一種動(dòng)力電池能量管理方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種動(dòng)力電池能量管理方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)難以滿足對(duì)電池的合理使用的問(wèn)題。該動(dòng)力電池能量管理方法包括以下步驟：（1）輸入數(shù)據(jù)處理：電池管理系統(tǒng)采集并計(jì)算電池信息；（2）電流故障修正；電流頻率修正；（3）根據(jù)步驟（2）的數(shù)據(jù)計(jì)算電池可用總電流，將電池可用總電流進(jìn)行濾波得到最終的電池可用總電流。本發(fā)明在現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，充分考慮到了電池特性，基于電流頻率特性對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行可用電流估算及控制，從而提高了動(dòng)力電池可用電流估算精度，提高了電池使用壽命及整車(chē)?yán)m(xù)駛里程。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種動(dòng)力電池能量管理方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種動(dòng)力電池能量管理方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的新能源電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用各行各業(yè)。純電動(dòng)汽車(chē)汽車(chē)采用動(dòng)力電池作為能源，動(dòng)力電池可用電流是整車(chē)應(yīng)用能量的最主要參數(shù)，直接影響到電機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)速，進(jìn)而影響整車(chē)加速度和速度。動(dòng)力電池現(xiàn)有可用電流估算通常采用兩種方式:
一、可用電流為固定值，此方式為粗狂的控制方式，未考慮電池溫度及當(dāng)前電池荷電狀態(tài)進(jìn)行使用，會(huì)使得電池加速老化。
[0003]二、電池溫度、電池荷電狀態(tài)查表得到可用電流，此方式為傳統(tǒng)廠商采用方式，且解決了第一種方式產(chǎn)生的問(wèn)題。然而，該方式還存在一個(gè)最主要的問(wèn)題:即在實(shí)際使用過(guò)程中，動(dòng)力電池的電壓及電流都是變化的，而這種變化會(huì)影響電池化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致電池內(nèi)阻及電容變化，故第二種方式仍然難以滿足對(duì)電池的合理使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，提供了一種充分考慮了電池特性且實(shí)現(xiàn)方便的動(dòng)力電池能量管理方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種動(dòng)力電池能量管理方法，包括以下步驟:
(1)輸入數(shù)據(jù)處理:電池管理系統(tǒng)采集并計(jì)算電池信息；
(2)電流故障修正:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關(guān)系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果，輸出修正后的故障修正參數(shù)；
電流頻率修正:估算總電流頻率，然后判斷總電流頻率與頻率閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果輸出頻率修正參數(shù)；
電流初值估算:得到溫度查表可用電池電流；
(3)電流濾波修正:根據(jù)步驟(2)的數(shù)據(jù)計(jì)算電池可用總電流，將電池可用總電流進(jìn)行濾波得到最終的電池可用總電流。
[0006]進(jìn)一步的，所述步驟(I)中電池信息包括:單體電壓最大值、單體電壓最小值、電池最大溫度、電池最小溫度、電池總電壓、電池總電流、電池荷電狀態(tài)。
[0007]進(jìn)一步的，所述電流故障修正的具體方法如下:
(al)判斷總電壓大于總電壓閾值A(chǔ)l且總電壓小于總電壓閾值Cl是否成立，或者最大單體電壓大于單體電壓閾值A(chǔ)2且最小單體電壓小于單體電壓閾值C2是否成立，若成立則故障修正參數(shù)輸出為X;否則，執(zhí)行下一步； (bl)判斷總電壓大于總電壓閾值BI且總電壓小于總電壓閾值Dl是否成立，或者最大單體電壓大于單體電壓閾值B2且最小單體電壓小于單體電壓閾值D2是否成立，若成立則故障修正參數(shù)為y;否則輸出故障修正參數(shù)為z;
其中，總電壓閾值BI >總電壓閾值CI >總電壓閾值A(chǔ)I >總電壓閾值DI，單體電壓閾值B2 >單體電壓閾值C2>單體電壓閾值A(chǔ)2>單體電壓閾值D2。
