车辆动力电池的充电控制方法、装置及其计算机设备

技术领域

本申请涉及车辆控制技术领域，特别是涉及一种车辆动力电池的充电控制方法、装置及其计算机设备。

背景技术

随着环保观念的深入，以电能代替化石燃料为汽车提供动力成为汽车制造的选择之一，但是由于以电能为能源的纯电动汽车的续航里程短，不能全面满足人们的日常出行需求，因此，电能与化石燃料结合的混合动力车应运而生。

其中，混合动力商用车的销量日益增加，由于商用车的上装设备多种多样，相较于普通的混合动力车而言，商用车的上装设备耗电量极大，导致上装设备从车辆动力电池中取电时会打破车辆动力电池的电量平衡，造成车辆动力电池的电池容量持续下降，影响车辆动力电池的正常工作。因此，如何控制车辆动力电池的电池容量平衡成为当前急需解决的技术问题之一。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够平稳控制车辆动力电池的电池容量的车辆动力电池的充电控制方法、装置及其计算机设备。

第一方面，本申请提供了一种车辆动力电池的充电控制方法，方法包括：在车辆处于停车状态及车辆动力电池的电池容量小于或等于第一容量阈值的情况下，判断车辆的电机与车辆动力电池是否处于工作状态；在电机、车辆动力电池处于工作状态下，根据车辆的空调开关状态、上装设备状态、车辆动力电池的电池状态以及电机的电机状态确定发动机功率；根据发动机功率控制车辆的发动机对车辆动力电池进行充电。

在其中一个实施例中，上装设备状态包括配电系统电流和配电系统电压；根据空调开关状态、上装设备状态、车辆动力电池的电池状态以及电机的电机状态确定发动机功率，包括：根据空调开关状态确定空调功率；根据配电系统电流和配电系统电压确定上装功率；根据电池状态确定电池可用功率，以及根据电机状态确定电机可用功率；根据空调功率、上装功率、电池可用功率和电机可用功率确定发动机功率。

在其中一个实施例中，根据空调功率、上装功率、电池可用功率和电机可用功率确定发动机功率，包括：获取电池可用功率和电机可用功率之间的最小可用功率；根据空调功率、上装功率和最小可用功率之和，以及功率系数确定发动机功率。

在其中一个实施例中，判断车辆的电机与车辆动力电池是否处于工作状态，包括：根据电池状态确定电池可用功率，以及根据电机状态确定电机可用功率；判断电池可用功率是否大于电池工作阈值，以及判断电机可用功率是否大于电机工作阈值；在电池可用功率大于电池工作阈值的情况下，确定车辆动力电池处于工作状态；以及在电机可用功率大于电机工作阈值的情况下，确定电机处于工作状态。

在其中一个实施例中，方法还包括：在电池容量大于第二容量阈值的情况下，控制发动机停止对车辆动力电池进行充电；其中，第二容量阈值大于第一容量阈值。

在其中一个实施例中，根据发动机功率控制车辆的发动机对动力电池进行充电之前，还包括：控制离合器闭合。

在其中一个实施例中，方法还包括：在车辆的手动控制开关处于开启状态期间，判断车辆是否处于停车状态及电池容量是否小于或等于第三容量阈值；其中，第三容量阈值大于第一容量阈值及第二容量阈值；在车辆处于停车状态、电池容量小于或等于第三容量阈值，以及电机与车辆动力电池均处于工作状态的情况下，获取空调开关状态、上装设备状态；根据空调开关状态、上装设备状态、电池状态以及电机状态确定发动机功率；根据发动机功率控制发动机对车辆动力电池进行充电。

在其中一个实施例中，方法还包括：在电池容量大于第四容量阈值的情况下，控制发动机停止对车辆动力电池进行充电；其中，第四容量阈值大于第三容量阈值。

第二方面，本申请还提供了一种车辆动力电池的充电控制装置，装置包括：状态确认模块，用于在车辆处于停车状态及车辆动力电池的电池容量小于或等于第一容量阈值的情况下，判断车辆的电机与车辆动力电池是否处于工作状态；功率获取模块，用于在电机、车辆动力电池处于工作状态下，根据车辆的空调开关状态、上装设备状态、车辆动力电池的电池状态以及电机的电机状态确定发动机功率；充电控制模块，用于根据发动机功率控制车辆的发动机对车辆动力电池进行充电。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本公开中任一个实施例中的方法的步骤。

