CN103632204B - 一种电动汽车电池管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电动汽车电池管理方法，该方法首先由车载嵌入式系统提取电动汽车中所安放电池组的放电数据，然后从电池充电站获得对应电池的充电信息，整合电池充放电数据，信息管理中心计算容量匹配的电池组，以成组电池为单位对用户进行服务。本发明可以同时用于电池寿命的预测，以修正电池更换计划，节约企业成本；可以对电动汽车行驶时电池的状态进行有效监测，以发现电池潜在的寿命问题；在本发明实施的过程中，可以实时追踪每箱电池的去向及各个电池充电站可使用的电池，以作为充电站之间电池分配的参考；可以使用收集到的数据进行电池剩余容量，以针对性地为使用该电池的客户提供汽车剩余可行驶里程的参考。

Description

一种电动汽车电池管理方法

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车电池管理方法。

背景技术

随着对环境保护的诉求逐渐强烈，社会对电动汽车的支持力度逐渐增强。电动汽车采用纯电力驱动运行，在降低能耗、减少排放方面与传统汽车相比具有显著的优势，因此具有极高的替代价值。但是，现在的电池换电服务站人员对电池的使用仍然较为随意，前来进行电池更换的电动汽车所装入的数箱电池，往往是从充电箱内随意抽取的、处于电量饱和状态的电池，电池之间并未进行针对性地分组。这种对电池不恰当的使用明显制约着电池的可放电容量，在限制电动汽车推广的同时也缩短了电池寿命，提高了使用成本。

基于此，采用电动汽车电池管理方法对充电站的电池进行管理，同时兼顾电动汽车行驶时电池状态的监测，以及不同充电站间电池的合理化分配，对促进电动汽车的普及是相当必要的。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种电动汽车电池管理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电动汽车电池管理方法，该方法通过以下步骤实现:

（1）车载嵌入式系统提取电动汽车中所安放电池组的放电数据；该步骤由以下子步骤实现：

（1.1）以电池组完整安装于电动汽车时作为起始，设置计时器t=0，电池组总耗电量Q₀=0；

（1.2）当汽车处于开启状态，即汽车系统启动时计时器开始计时，汽车系统处于关闭状态时，计时器暂停计时，当汽车进行电池更换时停止计时；

（1.3）当计时器处于计时状态时，对电动汽车CAN总线报文提供的电池组放电总电流I_t进行累加，得到t=k时刻累计的总耗电量其中Δt为采样时间，且Δt=1s，I_i为第i时刻的电流；

（1.4）记录当计数器处于计时状态时的电池组总电压、电池单体电压、总电流、单体温度和计数器终止计数时的累计总耗电量Q_T，经无线网络发送给电池信息管理中心。

（2）电池信息管理中心采用信息整合方法计算容量匹配的电池组，实现电动汽车的电池管理；该步骤通过以下子步骤来实现：

（2.1）电池信息管理中心接收由电动汽车发送来的每箱电池的汽车内放电容量数据Q_T、放电时对应的平均温度数据T_d，并对电池数据记录表中的充电次数数据n进行如下以50为底的取模运算：

f=(n)mod(50)，当f≠0时，跳至步骤2.4，否则进行步骤2.2；

（2.2）对电池以箱为单位分别进行恒流恒压放电，记录放电截止时的放电量C_D，记录放电容量数据C_d=C_D+Q_T；

（2.3）对电池进行充电站标准化充电，采集充电数据，更新单箱电池充电容量数据C_c及充电平均温度数据T_c；

（2.4）对充放电温度进行比较判断，若两者差的绝对值小于5摄氏度，即|T_c-T_d|<5.0，则按下式近似计算容量估计值：

$\hat{C}=(C_d+C_c)/2,$ 否则取 $\hat{C}=C_c;$

（2.5）依据电池容量估计值，从当前电池充电站所有电池中挑选出满足条件z的电池搭配，条件 $z=\min \left\{{[{({\hat{C}}_1-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2+{({\hat{C}}_2-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2+...+{({\hat{C}}_x-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2]}^{1/2}\right\},$ 即选取满足汽车装载要求的x箱电池，满足x箱电池的标准差最小；

（2.6）将这一搭配作为临时优化搭配装载于电动汽车中，直到当前电池被下一次触发算法进行分配更新。

本发明的有益效果是，应用本发明，可以有效管理充电站电池，具体如下：

1、在本发明之中收集到的电池容量数据可以同时用于电池寿命的预测，以修正电池更换计划，节约企业成本；

2、在本发明实施的过程中可以对电动汽车行驶时电池的状态进行有效监测，以发现电池潜在的寿命问题；

3、在本发明实施的过程中，可以实时追踪每箱电池的去向及各个电池充电站可使用的电池，以作为充电站之间电池分配的参考；

4、在本发明实施的过程中，可以使用收集到的数据进行电池剩余容量，以针对性地为使用该电池的客户提供汽车剩余可行驶里程的参考。

附图说明

图1是电池信息管理平台的总体硬件构架图。

具体实施方式

下面根据说明书附图并结合实例对本发明的技术方案做进一步详细说明，具体实施方式的论述在本质上仅仅是示例性的，绝未意欲限制本发明或其应用或使用。

本发明是一种电动汽车电池管理方法，首先由车载嵌入式系统中的信息提取方法提取电动汽车中所安放电池组的放电数据，然后从电池充电站获得对应电池的充电信息，整合电池充放电数据，采用信息管理中心的信息整合方法计算容量匹配的电池组，以成组电池为单位对用户进行服务。

