CN104483628A - 一种电动汽车电池组健康状态的检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车电池组健康状态的检测装置及方法，所述装置包括：控制单元、充放电单元、通讯单元及充电插头；所述充电插头用于电连接于电动汽车的充电接口；所述通讯单元通过所述充电插头及充电接口与电动汽车的电池管理系统进行通讯连接；所述控制单元用于控制对电动汽车的电池组进行充满电后再进行放电，检测得到所述电池组放电过程的累计放电量，获取电池组额定容量以及根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH。本发明避免了对电池组进行大量参数测试及长时间测试及建立电池模型和复杂的模型估算方法，缩短了电池组健康状态的检测时间，提高了电池组健康状态检测的精度及工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池SOH检测的技术领域，特别涉及一种电动汽车电池组健康状态的检测装置及方法。
背景技术
电动汽车在使用的过程中，电池组会出现衰退，电池组的实际可用容量会出现下降，进而影响电池组SOC（State of Charge，电池荷电状态）的估算精度和车辆剩余里程的估算精度。而准确的估算电池组的SOH（State of Health，健康状态），能够提高电池组SOC的估算精度和车辆剩余里程的估算精度。
现有电动汽车电池组的SOH一般由电池管理系统进行在线估算，采用的方案一般是通过对电池系统进行大量、长时间的测试，得到电池组的衰退数据，建立相应的电池模型，再嵌入到电池管理系统中进行SOH的估算。然而由于电池的参数受到电池材料、电池温度、电池充放电倍率、电池使用时间等因素的影响，所以基于电池模型的SOH估算方法通常精度不高。因此，现有的电动汽车电池组健康状态的检测方法既费时，精度又不高，实用性较差。
发明内容
本发明提出一种电动汽车电池组健康状态的检测方法及装置，其能够缩短电池组健康状态的检测时间，提高电池组健康状态检测的精度及工作效率。
为实现上述发明目的，本发明提供一种电动汽车电池组健康状态的检测装置，包括：
控制单元、充放电单元、通讯单元及充电插头，所述控制单元连接于充放电单元及通讯单元，所述充放电单元及通讯单元还分别电连接于充电插头；所述充电插头用于电连接于电动汽车的充电接口；所述通讯单元通过所述充电插头及充电接口与电动汽车的电池管理系统进行通讯连接；
所述控制单元用于在所述充电插头电连接于充电接口后，控制所述充放电单元对电动汽车的电池组进行充满电后再进行放电，检测得到所述电池组放电过程的累计放电量，通过所述通讯单元及电池管理系统获取电池组额定容量；以及根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH。
进一步地，在上述的电动汽车电池组健康状态的检测装置中，所述控制单元还用于在所述通讯单元与电池管理系统建立通讯连接后，通过通讯单元及电池管理系统闭合电动汽车的充电接触器。
进一步地，在上述的电动汽车电池组健康状态的检测装置中，所述充放电单元通过所述电动汽车的充电接口、高压线路连接于电池组，以对电池组的充电及放电。
进一步地，在上述的电动汽车电池组健康状态的检测装置中，所述控制单元还用于在所述充放电单元对电池组进行充电过程中，通过电池管理系统监控电池组的充电状态；当所述电池管理系统监控到电池组充满电时，所述控制单元控制所述充放电单元停止对电池组进行充电。
进一步地，在上述的电动汽车电池组健康状态的检测装置中，所述控制单元还用于在所述充放电单元对电动汽车的电池组进行放电过程中，通过电池管理系统监控电池组的放电状态；当所述电池管理系统监控到电池组放空电时，所述控制单元控制所述充放电单元停止对电池组进行放电。
进一步地，在上述的电动汽车电池组健康状态的检测装置中，所述通讯单元通过充电接口与电池管理系统实现CAN通讯接口的连接。
另，本发明还提供一种的电动汽车电池组健康状态的检测方法，所述方法包括以下步骤：
提供一包括充放电单元、通讯单元及充电插头的检测装置，所述充放电单元及通讯单元分别电连接于充电插头；
将所述充电插头插入电动汽车的充电接口，使得所述通讯单元与电动汽车的电池管理系统进行通讯连接；