上述车辆动力电池的充电控制方法、装置及其计算机设备，通过在车辆处于停车状态及车辆动力电池的电池容量小于或等于第一容量阈值的情况下，确定车辆处于停车的状态且有充电需求，再判断车辆的电机与车辆动力电池是否处于工作状态，以避免直接对车辆动力电池进行充电而损伤电机和车辆动力电池，在电机和车辆动力电池均处于工作状态下，根据车辆的空调开关状态、上装功率状态、车辆动力电池的电池状态、电机的电机状态可以计算出车辆需求的电能值，进而确定发动机功率，以保证发动机产生的机械能都被应用，避免了发动机产能过大而产生多余机械能，造成车辆损坏，最后根据发动机功率控制车辆的发动机对车辆动力电池进行充电，从而保证在满足上装设备、空调等电能需求的情况下，将富余电能存储至车辆动力电池中，使车辆动力电池的电池容量始终处于正常容量范围之内，以便解决上装设备、空调从车辆动力电池中取电造成车辆动力电池的电池容量持续下降的问题。

附图说明

图1为一个实施例中车辆动力电池的充电控制方法的流程示意图；

图2为另一个实施例中车辆动力电池的充电控制方法的流程示意图；

图3为一个实施例中车辆动力电池的充电控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

混合动力商用车为搭载发动机和电机两种动力系统的车辆，车辆中的发动机和电机之间相互配合、协同工作，以实现平稳高效的驱动，其中，发动机可将热能转换为机械能，电机可将机械能转换为电能。上装设备为安装于车辆车架水平面以上的部件，例如冷藏车的空调压缩机。

对于普通车辆而言，上装设备大多耗电量不高，所以普通车辆的上装设备从车辆动力电池中取电并不会影响车辆动力电池的电池容量平衡，但是对于特殊商用车例如房车来说，上装设备耗电量极大，针对普通车辆的车辆动力电池的充电控制方法并不能满足商用车的正常使用需求，造成车辆动力电池的电池容量平衡被上装取电打破，因此，本申请提出了一种可以满足商用车的车辆动力电池的电池容量平衡的车辆动力电池的充电控制方法。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种车辆动力电池的充电控制方法，包括以下步骤：

步骤S102：在车辆处于停车状态及车辆动力电池的电池容量小于或等于第一容量阈值的情况下，判断车辆的电机与车辆动力电池是否处于工作状态。

停车状态为车辆处于非运行的状态，例如，可通过判断驻车制动是否处于拉起状态、行车制动踏板是否处于未启动状态、油门踏板是否处于未启动状态、挡位是否处于空挡状态等判断车辆是否处于停车状态；其中，驻车制动为手刹，行车制动踏板为刹车，在手刹拉起、刹车和油门都处于未启动状态，且挡位处于空挡时，确定车辆处于停车状态。在判断停车状态之前，还可对车辆的高低压系统进行判断，以确定车辆是否启动完毕。

第一容量阈值为百分比值，例如可以为30％，在电池容量小于或等于第一容量阈值的情况下，确定电池容量不满足电池容量平衡，车辆动力电池具备充电需求。在车辆处于停车状态且具备充电需求时，判断电机和车辆动力电池是否处于可以进行运转的状态，避免在一些极端环境下直接对车辆动力电池进行充电造成车辆损坏。

步骤S104：在电机、车辆动力电池处于工作状态下，根据车辆的空调开关状态、上装设备状态、车辆动力电池的电池状态以及电机的电机状态确定发动机功率。

作为示例，在确定车辆动力电池、电机处于可以运转的状态时，根据车辆的空调开关状态、上装设备状态、车辆动力电池的电池状态以及电机的电机状态可以确定车辆对于电能的需求量，进而确定发动机功率。

步骤S106：根据发动机功率控制车辆的发动机对车辆动力电池进行充电。

作为示例，发动机功率与发动机的扭矩和转速有关，可以控制发动机转速为1400rpm-1600rpm，例如，可以控制发动机转速为1400rpm、1500rpm或1600rpm等等，进而获得发动机的扭矩，控制发动机按照规定的转速和扭矩进行工作，从而将热能转换为机械能，一部分机械能可供上装设备和空调使用，一部分机械能可转换为电能存储在车辆动力电池中，提高车辆动力电池的电池容量。本申请对于发动机转速不做具体限制，在其他实施例中，发动机转速可根据车辆的实际状况进行选择。

