CN107117050B - 电动车剩余电量的监控系统 - Google Patents

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Abstract

为了克服电动车辆在更换电池后由于电池安装不规范和缺乏对电池管理系统参数调教，以及更换电池后新电池自身与供电情况的磨合这三方面造成的电量检测不准，进而影响车辆安全运行的问题，本发明提供了一种电动车剩余电量的监控系统，从而能够使电动车的电池管理系统主动地、智能地学习新电池的特征参数，获得调节系数，防止由于车辆自身的电池管理系统或者电池管理芯片的阈值设置不准确影响电动车辆启动、音响和空调等系统或单元的正常运行，乃至影响车辆的正常行驶。

Description

电动车剩余电量的监控系统
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种电动车剩余电量的监控系统。
背景技术
电池是电动汽车的核心部件之一，其剩余电量的检测不仅涉及到电池的正常工作状态，而且涉及到汽车的安全运行。现有的电池剩余电量检测技术包括利用专用电池管理IC的方法和只根据电池电压进行检测的方法。利用电池管理芯片的方法是根据电池内部化学特性的变化，如体积、电流和电压等诸多条件来检测电池剩余电量，但其成本较高，且我国厂商由于无法掌握其核心算法，在后期维护和故障调试过程中遇到底层问题时，往往出现难以解决的情况。针对上述后一种剩余电量检测的方法，常见的是检测电池两端的输出电压：当输出电压达到某一阈值即断定当前剩余电量处于某一水平。这种方法在我国的电动汽车电池及运行安全监控领域应用较为广泛。
随着电动车的普及和推广，初期售卖的电动汽车中的电池的使用寿命逐渐接近额定值，面临着更换新电池的问题。然而，电池技术尽管发展缓慢，但近几年时间在电池材料和充放电控制方面也有了长足的进步。更换电池后，由于电池特性的变化，原有的电池剩余电量检测方法往往不适应新电池，无法及时、准确地反映电池的实际使用情况，进而无法保证电动汽车的电气系统运行是否正常和安全。
尽管许多电动汽车厂商试图通过更新相对应的配套电池管理软件来检测新电池的状态，但由于许多电池更换期间，4S店、汽车维修站点等的操作人员技术水准参差不齐，更换后对电池管理系统的调教工作无法做到汽车出厂阶段的严格和准确程度，尤其是更换电池过程中对电池与车辆电路之间的电气接口的焊接工艺、触点导电性变化情况等直接影响电池两端的电气触点质量和导电性能，进而造成随着车辆后续使用时间的增长，电池剩余电量无法被准确地反映到驾驶员，车辆电气状态的监测也相应地受到影响。
发明内容
为了克服电动车辆在更换电池后由于电池安装不规范和缺乏对电池管理系统参数调教，以及更换电池后新电池自身与供电情况的磨合这三方面造成的电量检测不准，进而影响车辆安全运行的问题，本发明提供了一种电动车剩余电量的监控系统。具体方案为：
一种电动车剩余电量的监控系统，包括用于给电动车电池充电的充电单元和用于对电动车的电池进行管理的车辆电池管理单元，所述系统还包括：
第一次充电及检测单元，用于基于所述充电单元对更换后的新电池进行第一完全充电，在该充电过程中检测电池第一组电气参数{E1}和第一组温度信息{T1}，在充电结束后确定车辆电池管理单元检测的第一电池表征参数V1 表；
第一电池实测参数确定单元，用于根据第一组电气参数{E1}和第一组温度信息{T1}，确定第一电池实测参数利用该第一电池实测参数V1 实修正所述第一电池表征参数V1 表，以修正后的电池参数V修正作为车辆电池管理单元检测的电池参数的初始值；
第一电池参数检测单元，用于在车辆第一行驶过程中，检测在此行驶过程中电池的第二组电气参数{E2}和第二组温度信息{T2}；
第二电池实测参数检测单元，用于根据车辆的第二组电气参数{E2}和第二组温度信息{T2}，确定第二电池实测参数
第二电池表征参数确定单元，用于确定车辆电池管理单元检测的第二电池表征参数V2 表；
第一电池调教参数系数确定单元，用于根据所述第二电池表征参数V2 表与所述第二电池实测参数V2 实，确定第一电池调教参数系数
第三电池表征参数确定单元，用于根据第一电池调教参数系数α和第二电池表征参数V2 表，确定车辆电池管理单元检测的第三电池表征参数
其中N为自然数且大于5；
第二电池参数检测单元，用于对电池进行第二恒功率非恒流完全充电，在该充电过程中检测电池第三组电气参数{E3}和第三组温度信息{T3}；