通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行充电，直至所述电池组充满电；
通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行放电，检测得到所述电池组放电过程的累计放电量；
通过所述通讯单元及电池管理系统获取电池组额定容量，并根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH。
进一步地，在上述的电动汽车电池组健康状态的检测方法中，所述通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行充电，直至所述电池组充满电的步骤还包括：
通过电池管理系统监控电池组的充电状态，当所述电池管理系统监控到电池组充满电时，控制所述充放电单元停止对电池组进行充电。
进一步地，在上述的电动汽车电池组健康状态的检测方法中，所述通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行放电，检测得到所述电池组放电过程的累计放电量的步骤还包括：
通过电池管理系统监控电池组的放电状态，当所述电池管理系统监控到电池组放空电时，控制所述充放电单元停止对电池组进行放电。
进一步地，在上述的电动汽车电池组健康状态的检测方法中，所述根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH的步骤之后还包括：
通过通讯单元将所述电池组SOH标定到电池管理系统中。
本发明电动汽车电池组健康状态的检测装置及方法通过电动汽车的充电接口连接于电池组及电池管理系统并对电池组进行充放电测试，从而直接计算得到电池组的SOH，避免了对电池组进行大量参数测试及长时间测试及建立电池模型和复杂的模型估算方法，缩短了电池组健康状态的检测时间，提高了电池组健康状态检测的精度及工作效率。
附图说明
图1为本发明电动汽车电池组健康状态的检测装置的结构示意图；
图2为本发明电动汽车电池组健康状态的检测装置的工作示意图；
图3为本发明电动汽车电池组健康状态的检测方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1及图2，图1为本发明电动汽车电池组健康状态的检测装置，所述装置包括控制单元1、充放电单元2、通讯单元3及充电插头4，所述控制单元1连接于充放电单元2及通讯单元3，所述充放电单元2及通讯单元3还分别电连接于充电插头4；所述充电插头4用于电连接于电动汽车100的充电接口200；所述通讯单元3通过所述充电插头4及充电接口200与电动汽车100的电池管理系统300进行通讯连接；所述控制单元1用于在所述充电插头4电连接于充电接口200后，控制所述充放电单元2对电动汽车100的电池组400进行充满电后再进行放电，检测得到所述电池组400放电过程的累计放电量，通过所述通讯单元3及电池管理系统300获取电池组额定容量；以及根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH。这样，本发明通过电动汽车的充电接口连接于电池组及电池管理系统并对电池组进行充放电测试，从而直接计算得到电池组的SOH，避免了对电池组进行大量参数测试及长时间测试及建立电池模型和复杂的模型估算方法，缩短了电池组健康状态的检测时间，提高了电池组健康状态检测的精度及工作效率。
其中，所述充放电单元2及通讯单元3分别通过有线线缆电连接于充电插头4，当所述充电插头4插入电动汽车100的充电接口200后（即电连接于充电接口200），所述充放电单元2通过充电接口200与电动汽车100的高压线路500实现连接，所述通讯单元3通过充电接口200与电动汽车100的电池管理系统300实现CAN通讯接口的连接，以进行数据双向传输。
当所述通讯单元3与电池管理系统300建立通讯连接后，所述控制单元1还用于通过通讯单元3及电池管理系统300闭合电动汽车100的充电接触器（图未示），这样，所述充放电单元2通过所述高压线路500、充电接口200连接于电池组400，从而所述充放电单元2可以实现对电池组400的充电及放电。
在所述充放电单元2对电动汽车100的电池组400进行充电过程中，所述控制单元1还用于通过电池管理系统300监控电池组400的充电状态，当所述电池管理系统300监控到电池组400充满电时，所述控制单元1用于控制所述充放电单元2停止对电池组400进行充电。
