CN104749524A - 电池管理系统电量计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池管理系统电量计算方法，包含以下步骤：S1，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率的充放电特性检测，将得到的测试数据通过数据库建立充放电化学模型；S2，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间和／或不同预设充放电倍率下的一系列电池荷电量变化值；S3，计算电池电量，并根据当前温度和充放电倍率选取对应的电池荷电量变化值，以校正电池电量。本发明实施方式相对于现有技术而言，建立了电池在温度影响下的电化学模型及倍率影响下的电化学模型，将两者与电池荷电量智能的联系在一起，在实际运用中能够做到精确及智能的电量计算。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池管理系统的电量计算方法，特别涉及一种结合温度差异、倍率差异对电池管理系统电量的影响，智能化管理电池荷电量的方法。
背景技术
电池荷电量(SOC，State Of Charge)是指剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。随着世界范围内汽车保有量的增加及石油资源的短缺，动力电池越来越多的被开始运用到汽车领域。新的汽车技术包括混合动力(H E V)插电式混合动力(P H E V)纯电动(E V)。而这些车辆都会牵涉到一个很重要的问题：电池荷电量估算，即电量估算。电量估算就像是汽油车的油量一样，如果估算有误，会直接影响到用户的使用。由于锂电池对温度及放电倍率都很敏感，不同温度、倍率下的放电曲线都有较大差别，由于这个原因，直接影响到了电量估算的精确度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池管理系统电量计算方法，在现有电量估算并不十分精确的情况下，加入了基于电池的温度、倍率变化的电化学模型，不但提高了计算准确性，而且提高了整个电池组的使用安全性，使电池组能够更精确的在其安全合理的使用范围内使用。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池管理系统电量计算方法，包含以下步骤：
S1，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率的充放电特性检测，将得到的测试数据通过数据库建立充放电化学模型；
S2，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间和／或不同预设充放电倍率下的一系列电池荷电量变化值；
S3，计算电池电量，并根据当前温度和充放电倍率选取对应的电池荷电量变化值，以校正电池电量。
优选地，所述步骤S1具体包含如下步骤：
S101，对电池进行不同预设温度区间下的从0％荷电量到100％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间充电化学模型；
S102，对电池进行不同预设温度区间下的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间放电化学模型；
S103，对电池进行不同预设充电倍率的从0％荷电量到100％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设充电倍率充电化学模型；
S104，对电池进行不同预设充放电倍率的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设放电倍率放电化学模型。
优选地，所述步骤S1还包含如下步骤：
S105，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的从100％荷电量到0％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间和不同预设充放电倍率相结合的充电化学模型；
S106，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间和不同预设充放电倍率相结合的放电化学模型。
优选地，所述步骤S2具体包含如下步骤：
S201，在恒定预设充放电倍率下，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间下的第一组电池荷电量变化值；
S202，在恒定预设温度区间下，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设充放电倍率下的第二组电池荷电量变化值；
S203，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的第三组电池荷电量变化值。
优选地，所述电池适于通过充放电设备、恒温箱及温度传感器进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率的充放电特性检测。
优选地，不同预设温度区间至少包含：低温预设温度区间，常温预设温度区间和高温预设温度区间。
优选地，所述电池采用锂电池。
本发明实施方式相对于现有技术而言，建立了电池在温度影响下的电化学模型及倍率影响下的电化学模型，将两者与电池荷电量智能的联系在一起，在实际运用中能够做到精确及智能的电量计算。
另外，本发明实施方式不但在实验室环境下能够更加智能、精确的估算出电池的电量，而且在面对不断变化的工况使用环境下，也能够对电池电量进行精确估算，提高了电池的使用效率，也减轻了后期维护成本；同时提高了整个电池组的使用安全性，使电池组能够更精确的在其安全合理的使用范围内使用。
附图说明
图1是本发明实施方式的流程图；
图2是本发明实施方式中的不同预设温度区间充电化学模型的示意图；
图3是本发明实施方式中的不同预设充电倍率充电化学模型的示意图；
图4是本发明实施方式中的不同预设放电倍率放电化学模型的示意图；
图5是本发明实施方式中的不同预设温度区间和不同预设充放电倍率相结合的充电化学模型的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明实施方式涉及一种电池管理系统电量计算方法。具体流程如图1所示。包含如下步骤：
S1，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率的充放电特性检测，将得到的测试数据通过数据库建立充放电化学模型；
S2，根据充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间和／或不同预设充放电倍率下的一系列电池荷电量变化值；
S3，计算电池电量(得到一个估算值)，并根据当前温度和充放电倍率选取对应的电池荷电量变化值，以校正电池电量(根据电池荷电量变化值校正该估算值)。
本实施方式在进行电量计算时，会自动根据外界温度的变化进行估算值的校正，从而达到提高实际运用中的电量值的准确性。
其中，步骤S1具体包含如下步骤：
S101，对电池进行不同预设温度区间下的从0％荷电量到100％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间充电化学模型，如图2所示，显示出在恒定预设充电倍率0.5倍的情况下，不同预设温度区间(0-5℃、5-10℃、10-19℃、20-45℃)对电池电荷量的影响。
S102，对电池进行不同预设温度区间下的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间放电化学模型。
