一種動力電池能量管理方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種動力電池能量管理方法及系統，解決了現有技術難以滿足對電池的合理使用的問題。該動力電池能量管理方法包括以下步驟：（1）輸入數據處理：電池管理系統采集并計算電池信息；（2）電流故障修正；電流頻率修正；（3）根據步驟（2）的數據計算電池可用總電流，將電池可用總電流進行濾波得到最終的電池可用總電流。本發明在現有的電池管理系統基礎之上，充分考慮到了電池特性，基于電流頻率特性對動力電池進行可用電流估算及控制，從而提高了動力電池可用電流估算精度，提高了電池使用壽命及整車續駛里程。
【專利說明】
一種動力電池能量管理方法及系統
技術領域
[0001]本發明涉及的電池管理技術領域，具體的說，是涉及一種動力電池能量管理方法及系統。
【背景技術】
[0002]隨著新能源產業的發展，越來越多的新能源電動汽車應用各行各業。純電動汽車汽車采用動力電池作為能源，動力電池可用電流是整車應用能量的最主要參數，直接影響到電機的扭矩轉速，進而影響整車加速度和速度。動力電池現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前電池荷電狀態進行使用，會使得電池加速老化。
[0003]二、電池溫度、電池荷電狀態查表得到可用電流，此方式為傳統廠商采用方式，且解決了第一種方式產生的問題。然而，該方式還存在一個最主要的問題:即在實際使用過程中，動力電池的電壓及電流都是變化的，而這種變化會影響電池化學反應，進而導致電池內阻及電容變化，故第二種方式仍然難以滿足對電池的合理使用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決現有技術所存在的問題，提供了一種充分考慮了電池特性且實現方便的動力電池能量管理方法。
[0005]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種動力電池能量管理方法，包括以下步驟:
(1)輸入數據處理:電池管理系統采集并計算電池信息；
(2)電流故障修正:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，根據判斷結果，輸出修正后的故障修正參數；
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系，根據判斷結果輸出頻率修正參數；
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:根據步驟(2)的數據計算電池可用總電流，將電池可用總電流進行濾波得到最終的電池可用總電流。
[0006]進一步的，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。
[0007]進一步的，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Al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A2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輸出為X;否則，執行下一步； (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為y;否則輸出故障修正參數為z;
其中，總電壓閾值BI >總電壓閾值CI >總電壓閾值AI >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A2>單體電壓閾值D2。
[0008]上述參數x、y、z不是唯一確定的，可以依據實際測試結果進行匹配調整。在一種實施方案中，x=l，y=0.8，z=0.5o
[0009]進一步的，所述電流頻率修正的具體方法如下:
(a2)根據所述電池總電流通過頻率算法計算總電流頻率；
(b2)判斷總電流頻率是否小于頻率閾值A，若成立，則頻率修正參數輸出m;否則，判斷總電流頻率是否小于頻率閾值B，若成立，則頻率修正參數輸出η;否則輸出O;其中，B>A;上述參數m、n不是唯一確定的，可以依據實際測試結果進行匹配調整。在一種實施方案中，m=I，η=0.8ο
[0010]進一步的，所述電流初值估算的具體方法如下:
根據電池最大溫度與電池荷電狀態查表得到最大溫度查表可用電池電流；
根據電池最小溫度與電池荷電狀態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與可用電池電流表。
[0011]進一步的，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再乘以故障修正參數。
[0012]本發明還提供了一種基于電流頻率的動力電池能量管理系統，包括:
輸入數據處理模塊:電池管理系統采集并計算電池信息；
電流故障修正模塊:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，根據判斷結果，輸出修正后的故障修正參數；
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系，根據判斷結果輸出頻率修正參數；
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:計算電池可用總電流，將電池可用總電流進行濾波得到最終的電池可用總電流。
[0013]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
本發明在現有的電池管理系統基礎之上，充分考慮到了電池特性，基于電流頻率特性對動力電池進行可用電流估算及控制，從而提高了動力電池可用電流估算精度，提高了電池使用壽命及整車續駛里程。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的原理框圖。
[0015]圖2為本發明中輸入數據處理的原理框圖。
[0016]圖3為本發明中電流頻率估算的原理框圖。
[0017]圖4為本發明中電流初值估算的原理框圖。
[0018]圖5為本發明中電流頻率修正的原理框圖。
[0019]圖6為本發明中電流故障修正的原理框圖。
[0020]圖7為本發明中電流濾波修正的原理框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0022]本文中術語“和/或”，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關系，例如，A和/SB，可以表示:單獨存在A，單獨存在B，同時存在A和B三種情況，本文中術語“/和”是描述另一種關聯對象關系，表示可以存在兩種關系，例如，A/和B，可以表示:單獨存在A，單獨存在A和B兩種情況，另外，本文中字符，一般表示前后關聯對象是一種“或”關系O
[0023]實施例1
本實施例提供了一種動力電池能量管理方法，圖1為本發明的原理框圖，其主要包括輸入數據處理、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動力電池進行可用電流估算及控制，同時，采用三種不同方式進行對動力電池可用電流進行修正，從而提高了動力電池可用電流估算精度，提高了電池使用壽命及整車續駛里程。
[0024]下面對每部分進行詳細說明一、輸入數據處理
