CN109541481A - 一种新能源车用电池包的电压估算、管理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新能源车用电池包的电压估算、管理方法及系统，实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；判断单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若在则计算电池包的串数；根据电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值。本发明不需要提前设定电池的最高电压和最低电压，由程序自动计算，对不同的电池包只需一个计算程序即可，提升了程序维护的方便性，适用于不同种类的电池，保证了采样数据的准确性，提高了电池包电压上下限值计算的准确率。

Description

一种新能源车用电池包的电压估算、管理方法及系统
技术领域
本发明属于新能源车用电池包的技术领域，特别涉及一种新能源车用电池包的电压估算、管理方法及系统。
背景技术
21世纪，随着经济社会的飞速发展和科学技术的进步，全球汽车产业得到迅速发展，由此引发的能源短缺和环境污染问题已经成为当今社会的两大突出问题。为寻求人类社会与汽车产业的可持续发展，新能源汽车的开发利用越来越受到世界各国政府和汽车产业界的高度重视。新能源汽车是公认的可以同时解决能源和环境问题的绿色环保车，也被认为是电动汽车的最终选择，是今后汽车发展的主要方向之一。
新能源汽车分为插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车，它们共同的特点就是均使用电池包作为能量源，从整车的角度出发，在使用电池包时，不仅要注意电池包的允许充放电功率，还应该保持电池工作在电池最高电压和最低电压之间，因为，单节电池电压较低，如果把电池串联在一起使用，需保证电池的充放电严格控制在准确的范围以内，以避免损坏电池，有利于延长电池的使用寿命。为了保护电池，现有技术常采用的一种技术方案是，根据具体车型所使用的电池包技术参数，把电池包的电压上下限提前写到程序中，以便对电池的使用起到保护作用，这种方案存在的问题是：随着汽车企业生产的车型越来越多，每种车型所使用的电池包的类型也有所不同，这就要求整车控制器需要准备很多程序，给程序的维护、升版和管理带来极大不便。另一种现有技术方案是，由BMS(电池管理系统)根据所使用的电池包类型，提前标定电池管理系统程序中的电池电压上下限，并把电池上下限通过CAN总线传递给整车控制器；这种方案存在的问题是：此种方案同样需要BMS准备很多版本程序，不利于程序的统一管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源车用电池包的电压估算、管理方法及系统，用于解决现有技术中对电池包的电压上下限值的设定方法比较繁琐的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种新能源车用电池包的电压估算方法，包括如下步骤：
(1)实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；
(2)判断所述单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若所述单体平均电压在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，则计算电池包的串数；
(3)根据所述电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值。
进一步地，在步骤(2)之前，还需判断所述电池电流是否小于设定值，且所述电池电流持续设定的时间不变。
进一步地，电池包的最高电压值等于电池包串数乘以单体理论最高电压；电池包的最低电压值等于电池包串数乘以单体理论最低电压。
本发明还提供了一种新能源车用电池包的电压管理方法，包括如下步骤：
1)实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；
2)判断所述单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若所述单体平均电压在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，则计算电池包的串数；
3)根据所述电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值；
4)根据电池包的最高电压值和最低电压值，控制电池包工作电压维持在最高电压值和最低电压值之间的范围内。
进一步地，在步骤2)之前，还需判断所述电池电流是否小于设定值，且所述电池电流持续设定的时间不变。
进一步地，电池包的最高电压值等于电池包串数乘以单体理论最高电压；电池包的最低电压值等于电池包串数乘以单体理论最低电压。
本发明还提供了一种新能源车用电池包的电压管理系统，包括控制器及采集装置，所述控制器与所述采集装置连接；
所述采集装置用于实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；
所述控制器用于判断所述单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若所述单体平均电压在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，则计算电池包的串数；根据所述电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值；根据电池包的最高电压值和最低电压值，控制电池包工作电压维持在最高电压值和最低电压值之间的范围内。
进一步地，所述控制器在计算电池包串数之前，还需判断所述电池电流是否小于设定值，且所述电池电流持续设定的时间不变。
进一步地，电池包的最高电压值等于电池包串数乘以单体理论最高电压；电池包的最低电压值等于电池包串数乘以单体理论最低电压。
进一步地，所述控制器为整车控制器，所述采集装置为电池管理系统。
本发明的有益效果是：
本发明不需要提前设定电池的最高电压和最低电压，由程序自动计算，对不同的电池包只需一个计算程序即可，提升了程序维护的方便性，适用于不同种类的电池，针对不同种类的电池只需采用程序计算出电池电压上下限值即可；且在计算电池包的最高电压和最低电压之前，判断整车车速是否为0，在整车车速为0的情况下才进行计算，保证了各个采样数据的准确性，提高了电池包最高电压和最低电压计算的准确率。
