一種控制電池充放電電流的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池充放電控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制電池充放電電流的方法 和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器通常被應(yīng)用在大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)，尤其是包含超級(jí)電容與 電池的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，可以提高混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量利用率，有利于電池及超級(jí)電容的 模塊化使用，滿足各種復(fù)雜工況下，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。
[0003] 雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器具備恒壓、恒功率、恒流等能量雙向流動(dòng)控制特性。多個(gè)雙向 DC-DC轉(zhuǎn)換器協(xié)同運(yùn)行時(shí)，可以通過功率均分或者根據(jù)電池、超級(jí)電容的荷電狀態(tài)（State Of Charge，SOC)及容量決定功率分配比例，實(shí)現(xiàn)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)SOC的一致性，提高整個(gè)混 合儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化控制目標(biāo)?；旌蟽?chǔ)能系統(tǒng)處于工作運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性、安全穩(wěn) 定性、能量分配合理性均有很高要求，才能確保輸入/輸出電壓、頻率的穩(wěn)定性。因此，雙向 DC-DC轉(zhuǎn)換器作為恒壓源必須具備較高的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性能。
[0004] 在混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)有大電流大功率大能量流的工況發(fā)生，電池的壽命會(huì) 受到充放電電流的影響。為了保持電池的健康狀態(tài)，需要控制電池的充放電電流。而且，混 合儲(chǔ)能系統(tǒng)通常會(huì)用在電流瞬間出現(xiàn)急劇變化的產(chǎn)品內(nèi)，故混合儲(chǔ)能系統(tǒng)需要反應(yīng)極快才 可以有效控制電池的充放電電流。
[0005] 然而，目前并沒有一種有效的方案可以對(duì)電池的充放電電流進(jìn)行有效控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種控制電池充放電電流的方法和裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中 存在的無法有效控制電池的充放電電流的問題。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例采用以下技術(shù)方案：
[0008] 第一方面提供了一種控制電池充放電電流的方法，包括：
[0009] 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)上電后，確定所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池的荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)、開路 電壓以及所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流；
[0010] 根據(jù)所述電池的荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)和所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流，確定所述 電池的內(nèi)阻；
[0011] 根據(jù)確定的電池的開路電壓和內(nèi)阻，以及預(yù)先設(shè)置的期望電池充電電流和期望電 池放電電流，確定所述電池的電壓上限值和電壓下限值；
[0012] 根據(jù)所述電池的電壓上限值和電壓下限值，利用雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池的 充放電電流進(jìn)行控制，使所述電池的充電電流不高于所述期望電池充電電流，且放電電流 不高于所述期望電池放電電流。
[0013] 其中，根據(jù)所述電池的荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)和所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流，確定 所述電池的內(nèi)阻，具體包括：
[0014] 根據(jù)所述電池的荷電狀態(tài)，以及預(yù)先設(shè)置的所述電池的荷電狀態(tài)的模糊集合、論 域和隸屬函數(shù)，確定所述電池的荷電狀態(tài)對(duì)應(yīng)的隸屬狀態(tài)；
[0015] 根據(jù)所述電池的健康狀態(tài)，以及預(yù)先設(shè)置的所述電池的健康狀態(tài)的模糊集合、論 域和隸屬函數(shù)，確定所述電池的健康狀態(tài)對(duì)應(yīng)的隸屬狀態(tài)；
[0016] 根據(jù)所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流，以及預(yù)先設(shè)置的所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電 流的模糊集合、論域和隸屬函數(shù)，確定所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流對(duì)應(yīng)的隸屬狀態(tài)；
