车辆及涉水时动力电池的保护方法、装置和计算机设备与流程

1.本技术涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆涉水时动力电池的保护方法、保护装置、计算机设备和车辆。


背景技术：

2.增程式混合动力车辆涉水时，需强制启动增程器以减少发动机排气系统水倒灌损坏催化剂和汽油机颗粒捕集器，如果电池剩余电量较高，增程器启动时，可能导致电池过充，造成动力电池损坏。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例期望提供一种车辆涉水时动力电池的保护方法、保护装置、计算机设备和车辆，解决车辆涉水时增程器启动后动力电池的保护问题。
4.为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
5.本技术的第一方面，提供了一种车辆涉水时动力电池的保护方法，包括：
6.获取动力电池剩余电量；
7.基于所述动力电池剩余电量控制增程器的工作状态。
8.进一步地，基于所述动力电池剩余电量控制增程器的工作状态的步骤，具体包括：
9.当所述动力电池剩余电量小于第一预设值，控制所述增程器对所述动力电池充电；
10.当所述动力电池剩余电量大于所述第一预设值，获取所述增程器的发电机温度，基于所述温度控制所述增程器的工作状态。
11.进一步地，基于所述温度控制所述增程器的工作状态的步骤，具体包括：
12.当所述温度小于第一预设温度，控制所述发电机不对外发电，所述发电机能源由所述发电机发热消耗；
13.当所述温度大于所述第一预设温度，控制所述发电机对车辆负载发电。
14.进一步地，获取动力电池剩余电量的步骤之前，所述保护方法包括：
15.获取车辆的涉水深度；
16.若所述涉水深度达到第一预设深度，启动增程器。
17.进一步地，基于所述动力电池剩余电量控制增程器的工作状态的步骤，具体包括：
18.当所述动力电池剩余电量处于第一预设范围，控制所述增程器对所述动力电池以第一功率充电；
19.当所述动力电池剩余电量处于第二预设范围，控制所述增程器对所述动力电池以第二功率充电，其中，所述第一功率大于所述第二功率，所述第一预设范围的最大值小于所述第二预设范围的最小值。
20.进一步地，若所述动力电池剩余电量由所述第一预设范围升高至所述第一预设范围与所述第二预设范围之间，控制所述增程器对所述动力电池以所述第一功率充电；
21.若所述动力电池剩余电量由所述第二预设范围降低至所述第一预设范围与所述第二预设范围之间，控制所述增程器对所述动力电池以所述第二功率充电。
22.本技术的第二方面，提供了一种车辆涉水时动力电池的保护装置，包括：
23.获取模块，用于获取动力电池剩余电量；
24.控制器，用于基于所述动力电池剩余电量控制增程器的工作状态。
25.进一步地，保护装置还包括：
26.温度传感器，用于获取发电机温度；和/或，
27.涉水感应系统，用于获取车辆的涉水深度。
28.本技术的第三方面，提供了一种计算机设备，包括一个或多个处理模块，所述处理模块配置为执行存储在存储单元中的计算机指令，以执行上述保护方法。
29.本技术的第四方面，提供了一种车辆，包括上述保护装置；和/或，上述计算机设备。
30.本技术实施例提供的车辆涉水时动力电池的保护方法和装置，通过获取模块获取动力电池剩余电量，通过控制器基于动力电池剩余电量控制增程器的工作状态。本技术方案简单高效，延长了动力电池的使用寿命，降低了车辆涉水时动力电池的保护成本。
附图说明
31.图1为本技术实施例提供的一种车辆涉水时动力电池的保护方法的流程示意图；
32.图2为本技术实施例提供的另一种车辆涉水时动力电池的保护方法的流程示意图。
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本技术宗旨的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