如圖2所示，電池管理系統采集并計算單體電壓最大值、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。
[0025]二、電流頻率估算
如圖3所不，電池總電流經過頻率算法計算總電流頻率，頻率算法為現有成熟算法，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系，根據判斷結果輸出頻率修正參數。具體的說，包括以下內容:(a2)根據所述電池總電流通過頻率算法計算總電流頻率；(b2)判斷總電流頻率是否小于頻率閾值A，若成立，則頻率修正參數輸出I;否則，判斷總電流頻率是否小于頻率閾值B，若成立，則頻率修正參數輸出0.8;否則輸出O。
[0027]四、電流初值估算
如圖4所示，根據電池最大溫度與電池荷電狀態查表得到最大溫度查表可用電池電流；根據電池最小溫度與電池荷電狀態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與可用電池電流表，電池溫度電池荷電狀態與可用電池電流表為電池實驗數據參數，通過電池溫度與電池荷電狀態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系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，根據判斷結果，輸出修正后的故障修正參數;具體的說，包括:
(al)判斷總電壓大于總電壓閾值Al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A2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輸出為I;否則，執行下一步；(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為0.8;否則輸出故障修正參數為0.5。
[0029]六、電流濾波修正
如圖7所示，首先計算電池可用總電流，然后將電池可用總電流進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再乘以故障修正參數。
[0030]實施例2
本實施例提供了一種動力電池能量管理系統，包括以下模塊:
輸入數據處理模塊:電池管理系統采集并計算電池信息；
電流故障修正模塊:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，根據判斷結果，輸出修正后的故障修正參數；
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系，根據判斷結果輸出頻率修正參數；
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:計算電池可用總電流，將電池可用總電流進行濾波得到最終的電池可用總電流。
[0031]上述系統充分考慮了電池特性，基于電流頻率特性對動力電池進行可用電流估算及控制，同時，采用三種不同方式進行對動力電池可用電流進行修正，從而提高了動力電池可用電流估算精度，提高了電池使用壽命及整車續駛里程。
[0032]按照上述實施例，便可很好地實現本發明。值得說明的是，基于上述設計原理的前提下，為解決同樣的技術問題，即使在本發明所公開的結構或方法基礎上做出的一些無實質性的改動或潤色，所采用的技術方案的實質仍然與本發明一樣，故其也應當在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種動力電池能量管理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)輸入數據處理:電池管理系統采集并計算電池信息； (2)電流故障修正:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，根據判斷結果，輸出修正后的故障修正參數； 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系，根據判斷結果輸出頻率修正參數； 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:根據步驟(2)的數據計算電池可用總電流，將電池可用總電流進行濾波得到最終的電池可用總電流。2.根據權利要求1所述的動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。3.根據權利要求2所述的動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Al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A2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輸出為X;否則，執行下一步； (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為y;否則輸出故障修正參數為z; 其中，總電壓閾值BI >總電壓閾值CI >總電壓閾值AI >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A2>單體電壓閾值D2。4.根據權利要求2所述的動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)根據所述電池總電流通過頻率算法計算總電流頻率； (b2)判斷總電流頻率是否小于頻率閾值A，若成立，則頻率修正參數輸出m;否則，判斷總電流頻率是否小于頻率閾值B，若成立，則頻率修正參數輸出η;否則輸出O; 其中，頻率閾值B〉頻率閾值A。5.根據權利要求2所述的動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: 根據電池最大溫度與電池荷電狀態查表得到最大溫度查表可用電池電流； 根據電池最小溫度與電池荷電狀態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與可用電池電流表。6.根據權利要求2所述的動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再乘以故障修正參數。7.一種動力電池能量管理系統，其特征在于，包括: 輸入數據處理模塊:電池管理系統采集并計算電池信息； 電流故障修正模塊:判斷總電壓與總電壓閾值之間的關系，或者判讀最大單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，或者判斷最小單體電壓與單體電壓閾值之間的關系，根據判斷結果，輸出修正后的故障修正參數； 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系，根據判斷結果輸出頻率修正參數； 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:計算電池可用總電流，將電池可用總電流進行濾波得到最終的電池可用總電流。
【文檔編號】G01R31/36GK106019162SQ201610331677
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】陜亮亮, 戴潤義, 秦僡梨
【申請人】成都雅駿新能源汽車科技股份有限公司