在上述实施例中，通过判断手刹、刹车、油门、变速箱的状态判断车辆是否处于停车状态，保证车辆在充电时的安全性，判断电池容量是否小于或等于第一容量阈值，以确定车辆动力电池具备充电需求，再判断电机与车辆动力电池是否处于工作状态，避免直接对车辆动力电池进行充电而损伤电机与车辆动力电池，在电机和车辆动力电池处于工作状态下，根据车辆的空调开关状态、上装功率状态、车辆动力电池的电池状态、电机的电机状态可以计算出车辆的电能需求量，进而确定发动机功率，以保证发动机产生的电能都被应用，最后根据发动机功率控制车辆的发动机以一定的转速和扭矩工作，使热能转化为机械能，再通过电机将机械能转化为电能存储至车辆动力电池中，使车辆动力电池的电池容量始终处于正常容量范围之内，以便解决上装设备、空调从车辆动力电池中取电造成车辆动力电池的电池容量持续下降的问题。

在一个实施例中，上装设备状态包括配电系统电流和配电系统电压。

根据空调开关状态、上装设备状态、车辆动力电池的电池状态以及电机的电机状态确定发动机功率，包括：根据空调开关状态确定空调功率，根据配电系统电流和配电系统电压确定上装功率，根据电池状态确定电池可用功率，以及根据电机状态确定电机可用功率，根据空调功率、上装功率、电池可用功率和电机可用功率确定发动机功率的步骤。

作为示例，混合动力车辆的配电系统为整车动力系统的核心，可以起到为整车电子设备供电的作用。可以根据配电系统电流和配电系统电压确定上装设备的上装功率。根据空调开关状态可以确定空调处于开启状态还是关闭状态，由于车辆中空调的功率变化范围很小，因此可根据空调的功率变化范围确定一功率定值，在空调开关状态处于开启状态时确定空调功率为功率定值，在空调开关状态处于关闭状态时确定空调功率为零。根据电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)和电机控制器(Moter Control Unit，MCU)中电池状态和电机状态确定电池可用功率和电机可用功率，其中，电池可用功率为电池将电能存储为化学能的能力，电机可用功率为电机将机械能转换为电能的能力。此外，还可根据空调的电流和电压确定空调功率，提高功率确定的准确性。

在上述实施例中，通过根据空调开关状态确定空调是否处于开启状态，进而确定空调功率，然后根据配电系统电流和配电系统电压确定上装功率，然后再根据BMS和MCU确定电池可用功率和电机可用功率，进而获得车辆对电能的消耗量以及车辆对电能的存储能力，根据消耗量和存储能力确定发动机功率，可以提高发动机功率确定的精确性，保证发动机按照车辆的需求将热能转换为电能或化学能，避免发动机产能过大损坏车辆的同时还可避免浪费能源。

在一个实施例中，根据空调功率、上装功率、电池可用功率和电机可用功率确定发动机功率，包括：获取电池可用功率和电机可用功率之间的最小可用功率，根据空调功率、上装功率和最小可用功率之和，以及功率系数确定发动机功率的步骤。

作为示例，可根据如下公式确定发动机功率P

P

在混合动力车辆中，可以通过发动机将热能转化为机械能，再由机械能带动电机将机械能转化为电能，最终将产生的电能转化为化学能存储至车辆动力电池中。

在上述实施例中，获得电机当前可用功率和电池当前可用功率之间的最小可用功率，可以获取车辆对电能的存储能力的最小值，然后根据空调功率和上装功率确定车辆的电能消耗量，因此，根据空调功率、上装功率、最小可用功率之和可以确定车辆对于电能的最小需求量，再结合功率系数获取发动机功率，其中，功率系数可以避免在空调、上装设备突然停止用电时，导致多余电量无法被存储造成电机或车辆动力电池被损坏。另外，本申请对于功率系数的值不做具体限制，在其他实施例中可根据对车辆的标定结果以及车辆需求选取。

