專利名稱：一種電動(dòng)汽車用電池的管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于混合動(dòng)力或電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
面對環(huán)境污染、全球變暖、能源短缺的現(xiàn)實(shí)壓力，各國政府、企業(yè)都 投入了大量人力和物力對電動(dòng)車進(jìn)行研究和開發(fā)。當(dāng)前研發(fā)的三種電動(dòng)車 有純電動(dòng)車、混合動(dòng)力電動(dòng)車、燃料電池電動(dòng)車。蓄電池不可避免地成為
電動(dòng)車主能源或輔助能源。常用的動(dòng)力蓄電池有鉛酸電池、4^氫電池和鋰 離子電池，他們具有容量大、體積小、動(dòng)力性較好的特點(diǎn)、因而成為電動(dòng) 車發(fā)展的首選電池。在電動(dòng)車研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化過程中，動(dòng)力電池及管理 系統(tǒng)是最為重要的一環(huán)。電池管理系統(tǒng)的優(yōu)劣直接決定了動(dòng)力電池組的使 用壽命，所以一個(gè)算法及控制方式4艮好的電池管理系統(tǒng)不僅能夠充分發(fā)揮 動(dòng)力電池的優(yōu)越性能，而且給予電池最佳的保護(hù)。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過于復(fù)雜和繁瑣，從表面上看， 具備了較多的功能，但所需傳感器很多，從而使電池管理系統(tǒng)成本劇增， 且體積很大，在整車布置上也帶來了很大的難度，對于較低電壓系統(tǒng)的整 車及市場定位較低的汽車廠商來說，這是很難接受的。盡管如此，由于世 界范圍內(nèi)汽油價(jià)格的直線上升， 一些市場定位較低的汽車廠商也希望通過 某些簡單的方法，用最少的錢，盡可能的來降低整車的油耗。這就要求整 車的電壓系統(tǒng)不能很高，且整車布置盡可能不改動(dòng)，對電池進(jìn)行較簡單的 管理，而且整車的成本增加很少。所以那些設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，功能很多，成 本很高的管理系統(tǒng)是完全不適合此使用場合的。為此有必要對現(xiàn)有的系統(tǒng) 進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車用 電池管理系統(tǒng)，以提高整個(gè)電池系統(tǒng)工作的安全性和穩(wěn)定性。 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是
一種電動(dòng)汽車用電池的管理方法，實(shí)時(shí)采集電池電壓和電池工作過程 中的溫度，將這些參數(shù)傳送給整車控制器；在駕駛員請求怠速停機(jī)時(shí)，首
先判斷整車其他狀態(tài)是否滿足怠速停機(jī)要求，然后確定電池端電壓Vx作與
電機(jī)輸出電壓的差值Verror是否大于允許怠速停機(jī)時(shí)的最大差值 VerrorMAX,如果兩個(gè)條件都滿足，則允許怠速停機(jī)；在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速 停機(jī)狀態(tài)的整個(gè)過程中，實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)，整車控制器對每次停機(jī)時(shí)間 進(jìn)行記錄，在停機(jī)時(shí)間小于等于25分鐘內(nèi)，當(dāng)檢測到電池端電壓V工作小于 該時(shí)間條件下滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)時(shí)電池最低電壓V二作^時(shí)，強(qiáng)制起動(dòng)發(fā)動(dòng) 機(jī)對電池充電；或者當(dāng)停機(jī)時(shí)間大于25分鐘后，當(dāng)開路電壓Vb小于該時(shí)間 條件下滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)時(shí)電池最低電壓V^時(shí)，同樣強(qiáng)制起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對 電;也充電。
在對電池進(jìn)行充電的同時(shí)，累加對電池充電的時(shí)間，當(dāng)大于一設(shè)定值 后，才能允許進(jìn)入下一次怠速停機(jī)。
通過本發(fā)明的方法，可以解決管理系統(tǒng)多功能需求和低成本、小體積 的產(chǎn)業(yè)化要求的矛盾對電池進(jìn)行控制和管理，整車成本增加很少，但會(huì) 收到事半功倍的效果。


圖1為本發(fā)明中安裝溫度傳感器的蓄電池總圖。
圖2為電池電壓、電機(jī)電壓計(jì)算流程圖。
圖3為電池電壓隨溫度變化的關(guān)系圖。
圖4為本發(fā)明中估算電池SOF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖5為本發(fā)明中估算電池SOF軟件工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述
本發(fā)明的電池管理系統(tǒng)用于低壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整車，電池l采用普通1 2 V免維護(hù)電池或4 2 V閥控鉛酸電池或其他等級電壓的鉛酸電池。此方案 中，整車具有怠速停機(jī)及怠速停機(jī)啟動(dòng)功能。在怠速停機(jī)啟動(dòng)時(shí)，發(fā)電/ 啟動(dòng)電機(jī)可以快速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。整車以汽油機(jī)為主動(dòng)力源。判斷整車能否 進(jìn)入怠速停機(jī)和怠速停機(jī)啟動(dòng)功能的其中之一條件是需對鉛酸電池的狀 態(tài)進(jìn)行判斷，根據(jù)電池狀態(tài)，決定整車下一步的動(dòng)作。