[0008]上述參數(shù)x、y、z不是唯一確定的，可以依據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果進(jìn)行匹配調(diào)整。在一種實(shí)施方案中，x=l，y=0.8，z=0.5o
[0009]進(jìn)一步的，所述電流頻率修正的具體方法如下:
(a2)根據(jù)所述電池總電流通過(guò)頻率算法計(jì)算總電流頻率；
(b2)判斷總電流頻率是否小于頻率閾值A(chǔ)，若成立，則頻率修正參數(shù)輸出m;否則，判斷總電流頻率是否小于頻率閾值B，若成立，則頻率修正參數(shù)輸出η;否則輸出O;其中，B>A;上述參數(shù)m、n不是唯一確定的，可以依據(jù)實(shí)際測(cè)試結(jié)果進(jìn)行匹配調(diào)整。在一種實(shí)施方案中，m=I，η=0.8ο
[0010]進(jìn)一步的，所述電流初值估算的具體方法如下:
根據(jù)電池最大溫度與電池荷電狀態(tài)查表得到最大溫度查表可用電池電流；
根據(jù)電池最小溫度與電池荷電狀態(tài)查表得到最小溫度查表可用電池電流；
最大溫度查表可用電池電流與最小溫度查表可用電池電流兩值求最小，得到溫度查表可用電池電流，即為電流初值；
其中，所述的表為電池溫度電池荷電狀態(tài)與可用電池電流表。
[0011]進(jìn)一步的，所述步驟(3)中電池可用總電流等于溫度查表可用電池電流乘以頻率修正參數(shù)再乘以故障修正參數(shù)。
[0012]本發(fā)明還提供了一種基于電流頻率的動(dòng)力電池能量管理系統(tǒng)，包括:
輸入數(shù)據(jù)處理模塊:電池管理系統(tǒng)采集并計(jì)算電池信息；
電流故障修正模塊:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關(guān)系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果，輸出修正后的故障修正參數(shù)；
電流頻率估算模塊，估算總電流頻率；
電流頻率修正模塊:判斷總電流頻率與頻率閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果輸出頻率修正參數(shù)；
電流初值估算模塊:得到溫度查表可用電池電流；
電流濾波修正模塊:計(jì)算電池可用總電流，將電池可用總電流進(jìn)行濾波得到最終的電池可用總電流。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明在現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，充分考慮到了電池特性，基于電流頻率特性對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行可用電流估算及控制，從而提高了動(dòng)力電池可用電流估算精度，提高了電池使用壽命及整車(chē)?yán)m(xù)駛里程。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的原理框圖。
[0015]圖2為本發(fā)明中輸入數(shù)據(jù)處理的原理框圖。
[0016]圖3為本發(fā)明中電流頻率估算的原理框圖。
[0017]圖4為本發(fā)明中電流初值估算的原理框圖。
[0018]圖5為本發(fā)明中電流頻率修正的原理框圖。
[0019]圖6為本發(fā)明中電流故障修正的原理框圖。
[0020]圖7為本發(fā)明中電流濾波修正的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
[0022]本文中術(shù)語(yǔ)“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/SB，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在B，同時(shí)存在A和B三種情況，本文中術(shù)語(yǔ)“/和”是描述另一種關(guān)聯(lián)對(duì)象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A/和B，可以表示:單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在A和B兩種情況，另外，本文中字符，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”關(guān)系O
[0023]實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種動(dòng)力電池能量管理方法，圖1為本發(fā)明的原理框圖，其主要包括輸入數(shù)據(jù)處理、電流頻率估算、電流初值估算、電流反饋修正、電流故障修正、電流濾波修正。該方法充分考慮了電池特性，基于電流頻率特性對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行可用電流估算及控制，同時(shí)，采用三種不同方式進(jìn)行對(duì)動(dòng)力電池可用電流進(jìn)行修正，從而提高了動(dòng)力電池可用電流估算精度，提高了電池使用壽命及整車(chē)?yán)m(xù)駛里程。