在一个实施例中，判断车辆的电机与车辆动力电池是否处于工作状态，还包括：根据电池状态确定电池可用功率，以及根据电机状态确定电机可用功率，判断电池可用功率是否大于电池工作阈值，以及判断电机可用功率是否大于电机工作阈值，在电池可用功率大于电池工作阈值的情况下，确定车辆动力电池处于工作状态，以及在电机可用功率大于电机工作阈值的情况下，确定电机处于工作状态的步骤。

作为示例，电池工作阈值可为20％MAX，电机工作阈值可为20％MAX，根据电池状态确定电池可用功率，在电池可用功率小于或等于20％MAX时，可以确定车辆动力电池处于非工作状态；根据电机状态确定电机可用功率，在电机可用功率小于或等于20％MAX，可以确定电机处于非工作状态。其中，MAX为车辆动力电池或电机的功率最大值。

在上述实施例中，当车辆处于极端环境中，例如车辆处于极低温的环境例如小于-30摄氏度时，车辆动力电池的电池容量可为100％，而由于低温对于电池的影响，造成电池的充放电能力较弱，电池可用功率低于电池工作阈值，此时并不需要对车辆动力电池进行充电，强行对车辆动力电池进行充电将导致车辆动力电池损坏。同理，在确定电机处于非工作状态时，强行使用电机将机械能转化为电能也会导致电机损坏。通过获取电池可用功率和电机可用功率，进而判断电池可用功率是否大于电池工作阈值，以及判断电机可用功率是否大于电机工作阈值，以判断车辆的电机和车辆动力电池是否处于工作状态，避免强行对车辆动力电池充电造成电机或车辆动力电池损坏。

在一个实施例中，方法还包括：在电池容量大于第二容量阈值的情况下，控制发动机停止对车辆动力电池进行充电的步骤；其中，第二容量阈值大于第一容量阈值。

作为示例，第二容量阈值可为50％，在电池容量大于50％时，表明电池容量可满足电池容量平衡，控制发动机停止对车辆动力电池进行充电，避免浪费能源。

在一个实施例中，根据发动机功率控制车辆的发动机对动力电池进行充电之前，还包括：控制离合器闭合的步骤。

在上述实施例中，离合器闭合时，可以连接发动机和变速箱，从而通过控制发动机的转速和扭矩对动力电池进行充电。

在一个实施例中，如图2所示，方法还包括：

步骤S202：在车辆的手动控制开关处于开启状态期间，判断车辆是否处于停车状态及电池容量是否小于或等于第三容量阈值；其中，第三容量阈值大于第一容量阈值及第二容量阈值。

步骤S204：在车辆处于停车状态、电池容量小于或等于第三容量阈值，以及电机与车辆动力电池均处于工作状态的情况下，获取空调开关状态、上装设备状态。

步骤S206：根据空调开关状态、上装设备状态、电池状态以及电机状态确定发动机功率。

步骤S208：根据发动机功率控制发动机对车辆动力电池进行充电。

其中，手动控制开关可为将对车辆动力电池的充电控制转换为手动模式的开关，在手动模式下，可以在电池容量不满足第一容量阈值的情况下对车辆动力电池进行充电。

在上述实施例中，通过在手动控制开关处于开启状态的情况下，确定车辆动力电池的充电控制处于手动模式，在手动模式期间，判段车辆是否处于停车状态，电池容量是否小于或等于第三容量阈值，例如第三容量阈值可为70％，其中，第三容量阈值大于第一容量阈值和第二容量阈值，在车辆处于停车状态且电池容量小于70％，电机与车辆动力电池均处于工作状态的情况下，获取空调开关状态、上装设备状态，根据空调开关状态、上装设备状态、电池状态、电机状态确定发动机功率，并根据发动机功率控制发动机对车辆动力电池进行充电，由于第三容量阈值为高于第一容量阈值和第二容量阈值的值，因此，虽然动力电池不满足第一容量阈值的充电条件，但是驾驶员可根据实际中车辆的用电需求，例如房车在夜晚处于停车状态时，驾驶员可能有看电视、做饭等需求导致耗电需求较大，此时驾驶员可提前开启手动模式，对车辆动力电池进行充电，避免存在特殊用电需求时，不满足自动的充电控制的条件导致车辆动力电池的电池容量持续下降。

