CN106042977A - 基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法，包括：侦测在不同温度以及剩余电量条件下电动车电池组中的单体电池的最低开路电压Uocv；根据最低开路电压、剩余电量与降功率值对照表确定降功率值；整车控制器根据确定的降功率值控制电动机控制器进行整车降功率；一方面能够准确根据电池状况进行相应的功率匹配，实现电动车的降功率运行，另一方面，能够有效确保电动车电池组的使用寿命以及继电器的使用寿命。

Description

基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法及其系统
技术领域
本发明涉及电动车领域，尤其涉及一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法及其控制系统。
背景技术
在电动车的使用过程中，当电池组的电量消耗到一定程度后，继续大功率使用将影响电池组的使用寿命，而且电池组过放电会影响到继电器的使用寿命，因此，当电池组的剩余电量消耗到一定程度后需要进行降功率使用；现有技术中，对于电池组进行降功率是基于蓄电池的总体电压来实现，这种方式存在如下缺点：由于蓄电池组的每个单体电池的特性不一致，因此，造成每个单体电池的放电状况不一致，每个单体电池的剩余电量的差异性通过整体电池电压时不能反映的，而且基于上述原因，将导致电池组的继电器频繁切断，从而影响到继电器的使用寿命。
因此，需要提出一种新的电动车降功率控制方法，一方面能够准确根据电池状况进行相应的功率匹配，实现电动车的降功率运行，另一方面，能够有效确保电动车电池组的使用寿命以及继电器的使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法，一方面能够准确根据电池状况进行相应的功率匹配，实现电动车的降功率运行，另一方面，能够有效确保电动车电池组的使用寿命以及继电器的使用寿命。
本发明提供的一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法，包括：
侦测在不同温度以及剩余电量条件下电动车电池组中的单体电池的最低开路电压Uocv；
根据最低开路电压、剩余电量与降功率值对照表确定降功率值；
整车控制器根据确定的降功率值控制电动机控制器进行整车降功率。
进一步，根据如下方式获取单体电池的最低开路电压：
在不同温度以及剩余电量条件下侦测电池组的直流内阻，并对每个温度及剩余电量条件下计算平均直流内阻R；
侦测电池组的实时放电电流、最低单体电池电压Umin以及电池温度；
由公式Uocv＝Umin+R*I计算单体电池的最低开路电压。
进一步，根据如下方式或得最低开路电压、剩余电量与降功率值对照表：
侦测在电池组在不同开路电压以及剩余电量条件下的限定功率；
根据测得的限定功率以及限定条件拟合功率曲线；
根据功率曲线确定最低单体电池开路电压对应的限定功率并形成最低单体电池开路电压-限定功率对照表并存储，其中，最低单体电池电压的限定功率与当前运行功率的差值即为降功率值。
相应地，本发明还提供了一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制系统，包括：
检测单元，用于检测电动车电池组的平均直流内阻、放电电流、电池电压以及电池温度并输出检测信号；
电池管理单元，用于接收检测单元输出的检测信号，根据检测信号中的参数计算出单体电池最低开路电压Uocv；
整车控制器，根据接收的最低开路电压Uocv以及电池温度查找限功率值对照表，确定最低限功率值；并输出控制命令控制电机控制器实现整车降功率。
进一步，所述检测单元包括：
内阻测试设备，用于测试电池组在不同温度及剩余电量条件下的直流内阻并输出内阻检测信号；
电压检测模块，用于检测电池组的电压以及单体电池的电压并输出电压检测信号；
电流检测模块，用于检测电池组的放电电流I并输出电流检测信号；
温度检测模块，用于检测电池组的温度并输出温度检测信号。
