CN105633488B - 一种电池组功率自适应控制的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池组功率自适应控制的方法及系统,该方法包括下述步骤:在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数;计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量;计算每相邻两个变化量的差值;依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值;检测当前的实际功率输出值,二者进行比较,如存在偏差则把实际功率输出值修正为基准功率输出值。系统包括顺序连接的电池状态参数记忆模块、电池状态参数变化量计算模块、电池状态参数变化量差值计算模块、基准功率输出值确定模块以及修正模块。本发明可在电池组使用过程中实时就可进行功率输出值修正,更即时、更实用、更合理。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域,更具体地说,是涉及一种依电池状态量变化过程进行电池组功率自适应控制的方法及系统。
背景技术
对于电动汽车来讲,动力电池是一种十分普遍的储能元件,其性能对整车性能起着决定作用,而动力电池中,以锂离子电池作为重要储能介质,已在新能源领域得到广泛的应用。电池组的功能状态估计(State of Function;SOF)是电池状态的重要参数之一,即根据电池充电状态、健康状态和使用环境,估计电池的输出能力。精确估算当前电池的功能状态,使电池组提供更合理的功率输出值,为我们合理利用电池,提高电池使用寿命,降低维护成本提供了技术方向。
现阶段SOF估算主要还是采用SOC(State of Charge,电池的荷电状态)配合温度查表法,但SOC和温度测量误差会引起SOF估算误差,不能满足对SOF估算精度的要求。而且这种查表法不考虑电池老化,一致性变差等其它使用条件引起的变化,只依赖电池原始提供的数据。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提供一种电池组功率自适应控制的方法。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
本发明提供了一种电池组功率自适应控制的方法,该方法包括下述步骤:
(1)在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数;
(2)计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量;
(3)计算每相邻两个变化量的差值;
(4)依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值;
(5)检测当前的实际功率输出值,将基准功率输出值与实际功率输出值进行比较,如存在偏差则把实际功率输出值修正为基准功率输出值。
作为优选的技术方案,步骤(1)中,所述电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度。
作为优选的技术方案,步骤(1)中,所述预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率。
作为优选的技术方案,步骤(2)中,所述预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期。
作为优选的技术方案,步骤(4)中,依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值的方法为:通过实验测试数据分析,采用电池状态量变化超过预设的变化率且捕捉精确度高于预设的阈值的时刻的功率输出值。
本发明还提供一种电池组功率自适应控制的系统,该系统包括电池状态参数记忆模块、电池状态参数变化量计算模块、电池状态参数变化量差值计算模块、基准功率输出值确定模块以及修正模块;
所述电池状态参数记忆模块,用于在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数;
所述电池状态参数变化量计算模块,用于计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量;
所述电池状态参数变化量差值计算模块,用于计算每相邻两个变化量的差值;
所述基准功率输出值确定模块,用于依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值;
所述修正模块,用于检测当前的实际功率输出值,将基准功率输出值与实际功率输出值进行比较,如存在偏差则把实际功率输出值修正为基准功率输出值。
作为优选的技术方案,所述电池状态变化量记忆模块中,电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度。
作为优选的技术方案,所述电池状态参数记忆模块包括频率预设模块,所述频率预设模块的预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率。
作为优选的技术方案,所述电池状态参数变化量计算模块包括时间段预设模块,所述时间段预设模块的预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期。
作为优选的技术方案,所述基准功率输出值确定模块包括电池状态量变化捕捉模块,所述电池状态量变化捕捉模块用于通过实验测试数据分析,采用电池状态量变化超过预设的变化率且捕捉精确度高于预设的阈值的时刻的功率输出值。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、通过本发明的技术方案,开发使用更方便,可以依电池状态量变化对电池组功率进行自适应控制的方法,可自动生成功率表,而不依赖电芯厂提供的数据。
2、本发明在电池组使用过程中实时就可进行功率输出值修正,更即时、更实用、更合理。
3、本发明可提高电池组在不同老化程度不同环境下SOF估算合理性;从而消除对于电池串并联后,电池老化、环境变化等引起的特性变化和一致性变差情况带来的误差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的电池组功率自适应控制的方法的流程图;
图2是本发明实施例二提供的电池组功率自适应控制的方法的流程图;
图3是本发明实施例三提供的电池组功率自适应控制的系统结构图;
图4是本发明实施例四提供的电池组功率自适应控制的系统结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明的实施例一提供了一种电池组功率自适应控制的方法,图1是本发明实施例一的方法流程图,请参考图1,本发明实施例的方法包括以下步骤:
步骤S101、在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数,如10MS记忆一次安时数、总电压、单体电压、电流和温度,即:△AH10MS,△SUMV10MS,△VOLT10MS,△CUR10MS,△T10MS;
步骤S102、计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量,如记忆安时数据变化量:△AH10MS0、△AH10MS1、△AH10MS2…△AH10MS(N);
步骤S103、计算每相邻两个变化量的差值,如安时数变化量差值:△AH差0=△AH10MS1-△AH10MS0,△AH差1=△AH10MS2-△AH10MS1,…△AH差N-1=△AH10MS(N)-△AH10MS0(N-1);
步骤S104、依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值,记为P0;
P0=【{△AH差0,△AH差1……△AH差N-1},{△SUMV差0,△SUMV差1…△SUMV差N-1},…】;
步骤S105、检测当前的实际功率输出值,记为P1,将P0与P1进行比较,如存在偏差则把P1修正为P0;如不存在偏差则P1保持不变;
同时,将电池状态参数和基准功率输出值记录存储,修正功率表。
在步骤S101中,在电池刚开始工作时,按电池状态量查自动生成功率表进行控制功率。