首先应当明确的是，信息管理中心整合各电池充电站电池数据信息如下表1，并将相应的数据共享于各电池充电站计算机。

表1：电池信息管理平台电池数据记录表

所述电动汽车电池管理方法，通过以下步骤实现:

1车载嵌入式系统提取电动汽车中所安放电池组的放电数据；该步骤由以下子步骤实现：

1.1以电池组完整安装于电动汽车时作为起始，设置计时器t=0，电池组总耗电量Q₀=0；

1.2当汽车处于开启状态，即汽车系统启动时计时器开始计时，汽车系统处于关闭状态时，计时器暂停计时，当汽车进行电池更换时停止计时；

1.3当计时器处于计时状态时，对电动汽车CAN总线报文提供的电池组放电总电流I_t进行累加，得到t=k时刻累计的总耗电量其中Δt为采样时间，且Δt=1s，I_i为第i时刻的电流；

1.4记录当计数器处于计时状态时的电池组总电压、电池单体电压、总电流、单体温度和计数器终止计数时的累计总耗电量Q_T，经无线网络发送给电池信息管理中心。

2电池信息管理中心采用信息整合方法计算容量匹配的电池组，实现电动汽车的电池管理；该步骤通过以下子步骤来实现：

2.1电池信息管理中心接收由电动汽车发送来的每箱电池的汽车内放电容量数据Q_T、放电时对应的平均温度数据T_d，并对电池数据记录表中的充电次数数据n进行如下以50为底的取模运算：

f=(n)mod(50)，当f≠0时，跳至步骤2.4，否则进行步骤2.2；

2.2对电池以箱为单位分别进行恒流恒压放电，记录放电截止时的放电量C_D，记录放电容量数据C_d=C_D+Q_T；

2.3对电池进行充电站标准化充电，采集充电数据，更新单箱电池充电容量数据C_c及充电平均温度数据T_c；

2.4对充放电温度进行比较判断，若两者差的绝对值小于5摄氏度，即|T_c-T_d|<5.0，则按下式近似计算容量估计值：

$\hat{C}=(C_d+C_c)/2,$ 否则取 $\hat{C}=C_c;$

2.5依据电池容量估计值，从当前电池充电站所有电池中挑选出满足条件z的电池搭配，条件 $z=\min \left\{{[{({\hat{C}}_1-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2+{({\hat{C}}_2-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2+...+{({\hat{C}}_x-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2]}^{1/2}\right\},$ 即选取满足汽车装载要求的x箱电池，满足x箱电池的标准差最小；

2.6将这一搭配作为临时优化搭配装载于电动汽车中，直到当前电池被下一次触发算法进行分配更新。

Claims (1)

1.一种电动汽车电池管理方法，其特征在于，该方法通过以下步骤实现:

(1)车载嵌入式系统提取电动汽车中所安放电池组的放电数据；该步骤由以下子步骤实现：

(1.1)以电池组完整安装于电动汽车时作为起始，设置计时器t＝0，电池组总耗电量Q₀＝0；

(1.2)当汽车处于开启状态，即汽车系统启动时计时器开始计时，汽车系统处于关闭状态时，计时器暂停计时，当汽车进行电池更换时停止计时；

(1.3)当计时器处于计时状态时，对电动汽车CAN总线报文提供的电池组放电总电流I_t进行累加，得到t＝k时刻累计的总耗电量其中Δt为采样时间，且Δt＝1s，I_i为第i时刻的电流；

(1.4)记录当计数器处于计时状态时的电池组总电压、电池单体电压、总电流、单体温度和计数器终止计数时的累计总耗电量Q_T，经无线网络发送给电池信息管理中心；

(2)电池信息管理中心采用信息整合方法计算容量匹配的电池组，实现电动汽车的电池管理；该步骤通过以下子步骤来实现：

(2.1)电池信息管理中心接收由电动汽车发送来的每箱电池的汽车内放电容量数据Q_T、放电时对应的平均温度数据T_d，并对电池数据记录表中的充电次数数据n进行如下以50为底的取模运算：

f＝(n)mod(50)，当f≠0时，跳至步骤(2.4)，否则进行步骤(2.2)；

(2.2)对电池以箱为单位分别进行恒流恒压放电，记录放电截止时的放电量C_D，记录放电容量数据C_d＝C_D+Q_T；

(2.3)对电池进行充电站标准化充电，采集充电数据，更新单箱电池充电容量数据C_c及充电平均温度数据T_c；

(2.4)对充放电温度进行比较判断，若两者差的绝对值小于5摄氏度，即|T_c-T_d|<5.0，则按下式近似计算容量估计值：

$\hat{C}=(C_d+C_c)/2,$ 否则取 $\hat{C}=C_c;$

(2.5)依据电池容量估计值，从当前电池充电站所有电池中挑选出满足条件z的电池搭配，条件 $z=min\left\{{\&lsqb;{({\hat{C}}_1-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2+{({\hat{C}}_2-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2+...+{({\hat{C}}_x-\stackrel{\&OverBar;}{C})}^2\&rsqb;}^{1/2}\right\},$ 即选取满足汽车装载要求的x箱电池，满足x箱电池的标准差最小；

(2.6)将这一搭配作为临时优化搭配装载于电动汽车中，直到当前电池被下一次触发算法进行分配更新。