进一步，所述电池管理单元根据如下方法计算：
电池管理单元接收监测信号，并在每个温度条件下以及剩余电量条件下计算电池组的平均直流内阻R；
根据平均直流内阻R、单体电池的最小电压Umin以及放电电流I计算单体电池的单体电池的最低开路电压Uocv：Uocv＝Umin+R*I。
进一步，所述电池管理单元与整车控制器通过CAN总线通信连接。
本发明的有益效果：本发明提供的一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法及其控制系统，一方面能够准确根据电池状况进行相应的功率匹配，实现电动车的降功率运行，另一方面，能够有效确保电动车电池组的使用寿命以及继电器的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的流程图。
图2为本发明的原理框图。
具体实施方式
图1为本发明的流程图，如图所示，本发明提供的一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法，包括：
侦测在不同温度以及剩余电量条件下电动车电池组中的单体电池的最低开路电压Uocv；
根据最低开路电压、剩余电量与降功率值对照表确定降功率值；
整车控制器根据确定的降功率值控制电动机控制器进行整车降功率；通过上述方法，综合考虑的电动车电池组中的单体电池的在不同温度条件下的剩余电量情况、放电情况以及内阻状况，一方面能够准确根据电池状况进行相应的功率匹配，实现电动车的降功率运行，另一方面，能够有效确保电动车电池组的使用寿命以及继电器的使用寿命。
本实施例中，根据如下方式获取单体电池的最低开路电压：
在不同温度以及剩余电量条件下侦测电池组的直流内阻，并对每个温度及剩余电量条件下计算平均直流内阻R；
侦测电池组的实时放电电流、最低单体电池电压Umin以及电池温度；
由公式Uocv＝Umin+R*I计算单体电池的最低开路电压，即找出整个蓄电池组中，开路电压最小的单体电池作为降功率值计算的基准，只要开路电压最小的单体电池能够满足功率运行条件，那么其他蓄电池的运行就能够保证安全；通过这种方式，能够准确确定电池组中的最低电压的单体电池，并通过该最低单体电池电压来确定限制功率，能够准确反映蓄电池的限功率状况，从而有效确保蓄电池的使用寿命以及继电器的使用寿命。
本实施例中，根据如下方式或得最低开路电压、剩余电量与降功率值对照表：
侦测在电池组在不同开路电压以及剩余电量条件下的限定功率；
根据测得的限定功率以及限定条件拟合功率曲线；
根据功率曲线确定最低单体电池开路电压对应的限定功率并形成最低单体电池开路电压-限定功率对照表并存储，其中，最低单体电池电压的限定功率与当前运行功率的差值即为降功率值，通过这种方式，能够准确确定最低单体电池的开路电压与限定功率的对应关系，从而确保最终控制的准确性，限定功率即在该最低开路电压条件下所允许的电动车的动力电机的最大功率。
如图2所示，相应地，本发明还提供了一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制系统，包括：
检测单元，用于检测电动车电池组的平均直流内阻、放电电流、电池电压以及电池温度并输出检测信号；
电池管理单元，用于接收检测单元输出的检测信号，根据检测信号中的参数计算出单体电池最低开路电压Uocv；其中，电池管理单元为现有的BMS电池管理系统；
整车控制器，根据接收的最低开路电压Uocv以及电池温度查找限功率值对照表，确定最低限功率值；并输出控制命令控制电机控制器实现整车降功率；通过这种结构，。
其中，所述检测单元包括：
内阻测试设备，用于测试电池组在不同温度及剩余电量条件下的直流内阻并输出内阻检测信号，内阻测试设备采用现有设备，在此不加以赘述；
电压检测模块，用于检测电池组的电压以及单体电池的电压并输出电压检测信号，电压检测电模块采用电压传感器或者现有的电压检测电路；
电流检测模块，用于检测电池组的放电电流I并输出电流检测信号，所述电流检测模块采用现有的电流传感器或者电流检测电路；