本发明在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数,并计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量;再计算出变化量的差值,依各种电池状态的变化量差值的过程变化相互关系确定一时刻基准功率输出值,将基准功率输出值与现在实际功率输出值比较,如存在偏差,则进行修正。
实施例二
本发明的实施例二提供了一种电池组功率自适应控制的方法,是在实施例一的基础之上进行的改进。图2是本发明实施例二的方法流程图,请参考图2,本发明实施例的方法包括以下步骤:
步骤S201、在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数,所述电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度;
所述预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率;
步骤S202、计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量;
所述预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期;
步骤S203、计算每相邻两个变化量的差值;
步骤S204、通过实验测试数据分析,采用电池状态量变化超过预设的变化率且捕捉精确度高于预设的阈值的时刻的功率输出值。;
步骤S205、将步骤S204中的功率输出值确定为基准功率输出值,记为P0;
步骤S206、检测当前的实际功率输出值,记为P1;
步骤S207、将P0与P1进行比较,是否存在误差;
步骤S208、如果存在偏差,则把实际功率输出值修正为基准功率输出值。
步骤S209、如不存在偏差则实际功率输出值保持不变。
本发明可提高电池组在不同老化程度不同环境下功率输出值;从而消除对于电池串并联后,电池老化、环境变化等引起的特性变化和一致性变差情况带来的误差。
实施例三
本发明的实施例三提供了一种电池组功率自适应控制的系统,图3是本发明实施例三的结构框图,请参考图3,本发明实施例的电池组功率自适应控制的系统包括电池状态参数记忆模块1、电池状态参数变化量计算模块2、电池状态参数变化量差值计算模块3、基准功率输出值确定模块4以及修正模块5,下面将对各功能模块的原理进行详细的说明。
所述电池状态参数记忆模块1,用于在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数;
所述电池状态参数变化量计算模块2,用于计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量;
所述电池状态参数变化量差值计算模块3,用于计算每相邻两个变化量的差值;
所述基准功率输出值确定模块4,用于依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值;
所述修正模块5,用于检测当前的实际功率输出值,将基准功率输出值与实际功率输出值进行比较,如存在偏差则把实际功率输出值修正为基准功率输出值。
本发明通过在电池组工作过程中记忆各个最小单体时间内电池状态的变化量,连续记忆一定时间周期内各电池状态变化量的变化过程,计算出变化量的差值,依各种电池状态的变化量差值的过程变化相互关系确定一时刻基准功率输出值,将基准功率输出值与现在实际功率输出值比较,如存在偏差,则进行修正。
实施例四
本发明的实施例四提供了一种电池组功率自适应控制的系统,请参考图4,本发明实施例的系统与上述实施例三的系统的区别在于,所述电池状态参数记忆模块1包括频率预设模块11,所述频率预设模块的预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率。
所述电池状态参数记忆模块1中,电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度。
所述电池状态参数变化量计算模块2包括时间段预设模块21,所述时间段预设模块21的预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期。
所述基准功率输出值确定模块4包括电池状态量变化捕捉模块41,所述电池状态量变化捕捉模块41用于通过实验测试数据分析,采用电池状态量变化超过预设的变化率且捕捉精确度高于预设的阈值的时刻的功率输出值。
在此需要说明的是,上述实施例提供的一种电池组功率自适应控制的系统,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将系统的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中,所述的存储介质,如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种电池组功率自适应控制的方法,其特征在于,该方法包括下述步骤:
(1)在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数;
(2)计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量;
(3)计算每相邻两个变化量的差值;
(4)依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值;
(5)检测当前的实际功率输出值,将基准功率输出值与实际功率输出值进行比较,如存在偏差则把实际功率输出值修正为基准功率输出值;
步骤(1)中,所述电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度;
步骤(1)中,所述预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率;
步骤(2)中,所述预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期;
步骤(4)中,依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值的方法为:通过实验测试数据分析,采用电池状态量变化超过预设的变化率且捕捉精确度高于预设的阈值的时刻的功率输出值。
2.一种电池组功率自适应控制的系统,其特征在于,该系统包括电池状态参数记忆模块、电池状态参数变化量计算模块、电池状态参数变化量差值计算模块、基准功率输出值确定模块以及修正模块;
所述电池状态参数记忆模块,用于在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数;
所述电池状态参数变化量计算模块,用于计算预设时间长度内,预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量;
所述电池状态参数变化量差值计算模块,用于计算每相邻两个变化量的差值;
所述基准功率输出值确定模块,用于依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准功率输出值;
所述修正模块,用于检测当前的实际功率输出值,将基准功率输出值与实际功率输出值进行比较,如存在偏差则把实际功率输出值修正为基准功率输出值;
所述电池状态变化量记忆模块中,电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度;
所述电池状态参数记忆模块包括频率预设模块,所述频率预设模块的预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率;
所述电池状态参数变化量计算模块包括时间段预设模块,所述时间段预设模块的预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期;
所述基准功率输出值确定模块包括电池状态量变化捕捉模块,所述电池状态量变化捕捉模块用于通过实验测试数据分析,采用电池状态量变化超过预设的变化率且捕捉精确度高于预设的阈值的时刻的功率输出值。
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