CN103630726A - 一种bms休眠模式下电池极化电压的估算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种BMS休眠模式下电池极化电压的估算方法，包括以下步骤：（1）建立极化电压数据库，生成下电前单位时间长度内的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg、电池平均电流Iavg三个参数与电池极化电压Up的关系对照表；（2）当车辆短暂下电即BMS进入休眠模式时，检测下电前单位时间长度内的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg；（3）根据步骤（2）所检测到的三个参数查询极化电压数据库，获得电池极化电压Up。本发明能够快速获得电池极化电压Up从而得到电池开路电压Uocv，进而实现对SOC的快速修正，有助于提高SOC的精度；设计方案简洁高效，易于实现；极化电压数据库动态更新，不受电池老化影响，精度较高。

Description

一种BMS休眠模式下电池极化电压的估算方法
技术领域
本发明涉及一种BMS休眠模式下电池极化电压的估算方法。
背景技术
电动汽车动力电池由多节电池串联组成，由于电池单体间不一致性的存在，充电后其电压不可能完全一致，故需要BMS对电池组进行均衡。SOC（state of charge），指荷电状态，又称剩余容量，当电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。SOC=1即表示为电池充满状态。BMS对电池组进行均衡时必须考虑其荷电状态。
电动汽车在使用的过程中，电池的SOC主要依据安时积分进行计算，但是安时积分存在一定的误差，会导致SOC也存在一定误差，并且经过一段时间累积误差会变得越来越大。
通常情况下BMS会利用电池的开路电压Uocv进行SOC修正。电动汽车电池在使用的过程中，电池组存在充放电电流，单体电池的外电压Uo=Uocv+Ur+Up（Uo：电池外电压，Uocv：电池开路电压，Ur：电池内阻压降，Up电池极化电压）。当电动汽车停车下电以后，BMS切断电池组对外输出，然后进入休眠模式，此时电池的电流为0，使得Ur = 0，单体电池的外电压Uo=Uocv+Up。为了进行SOC的修正，需要得到此时电池的Uocv，Uocv=Uo-Up，Uo通过BMS可以直接检测得到，Up是个缓变量，需要静置足够的时间才能逐渐恢复为0，所以Uocv不能够直接获得，需要电池进行充分静置数个小时以上，因此无法在短时间内估算出电池的Uocv，若能够在电动汽车短暂停车、电池短暂静置的时候，估算出Up从而推算出电池的Uocv并进行SOC的修正，将有助于提高SOC的精度。
发明内容
为了解决上述SOC修正的不足，本发明提供一种BMS休眠模式下电池极化电压估算的设计方案。
    一种BMS休眠模式下电池极化电压的估算方法，包括以下步骤：（1）建立极化电压数据库，生成下电前单位时间长度内的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg、电池平均电流Iavg三个参数与电池极化电压Up的关系对照表；（2）当车辆短暂下电即BMS进入休眠模式时，检测下电前单位时间长度内的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg；（3）根据步骤（2）所检测到的三个参数查询极化电压数据库，获得电池极化电压Up。
具体的，所述极化电压数据库的建立方法为：（1）当检测到汽车下电时，记录汽车下电前单位时间内电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg、电池平均电流Iavg的数值；（2）若汽车下电时间超过预设时长，记录电池电压的变化情况ΔV=Up，否则不作记录，等待下一次汽车下电；（3）将步骤（1）和（2）获得的Tavg、Vavg、Iavg以及Up作为一条记录存储到极化电压查询数据库中。
进一步的，根据步骤（2）所检测到的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg查询极化电压数据库，将此三个数据与极化电压数据库中每条记录中所存储的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg数据一一比较，取相等或者最接近并差值不超过预设阈值的记录，获取该记录的电池极化电压Up的数值。
    综上所述，本发明具有以下有益效果：（1）能够快速获得电池极化电压Up从而得到电池开路电压Uocv，进而实现对SOC的快速修正，有助于提高SOC的精度；（2）设计方案简洁高效，易于实现；（3）极化电压数据库动态更新，不受电池老化影响，精度较高。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员能够更好地了解本发明的技术方案，下面对本发明作进一步的阐述。
    本发明揭示了一种BMS休眠模式下电池极化电压的估算方法。
首先，建立极化电压数据库，极化电压数据库为下电前1分钟内的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg、电池平均电流Iavg三个参数与电池极化电压Up的关系对照表。当检测到汽车下电时，记录汽车下电前1分钟内电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg、电池平均电流Iavg的数值；若汽车下电时间超过2个小时，记录电池电压的变化情况ΔV=Up，否则不作记录，等待下一次汽车下电。需要说明的是，单位时间长度可根据不同的应用环境自定义配置，在本实施例中选取1分钟。同样的，所述预设时长也是根据不同的应用环境进行自定义配置，本实施例选取2个小时。
当正常获得的Tavg、Vavg、Iavg以及Up后，可以得到四个参数的关系：
Up=f(Tavg,Vavg,Iavg)，并将此对应关系作为一条记录存储到极化电压查询数据库中。
当车辆短暂下电即BMS进入休眠模式时，检测下电前单位时间长度内的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg；根据所检测到的三个参数查询极化电压数据库，将此三个数据与极化电压数据库中每条记录中所存储的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg数据一一比较，取相等或者最接近并差值不超过预设阈值的记录，获取该记录的电池极化电压Up的数值。
    预设的阈值与所获得的电池极化电压Up的精度有关系，可根据实际需求进行自定义设置。阈值越小精度越高，阈值越高精度越小。每当满足条件，能够正常获得的Tavg、Vavg、Iavg以及Up的值时，都会向极化电压数据库添加一条记录，因此极化电压数据库便能够得到动态更新。
本实施例只是本发明的较优实施方式，未进行详细描述的部分均采用公知的成熟技术。需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1. 一种BMS休眠模式下电池极化电压的估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）建立极化电压数据库，生成下电前单位时间长度内的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg、电池平均电流Iavg三个参数与电池极化电压Up的关系对照表；
（2）当车辆短暂下电即BMS进入休眠模式时，检测下电前单位时间长度内的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg；
（3）根据步骤（2）所检测到的三个参数查询极化电压数据库，获得电池极化电压Up。
2. 根据权利要求1所述的BMS休眠模式下电池极化电压的估算方法，其特征在于，所述极化电压数据库的建立方法为：
（11）当检测到汽车下电时，记录汽车下电前单位时间内电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg、电池平均电流Iavg的数值；
（12）若汽车下电时间超过预设时长，记录电池电压的变化情况ΔV=Up，否则不作记录，等待下一次汽车下电；
（13）将步骤（11）和（12）获得的Tavg、Vavg、Iavg以及Up作为一条记录存储到极化电压查询数据库中。
3. 根据权利要求2所述的BMS休眠模式下的电池极化电压的估算方法，其特征在于，步骤（3）的实现步骤为：
根据步骤（2）所检测到的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg查询极化电压数据库，将此三个数据与极化电压数据库中每条记录中所存储的电池平均温度Tavg、电池平均电压Vavg以及电池平均电流Iavg数据一一比较，取相等或者最接近并差值不超过预设阈值的记录，获取该记录的电池极化电压Up的数值。
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