[0024]下面對(duì)每部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明一、輸入數(shù)據(jù)處理
如圖2所示，電池管理系統(tǒng)采集并計(jì)算單體電壓最大值、單體電壓最小值、電池最大溫度、電池最小溫度、電池總電壓、電池總電流、電池荷電狀態(tài)。
[0025]二、電流頻率估算
如圖3所不，電池總電流經(jīng)過(guò)頻率算法計(jì)算總電流頻率，頻率算法為現(xiàn)有成熟算法，在此不再贅述。
[0026]三、電流頻率修正
如圖5所示，判斷總電流頻率與頻率閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果輸出頻率修正參數(shù)。具體的說(shuō)，包括以下內(nèi)容:(a2)根據(jù)所述電池總電流通過(guò)頻率算法計(jì)算總電流頻率；(b2)判斷總電流頻率是否小于頻率閾值A(chǔ)，若成立，則頻率修正參數(shù)輸出I;否則，判斷總電流頻率是否小于頻率閾值B，若成立，則頻率修正參數(shù)輸出0.8;否則輸出O。
[0027]四、電流初值估算
如圖4所示，根據(jù)電池最大溫度與電池荷電狀態(tài)查表得到最大溫度查表可用電池電流；根據(jù)電池最小溫度與電池荷電狀態(tài)查表得到最小溫度查表可用電池電流;最后，將最大溫度查表可用電池電流與最小溫度查表可用電池電流兩值求最小，得到溫度查表可用電池電流，即為電流初值；
其中，所述的表為電池溫度電池荷電狀態(tài)與可用電池電流表，電池溫度電池荷電狀態(tài)與可用電池電流表為電池實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參數(shù)，通過(guò)電池溫度與電池荷電狀態(tài)值查表得到可用電池電流。
[0028]五、電流故障修正
如圖6所示，判斷總電壓與總電壓閾值之間的關(guān)系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果，輸出修正后的故障修正參數(shù);具體的說(shuō)，包括:
(al)判斷總電壓大于總電壓閾值A(chǔ)l且總電壓小于總電壓閾值Cl是否成立，或者最大單體電壓大于單體電壓閾值A(chǔ)2且最小單體電壓小于單體電壓閾值C2是否成立，若成立則故障修正參數(shù)輸出為I;否則，執(zhí)行下一步；(bl)判斷總電壓大于總電壓閾值BI且總電壓小于總電壓閾值Dl是否成立，或者最大單體電壓大于單體電壓閾值B2且最小單體電壓小于單體電壓閾值D2是否成立，若成立則故障修正參數(shù)為0.8;否則輸出故障修正參數(shù)為0.5。
[0029]六、電流濾波修正
如圖7所示，首先計(jì)算電池可用總電流，然后將電池可用總電流進(jìn)行濾波得到最終的電池可用總電流。其中，電池可用總電流等于溫度查表可用電池電流乘以頻率修正參數(shù)再乘以故障修正參數(shù)。
[0030]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了一種動(dòng)力電池能量管理系統(tǒng)，包括以下模塊:
輸入數(shù)據(jù)處理模塊:電池管理系統(tǒng)采集并計(jì)算電池信息；
電流故障修正模塊:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關(guān)系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果，輸出修正后的故障修正參數(shù)；
電流頻率估算模塊，估算總電流頻率；
電流頻率修正模塊:判斷總電流頻率與頻率閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果輸出頻率修正參數(shù)；
電流初值估算模塊:得到溫度查表可用電池電流；
電流濾波修正模塊:計(jì)算電池可用總電流，將電池可用總電流進(jìn)行濾波得到最終的電池可用總電流。
[0031]上述系統(tǒng)充分考慮了電池特性，基于電流頻率特性對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行可用電流估算及控制，同時(shí)，采用三種不同方式進(jìn)行對(duì)動(dòng)力電池可用電流進(jìn)行修正，從而提高了動(dòng)力電池可用電流估算精度，提高了電池使用壽命及整車(chē)?yán)m(xù)駛里程。
