CN107478888B - 电池母线电压的校准方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电池母线电压的校准方法及系统，该方法包括以下步骤：获取电池的开路电压及母线电压；检测电池管理系统的工作模式；如果电池管理系统处于空闲模式，且电池管理系统处于空闲模式的时间大于预设时间，则计算预设时间内电池的开路电压与母线电压的差值的平均值；判断平均值的绝对值是否大于预设值；如果平均值的绝对值大于预设值，则根据平均值对母线电压进行校准。本发明的方法能够在电池管理系统连接高压之前，对母线电压的基准点进行自动校准，确保母线电流测量的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，特别涉及一种电池母线电压的校准方法及系统。
背景技术
动力电池是电动汽车的核心零部件，为了更好的发挥动力电池的潜力和有效地保证电池安全，需要对动力电池进行有效的管理，电池管理系统应运而生。电池管理系统之所以能够有效地对电池进行管理，是基于其所采集的大量数据来实现的，这些数据包括动力电池端电压、正负极前后端的电压、母线电流、电池温度等信息，这些数据的准确性直接决定了电池管理系统的可靠性。但是由于电池管理系统硬件的元器件受到温度、本身精度、装配条件等因素的影响及限制存在差异性，不同控制器所采集的同一参数值也会存在差异，这些差异会导致电池管理系统估算的SOC、SOH、SOE等参数存在问题，也将随之影响继电器的控制等。
在实际的研究测试中发现电池的母线电压采集存在问题，而且每个控制器的差异性不同，在目前相关的技术方案中，这个差异可以通过软件标定来实现，但是在车辆批量生产后如果对每个控制器都进行测量和标定是不现实的，工作量非常巨大，而且也容易产生差错。特别是随着硬件系统的老化，系统会出现偏移，当初的偏差标定值也会不准确。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种电池母线电压的校准方法，该方法能够在电池管理系统连接高压之前，对母线电压的基准点进行自动校准，确保母线电流测量的准确度。
本发明的另一个目的在于提出一种电池母线电压的校准系统。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种电池母线电压的校准方法，包括以下步骤：获取电池的开路电压及母线电压；检测电池管理系统的工作模式；如果所述电池管理系统处于空闲模式，且所述电池管理系统处于空闲模式的时间大于预设时间，则计算所述预设时间内所述电池的开路电压与母线电压的差值的平均值；判断所述平均值的绝对值是否大于预设值；以及如果所述平均值的绝对值大于所述预设值，则根据所述平均值对所述母线电压进行校准。
根据本发明实施例的电池母线电压的校准方法，在电池管理系统处于空闲模式且持续时间大于预设时间时，计算该段时间内电池的开路电压与母线电压的差值的平均值，并在该平均值大于预设值时，根据该平均值对母线电压进行校准。也即该方法能够实现在电池管理系统连接高压之前，对母线电压的基准点自动校准，并且不会因为硬件系统的老化等外界因素的改变而产生误差，确保母线电流测量的准确度。另外，该方法操作简单，易于实现，且成本低。
另外，根据本发明上述实施例的电池母线电压的校准方法还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，还包括：如果所述平均值的绝对值不大于所述预设值，则不对所述母线电压进行校准，并存储所述平均值。
在一些实例中，还包括：如果所述电池管理系统处于空闲模式的时间小于所述预设时间，则根据上一次校准时存储的所述平均值对所述母线电压进行校准。
在一些示例中，所述电池包括多个依次串联的单体电池。
在一些示例中，所述预设时间为5秒。
本发明第二方面的实施例公开了一种电池母线电压的校准系统，包括：获取模块，所述获取模块用于获取电池的开路电压及母线电压；检测模块，所述检测模块用于检测电池管理系统的工作模式；计算模块，所述计算模块用于在所述电池管理系统处于空闲模式，且所述电池管理系统处于空闲模式的时间大于预设时间时，计算所述预设时间内所述电池的开路电压与母线电压的差值的平均值；判断模块，所述判断模块用于判断所述平均值的绝对值是否大于预设值；以及校准模块，所述校准模块用于在所述平均值的绝对值大于所述预设值时，根据所述平均值对所述母线电压进行校准。
根据本发明实施例的电池母线电压的校准系统，在电池管理系统处于空闲模式且持续时间大于预设时间时，计算该段时间内电池的开路电压与母线电压的差值的平均值，并在该平均值大于预设值时，根据该平均值对母线电压进行校准。也即该系统能够实现在电池管理系统连接高压之前，对母线电压的基准点自动校准，并且不会因为硬件系统的老化等外界因素的改变而产生误差，确保母线电流测量的准确度。另外，该系统结构简单，易于实现，且成本低。
另外，根据本发明上述实施例的电池母线电压的校准系统还可以具有如下附加的技术特征：
在一些示例中，所述校准模块还用于在所述平均值的绝对值不大于所述预设值时，不对所述母线电压进行校准，并存储所述平均值。
在一些实例中，所述校准模块还用于在所述电池管理系统处于空闲模式的时间小于所述预设时间时，根据上一次校准时存储的所述平均值对所述母线电压进行校准。
在一些示例中，所述电池包括多个依次串联的单体电池。
在一些示例中，所述预设时间为5秒。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的电池母线电压的校准方法的流程图；
