子soc区间中当前子soc区间开始时的多个电池温度和soc选择所述当前子soc区间的多个充电电流，根据所述当前子soc区间的多个充电电流计算所述当前子soc区间在多个充电电流下的多个充电完成时间；预测模块，用于基于所述当前子soc区间开始时的电池温度、所述当前子soc区间的多个充电电流和电芯发热与传热模型预测所述当前子soc区间结束时的多个电池温度，将所述当前子soc区间结束时的多个电池温度作为下一个子soc区间开始时的电池温度，直到遍历完成所述多个子soc区间得到每个子soc区间的多个充电电流和多个充电完成时间；控制模块，用于根据所述每个子soc区间的多个充电电流和多个充电完成时间确定每个子soc区间的充电电流，基于所述每个子soc区间的充电电流控制所述动力电池充电。

24、进一步，所述预测模块，进一步用于将所述当前子soc区间的多个充电电流输入所述电芯发热与传热模型，所述电芯发热与传热模型输出所述当前子soc区间结束时的多个温度变量，其中，所述电芯发热与传热模型确定电芯在每个充电电流下的发热量与传热量，根据所述电芯在每个充电电流下的发热量与传热量确定当前子soc区间结束时的多个温度变量；根据所述当前子soc区间开始时的电池温度和所述温度变量计算所述当前子soc区间结束时的电池温度。

25、进一步，所述电芯发热与传热模型的计算公式为：

26、

27、dq1＝i2rdtdv，

28、

29、其中，为单位体积热力学能增量，为固体内温度分布函数，dq1为单位时间单位体积固体内生成热量，dq2为单位时间单位体积流入或流出的热量，i为电流大小，r为电芯内阻大小，dt为单位时间，dv为电芯单位体积，t1为流体温度，t2为固体温度，ρ为固体密度，c为固体比热容，dv为单位固体体积，h为固体与流体间的表面传热系数，a为流体与固体之间接触面积，t为时间函数。

30、进一步，所述充电完成时间的计算公式为：

31、

32、其中，soc为电池在τ时刻的电池电量满电程度；ah为电芯安时数，i(t)为τ时刻电芯采集温度为t的电流大小。

33、进一步，所述控制模块进一步用于将每个子soc区间在每个充电电流下的充电完成时间作为一条子路径；根据所述每个子soc区间的多条子路径生成多种路径组合，其中，每种路径组合包括的路径不同，且所述每种路径组合包括每个子soc区间的一条子路径；识别所述多种路径组合中每种路径组合的总充电完成时间，根据所述总充电完成时间确定目标路径组合，根据所述目标路径组合确定所述每个子soc区间的充电电流。

34、进一步，所述控制模块进一步用于根据所述每个子soc区间的充电电流生成充电曲线；基于所述充电曲线控制所述动力电池充电。

35、进一步，若所述当前子soc区间为第一个子soc区间，则当前子soc区间开始时的电池温度为所述动力电池的实际温度；若所述当前子soc区间非第一个子soc区间，则当前子soc区间开始时的电池温度为上一个子soc区间结束时的电池温度。

36、进一步，所述计算模块进一步用于获取电池温度、soc与充电电流的对应关系表；根据所述对应关系表确定当前子soc区间开始时的多个电池温度和soc对应的多个充电电流。

37、一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并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程序，以实现如上实施例所述的动力电池充电控制方法。

38、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上实施例所述的动力电池充电控制方法。

39、一种计算机程序产品，其上存储有计算机程序或指令，所述计算机程序或指令被执行时，以实现如上实施例所述的动力电池充电控制方法。

40、本发明的有益效果：

41、(1)本技术实施例可以根据动力电池的当前soc与目标soc之间的soc区间划分子soc区间，通过电芯发热与传热模型准确的确定子soc区间的多个电池温度，并预测每个子soc区间在多个充电电流的多个充电完成时间，根据充电完成时间确定每个子soc区间的充电电流，通过合理的控制充电电流，避免电流过大而造成动力电池的损伤，又能避免电流过小造成低效的充电，保证动力电池可以高效的充电，缩短充电时间。

42、(2)本技术实施例可以通过电芯发热与传热模型准确的描述电池温度的变化情况。

43、(3)本技术实施例可以结合路径最短算法找出当前状态下的目标路径组合，从而确定最佳充电时间对应的分段电流。

44、(4)本技术实施例可以根据每个子soc区间的充电电流整合成完整的充电曲线，反馈给充电桩充电曲线对应的电流进行充电，使用户的充电时间为最少。

45、(5)本技术实施例可以根据当前子soc区间的所处区间确定电池的温度，使得到的温度结果更加准确、合理，进一步提高了预测结果的准确性。

46、(6)本技术实施例可以通过预先标定的对应关系表快速准确的得到不同当前子soc区间开始时的多个电池温度和soc对应的多个充电电流。

47、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。