[0032]按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。值得說(shuō)明的是，基于上述設(shè)計(jì)原理的前提下，為解決同樣的技術(shù)問(wèn)題，即使在本發(fā)明所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)或方法基礎(chǔ)上做出的一些無(wú)實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)或潤(rùn)色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本發(fā)明一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)力電池能量管理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)輸入數(shù)據(jù)處理:電池管理系統(tǒng)采集并計(jì)算電池信息； (2)電流故障修正:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關(guān)系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果，輸出修正后的故障修正參數(shù)； 電流頻率修正:估算總電流頻率，然后判斷總電流頻率與頻率閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果輸出頻率修正參數(shù)； 電流初值估算:得到溫度查表可用電池電流； (3)電流濾波修正:根據(jù)步驟(2)的數(shù)據(jù)計(jì)算電池可用總電流，將電池可用總電流進(jìn)行濾波得到最終的電池可用總電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池能量管理方法，其特征在于，所述步驟(I)中電池信息包括:單體電壓最大值、單體電壓最小值、電池最大溫度、電池最小溫度、電池總電壓、電池總電流、電池荷電狀態(tài)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池能量管理方法，其特征在于，所述電流故障修正的具體方法如下: (al)判斷總電壓大于總電壓閾值A(chǔ)l且總電壓小于總電壓閾值Cl是否成立，或者最大單體電壓大于單體電壓閾值A(chǔ)2且最小單體電壓小于單體電壓閾值C2是否成立，若成立則故障修正參數(shù)輸出為X;否則，執(zhí)行下一步； (bl)判斷總電壓大于總電壓閾值BI且總電壓小于總電壓閾值Dl是否成立，或者最大單體電壓大于單體電壓閾值B2且最小單體電壓小于單體電壓閾值D2是否成立，若成立則故障修正參數(shù)為y;否則輸出故障修正參數(shù)為z; 其中，總電壓閾值BI >總電壓閾值CI >總電壓閾值A(chǔ)I >總電壓閾值DI，單體電壓閾值B 2 >單體電壓閾值C2>單體電壓閾值A(chǔ)2>單體電壓閾值D2。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池能量管理方法，其特征在于，所述電流頻率修正的具體方法如下: (a2)根據(jù)所述電池總電流通過(guò)頻率算法計(jì)算總電流頻率； (b2)判斷總電流頻率是否小于頻率閾值A(chǔ)，若成立，則頻率修正參數(shù)輸出m;否則，判斷總電流頻率是否小于頻率閾值B，若成立，則頻率修正參數(shù)輸出η;否則輸出O; 其中，頻率閾值B〉頻率閾值A(chǔ)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池能量管理方法，其特征在于，所述電流初值估算的具體方法如下: 根據(jù)電池最大溫度與電池荷電狀態(tài)查表得到最大溫度查表可用電池電流； 根據(jù)電池最小溫度與電池荷電狀態(tài)查表得到最小溫度查表可用電池電流； 最大溫度查表可用電池電流與最小溫度查表可用電池電流兩值求最小，得到溫度查表可用電池電流，即為電流初值； 其中，所述的表為電池溫度電池荷電狀態(tài)與可用電池電流表。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池能量管理方法，其特征在于，所述步驟(3)中電池可用總電流等于溫度查表可用電池電流乘以頻率修正參數(shù)再乘以故障修正參數(shù)。7.一種動(dòng)力電池能量管理系統(tǒng)，其特征在于，包括: 輸入數(shù)據(jù)處理模塊:電池管理系統(tǒng)采集并計(jì)算電池信息； 電流故障修正模塊:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關(guān)系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果，輸出修正后的故障修正參數(shù)； 電流頻率估算模塊，估算總電流頻率； 電流頻率修正模塊:判斷總電流頻率與頻率閾值之間的關(guān)系，根據(jù)判斷結(jié)果輸出頻率修正參數(shù)； 電流初值估算模塊:得到溫度查表可用電池電流； 電流濾波修正模塊:計(jì)算電池可用總電流，將電池可用總電流進(jìn)行濾波得到最終的電池可用總電流。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK106019162SQ201610331677
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】陜亮亮, 戴潤(rùn)義, 秦僡梨
【申請(qǐng)人】成都雅駿新能源汽車(chē)科技股份有限公司