专利名称：电动汽车动力电池净能量测试方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车能耗测试技术领域，特别涉及一种电动汽车动力电池净能量 测试方法。
背景技术：
动力电池是各类电动汽车中最常用的储能元件，其动力性能直接影响到电动汽车 的运行成本以及使用寿命。因此必须充分利用电池组存储的有限能量以降低电动汽车的运 行成本并延长使用寿命。目前对车用动力电池组能量优化、能量管理系统等方面的研究较 多，但对于与电动汽车能耗和排放密切相关的电池净能量变化的研究较少。而研究电动汽 车动力电池净能量具有显著的意义1)为重型混合动力电动汽车整车能耗和排放测试提 供了技术支持；2)已知电池的净能量，可求得电池在整车测试过程中的能量效率，进而可 分析电池在工作中热量的产生，便于电池热管理，优化整车控制策略。现有的电池净能量计算方法是直接通过电压、电流和时间积分来计算，得到电池 净能量。该方法由于未考虑充放电效率的影响，且电压电流的准确获取受到测量仪器的限 制，因此准确地获得电池净能量的变化值是很困难的。因此，有必要提供一种改进的电动汽车动力电池净能量测试方法来克服现有技术 的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车动力电池净能量测试方法，能准确获取电池净 能量的变化值。为了实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车动力电池净能量测试方法，包括 如下步骤(1)确定荷电状态区间，根据电池组的额定容量及电池开路电压同荷电状态的定
量关系计算该荷电状态区间内的电池净能量，计算公式为δρη=￡%(。)f/qcvcnd^x:，其中，
δ ι为净能量，Cn为额定容量，soc(o)至soc(t)为荷电状态区间，urev为电池开路电压，SOC 为荷电状态；(2)对电池进行多次放电实验，建立放电电流与放电能量效率关系的电池放电能 量效率模型；(3)将电动汽车放入测试车间，将处于放电截止电压的电池组以额定电流充电到 充电截止电压，记录充电消耗的能量E1，再以额定电流放电到放电截止电压，记录放电放出 的能量E2，根据公式歹=尽/￡；计算电池组的平均充放电效率歹；(4)将电动汽车放入测试车间，将处于放电截止电压的电池组以额定电流恒流充 电至充电截止电压，再以额定电流恒流放电至预设s0c，记录第一次放出的能量e。utl，再将 电动汽车在底盘测功机转毂试验台上进行工况循环试验，记录工况循环试验的平均电流， 工况循环试验完成后，以额定电流恒流放电到放电截止电压，记录第二次放出的能量E。ut2 ；
(5)根据电池平均充放电效率歹、充电消耗的能量E1、第一次放出的能量E。utl 和第二次放出的能量E。ut2计算工况循环实验的电池能量变化量AEtl，计算公式为 AE0=EmXif-Eoutl -Eout2 =E2-(Eoutl +Eout2)；根据额定电流和记录的工况循环试验的平均 电流，利用电池放电能量效率模型分别计算预设充放电制度下的放电能量效率n。ut和工况 循环试验中的放电能量效率ndisQ，根据公式AEt= (AE0/nout) ^ndistl计算工况循环实验 的电池净能量AEto在本发明的一个实施例中，所述步骤(1)中电池组的额定容量的确定步骤为将电池组以额定电流恒流放电至放电截止电压后，以额定电流恒流充电至充电截 止电压，此时充入的电量即为电池组的额定容量。在本发明的另一实施例中，所述步骤(1)中电池开路电压同荷电状态的定量关系 的确定步骤为将电池组以额定电流恒流放电至放电截止电压，测试电动汽车为纯电动汽车时， 额定电流为C/3，测试电动汽车为混合动力电动汽车时，额定电流为IC ；再将电池组以0. 04C电流恒流充电2 后停止，记录总电压随荷电状态变化的充 电曲线；再将电池组以0. 04C电流恒流放电2 后或至截止电压停止，记录总电压随荷电 状态变化的放电曲线；运用线性插值方法将充电曲线和放电曲线叠加，得到单体平均开路电压随荷电状 态变化的开路电压变化曲线，利用电池开路电压同荷电状态的关系式
权利要求
