CN105738819A - 一种电池管理系统总电流估算方法 - Google Patents

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李红朋
戴润义
余胜
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
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Abstract

本发明属于汽车电子应用技术领域，具体涉及一种电池管理系统总电流估算方法。本发明包括以下步骤：通过霍尔传感器采集总电压值V1；通过电阻式分流器采集总电压值V2；控制单元分别对总电压值V1和总电压值V2进行解析，得到总电流值I1和总电流值I2；控制单元分别对总电流值I1和总电流值I2的有效性进行判断；对经过有效性判断后的总电流值I1和总电流值I2进行相互校验并得出有效总电流值I。本发明利用动力电池采集的两路总电流信号，通过诊断及处理，估算出合理的动力电池荷电状态估算用总电流，进而保证电池荷电状态准确的估算。

Description

一种电池管理系统总电流估算方法
技术领域
本发明属于汽车电子应用技术领域，具体涉及一种电池管理系统总电流估算方法。
背景技术
随着电子技术渗入汽车领域，汽车电子化程度日益提高，此外混合动力汽车和纯电动汽车在传统汽车的基础上增加了动力电池及高压控制回路系统，并通过电池管理系统进行控制及估算电池荷电状态。
动力电池管理系统在新能源汽车上受到高温、震动、大电流冲击、过压冲击等影响可能导致性能下降，甚至损坏。其采集的总电流会出现误差增大或失效等故障，进而影响电池荷电状态估算，需要等待技术人员到现场进行故障诊断排查，费时费力，增加售后维护成本。
目前车用动力电池管理系统估算电池电量，主要是根据电池当前的基本状态参数，例如电流、电压、温度等，其中电流通过累计安时积分进行电量估算，传统厂商采用的两种总电流采集方式分别为：一基于霍尔传感器的总电流采集；二基于电阻式分流器的总电流采集，该采集方式误差小但是受温度影响导致误差增大。上述由于电流积分导致累计误差变大，从而导致电池荷电状态估算偏差增大，在车用电池管理系统环境下，还会出现超量程、数据采集失效等问题，导致无法进行正确的估算。
目前车辆出现总电流失效后，电池管理系统处理措施有两种情况：第一种，不做处理，在总电流采集偏高或偏低后，电池荷电状态分别向100和0进行估算，向100估算导致错误使用电池，向0估算导致无法使用整车停止；第二种，不采用总电流进行估算并保持上一时刻估算的电池荷电状态，在后续使用中由于无法知晓当前电池荷电状态导致电池不合理使用。总结出现有技术的缺点：
电池不合理使用导致电池老化加剧，整车无法满足质保期；
整车异常停止，导致售后人员频繁到现场解决问题；
以上所述问题，归根结底是对总电流这个与整车功能安全相关的信号没有进行更为有效的诊断及处理。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中存在的问题，利用动力电池采集的两路总电流信号，通过诊断及处理，估算出合理的动力电池荷电状态估算用总电流，进而保证电池荷电状态准确的估算。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种电池管理系统总电流估算方法，包含以下步骤：
a.通过霍尔传感器采集总电压值V1，并将总电压值V1传输至控制单元；
通过电阻式分流器采集总电压值V2，并将总电压值V2传输至控制单元；
b.控制单元分别对总电压值V1和总电压值V2进行解析，得到总电流值I1和总电流值I2；
c.控制单元分别对总电流值I1和总电流值I2的有效性进行判断；
d.对经过有效性判断后的总电流值I1和总电流值I2进行相互校验并得出有效总电流值I。
通过霍尔传感器采集到的总电压值V1分为两个通道，分别为电压值V1-1和电压值V1-2，控制单元分别解析得到电流值I1-1和电流值I1-2。
对电流值I1-1和电流值I1-2进行有效性判断包含以下步骤：
a.若电流值I1-1小于最大电流值且大于最小电流值，电流值I1-2小于最大电流值且大于最小电流值，则电流值I1-1为总电流值I1，总电流值I1有效；
