一种动力电池能量管理方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种动力电池能量管理方法及系统，解决了现有技术难以满足对电池的合理使用的问题。该动力电池能量管理方法包括以下步骤：（1）输入数据处理：电池管理系统采集并计算电池信息；（2）电流故障修正；电流频率修正；（3）根据步骤（2）的数据计算电池可用总电流，将电池可用总电流进行滤波得到最终的电池可用总电流。本发明在现有的电池管理系统基础之上，充分考虑到了电池特性，基于电流频率特性对动力电池进行可用电流估算及控制，从而提高了动力电池可用电流估算精度，提高了电池使用寿命及整车续驶里程。
【专利说明】
一种动力电池能量管理方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及的电池管理技术领域，具体的说，是涉及一种动力电池能量管理方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着新能源产业的发展，越来越多的新能源电动汽车应用各行各业。纯电动汽车汽车采用动力电池作为能源，动力电池可用电流是整车应用能量的最主要参数，直接影响到电机的扭矩转速，进而影响整车加速度和速度。动力电池现有可用电流估算通常采用两种方式:
一、可用电流为固定值，此方式为粗狂的控制方式，未考虑电池温度及当前电池荷电状态进行使用，会使得电池加速老化。
[0003]二、电池温度、电池荷电状态查表得到可用电流，此方式为传统厂商采用方式，且解决了第一种方式产生的问题。然而，该方式还存在一个最主要的问题:即在实际使用过程中，动力电池的电压及电流都是变化的，而这种变化会影响电池化学反应，进而导致电池内阻及电容变化，故第二种方式仍然难以满足对电池的合理使用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供了一种充分考虑了电池特性且实现方便的动力电池能量管理方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种动力电池能量管理方法，包括以下步骤:
(1)输入数据处理:电池管理系统采集并计算电池信息；
(2)电流故障修正:判断总电压与总电压阈值之间的关系，或者判读最大单体电压与单体电压阈值之间的关系，或者判断最小单体电压与单体电压阈值之间的关系，根据判断结果，输出修正后的故障修正参数；
电流频率修正:估算总电流频率，然后判断总电流频率与频率阈值之间的关系，根据判断结果输出频率修正参数；
电流初值估算:得到温度查表可用电池电流；
(3)电流滤波修正:根据步骤(2)的数据计算电池可用总电流，将电池可用总电流进行滤波得到最终的电池可用总电流。
[0006]进一步的，所述步骤(I)中电池信息包括:单体电压最大值、单体电压最小值、电池最大温度、电池最小温度、电池总电压、电池总电流、电池荷电状态。
[0007]进一步的，所述电流故障修正的具体方法如下:
(al)判断总电压大于总电压阈值Al且总电压小于总电压阈值Cl是否成立，或者最大单体电压大于单体电压阈值A2且最小单体电压小于单体电压阈值C2是否成立，若成立则故障修正参数输出为X;否则，执行下一步； (bl)判断总电压大于总电压阈值BI且总电压小于总电压阈值Dl是否成立，或者最大单体电压大于单体电压阈值B2且最小单体电压小于单体电压阈值D2是否成立，若成立则故障修正参数为y;否则输出故障修正参数为z;
其中，总电压阈值BI >总电压阈值CI >总电压阈值AI >总电压阈值DI，单体电压阈值B2 >单体电压阈值C2>单体电压阈值A2>单体电压阈值D2。
[0008]上述参数x、y、z不是唯一确定的，可以依据实际测试结果进行匹配调整。在一种实施方案中，x=l，y=0.8，z=0.5o
[0009]进一步的，所述电流频率修正的具体方法如下:
(a2)根据所述电池总电流通过频率算法计算总电流频率；
(b2)判断总电流频率是否小于频率阈值A，若成立，则频率修正参数输出m;否则，判断总电流频率是否小于频率阈值B，若成立，则频率修正参数输出η;否则输出O;其中，B>A;上述参数m、n不是唯一确定的，可以依据实际测试结果进行匹配调整。在一种实施方案中，m=I，η=0.8ο
[0010]进一步的，所述电流初值估算的具体方法如下:
根据电池最大温度与电池荷电状态查表得到最大温度查表可用电池电流；
根据电池最小温度与电池荷电状态查表得到最小温度查表可用电池电流；
最大温度查表可用电池电流与最小温度查表可用电池电流两值求最小，得到温度查表可用电池电流，即为电流初值；
其中，所述的表为电池温度电池荷电状态与可用电池电流表。
[0011]进一步的，所述步骤(3)中电池可用总电流等于温度查表可用电池电流乘以频率修正参数再乘以故障修正参数。
[0012]本发明还提供了一种基于电流频率的动力电池能量管理系统，包括:
输入数据处理模块:电池管理系统采集并计算电池信息；
电流故障修正模块:判断总电压与总电压阈值之间的关系，或者判读最大单体电压与单体电压阈值之间的关系，或者判断最小单体电压与单体电压阈值之间的关系，根据判断结果，输出修正后的故障修正参数；
电流频率估算模块，估算总电流频率；
电流频率修正模块:判断总电流频率与频率阈值之间的关系，根据判断结果输出频率修正参数；
电流初值估算模块:得到温度查表可用电池电流；
电流滤波修正模块:计算电池可用总电流，将电池可用总电流进行滤波得到最终的电池可用总电流。
[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
本发明在现有的电池管理系统基础之上，充分考虑到了电池特性，基于电流频率特性对动力电池进行可用电流估算及控制，从而提高了动力电池可用电流估算精度，提高了电池使用寿命及整车续驶里程。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的原理框图。
[0015]图2为本发明中输入数据处理的原理框图。
[0016]图3为本发明中电流频率估算的原理框图。
[0017]图4为本发明中电流初值估算的原理框图。
[0018]图5为本发明中电流频率修正的原理框图。
[0019]图6为本发明中电流故障修正的原理框图。
[0020]图7为本发明中电流滤波修正的原理框图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
[0022]本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/SB，可以表示:单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示:单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符，一般表示前后关联对象是一种“或”关系O
[0023]实施例1
本实施例提供了一种动力电池能量管理方法，图1为本发明的原理框图，其主要包括输入数据处理、电流频率估算、电流初值估算、电流反馈修正、电流故障修正、电流滤波修正。该方法充分考虑了电池特性，基于电流频率特性对动力电池进行可用电流估算及控制，同时，采用三种不同方式进行对动力电池可用电流进行修正，从而提高了动力电池可用电流估算精度，提高了电池使用寿命及整车续驶里程。
[0024]下面对每部分进行详细说明一、输入数据处理
如图2所示，电池管理系统采集并计算单体电压最大值、单体电压最小值、电池最大温度、电池最小温度、电池总电压、电池总电流、电池荷电状态。
[0025]二、电流频率估算
如图3所不，电池总电流经过频率算法计算总电流频率，频率算法为现有成熟算法，在此不再赘述。
[0026]三、电流频率修正
如图5所示，判断总电流频率与频率阈值之间的关系，根据判断结果输出频率修正参数。具体的说，包括以下内容:(a2)根据所述电池总电流通过频率算法计算总电流频率；(b2)判断总电流频率是否小于频率阈值A，若成立，则频率修正参数输出I;否则，判断总电流频率是否小于频率阈值B，若成立，则频率修正参数输出0.8;否则输出O。
[0027]四、电流初值估算
如图4所示，根据电池最大温度与电池荷电状态查表得到最大温度查表可用电池电流；根据电池最小温度与电池荷电状态查表得到最小温度查表可用电池电流;最后，将最大温度查表可用电池电流与最小温度查表可用电池电流两值求最小，得到温度查表可用电池电流，即为电流初值；
其中，所述的表为电池温度电池荷电状态与可用电池电流表，电池温度电池荷电状态与可用电池电流表为电池实验数据参数，通过电池温度与电池荷电状态值查表得到可用电池电流。
[0028]五、电流故障修正
如图6所示，判断总电压与总电压阈值之间的关系，或者判读最大单体电压与单体电压阈值之间的关系，或者判断最小单体电压与单体电压阈值之间的关系，根据判断结果，输出修正后的故障修正参数;具体的说，包括:
(al)判断总电压大于总电压阈值Al且总电压小于总电压阈值Cl是否成立，或者最大单体电压大于单体电压阈值A2且最小单体电压小于单体电压阈值C2是否成立，若成立则故障修正参数输出为I;否则，执行下一步；(bl)判断总电压大于总电压阈值BI且总电压小于总电压阈值Dl是否成立，或者最大单体电压大于单体电压阈值B2且最小单体电压小于单体电压阈值D2是否成立，若成立则故障修正参数为0.8;否则输出故障修正参数为0.5。
[0029]六、电流滤波修正
如图7所示，首先计算电池可用总电流，然后将电池可用总电流进行滤波得到最终的电池可用总电流。其中，电池可用总电流等于温度查表可用电池电流乘以频率修正参数再乘以故障修正参数。
[0030]实施例2
本实施例提供了一种动力电池能量管理系统，包括以下模块:
输入数据处理模块:电池管理系统采集并计算电池信息；
电流故障修正模块:判断总电压与总电压阈值之间的关系，或者判读最大单体电压与单体电压阈值之间的关系，或者判断最小单体电压与单体电压阈值之间的关系，根据判断结果，输出修正后的故障修正参数；
电流频率估算模块，估算总电流频率；
电流频率修正模块:判断总电流频率与频率阈值之间的关系，根据判断结果输出频率修正参数；
电流初值估算模块:得到温度查表可用电池电流；
电流滤波修正模块:计算电池可用总电流，将电池可用总电流进行滤波得到最终的电池可用总电流。
[0031]上述系统充分考虑了电池特性，基于电流频率特性对动力电池进行可用电流估算及控制，同时，采用三种不同方式进行对动力电池可用电流进行修正，从而提高了动力电池可用电流估算精度，提高了电池使用寿命及整车续驶里程。
[0032]按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构或方法基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种动力电池能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)输入数据处理:电池管理系统采集并计算电池信息； (2)电流故障修正:判断总电压与总电压阈值之间的关系，或者判读最大单体电压与单体电压阈值之间的关系，或者判断最小单体电压与单体电压阈值之间的关系，根据判断结果，输出修正后的故障修正参数； 电流频率修正:估算总电流频率，然后判断总电流频率与频率阈值之间的关系，根据判断结果输出频率修正参数； 电流初值估算:得到温度查表可用电池电流； (3)电流滤波修正:根据步骤(2)的数据计算电池可用总电流，将电池可用总电流进行滤波得到最终的电池可用总电流。2.根据权利要求1所述的动力电池能量管理方法，其特征在于，所述步骤(I)中电池信息包括:单体电压最大值、单体电压最小值、电池最大温度、电池最小温度、电池总电压、电池总电流、电池荷电状态。3.根据权利要求2所述的动力电池能量管理方法，其特征在于，所述电流故障修正的具体方法如下: (al)判断总电压大于总电压阈值Al且总电压小于总电压阈值Cl是否成立，或者最大单体电压大于单体电压阈值A2且最小单体电压小于单体电压阈值C2是否成立，若成立则故障修正参数输出为X;否则，执行下一步； (bl)判断总电压大于总电压阈值BI且总电压小于总电压阈值Dl是否成立，或者最大单体电压大于单体电压阈值B2且最小单体电压小于单体电压阈值D2是否成立，若成立则故障修正参数为y;否则输出故障修正参数为z; 其中，总电压阈值BI >总电压阈值CI >总电压阈值AI >总电压阈值DI，单体电压阈值B 2 >单体电压阈值C2>单体电压阈值A2>单体电压阈值D2。4.根据权利要求2所述的动力电池能量管理方法，其特征在于，所述电流频率修正的具体方法如下: (a2)根据所述电池总电流通过频率算法计算总电流频率； (b2)判断总电流频率是否小于频率阈值A，若成立，则频率修正参数输出m;否则，判断总电流频率是否小于频率阈值B，若成立，则频率修正参数输出η;否则输出O; 其中，频率阈值B〉频率阈值A。5.根据权利要求2所述的动力电池能量管理方法，其特征在于，所述电流初值估算的具体方法如下: 根据电池最大温度与电池荷电状态查表得到最大温度查表可用电池电流； 根据电池最小温度与电池荷电状态查表得到最小温度查表可用电池电流； 最大温度查表可用电池电流与最小温度查表可用电池电流两值求最小，得到温度查表可用电池电流，即为电流初值； 其中，所述的表为电池温度电池荷电状态与可用电池电流表。6.根据权利要求2所述的动力电池能量管理方法，其特征在于，所述步骤(3)中电池可用总电流等于温度查表可用电池电流乘以频率修正参数再乘以故障修正参数。7.一种动力电池能量管理系统，其特征在于，包括: 输入数据处理模块:电池管理系统采集并计算电池信息； 电流故障修正模块:判断总电压与总电压阈值之间的关系，或者判读最大单体电压与单体电压阈值之间的关系，或者判断最小单体电压与单体电压阈值之间的关系，根据判断结果，输出修正后的故障修正参数； 电流频率估算模块，估算总电流频率； 电流频率修正模块:判断总电流频率与频率阈值之间的关系，根据判断结果输出频率修正参数； 电流初值估算模块:得到温度查表可用电池电流； 电流滤波修正模块:计算电池可用总电流，将电池可用总电流进行滤波得到最终的电池可用总电流。
【文档编号】G01R31/36GK106019162SQ201610331677
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】陕亮亮, 戴润义, 秦僡梨
【申请人】成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司