1.一种电动汽车动力电池净能量测试方法，包括如下步骤(1)确定荷电状态区间，根据电池组的额定容量及电池开路电压同荷电状态的定量关系计算该荷电状态区间内的电池净能量，计算公式为AQi=J^wf/QCVCnd^X，其中，AQn为净能量，Cn为额定容量，SOC(O)至SOC(t)为荷电状态区间，Uqct为电池开路电压，SOC为 荷电状态；(2)对电池进行多次放电实验，建立放电电流与放电能量效率关系的电池放电能量效 率模型；(3)将处于放电截止电压的电池组以额定电流充电到充电截止电压，记录充电消耗的 能量E1，再以额定电流放电到放电截止电压，记录放电放出的能量E2，根据公式歹=^/￡；计 算电池组的平均充放电效率歹；(4)将处于放电截止电压的电池组以额定电流恒流充电至充电截止电压，再以额定电 流恒流放电至预设S0C，记录第一次放出的能量E。utl，再将电动汽车在底盘测功机转毂试验 台上进行工况循环试验，记录工况循环试验的平均电流，工况循环试验完成后，以额定电流 恒流放电到放电截止电压，记录第二次放出的能量E。ut2 ；(5)根据电池平均充放电效率7、充电消耗的能量E1、第一次放出的能量E。utl和 第二次放出的能量E。ut2计算工况循环实验的电池能量变化量AEtl,计算公式为 AE0=EmXif-Eoutl -Eout2 =E2-(Eoutl +Eout2)；根据额定电流和记录的工况循环试验的平均 电流，利用所述电池放电能量效率模型分别计算预设充放电制度下的放电能量效率11_和 工况循环试验中的放电能量效率ndisQ，根据公式AEt= (AE0/nout) ·η-。计算工况循环 实验的电池净能量AEto
2.如权利要求1所述的电动汽车动力电池净能量测试方法，其特征在于，所述步骤(1) 中电池组的额定容量的确定步骤为将电池组以额定电流恒流放电至放电截止电压后，以额定电流恒流充电至充电截止电 压，此时充入的电量即为电池组的额定容量。
3.如权利要求1所述的电动汽车动力电池净能量测试方法，其特征在于，所述步骤(1) 中电池开路电压同荷电状态的定量关系的确定步骤为将电池组以额定电流恒流放电至放电截止电压，测试电动汽车为纯电动汽车时，额定 电流为C/3，测试电动汽车为混合动力电动汽车时，额定电流为IC ；再将电池组以0. 04C电流恒流充电2 后停止，记录总电压随荷电状态变化的充电曲线.一入 ，再将电池组以0. 04C电流恒流放电2 后或至截止电压停止，记录总电压随荷电状态 变化的放电曲线；运用线性插值方法将充电曲线和放电曲线叠加，得到单体平均开路电压随荷电状态变 化的开路电压变化曲线，利用电池开路电压同荷电状态的关系式J = JclX6 + Ji1X5 + k3x4 + /C4X3 + /C5X2 + k6x + k7+、e(A9_/l°)以及上述开路电压变化曲线获取关系式中的未知参数kp k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8、k9、k1(1，得到电池开路电压同 荷电状态的定量关系，其中关系式中y为开路电压，X为荷电状态。
4.如权利要求1所述的电动汽车动力电池净能量测试方法，其特征在于，所述步骤(2) 具体为将电池以不同恒流从设定的初始SOC放电至设定的终止S0C，针对每个恒流，记录放电 完毕后电池输出外界的能量Q。ut以及电池净能量AQn，根据公式Iidis =算每个恒流对应的放电能量效率Hdis，将所有恒流及对应的放电能量效率进行曲线拟合，从而建 立电池放电能量效率模型。
全文摘要
本发明公开了一种电动汽车动力电池净能量测试方法，其通过将处于放电截止电压的电池组以额定电流充电至充电截止电压，记录充入的能量，再将电池组以额定电流放电至预设SOC，记录第一次放出的能量，再对电动汽车进行工况循环试验，试验完成后，将电池组以额定电流放电到放电截止电压，记录第二次放出的能量；根据电池组的平均充放电效率获取工况循环试验中电池的能量变化量，根据电池充、放电能量效率模型对工况循环试验电池的能量变化量进行校正，得到工况循环过程中电池实际储存的电能，即电池的净能量。本方法一方面考虑了充放电效率对电池净能量的影响，测试准确度高，另一方面只需测出电动汽车在测试前后充进与放出的能量，方法容易实现。
文档编号G01R31/36GK102121973SQ201110000578
公开日2011年7月13日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者康健强, 张佩, 杜常清, 赵奕凡, 颜伏伍 申请人:武汉理工大学