b.若电流值I1-1小于最大电流值且大于最小电流值，电流值I1-2大于最大电流值或小于最小电流值，则电流值I1-1为总电流值I1，总电流值I1有效；
c.若电流值I1-1大于最大电流值或小于最小电流值，电流值I1-2小于最大电流值且大于最小电流值，则电流值I1-2为总电流值I1，总电流值I1有效；
d.若电流值I1-1大于最大电流值或小于最小电流值，若电流值I1-2大于最大电流值或小于最小电流值，则总电流值I1无效。
对电流值I2进行有效性判断包括以下步骤：
a.若总电流值I2小于最大电流值且大于最小电流值，则总电流值I2有效；
b.若总电流值I2大于最大电流值或小于最小电流值，则总电流值I2无效。
对总电流值I1和总电流值I2进行校验包括以下步骤：
a.若总电流值I1有效，总电流值I2无效，则总电流值I1为有效总电流值I；
b.若总电流值I1无效，总电流值I2有效，则总电流值I2为有效总电流值I；
c.若总电流值I1有效，总电流值I2有效，且在放电情况下，有效总电流值I为总电流值I1与总电流值I2绝对值的最大值；
d.若总电流值I1有效，总电流值I2有效，且在充电情况下，有效总电流值I为总电流值I1与总电流值I2绝对值的最小值；
e.若总电流值I1无效，总电流值I2无效，则有效总电流值I为零。
控制单元对有效电流值I进行滤波处理，得到最终的总电流值I-out。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明利用动力电池采集的两路总电流信号，通过诊断及处理，估算出合理的动力电池荷电状态估算用总电流，进而保证电池荷电状态准确的估算。
2、本发明在现有的电池管理系统基础之上，通过功能安全分析对电池管理系统关键信号进行处理，充分保证其合理性，使电池管理系统的安全性及可靠性更高；在出现问题后保障了整车的正常行驶，使售后人员不再频繁排查问题；保障了电池的准确使用，可充分延长起使用寿命。
3、本发明提高了电池管理系统算法精度及控制可靠性，在实际应用过程中更加保证了整车安全性等。
具体实施方式
下面对本发明做详细的说明。
实施例
作为本发明的一种较佳实施例，本实施例公开了一种电池管理系统总电流估算方法，本实施例包括：
一种电池管理系统总电流估算方法，包含以下步骤：
a.通过霍尔传感器采集总电压值V1，并将总电压值V1传输至控制单元；
通过电阻式分流器采集总电压值V2，并将总电压值V2传输至控制单元；
b.控制单元分别对总电压值V1和总电压值V2进行解析，得到总电流值I1和总电流值I2；
c.控制单元分别对总电流值I1和总电流值I2的有效性进行判断；
d.对经过有效性判断后的总电流值I1和总电流值I2进行相互校验并得出有效总电流值I。
通过霍尔传感器采集到的总电压值V1分为两个通道，分别为电压值V1-1和电压值V1-2，控制单元分别解析得到电流值I1-1和电流值I1-2。
对电流值I1-1和电流值I1-2进行有效性判断包含以下步骤：
a.若电流值I1-1小于最大电流值且大于最小电流值，电流值I1-2小于最大电流值且大于最小电流值，则电流值I1-1为总电流值I1，总电流值I1有效；
b.若电流值I1-1小于最大电流值且大于最小电流值，电流值I1-2大于最大电流值或小于最小电流值，则电流值I1-1为总电流值I1，总电流值I1有效；
c.若电流值I1-1大于最大电流值或小于最小电流值，电流值I1-2小于最大电流值且大于最小电流值，则电流值I1-2为总电流值I1，总电流值I1有效；
d.若电流值I1-1大于最大电流值或小于最小电流值，若电流值I1-2大于最大电流值或小于最小电流值，则总电流值I1无效。
对电流值I2进行有效性判断包括以下步骤：
a.若总电流值I2小于最大电流值且大于最小电流值，则总电流值I2有效；
b.若总电流值I2大于最大电流值或小于最小电流值，则总电流值I2无效。
对总电流值I1和总电流值I2进行校验包括以下步骤：
a.若总电流值I1有效，总电流值I2无效，则总电流值I1为有效总电流值I；
b.若总电流值I1无效，总电流值I2有效，则总电流值I2为有效总电流值I；
c.若总电流值I1有效，总电流值I2有效，且在放电情况下，有效总电流值I为总电流值I1与总电流值I2绝对值的最大值；