剩余电量阈值设置单元，用于根据车辆电池管理单元检测的电池参数的初始值V修正、第三电池表征参数V3 表、所述第三组电气参数{E3}和第三组温度信息{T3}，确定第二电池调教参数系数并根据该第二电池调教参数系数β设置电动车电池剩余电量的安全预警阈值。
进一步地，所述第一组电气参数、第二组电气参数和第三组电气参数为电池的端电压。
进一步地，所述第一电池实测参数和所述第二电池实测参数均包括电池端电压。
进一步地，所述车辆电气系统安全预警阈值包括电池剩余电量预警阈值以及启动电力预警阈值。
进一步地，所述第一完全充电依次包括两个阶段：恒流充电阶段和恒压充电阶段。
进一步地，所述第二非恒流完全充电期间，电压和电流都按照预定的特征随时间变化。
进一步地，所述预定的特征包括正弦信号特征。
进一步地，所述预定的特征包括锯齿波信号特征。
进一步地，所述预定的特征包括正弦信号特征和锯齿波信号特征的组合。
本发明的有益效果为：能够使电动车的电池管理系统主动地、智能地学习新电池的特征参数，获得调节系数，从而仅通过将该系数与电池管理系统自然地获得的剩余电量值相乘的方式即可准确地获得新电池在充电和使用过程中任何工况下的剩余电量，从而指导电动车辆电气系统为车辆启动电压、音响正常工作电压、空调正常工作电压等电气参数进行安全的阈值设置，即防止由于车辆自身的电池管理系统或者电池管理芯片的阈值设置不准确影响上述车辆系统或单元的正常运行，乃至影响车辆的正常行驶。
附图说明
图1示出了根据本发明的监控系统的组成框图。
具体实施方式
如图1所示，根据本发明的优选实施例，本发明提供了一种电动车剩余电量的监控系统，包括用于给电动车电池充电的充电单元和用于对电动车的电池进行管理的车辆电池管理单元，所述系统还包括：
第一次充电及检测单元，用于基于所述充电单元对更换后的新电池进行第一完全充电，在该充电过程中检测电池第一组电气参数{E1}和第一组温度信息{T1}，在充电结束后确定车辆电池管理单元检测的第一电池表征参数V1 表；
第一电池实测参数确定单元，用于根据第一组电气参数{E1}和第一组温度信息{T1}，确定第一电池实测参数利用该第一电池实测参数V1 实修正所述第一电池表征参数V1 表，以修正后的电池参数V修正作为车辆电池管理单元检测的电池参数的初始值；
第一电池参数检测单元，用于在车辆第一行驶过程中，检测在此行驶过程中电池的第二组电气参数{E2}和第二组温度信息{T2}；
第二电池实测参数检测单元，用于根据车辆的第二组电气参数{E2}和第二组温度信息{T2}，确定第二电池实测参数
第二电池表征参数确定单元，用于确定车辆电池管理单元检测的第二电池表征参数V2 表；
第一电池调教参数系数确定单元，用于根据所述第二电池表征参数V2 表与所述第二电池实测参数V2 实，确定第一电池调教参数系数
第三电池表征参数确定单元，用于根据第一电池调教参数系数α和第二电池表征参数V2 表，确定车辆电池管理单元检测的第三电池表征参数
其中N为自然数且大于5；
第二电池参数检测单元，用于对电池进行第二恒功率非恒流完全充电，在该充电过程中检测电池第三组电气参数{E3}和第三组温度信息{T3}；
剩余电量阈值设置单元，用于根据车辆电池管理单元检测的电池参数的初始值V修正、第三电池表征参数V3 表、所述第三组电气参数{E3}和第三组温度信息{T3}，确定第二电池调教参数系数并根据该第二电池调教参数系数β设置电动车电池剩余电量的安全预警阈值。
优选地，所述第一组电气参数、第二组电气参数和第三组电气参数为电池的端电压。
优选地，所述第一电池实测参数和所述第二电池实测参数均包括电池端电压。
优选地，所述车辆电气系统安全预警阈值包括电池剩余电量预警阈值以及启动电力预警阈值。
优选地，所述第一完全充电依次包括两个阶段：恒流充电阶段和恒压充电阶段。
优选地，所述第二非恒流完全充电期间，电压和电流都按照预定的特征随时间变化。
优选地，所述预定的特征包括正弦信号特征。
优选地，所述预定的特征包括锯齿波信号特征。
优选地，所述预定的特征包括正弦信号特征和锯齿波信号特征的组合。
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述是为阐明的目的，而无意限定本发明精确地为所揭露的形式，基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的，实施例是为解说本发明的原理以及让所属领域的技术人员以各种实施例利用本发明在实际应用上而选择及叙述，本发明的技术思想企图由权利要求及其均等来决定。