對鉛酸電池的狀態(tài)進(jìn)行判斷的過程就是電池管理的過程。電池管理系 統(tǒng)軟硬件部分集成在整車控制器中，在整車控制器中實(shí)現(xiàn)對電池SOF (state of function功能狀態(tài))的估算。由于需要了解電池狀態(tài)，需對 電池電壓和電池工作過程中溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，所以在電池l上安裝了一 個(gè)檢測電池溫度的傳感器2。如圖l所示，溫度傳感器2的下端，即其感溫 部分埋于電池內(nèi)部，用于檢測電池的溫度。所述的電池溫度傳感器2為NTC 熱敏電阻傳感器。此傳感器可根據(jù)其用途封裝成各種形狀，為電池控制器 提供準(zhǔn)確完整的電池溫度狀態(tài)信息，以滿足整車控制需要并為系統(tǒng)控制策 略提供支持。
在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速停機(jī)過程中，電池電壓分為兩類 一種是電池的工作電 壓V工作，另一種是電池的開路電壓Vb。電池V工作定義為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到停機(jī)25 分鐘過程中測得的電壓值；而Vb定義為發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)2 5分鐘后測得的電壓 值，此時(shí)測得的值較真實(shí)接近開路時(shí)的電壓。電壓信號直接通過電池兩端采集。
如圖2所示，才艮據(jù)當(dāng)前電池溫度及停機(jī)時(shí)間Tl,求得系統(tǒng)判斷電池狀態(tài) 所需的電壓值極限值。圖3所示的就是電池電壓隨溫度和停機(jī)時(shí)間T1變化 的關(guān)系。
如圖4所示，在估算電池功能狀態(tài)時(shí)，考慮了溫度和停機(jī)時(shí)間T1對啟動(dòng) 電壓的影響。實(shí)時(shí)采集電池的溫度和電壓，這些參數(shù)被整車控制器接收。 在整車控制器中已標(biāo)定了電池電壓、溫度和停機(jī)時(shí)間關(guān)系曲線、電機(jī)啟動(dòng)
電壓和溫度關(guān)系曲線。
圖5示出了電池管理的工作流程。在整車和電池狀態(tài)良好的情況下， 常規(guī)鑰匙啟動(dòng)整車，整車正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在駕駛員請求怠速停機(jī)時(shí)，首先判斷 整車其他狀態(tài)滿足急速停機(jī)，然后確定電池端電壓與電機(jī)輸出電壓的差值 Verror是否大于VerrorMAX值，如果滿足，則允許怠速停機(jī)，否則一旦兩 個(gè)條件中任一不滿足要求，則發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也即整車正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在發(fā) 動(dòng)機(jī)處于怠速停機(jī)狀態(tài)的整個(gè)過程中，實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)，并由控制器記 錄每次停機(jī)時(shí)間T1，在停機(jī)時(shí)間小于等于25分鐘內(nèi)，當(dāng)V二作小于該條件下 滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)的電池最低電壓V工作^;或在停機(jī)時(shí)間大于2 5分鐘后， 當(dāng)Vb小于滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)的電池最低電壓V』時(shí)，為了保證電池有足夠 的能量，則需對電池充電，此時(shí)需要強(qiáng)制起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。并累加對電池補(bǔ)充 電的時(shí)間T2，為了〗呆^E電池不會(huì)因頻繁啟動(dòng)而虧電，則T2必須大于一i殳定 值后，才能允許進(jìn)入下一次怠速停機(jī)。
權(quán)利要求
1、一種電動(dòng)汽車用電池的管理方法，其特征在于實(shí)時(shí)采集電池電壓和電池工作過程中的溫度，將這些參數(shù)傳送給整車控制器；在駕駛員請求怠速停機(jī)時(shí)，首先判斷整車其他狀態(tài)是否滿足怠速停機(jī)要求，然后確定電池端電壓V工作與電機(jī)輸出電壓的差值Verror是否大于允許怠速停機(jī)時(shí)的最大差值VerrorMAX，如果兩個(gè)條件都滿足，則允許怠速停機(jī)；在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速停機(jī)狀態(tài)的整個(gè)過程中，實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)，控制器對每次停機(jī)時(shí)間進(jìn)行記錄，在停機(jī)時(shí)間小于等于25分鐘內(nèi)，當(dāng)檢測到電池端電壓V工作小于該時(shí)間條件下滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)時(shí)電池最低電壓V工作min時(shí)，強(qiáng)制起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對電池充電；或者當(dāng)停機(jī)時(shí)間大于25分鐘后，當(dāng)開路電壓Vb小于該時(shí)間條件下滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)時(shí)電池最低電壓Vbmin時(shí)，同樣強(qiáng)制起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對電池充電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管理方法，其特征在于在對電池進(jìn)行充電 的同時(shí)，累加對電池充電的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間值大于一i殳定值后，才能允許 進(jìn)入下一次怠速停機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的管理方法，其特征在于在整車控制器中已 經(jīng)標(biāo)定了電池電壓、溫度和停機(jī)時(shí)間的關(guān)系曲線，以及電機(jī)啟動(dòng)電壓和溫 度的關(guān)系曲線。