d.若总电流值I1有效，总电流值I2有效，且在充电情况下，有效总电流值I为总电流值I1与总电流值I2绝对值的最小值；
e.若总电流值I1无效，总电流值I2无效，则有效总电流值I为零。
控制单元对有效电流值I进行滤波处理，得到最终的总电流值I-out。
总电流采集电路由硬件及传感器组成，在新能源汽车应用中，会出现EMC干扰及传感器或硬件失效等故障，导致电流采集不准，故需要对采集到的电流进行有效性判断。
滤波实现方法有很多，不属于本发明核心点。例如一阶RC滤波等。
本发明利用动力电池采集的两路总电流信号，通过诊断及处理，估算出合理的动力电池荷电状态估算用总电流，进而保证电池荷电状态准确的估算。本发明在现有的电池管理系统基础之上，通过功能安全分析对电池管理系统关键信号进行处理，充分保证其合理性，使电池管理系统的安全性及可靠性更高；在出现问题后保障了整车的正常行驶，使售后人员不再频繁排查问题；保障了电池的准确使用，可充分延长起使用寿命。本发明提高了电池管理系统算法精度及控制可靠性，在实际应用过程中更加保证了整车安全性等。
显然，本发明的上述实施例是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方法一一举例。而这些属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种电池管理系统总电流估算方法，其特征在于，包含以下步骤：
a.通过霍尔传感器采集总电压值V1，并将总电压值V1传输至控制单元；
通过电阻式分流器采集总电压值V2，并将总电压值V2传输至控制单元；
b.控制单元分别对总电压值V1和总电压值V2进行解析，得到总电流值I1和总电流值I2；
c.控制单元分别对总电流值I1和总电流值I2的有效性进行判断；
d.对经过有效性判断后的总电流值I1和总电流值I2进行相互校验并得出有效总电流值I。
2.根据权利要求1所述的一种电池管理系统总电流估算方法，其特征在于：通过霍尔传感器采集到的总电压值V1分为两个通道，分别为电压值V1-1和电压值V1-2，控制单元分别解析得到电流值I1-1和电流值I1-2。
3.根据权利要求2所述的一种电池管理系统总电流估算方法，其特征在于，对总电流值I1进行有效性判断包含以下步骤：
a.若电流值I1-1小于最大电流值且大于最小电流值，电流值I1-2小于最大电流值且大于最小电流值，则电流值I1-1为总电流值I1，总电流值I1有效；
b.若电流值I1-1小于最大电流值且大于最小电流值，电流值I1-2大于最大电流值或小于最小电流值，则电流值I1-1为总电流值I1，总电流值I1有效；
c.若电流值I1-1大于最大电流值或小于最小电流值，电流值I1-2小于最大电流值且大于最小电流值，则电流值I1-2为总电流值I1，总电流值I1有效；
d.若电流值I1-1大于最大电流值或小于最小电流值，若电流值I1-2大于最大电流值或小于最小电流值，则总电流值I1无效。
4.根据权利要求2所述的一种电池管理系统总电流估算方法，其特征在于，对电流值I2进行有效性判断包括以下步骤：
a.若总电流值I2小于最大电流值且大于最小电流值，则总电流值I2有效；
b.若总电流值I2大于最大电流值或小于最小电流值，则总电流值I2无效。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种电池管理系统总电流估算方法，其特征在于，对总电流值I1和总电流值I2进行校验包括以下步骤：
a.若总电流值I1有效，总电流值I2无效，则总电流值I1为有效总电流值I；
b.若总电流值I1无效，总电流值I2有效，则总电流值I2为有效总电流值I；
c.若总电流值I1有效，总电流值I2有效，且在放电情况下，有效总电流值I为总电流值I1与总电流值I2绝对值的最大值；
d.若总电流值I1有效，总电流值I2有效，且在充电情况下，有效总电流值I为总电流值I1与总电流值I2绝对值的最小值；
e.若总电流值I1无效，总电流值I2无效，则有效总电流值I为零。
6.根据权利要求5所述的一种电池管理系统总电流估算方法，其特征在于：控制单元对有效电流值I进行滤波处理，得到最终的总电流值。
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