Claims (9)

1.一种电动车剩余电量的监控系统，包括用于给电动车电池充电的充电单元和用于对电动车的电池进行管理的车辆电池管理单元，所述系统还包括：
第一次充电及检测单元，用于基于所述充电单元对更换后的新电池进行第一完全充电，在该充电过程中检测电池第一组电气参数{E1}和第一组温度信息{T1}，在充电结束后确定车辆电池管理单元检测的第一电池表征参数V1 表；
第一电池实测参数确定单元，用于根据第一组电气参数{E1}和第一组温度信息{T1}，确定第一电池实测参数利用该第一电池实测参数V1 实修正所述第一电池表征参数V1 表，以修正后的电池参数V修正作为车辆电池管理单元检测的电池参数的初始值；
第一电池参数检测单元，用于在车辆第一行驶过程中，检测在此行驶过程中电池的第二组电气参数{E2}和第二组温度信息{T2}；
第二电池实测参数检测单元，用于根据车辆的第二组电气参数{E2}和第二组温度信息{T2}，确定第二电池实测参数
第二电池表征参数确定单元，用于确定车辆电池管理单元检测的第二电池表征参数V2 表；
第一电池调教参数系数确定单元，用于根据所述第二电池表征参数V2 表与所述第二电池实测参数V2 实，确定第一电池调教参数系数
第三电池表征参数确定单元，用于根据第一电池调教参数系数α和第二电池表征参数V2 表，确定车辆电池管理单元检测的第三电池表征参数
其中N为自然数且大于5；
第二电池参数检测单元，用于对电池进行恒功率非恒流完全充电，在该充电过程中检测电池第三组电气参数{E3}和第三组温度信息{T3}；
剩余电量阈值设置单元，用于根据车辆电池管理单元检测的电池参数的初始值V修正、第三电池表征参数V3 表、所述第三组电气参数{E3}和第三组温度信息{T3}，确定第二电池调教参数系数并根据该第二电池调教参数系数β设置电动车电池剩余电量的安全预警阈值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一组电气参数、第二组电气参数和第三组电气参数为电池的端电压。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一电池实测参数和所述第二电池实测参数均包括电池端电压。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆电气系统安全预警阈值包括电池剩余电量预警阈值以及启动电力预警阈值。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一完全充电依次包括两个阶段：恒流充电阶段和恒压充电阶段。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述恒功率非恒流完全充电期间，电压和电流都按照预定的特征随时间变化。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预定的特征包括正弦信号特征。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预定的特征包括锯齿波信号特征。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预定的特征包括正弦信号特征和锯齿波信号特征的组合。
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Pledgor: Xuzhou MEIBANG Electric Vehicle Technology Co.,Ltd.

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