S103，对电池进行不同预设充电倍率的从0％荷电量到100％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设充电倍率充电化学模型，如图3所示，显示出在恒定预设温度区间20～30℃的情况下，不同预设充电倍率(5倍、3倍、2倍、0.5倍)对电池电荷量的影响。
S104，对电池进行不同预设充放电倍率的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设放电倍率放电化学模型，如图4所示，显示出在恒定预设温度区间20～30℃的情况下，不同预设放电倍率(5倍、3倍、2倍、0.5倍)对电池电荷量的影响。
另外，步骤S1还包含如下步骤：
S105，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的从100％荷电量到0％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间和不同预设充放电倍率相结合的充电化学模型，如图5所示，显示出不同预设温度区间(-20-0℃、0-10℃、10-20℃、20-30℃)和不同预设充电倍率(0.5倍、1倍)相结合后对电池电荷量的影响。
S106，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间和不同预设充放电倍率相结合的放电化学模型。
在本实施方式中，步骤S2具体包含如下步骤：
S201，在恒定预设充放电倍率下，根据充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间下的第一组电池荷电量变化值；
S202，在恒定预设温度区间下，根据充放电化学模型数据库确定在不同预设充放电倍率下的第二组电池荷电量变化值；
S203，根据充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的第三组电池荷电量变化值。
其中，电池适于通过充放电设备、恒温箱及温度传感器进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率的充放电特性检测。
另外，不同预设温度区间至少包含：低温预设温度区间，常温预设温度区间和高温预设温度区间。其中，低温预设温度区间在-20-10℃之间，其根据充放电检测需要可分为多组低温预设温度分区间，如-20-0℃，或者5-10℃等等；常温预设温度区间在10-30℃之间，其根据充放电检测需要可分为多组常温预设温度分区间，如10-20℃，或者20-30℃等等；高温预设温度区间在30-50℃之间，其根据充放电检测需要可分为多组高温预设温度分区间，如30-40℃，或者40-50℃等等.
另外，不同预设充放电倍率至少包含：不同预设充电倍率和不同预设放点倍率，且不同预设充电倍率和不同预设放点倍率均包括0.5倍、1倍、2倍、3倍或者5倍。
另外，电池通常采用锂电池，锂电池对温度变化及充放电倍率更加敏感，对本发明实施方式来说，更易完成对电量估算值的校正。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
综上所述，本发明实施方式建立了电池在温度影响下的电化学模型及倍率影响下的电化学模型，将两者与电池荷电量智能的联系在一起，在实际运用中能够做到精确及智能的电量计算。另外，本发明实施方式不但在实验室环境下能够更加智能、精确的估算出电池的电量，而且在面对不断变化的工况使用环境下，也能够对电池电量进行精确估算，提高了电池的使用效率，也减轻了后期维护成本；同时提高了整个电池组的使用安全性，使电池组能够更精确的在其安全合理的使用范围内使用。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (7)
1.一种电池管理系统电量计算方法，其特征在于，包含如下步骤：
S1，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率的充放电特性检测，将得到的测试数据通过数据库建立充放电化学模型；
S2，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间和／或不同预设充放电倍率下的一系列电池荷电量变化值；
S3，计算电池电量，并根据当前温度和充放电倍率选取对应的电池荷电量变化值，以校正电池电量。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统电量计算方法，其特征在于，所述步骤S1具体包含如下步骤：
S101，对电池进行不同预设温度区间下的从0％荷电量到100％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间充电化学模型；
S102，对电池进行不同预设温度区间下的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间放电化学模型；
S103，对电池进行不同预设充电倍率的从0％荷电量到100％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设充电倍率充电化学模型；
S104，对电池进行不同预设充放电倍率的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设放电倍率放电化学模型。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统电量计算方法，其特征在于，所述步骤S1还包含如下步骤：
S105，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的从100％荷电量到0％荷电量的全充电作业，将得到的一系列充电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间和不同预设充放电倍率相结合的充电化学模型；
S106，对电池进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的从100％荷电量到0％荷电量的全放电作业，将得到的一系列放电测试数据通过数据库建立不同预设温度区间和不同预设充放电倍率相结合的放电化学模型。
4.根据权利要求1所述的电池管理系统电量计算方法，其特征在于，所述步骤S2具体包含如下步骤：
S201，在恒定预设充放电倍率下，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间下的第一组电池荷电量变化值；
S202，在恒定预设温度区间下，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设充放电倍率下的第二组电池荷电量变化值；
S203，根据所述充放电化学模型数据库确定在不同预设温度区间和不同预设充放电倍率下的第三组电池荷电量变化值。
5.根据权利要求1所述的电池管理系统电量计算方法，其特征在于，所述电池适于通过充放电设备、恒温箱及温度传感器进行不同预设温度区间和不同预设充放电倍率的充放电特性检测。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池管理系统电量计算方法，其特征在于，不同预设温度区间至少包含：低温预设温度区间，常温预设温度区间和高温预设温度区间。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的电池管理系统电量计算方法，其特征在于，所述电池采用锂电池。
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