34.下面结合附图及具体实施例对本技术再做进一步详细的说明。本技术实施例中的“第一”、“第二”等描述，仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含地包括至少一个特征。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
35.增程式车辆是指在纯电动汽车基础上，增加一个发动机给动力电池充电或直接驱动电机增加续航里程，从而克服纯电动汽车行驶里程短的电动车辆。与纯电动汽车相比，最主要区别为增程器，即包括发动机与发电机。不考虑停车和充电过程，增程式车辆包括纯电动模式和增程模式。纯电动模式指的是由动力电池提供能量，驱动电池提供动力。增程模式指的是随着车辆在纯电动模式下运行，电池剩余电量逐渐降低，当低于设定阈值时，如果再继续使用电池，将会减少电池的使用寿命，此时启动增程器利用增程器发出的电能提供驱动电机行驶，同时多余部分的电能为电池充电，使电池剩余电量增加至设定阀值。在车辆涉水时，需强制启动增程器以减少发动机排气系统水倒灌损坏催化剂和汽油机颗粒捕集器，而增程器启动后发电机会对动力电池充电，如果电池剩余电量较高，可能导致电池过充，造成动力电池损坏。
36.有鉴于此，本技术实施例的第一方面，请参照图1，提供了一种车辆涉水时动力电池的保护方法，包括：
37.s1、获取动力电池剩余电量；
38.s2、基于动力电池剩余电量控制增程器的工作状态。
39.本技术实施例提供的车辆涉水时动力电池的保护方法，通过获取动力电池剩余电量来控制增程器的工作状态，在涉水时增程器强制启动的情况下维持动力电池剩余电量在安全区间内，延长了动力电池的使用寿命，降低了车辆涉水时动力电池的保护成本。
40.下面结合具体实施例对本技术实施例的控制方法进行详细说明。
41.s1、获取动力电池剩余电量。
42.在本步骤中，动力电池剩余电量指的是soc(state of charge)，即电池荷电状态。动力电池的剩余电量可以通过开路电压法、安时积分法、内阻法、神经网络和卡尔曼滤波法获取或通过电池管理系统(bms，battery management system)直接检测。例如，利用安时积分法在动力电池进行充电或放电时，通过累积充进或放出的电量来估算电池的剩余电量。动力电池的剩余电量显示方法不限，可以是指针式、led灯显示或电子显示。例如，通过指针显示电量，行驶中指针在绿色区域范围内说明电量充足，在黄色区域说明电力不足，在红色区域说明已经无电，不能继续行驶。
43.s2、基于动力电池剩余电量控制增程器的工作状态。
44.在本步骤中，“工作状态”指的是增程器启动后不同工作模式的选择，也就是说，根据不同的动力电池剩余电量，切换增程器在工作过程中不同工况下的工作模式。增程器的控制可以通过gcu(generator control unit，发电机控制器)或ecu(electronic control unit，电子控制单元)等进行实现。
45.一实施例中，基于动力电池剩余电量控制增程器的工作状态的步骤，具体包括：当动力电池剩余电量小于第一预设值，控制增程器对动力电池充电；当动力电池剩余电量大于第一预设值，获取增程器的发电机温度，基于温度控制增程器的工作状态。
46.第一预设值根据动力电池的种类确定，动力电池可以是三元锂电池或磷酸铁锂电池，示例性地，动力电池为三元锂电池，相较于磷酸铁锂电池，具有低温放电性能好、能量密度高和充电效率高的优势。具体地，第一预设值为90％
±
5％，当动力电池小于第一预设值时充电不会影响动力电池的使用寿命。当动力电池大于第一预设值时，获取增程器的发电机的温度，根据温度来控制增程器工作状态以实现不对动力电池充电或进行动力电池耗电的目的，这样，减少了动力电池过充的情况，提高了动力电池的使用寿命。
47.获取增程器的发电机的温度的方式不限，可以是通过温度传感器测量，还可以通过埋置检温计法或电阻法等，具体地，采用埋置检温计法获取增程器的发电机的温度。在发电机装配时，常在估计到可能有较高温度的各点，埋置检温计。检温计的种类可以是电阻检温计、热电偶或半导体检温计等，检温计作为温度传感元件，将所得温度信号通过导线传到外接配套仪表即车载显示器，从而显示出被测元件温度。
48.一实施例中，基于温度控制增程器的工作状态的步骤，具体包括：当温度小于第一预设温度，控制发电机不对外发电，发电机能源由发电机发热消耗；当温度大于第一预设温度，控制发电机对车辆负载发电。