图2是根据本发明一个实施例的电池母线电压的校准方法的整体流程图；
图3是根据本发明一个实施例的电池母线电压校准方法的实现电路原理图；
图4是根据本发明一个实施例的电池管理系统的工作模式示意图；
图5是目前相关技术中采集的母线电压和电池的测试数据示意图；
图6是根据本发明一个实施例的电池母线电压的校准方法采集的母线电压和电池的测试数据示意图；以及
图7是根据本发明实施例的电池母线电压的校准系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电池母线电压的校准方法及系统。
图1是根据本发明一个实施例的电池母线电压的校准方法的流程图。图2是根据本发明一个实施例的电池母线电压的校准方法的整体流程图。如图1所示，并结合图2，该方法包括以下步骤：
步骤S1：获取电池的开路电压及母线电压。
在本发明的一个实施例中，电池包括多个依次串联的单体电池。如图3所示，多个依次串联的单体电池例如为图2中所示的依次串联的电池模组1至电池模组n。从板1至从板n分别一一对应地与电池模组1至电池模组n相连，以分别检测每个单体电池的单体电压和单体温度，并将采集到的信息通过内部CAN总线发给电池管理系统进行处理。电池的母线电压由电池管理系统采集。需要说明的是，从板所采集的单体电压的精度非常高，可以达到1mv,而电池管理系统采集的母线电压Vdc_link精度较低，这是由从板和主板采集电压的原理所决定的。
步骤S2：检测电池管理系统的工作模式。
结合图4所示，展示了电池管理系统的各个工作模式。其中，在每个驾驶循环开始时，需要先进行控制器的自检，自检完成后进入空闲模式，然后等待相应指令后决定进入驱动模式、快充模式还是慢充模式。在本发明的实施例中，对于电压母线的校准则在电池管理系统处于空闲模式时进行。
步骤S3：如果电池管理系统处于空闲模式，且电池管理系统处于空闲模式的时间大于预设时间，则计算预设时间内电池的开路电压与母线电压的差值的平均值。在本发明的一个实施例中，预设时间例如为5秒。
具体地，从理论上说，在继电器没有闭合的情况下，即母线电流为0的情况下，母线电压Vdc_link＝电池的开路电压Vmodule_Sum，其中电池的开路电压Vmodule_Sum＝Vmodule_1+Vmodule_2+…Vmodule_n，即电池的开路电压等于n个串联的单体电池的单体电压之和，而在继电器闭合其存在电流的情况下，上述公式(Vdc_link＝Vmodule_Sum)将不成立，因为在存在电流的情况下，母线将进行分压，也就是说，在继电器闭合时，母线电压会与电池的开路电压存在偏差。
步骤S4：判断平均值的绝对值是否大于预设值。
步骤S5：如果平均值的绝对值大于预设值，则根据平均值对母线电压进行校准。具体地，例如将平均值与母线电压相加后得到校准后的母线电压。
进一步地，在步骤S4中，如果平均值的绝对值不大于预设值，说明偏差很小，可以忽略不计，则不对母线电压进行校准，并存储所述平均值。
进一步地，如果电池管理系统处于空闲模式的时间小于预设时间，则根据上一次校准时存储的平均值对所述母线电压进行校准。
在具体示例中，结合图2所示，预设值例如为0.5V，预设时间例如为5秒。则在电池管理系统处于空闲模式时，判定|Vdelta|＝|Vdc_link-Vmodule_Sum|在5秒内的平均值是否大于0.5V。如果平均值大于0.5V，则将Vdc_link＝Vdc_link+Vdelta_average，即将平均值和母线电压之和作为校准后的母线电压；如果平均值不大于0.5V，则将Vdc_link＝Vdc_link，也即不对母线电压进行校准，并将该平均值Vdelta_average存储到EEPROM中。进一步地，如果电池管理系统在空闲模式中停留的时间小于5秒(预设时间)，则Vdc_link＝Vdc_link+Vdelta_average，即根据上一次校准时存储的平均值对母线电压进行校准。
作为具体的示例，图5展示了目前相关技术中采集的母线电压和电池的测试数据。在本示例中，采集的一个电池模组的数据，图5中线条1为母线电流，线条2为电池模组电压(即电池的开路电压)，线条3为母线电压，从数据可以看出，在电流为0的情况下，电池模组电压和母线电压存在很大的差距。图6展示了使用本发明实施例的电池母线电压的校准方法对同一个电池模组的母线电压进行校准后所采集的母线电压和电池的测试数据，从图6中可以看出，在驾驶循环初期电流为零时，对母线电压进行了自动校准，在电流为零的情况下，电池模组电压和母线电压重合，达到了预期的效果。
综上，根据本发明实施例的电池母线电压的校准方法，在电池管理系统处于空闲模式且持续时间大于预设时间时，计算该段时间内电池的开路电压与母线电压的差值的平均值，并在该平均值大于预设值时，根据该平均值对母线电压进行校准。也即该方法能够实现在电池管理系统连接高压之前，对母线电压的基准点自动校准，并且不会因为硬件系统的老化等外界因素的改变而产生误差，确保母线电流测量的准确度。另外，该方法操作简单，易于实现，且成本低。
本发明的进一步实施例还提供了一种电池母线电压的校准系统。
图7是根据本发明一个实施例的电池母线电压的校准系统的结构框图。如图7所示，根据本发明一个实施例的电池母线电压的校准系统100，包括：获取模块110、检测模块120、计算模块130、判断模块140和校准模块150。
其中，获取模块110用于获取电池的开路电压及母线电压。在本发明的一个实施例中，电池包括多个依次串联的单体电池。
检测模块120用于检测电池管理系统的工作模式。