温度检测模块，用于检测电池组的温度并输出温度检测信号，温度检测模块采用温度传感器；通过上述结构，通过上述方法，综合考虑的电动车电池组中的单体电池的在不同温度条件下的剩余电量情况、放电情况以及内阻状况，一方面能够准确根据电池状况进行相应的功率匹配，实现电动车的降功率运行，另一方面，能够有效确保电动车电池组的使用寿命以及继电器的使用寿命。
本实施例中，所述电池管理单元根据如下方法计算：
电池管理单元接收监测信号，并在每个温度条件下以及剩余电量条件下计算电池组的平均直流内阻R；
根据平均直流内阻R、单体电池的最小电压Umin以及放电电流I计算单体电池的单体电池的最低开路电压Uocv：Uocv＝Umin+R*I；能够准确确定电池组中的最低电压的单体电池，并通过该最低单体电池电压来确定限制功率，能够准确反映蓄电池的限功率状况，从而有效确保蓄电池的使用寿命以及继电器的使用寿命。
本实施例中，所述电池管理单元与整车控制器通过CAN总线通信连接，通过这种结构，传输的实时性强，抗电磁干扰能力强，能够确保控制的准确性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法，其特征在于：包括：
侦测在不同温度以及剩余电量条件下电动车电池组中的单体电池的最低开路电压Uocv；
根据最低开路电压、剩余电量与降功率值对照表确定降功率值；
整车控制器根据确定的降功率值控制电动机控制器进行整车降功率。
2.根据权利要求1所述基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法，其特征在于：根据如下方式获取单体电池的最低开路电压：
在不同温度以及剩余电量条件下电池内阻检测单元侦测电池组的直流内阻，并对每个温度及剩余电量条件下计算平均直流内阻R；
侦测电池组的实时放电电流、最低单体电池电压Umin以及电池温度；
由公式Uocv＝Umin+R*I计算单体电池的最低开路电压。
3.根据权利要求1所述基于单体电池开路电压的电动车降功率控制方法，其特征在于：根据如下方式或得最低开路电压、剩余电量与降功率值对照表：
侦测在电池组在不同开路电压以及剩余电量条件下的限定功率；
根据测得的限定功率以及限定条件拟合功率曲线；
根据功率曲线确定最低单体电池开路电压对应的限定功率并形成最低单体电池开路电压-限定功率对照表并存储，其中，最低单体电池电压的限定功率与当前运行功率的差值即为降功率值。
4.一种基于单体电池开路电压的电动车降功率控制系统，其特征在于：包括：
检测单元，用于检测电动车电池组的平均直流内阻、放电电流、电池电压以及电池温度并输出检测信号；
电池管理单元，用于接收检测单元输出的检测信号，根据检测信号中的参数计算出单体电池最低开路电压Uocv；
整车控制器，根据接收的最低开路电压Uocv以及电池温度查找限功率值对照表，确定最低限功率值；并输出控制命令控制电机控制器实现整车降功率。
5.根据权利要求4所述基于单体电池开路电压的电动车降功率控制系统，其特征在于：所述检测单元包括：
内阻检测模块，用于测试电池组在不同温度及剩余电量条件下的直流内阻并输出内阻检测信号；
电压检测模块，用于检测电池组的电压以及单体电池的电压并输出电压检测信号；
电流检测模块，用于检测电池组的放电电流I并输出电流检测信号；
温度检测模块，用于检测电池组的温度并输出温度检测信号。
6.根据权利要求5所述基于单体电池开路电压的电动车降功率控制系统，其特征在于：所述电池管理单元根据如下方法计算：
电池管理单元接收监测信号，并在每个温度条件下以及剩余电量条件下计算电池组的平均直流内阻R；
根据平均直流内阻R、单体电池的最小电压Umin以及放电电流I计算单体电池的单体电池的最低开路电压Uocv：Uocv＝Umin+R*I。
7.根据权利要求4所述基于单体电池开路电压的电动车降功率控制系统，其特征在于：所述电池管理单元与整车控制器通过CAN总线通信连接。
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