49.可以理解的是，不对外发电指的是不对动力电池充电或不对车辆负载提供电能
等。示例性地，当温度小于第一预设温度时，通过gcu控制发电机断开与动力电池或车辆负载连接的供电电路的开关，发电机能源由自身内阻发热消耗。
50.第一预设温度为发电机的保护温度，即维持发电机正常工作的极限温度。可以理解的是，若第一预设温度大于发电机正常工作的极限温度，发电机功率下降，早燃和爆燃的倾向加大，减小了发电机的使用寿命。对车辆负载发电可以是ptc加热、车载音响播放或车载空调制冷等。可以理解的是，通过gcu实现发电机的控制。控制发电机不对外发电实现了发电机自身发热消耗能量，控制发电机对车辆负载发电实现了能量分流，均通过消耗发电机能量达到不对动力电池充电的目的。这样，通过控制增程器的发电机的能量流动减少了动力电池因增程器启动而引起的过充，操作简单，易于实现。
51.一实施例中，第一预设温度为138～142℃，具体地，第一预设温度为140℃，若第一预设温度过低，发电机在未达到极限温度时就控制对车辆负载发电，降低了控制效率；若第一预设温度过高，发电机会因为过热而损坏，缩短了使用寿命。
52.一实施例中，获取动力电池剩余电量的步骤之前，保护方法包括：获取车辆的涉水深度；若涉水深度达到第一预设深度，启动增程器。
53.可以通过多种方式获取车辆的涉水深度。例如，可以通过车辆安装的涉水感应系统进行测量，涉水感应系统可以包括水位传感器，对水位进行采集；或涉水感应系统可以包括超声波传感器，监测出超声波经水面反射的距离从而计算出涉水深度等。可以理解的是，车辆涉水时水流是波动的，第一预设深度的设置不能超过车辆进气口和排气口的高度，示例性地，第一预设深度可以是车辆进气口和排气口高度的80％(以进气口和排气口位置较低的为参考基准)，为了降低水流浮动流入进气口或排气口的风险而留有余量。如此，在涉水深度达到第一预设深度后，启动增程器以减少发动机排气系统水倒灌损坏催化剂和汽油机颗粒捕集器，保护了行车安全。
54.一实施例中，基于动力电池剩余电量控制增程器的工作状态的步骤，具体包括：当动力电池剩余电量处于第一预设范围，控制增程器对动力电池以第一功率充电；当动力电池剩余电量处于第二预设范围，控制增程器对动力电池以第二功率充电，其中，第一功率大于第二功率，第一预设范围的最大值小于第二预设范围的最小值。可以理解的是，控制增程器功率指的是控制增程器的发动机的功率。第二预设值根据动力电池的种类确定，具体地，第一预设范围为动力电池剩余电量小于等于90％，第二预设范围为动力电池剩余电量大于等于95％。区别于上述实施例中根据动力电池剩余电量控制发电机是否对外发电，本实施例中根据动力电池剩余电量控制发动机功率来控制动力电池的充电速率。可以理解的是，在动力电池剩余电量处于第二预设范围时，通过控制发动机功率在较小值以缓速充电，例如此时发动机转矩为21nm，发动机转速1600rpm，第二功率为3.5kw，车辆行车耗电量大于等于充电量以保护动力电池。在动力电池剩余电量处于第一预设范围时，通过控制发动机功率在较大值以快速充电，例如此时发动机转矩为80nm，发动机转速1600rpm，第一功率为13.4kw，车辆行车耗电量小于充电量以提高动力电池剩余电量。这样，通过控制发动机的功率，在电量较小时增大功率，在电量较大时减小功率，灵活完成发动机对动力电池的充电效率，减少了长时间充电对动力电池的影响。
55.一实施例中，若动力电池剩余电量由第一预设范围升高至第一预设范围与第二预设范围之间，控制增程器对动力电池以第一功率充电；若动力电池剩余电量由第二预设范
围降低至第一预设范围与第二预设范围之间，控制增程器对动力电池以第二功率充电。具体地，第一预设范围为动力电池剩余电量小于等于90％，第二预设范围为动力电池剩余电量大于等于95％，第一预设范围与第二预设范围之间指90％～95％。一方面，当动力电池剩余电量由90％以下升高至90％～95％之间时，通过控制发动机的充电功率为第一功率可以在保护动力电池的同时进行快速充电；另一方面，当动力电池剩余电量由95％以上降低至90％～95％之间时，通过控制发动机的充电功率为第二功率避免发动机工况切换即由第二功率换为第一功率带来的噪声等nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)问题，提高了用户体验。