计算模块130用于在电池管理系统处于空闲模式，且电池管理系统处于空闲模式的时间大于预设时间时，计算预设时间内电池的开路电压与母线电压的差值的平均值。在本发明的一个实施例中，预设时间例如为5秒。
判断模块140用于判断平均值的绝对值是否大于预设值。
校准模块150用于在平均值的绝对值大于预设值时，根据平均值对母线电压进行校准。
进一步地，在本发明的一个实施例中，校准模块150还用于在平均值的绝对值不大于预设值时，不对母线电压进行校准，并存储平均值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，校准模块150在电池管理系统处于空闲模式的时间小于预设时间时，根据上一次校准时存储的平均值对母线电压进行校准。
需要说明的是，本发明实施例的电池母线电压的校准系统的具体实现方式与本发明实施例的电池母线电压的校准方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。
根据本发明实施例的电池母线电压的校准系统，在电池管理系统处于空闲模式且持续时间大于预设时间时，计算该段时间内电池的开路电压与母线电压的差值的平均值，并在该平均值大于预设值时，根据该平均值对母线电压进行校准。也即该系统能够实现在电池管理系统连接高压之前，对母线电压的基准点自动校准，并且不会因为硬件系统的老化等外界因素的改变而产生误差，确保母线电流测量的准确度。另外，该系统结构简单，易于实现，且成本低。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
Claims (10)
1.一种电池母线电压的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取电池的开路电压及母线电压；
检测电池管理系统的工作模式；
如果所述电池管理系统处于空闲模式，且所述电池管理系统处于空闲模式的时间大于预设时间，则计算所述预设时间内所述电池的开路电压与母线电压的差值的平均值；
判断所述平均值的绝对值是否大于预设值；以及
如果所述平均值的绝对值大于所述预设值，则根据所述平均值对所述母线电压进行校准。
2.根据权利要求1所述的电池母线电压的校准方法，其特征在于，还包括：
如果所述平均值的绝对值不大于所述预设值，则不对所述母线电压进行校准，并存储所述平均值。
3.根据权利要求2所述的电池母线电压的校准方法，其特征在于，还包括：
如果所述电池管理系统处于空闲模式的时间小于所述预设时间，则根据上一次校准时存储的所述平均值对所述母线电压进行校准。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池母线电压的校准方法，其特征在于，所述电池包括多个依次串联的单体电池。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电池母线电压的校准方法，其特征在于，所述预设时间为5秒。
6.一种电池母线电压的校准系统，其特征在于，包括：
获取模块，所述获取模块用于获取电池的开路电压及母线电压；
检测模块，所述检测模块用于检测电池管理系统的工作模式；
计算模块，所述计算模块用于在所述电池管理系统处于空闲模式，且所述电池管理系统处于空闲模式的时间大于预设时间时，计算所述预设时间内所述电池的开路电压与母线电压的差值的平均值；
判断模块，所述判断模块用于判断所述平均值的绝对值是否大于预设值；以及
校准模块，所述校准模块用于在所述平均值的绝对值大于所述预设值时，根据所述平均值对所述母线电压进行校准。
7.根据权利要求6所述的电池母线电压的校准系统，其特征在于，所述校准模块还用于在所述平均值的绝对值不大于所述预设值时，不对所述母线电压进行校准，并存储所述平均值。
8.根据权利要求7所述的电池母线电压的校准系统，其特征在于，所述校准模块还用于在所述电池管理系统处于空闲模式的时间小于所述预设时间时，根据上一次校准时存储的所述平均值对所述母线电压进行校准。
9.根据权利要求6-8任一项所述的电池母线电压的校准系统，其特征在于，所述电池包括多个依次串联的单体电池。
10.根据权利要求6-8任一项所述的电池母线电压的校准系统，其特征在于，所述预设时间为5秒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Calibration method and system of battery bus voltage Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20190920 Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Pledgor: Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990001167 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231201 Granted publication date: 20190920 Pledgee: BEIJING AUTOMOTIVE GROUP Co.,Ltd. Pledgor: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd.|Borgward Automotive (China) Co., Ltd. Registration number: Y2021990001167 |