[0017] 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的模糊邏輯控制規(guī)則庫，以及確定的所述電池的荷電狀態(tài)、健康狀 態(tài)和所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流的隸屬狀態(tài)，確定所述電池的內(nèi)阻的隸屬狀態(tài)；
[0018] 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的所述電池的內(nèi)阻的模糊集合、論域和隸屬函數(shù)，以及確定的所述 電池的內(nèi)阻的隸屬狀態(tài)，確定所述電池的內(nèi)阻。
[0019] 其中，根據(jù)確定的電池的開路電壓和內(nèi)阻，以及預(yù)先設(shè)置的期望電池充電電流和 期望電池放電電流，確定所述電池的電壓上限值和電壓下限值，具體包括：
[0020] 按照如下公式確定所述電池的電壓上限值和電壓下限值：
[0021] Vmax = OCV+(I充XR);
[0022] Vmin = OCV_(I放XR);
[0023] 其中，Vmax為所述電池的電壓上限值，Vmin為所述電池的電壓下限值，1$為預(yù)先 設(shè)置的期望電池充電電流，I a為預(yù)先設(shè)置的期望電池放電電流，R為所述電池的內(nèi)阻，OVC 為所述電池的開路電壓。
[0024] 其中，所述根據(jù)所述電池的電壓上限值和電壓下限值，利用雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì) 所述電池的充放電電流進(jìn)行控制，使所述電池的充電電流不高于所述期望電池充電電流， 且放電電流不高于所述期望電池放電電流，具體包括：
[0025] 當(dāng)所述電池的充電電壓大于所述電壓上限值時(shí)，利用雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器將比所述 電池能承受的最大的充電電流還要大的電流及能量轉(zhuǎn)移至超級(jí)電容，直至所述電池的充電 電壓降至所述電壓上限值，所述電池的充電電流不高于所述期望電池充電電流；
[0026] 當(dāng)所述電池的放電電壓小于所述電壓下限值時(shí)，利用雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器將將比所 述電池能承受的最大的放電電流還要大的電流及能量從超級(jí)電容轉(zhuǎn)移至負(fù)載，直至所述電 池的放電電壓升至所述電壓下限值，所述電池的放電電流不高于所述期望電池放電電流。
[0027] 其中，所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)上電后，確定所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池的荷電狀態(tài)、健康 狀態(tài)、開路電壓以及所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流，具體包括：
[0028] 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)上電后，采集所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流、以及所述混合儲(chǔ)能系 統(tǒng)中電池的電流、電壓和溫度；
[0029] 根據(jù)所述電池的電流、電壓和溫度，確定所述電池的荷電狀態(tài)；
[0030] 根據(jù)確定的所述電池的荷電狀態(tài)，以及預(yù)先得到的電池的荷電狀態(tài)和開路電壓的 對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定所述電池的開路電壓；以及
[0031] 根據(jù)所述電池的電流、電壓、溫度和電池充放次數(shù)，確定所述電池的健康狀態(tài)。
[0032] 第二方面提供了一種控制電池充放電電流的裝置，包括：
[0033] 參數(shù)確定單元，用于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)上電后，確定所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池的荷電 狀態(tài)、健康狀態(tài)、開路電壓以及所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流；
[0034] 內(nèi)阻確定單元，用于根據(jù)所述參數(shù)確定單元確定的電池的荷電狀態(tài)、健康狀態(tài)和 所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流，確定所述電池的內(nèi)阻；
[0035] 電壓上下限確定單元，用于根據(jù)所述參數(shù)確定單元確定的電池的開路電壓和所述 內(nèi)阻確定單元確定的內(nèi)阻，以及預(yù)先設(shè)置的期望電池充電電流和期望電池放電電流，確定 所述電池的電壓上限值和電壓下限值；
[0036] 電流控制單元，用于根據(jù)所述電壓上下限確定單元確定的電池的電壓上限值和電 壓下限值，利用雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器對(duì)所述電池的充放電電流進(jìn)行控制，使所述電池的充電 電流不高于所述期望電池充電電流，且放電電流不高于所述期望電池放電電流。
[0037] 其中，所述內(nèi)阻確定單元，具體用于：
[0038] 根據(jù)所述電池的荷電狀態(tài)，以及預(yù)先設(shè)置的所述電池的荷電狀態(tài)的模糊集合、論 域和隸屬函數(shù)，確定所述電池的荷電狀態(tài)對(duì)應(yīng)的隸屬狀態(tài)；
[0039] 根據(jù)所述電池的健康狀態(tài)，以及預(yù)先設(shè)置的所述電池的健康狀態(tài)的模糊集合、論 域和隸屬函數(shù)，確定所述電池的健康狀態(tài)對(duì)應(yīng)的隸屬狀態(tài)；
[0040] 根據(jù)所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作電流，