需要说明的是，所述充放电单元2还连接于外接电源（图未示），通过外接电源提供电源，从而对所述充放电单元2对电动汽车100的电池组400进行充电。
在所述充放电单元2对电动汽车100的电池组400进行放电过程中，所述控制单元1还用于检测放电电流的大小，并计算得到放电过程中的累计放电量Qc。通过电池管理系统300监控电池组400的放电状态，当所述电池管理系统300监控到电池组400放空电时，所述控制单元1用于控制所述充放电单元2停止对电池组400进行放电。
所述控制单元1还用于通过所述通讯单元3及电池管理系统300获取电池组额定容量Qr，即电池组的初始容量，这样，所述控制单元1根据累计放电量Qc及电池组额定容量Qr代入电池组SOH的计算公式：SOH= Qc/Qr*100%，即可计算得到电池组的SOH。
在得到电池组的SOH后，所述控制单元1还用于通过通讯单元3将该SOH值标定到电池管理系统300中，以提高电池管理系统300对电池组400的SOC估算精度及剩余里程估算精度。
请参阅图3，本发明还提供一种电动汽车电池组健康状态的检测方法，图3为该检测方法的流程示意图。所述检测方法包括以下步骤：
步骤S1：提供一包括充放电单元、通讯单元及充电插头的检测装置，所述充放电单元及通讯单元分别电连接于充电插头；
步骤S2：将所述充电插头插入电动汽车的充电接口，使得所述通讯单元与电动汽车的电池管理系统进行通讯连接；
在具体实现时，所述充放电单元及通讯单元分别通过有线线缆电连接于充电插头，当所述充电插头插入电动汽车的充电接口后，所述充放电单元通过充电接口与电动汽车的高压线路实现连接，所述通讯单元通过充电接口与电动汽车的电池管理系统实现CAN通讯接口的连接，以进行数据双向传输。
步骤S3：通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行充电，直至所述电池组充满电；
在具体实现时，通过电池管理系统监控电池组的充电状态，当所述电池管理系统监控到电池组充满电时，控制所述充放电单元停止对电池组进行充电。
步骤S4：通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行放电，检测得到所述电池组放电过程的累计放电量Qc；
在具体实现时，通过电池管理系统监控电池组的放电状态，当所述电池管理系统监控到电池组放空电时，控制所述充放电单元停止对电池组进行放电。
步骤S5：通过所述通讯单元及电池管理系统获取电池组额定容量Qr，并根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH。
在具体实现时，通过所述通讯单元及电池管理系统获取电池组额定容量Qr，即电池组的初始容量，这样，根据累计放电量Qc及电池组额定容量Qr代入电池组SOH的计算公式：SOH= Qc/Qr*100%，即可计算得到电池组的SOH。
所述步骤S5之后还包括：通过通讯单元将该电池组的SOH值标定到电池管理系统中，以提高电池管理系统对电池组的SOC估算精度及剩余里程估算精度。
相比于现有技术，本发明电动汽车电池组健康状态的检测方法及装置具有如下有益效果：
1、现有技术中仅利用车辆充电口进行充电，而本发明通过利用车辆的充电接口与电动汽车的电池组建立连接，实现对电池组进行充电和放电，并利用充电过程和放电过程实现电池组SOH的检测，
2、现有技术中仅被动的接收车辆侧电池管理系统的控制及进行充电，而本发明通过通讯模块能够与电动汽车的电池管理系统建立通讯连接，数据双向交互，实现充电控制、放电控制、电池数据获取和更新，以便于进行SOH的检测。
3、本发明获取到车辆侧的电池数据后，根据数据选择合适的充放电倍率和电压保护阀值进行控制，保证电池的安全；根据累计放出电量和电池额定容量计算电池组的SOH，整个过程自动完成，无需人为设置参数。
4、本发明计算得到的SOH值精度高，误差小于1%；本发明对不同类型电池组都适用，自动完成检测过程。
综上，本发明电动汽车电池组健康状态的检测装置及方法通过电动汽车的充电接口连接于电池组及电池管理系统并对电池组进行充放电测试，从而直接计算得到电池组的SOH，避免了对电池组进行大量参数测试及长时间测试及建立电池模型和复杂的模型估算方法，缩短了电池组健康状态的检测时间，提高了电池组健康状态检测的精度及工作效率。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (10)