56.一实施例中，基于动力电池剩余电量控制增程器的工作状态的步骤之后，保护方法包括：获取车辆的涉水深度；若涉水深度降低到第一预设深度以下并持续预设时间，关闭增程器。预设时间用于判断车辆是否脱离涉水工况，具体地，预设时间可以是1min。这样，在车辆脱离涉水工况时及时关闭增程器，节约了能源，保护了动力电池，减少了过充的现象。
57.具体地，请参照图2，第一预设值为90％，第一预设温度为140℃。可以理解的是，“开始”可以指的是车辆涉水深度达到第一预设深度，启动增程器的步骤。车辆涉水时，判断动力电池剩余电量，若动力电池剩余电量小于90％，控制增程器对动力电池充电，若动力电池剩余电量大于90％，判断发电机温度。当发电机温度小于等于140℃时，控制发电机不对外发电，发电机能源由发电机发热消耗；当发电机温度大于140℃时，开启车辆负载，消耗发电机能源。可以理解的是，判断动力电池剩余电量是实时动态过程，在车辆涉水时不断重复上述流程。仅当动力电池剩余电量大于90％且车辆脱离涉水工况后结束执行上述流程。这样，保护动力电池的同时延长了行车时间，提高了用户的行车体验。
58.本技术实施例的第二方面，提供了一种车辆涉水时动力电池的保护装置，包括获取模块和控制器。
59.获取模块用于获取动力电池剩余电量，示例性地，获取模块可以是bms，对于soc的计算，在实际bms的嵌入式代码中，通过安时积分加ocv(open circuit voltage，开路电压)的矫正，若不满足ocv条件，会添加一个修正系数，对安时积分进行修正，从而达到更加精准的soc，soc的实际算法中，核心的不是安时积分，而是在各个工况下的soc矫正方法，矫正方法覆盖的工况越多，soc的精度就越高。
60.控制器用于基于动力电池剩余电量控制增程器的工作状态。控制器可以是gcu或ecu，当控制器为gcu时，接收动力电池剩余电量信息后直接控制发电机的工作状态；当控制器为ecu时，通过ecu控制gcu或发动机进而间接控制增程器的工作状态。
61.一实施例中，保护装置还包括温度传感器和涉水感应系统。温度传感器用于获取发电机温度，涉水感应系统用于获取车辆的涉水深度。涉水感应系统的形式不限，可以是水位传感器、超声波传感器或激光传感器等。例如，将超声波传感器安装在车辆的后视镜上，利用超声波测距将经水面反射的距离发送给控制器，控制器结合车辆姿态数据确定出车辆的涉水深度。或者，涉水传感系统为水位传感器时，水位传感器安装在阈值高度，例如低于发动机进气口和排气口的高度，车辆涉水达到阈值高度时，水位传感器将水位信号传送到控制器，控制器控制增程器启动，并基于动力电池剩余电量控制增程器的工作状态。
62.一实施例中，控制器还包括显示模块来显示车辆的涉水深度。显示模块和涉水感应系统信号连接，获取涉水感应系统信号后对涉水深度进行显示。显示模块的种类不限，可
以是显示器或仪表盘等。
63.本技术实施例的第三方面，提供了一种计算机设备，包括一个或多个处理模块，处理模块配置为执行存储在存储模块中的计算机指令，以执行本技术任意一种保护方法。该计算机设备可以为上述实施例的控制器。
64.在一实施例中，本技术实施例提供一种计算机系统，包括：可编程电路；以及编码在至少一个计算机可读介质上的软件，该软件用于对可编程电路进行编程以实施本技术任意一项保护方法。上述计算机设备安装了该计算机系统。
65.在一实施例中，本技术实施例提供一种计算机可读介质，该计算机可读介质上具有计算机可读指令，这些指令在被计算机执行时会使计算机进行本技术任意一项保护方法的所有步骤。计算机可读介质可以为一个或多个。上述计算机设备配置了该计算机可读介质。
66.本技术实施例的第四方面，提供了一种车辆，包括上述任意一种保护装置；和/或，上述的计算机设备。
67.可以理解的是，车辆为增程式车辆，可以是汽车、电动摩托车或电动自行车等。
68.以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围之内。