在一个实施例中，方法还包括：在电池容量大于第四容量阈值的情况下，控制发动机停止对车辆动力电池进行充电的步骤；其中，第四容量阈值大于第三容量阈值。

作为示例，第四容量阈值可以为80％，当电池容量大于80％时，控制发动机停止对车辆动力电池进行充电。

在上述实施例中，在车辆动力电池的电池容量达到第四容量阈值时，停止对车辆动力电池进行充电，避免能源的浪费。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的车辆动力电池的充电控制方法的车辆动力电池的充电控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个车辆动力电池的充电控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于车辆动力电池的充电控制方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种车辆动力电池的充电控制装置，包括：状态确认模块302、功率获取模块304以及充电控制模块306，其中：

状态确认模块302，用于在车辆处于停车状态及车辆动力电池的电池容量小于或等于第一容量阈值的情况下，判断车辆的电机与车辆动力电池是否处于工作状态；

功率获取模块304，用于在电机、车辆动力电池处于工作状态下，根据车辆的空调开关状态、上装设备状态、车辆动力电池的电池状态以及电机的电机状态确定发动机功率；

充电控制模块306，用于根据发动机功率控制车辆的发动机对车辆动力电池进行充电。

在上述实施例中，通过状态确认模块在车辆处于停车状态且车辆动力电池的电池容量小于或等于第一容量阈值的情况下，判断电机和车辆动力电池是否处于工作状态，以避免电机和车辆动力电池处于非工作状态时强行充电，造成电机或车辆动力电池被烧毁，然后通过功率获取模块根据空调开关状态、上装设备状态、电池状态和电机状态确定发动机功率，确定车辆的电量需求，并通过充电控制模块根据发动机功率对车辆动力电池进行充电，保证在满足电量的消耗量的同时将富余的机械能转化为电能存储至车辆动力电池中，使车辆动力电池的电池容量处于一较小的波动范围，保持电池容量的平稳。

在一个实施例中，上装设备状态包括配电系统电流和配电系统电压；功率获取模块中，根据空调开关状态、上装设备状态、车辆动力电池的电池状态以及电机的电机状态确定发动机功率，包括：根据空调开关状态确定空调功率；根据配电系统电流和配电系统电压确定上装功率；根据电池状态确定电池可用功率，以及根据电机状态确定电机可用功率；根据空调功率、上装功率、电池可用功率和电机可用功率确定发动机功率。

在一个实施例中，功率获取模块中，根据空调功率、上装功率、电池可用功率和电机可用功率确定发动机功率，包括：获取电池可用功率和电机可用功率之间的最小可用功率；根据空调功率、上装功率和最小可用功率之和，以及功率系数确定发动机功率。

在一个实施例中，状态确认模块中，判断车辆的电机与车辆动力电池是否处于工作状态，还包括：根据电池状态确定电池可用功率，以及根据电机状态确定电机可用功率；判断电池可用功率是否大于电池工作阈值，以及判断电机可用功率是否大于电机工作阈值；在电池可用功率大于电池工作阈值的情况下，确定车辆动力电池处于工作状态；以及在电机可用功率大于电机工作阈值的情况下，确定电机处于工作状态。

在一个实施例中，充电控制模块中，还包括：在电池容量大于第二容量阈值的情况下，控制发动机停止对车辆动力电池进行充电；其中，第二容量阈值大于第一容量阈值。

在一个实施例中，根据发动机功率控制车辆的发动机对动力电池进行充电之前，还包括：控制离合器闭合。

在一个实施例中，装置还包括：在车辆的手动控制开关处于开启状态期间，判断车辆是否处于停车状态及电池容量是否小于或等于第三容量阈值；其中，第三容量阈值大于第一容量阈值及第二容量阈值；在车辆处于停车状态、电池容量小于或等于第三容量阈值，以及电机与车辆动力电池均处于工作状态的情况下，获取空调开关状态、上装设备状态；根据空调开关状态、上装设备状态、电池状态以及电机状态确定发动机功率；根据发动机功率控制发动机对车辆动力电池进行充电。

在一个实施例中，装置还包括：在电池容量大于第四容量阈值的情况下，控制发动机停止对车辆动力电池进行充电；其中，第四容量阈值大于第三容量阈值。

上述车辆动力电池的充电控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本公开中任一个实施例中的方法的步骤。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。