1.一种电动汽车电池组健康状态的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：
控制单元、充放电单元、通讯单元及充电插头，所述控制单元连接于充放电单元及通讯单元，所述充放电单元及通讯单元还分别电连接于充电插头；所述充电插头用于电连接于电动汽车的充电接口；所述通讯单元通过所述充电插头及充电接口与电动汽车的电池管理系统进行通讯连接；
所述控制单元用于在所述充电插头电连接于充电接口后，控制所述充放电单元对电动汽车的电池组进行充满电后再进行放电，检测得到所述电池组放电过程的累计放电量，通过所述通讯单元及电池管理系统获取电池组额定容量；以及根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池组健康状态的检测装置，其特征在于，所述控制单元还用于在所述通讯单元与电池管理系统建立通讯连接后，通过通讯单元及电池管理系统闭合电动汽车的充电接触器。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电池组健康状态的检测装置，其特征在于，所述充放电单元通过所述电动汽车的充电接口、高压线路连接于电池组，以对电池组的充电及放电。
4.根据权利要求1所述的电动汽车电池组健康状态的检测装置，其特征在于，所述控制单元还用于在所述充放电单元对电池组进行充电过程中，通过电池管理系统监控电池组的充电状态；当所述电池管理系统监控到电池组充满电时，所述控制单元控制所述充放电单元停止对电池组进行充电。
5.根据权利要求4所述的电动汽车电池组健康状态的检测装置，其特征在于，所述控制单元还用于在所述充放电单元对电动汽车的电池组进行放电过程中，通过电池管理系统监控电池组的放电状态；当所述电池管理系统监控到电池组放空电时，所述控制单元控制所述充放电单元停止对电池组进行放电。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电动汽车电池组健康状态的检测装置，其特征在于，所述通讯单元通过充电接口与电池管理系统实现CAN通讯接口的连接。
7.一种电动汽车电池组健康状态的检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供一包括充放电单元、通讯单元及充电插头的检测装置，所述充放电单元及通讯单元分别电连接于充电插头；
将所述充电插头插入电动汽车的充电接口，使得所述通讯单元与电动汽车的电池管理系统进行通讯连接；
通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行充电，直至所述电池组充满电；
通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行放电，检测得到所述电池组放电过程的累计放电量；
通过所述通讯单元及电池管理系统获取电池组额定容量，并根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH。
8.根据权利要求7所述的电动汽车电池组健康状态的检测方法，其特征在于，所述通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行充电，直至所述电池组充满电的步骤还包括：
通过电池管理系统监控电池组的充电状态，当所述电池管理系统监控到电池组充满电时，控制所述充放电单元停止对电池组进行充电。
9.根据权利要求7所述的电动汽车电池组健康状态的检测方法，其特征在于，所述通过所述充放电单元对电动汽车的电池组进行放电，检测得到所述电池组放电过程的累计放电量的步骤还包括：
通过电池管理系统监控电池组的放电状态，当所述电池管理系统监控到电池组放空电时，控制所述充放电单元停止对电池组进行放电。
10.根据权利要求7-9任一项所述的电动汽车电池组健康状态的检测方法，其特征在于，所述根据所述累计放电量及电池组额定容量计算得到电池组的SOH的步骤之后还包括：
通过通讯单元将所述电池组SOH标定到电池管理系统中。
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