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的管理方法，其特征在于采用溫度傳感器檢測電池的溫度，所述溫度傳感器的下端埋設(shè)于電池內(nèi)部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的管理方法，其特征在于所述溫度傳感器是 NTC熱每丈電阻傳感
6、 一種電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)，包括整車控制器、電池、以及用 于檢測電池溫度的溫度傳感器，其特征在于溫度傳感器實(shí)時(shí)采集電池電壓和電池工作過程中的溫度，將這些參數(shù)傳送給整車控制器；在駕駛員請求怠速停機(jī)時(shí)，整車控制器首先判斷整車其他狀態(tài)是否滿足怠速停機(jī)要求，然后確定電池端電壓與電機(jī)輸出電壓的差值Verror是否 大于允許怠速停機(jī)時(shí)的最大差值VerrorMAX，如果兩個(gè)條件都滿足，則允 許怠速停機(jī)；在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速停機(jī)狀態(tài)的整個(gè)過程中，實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)，整車 控制器對每次停機(jī)時(shí)間進(jìn)行記錄，在停機(jī)時(shí)間小于等于25分鐘內(nèi)，當(dāng)檢測 到電池端電壓V工作小于該時(shí)間條件下滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)時(shí)電池最低電壓V工 作min時(shí)，強(qiáng)制起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對電池充電；或者當(dāng)停機(jī)時(shí)間大于25分鐘后，當(dāng)開路電壓Vb小于該時(shí)間條件下滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)時(shí)電池最低電壓Vb^時(shí)，同樣強(qiáng)制起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對電池充電。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的管理系統(tǒng)，其特征在于在對電池進(jìn)行充電 的同時(shí)，累加對電池充電的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間值大于一設(shè)定值后，才能允許 進(jìn)入下一次怠速停機(jī)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的管理系統(tǒng)，其特征在于在整車控制器中標(biāo) 定了電池電壓、溫度和停機(jī)時(shí)間的關(guān)系曲線，以及電機(jī)啟動(dòng)電壓和溫度的 關(guān)系曲線。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的管理系統(tǒng)，其特征在于所述溫 度傳感器的下端埋設(shè)于電池內(nèi)部。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的管理系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器 是NTC熱I文電阻傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動(dòng)汽車用電池的管理方法和系統(tǒng)，系統(tǒng)包括整車控制器、電池、以及用于檢測電池溫度的溫度傳感器，實(shí)時(shí)采集電池電壓和電池工作過程中的溫度，將這些參數(shù)傳送給整車控制器；在駕駛員請求怠速停機(jī)時(shí)，首先判斷整車其他狀態(tài)是否滿足怠速停機(jī)要求，然后確定電池端電壓V_工作與電機(jī)輸出電壓的差值Verror是否大于允許怠速停機(jī)時(shí)的最大差值VerrorMAX，如果兩個(gè)條件都滿足，則允許怠速停機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速停機(jī)狀態(tài)的整個(gè)過程中，實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)，通過控制器對每次停機(jī)時(shí)間進(jìn)行記錄，在不同的停機(jī)時(shí)間條件下，檢測電池端電壓是否小于該時(shí)間條件下滿足怠速停機(jī)啟動(dòng)時(shí)電池最低電壓，確定是否強(qiáng)制起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)對電池充電。
文檔編號B60L11/18GK101181874SQ20071019589
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者軍 朱, 燕 李, 馬建新 申請人:奇瑞汽車有限公司