进一步地，对电池电流是否小于设定值且电池电流维持设定的时间持续不变进行判断，防止了电流波动过大影响电池电流的计算。
进一步地，还对电池单体平均电压是否满足要求进行判断，使电池包的最高电压值和最低电压值的计算更加准确。
附图说明
图1为新能源车用电池包的电压平台估算方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
一种新能源车用电池包的电压估算方法，该方法适合于充电或放电状态，控制器接收BMS发出的电池包总电压、电池电流、单体实际最低电压、单体实际最高电压、单体平均电压等信号，接收整车的车速信号，采用算法计算电池包的电压上下限，并把电池电压上下限参数自动固化到整车控制器中。
本实施例的新能源车用电池包的电压估算方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
1、控制器实时采集BMS所发出的电池包总电压、电池电流、单体实际最低电压、单体实际最高电压、单体平均电压等信号，采集整车的车速信号。
2、判断电池电流是否小于设定值a，且电流持续t秒不变化，如果实际电流小于设定值a，进入电压平台估算程序，否则不进入；这一步骤的目的是防止电流波动过大影响电流的估算。
3、判断电池单体平均电压值是否处于单体实际最高电压和单体实际最低电压之间，如果满足条件进入电压平台估算程序，否则不进入；这一步骤的目的是判断单体平均电压值是否合理。
4、计算电池包的串数n，n＝电池包总电压/单体平均电压。
5、计算电池包的电压平台上限值Umax，电池包的允许最高电压值＝电池包串数n*单体理论最高电压；计算电池包的电压平台下限值Umin，电池包的允许最低电压值＝电池包串数n*单体理论最低电压。其中，单体理论最高电压和单体理论最低电压是电池理论上能达到的最高电压和最低电压，同一型号的电池单体理论最高最低电压是一定的，可以从厂家获得。
6、把电池包的电压平台上限值、电压平台下限值固化到控制器的程序中。
本发明还提供了一种新能源车用电池包的电压管理方法，包括如下步骤：
1)实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；
2)判断单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若单体平均电压在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，则计算电池包的串数；
3)根据电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值；
4)根据电池包的最高电压值和最低电压值，控制电池包工作电压维持在最高电压值和最低电压值之间的范围内。
本发明还提供了一种新能源车用电池包的电压管理系统，包括控制器及采集装置，控制器与采集装置连接；
采集装置用于实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；
控制器用于判断单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若单体平均电压在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，则计算电池包的串数；根据电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值；根据电池包的最高电压值和最低电压值，控制电池包工作电压维持在最高电压值和最低电压值之间的范围内。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新能源车用电池包的电压估算方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；
(2)判断所述单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若所述单体平均电压在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，则计算电池包的串数；
(3)根据所述电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值。
2.根据权利要求1所述的新能源车用电池包的电压估算方法，其特征在于，在步骤(2)之前，还需判断所述电池电流是否小于设定值，且所述电池电流持续设定的时间不变。
3.根据权利要求1所述的新能源车用电池包的电压估算方法，其特征在于，电池包的最高电压值等于电池包串数乘以单体理论最高电压；电池包的最低电压值等于电池包串数乘以单体理论最低电压。
4.一种新能源车用电池包的电压管理方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；
2)判断所述单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若所述单体平均电压在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，则计算电池包的串数；
3)根据所述电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值；
4)根据电池包的最高电压值和最低电压值，控制电池包工作电压维持在最高电压值和最低电压值之间的范围内。
5.根据权利要求4所述的新能源车用电池包的电压管理方法，其特征在于，在步骤2)之前，还需判断所述电池电流是否小于设定值，且所述电池电流持续设定的时间不变。
6.根据权利要求4所述的新能源车用电池包的电压管理方法，其特征在于，电池包的最高电压值等于电池包串数乘以单体理论最高电压；电池包的最低电压值等于电池包串数乘以单体理论最低电压。
7.一种新能源车用电池包的电压管理系统，其特征在于，包括控制器及采集装置，所述控制器与所述采集装置连接；
所述采集装置用于实时采集电池包总电压、单体实际最低电压、单体实际最高电压及单体平均电压；
所述控制器用于判断所述单体平均电压是否在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，若所述单体平均电压在单体实际最高电压与单体实际最低电压之间，则计算电池包的串数；根据所述电池包的串数和单体理论最高电压计算电池包允许的最高电压值；并利用电池包的串数和单体理论最低电压计算电池包允许的最低电压值；根据电池包的最高电压值和最低电压值，控制电池包工作电压维持在最高电压值和最低电压值之间的范围内。
8.根据权利要求7所述的新能源车用电池包的电压管理系统，其特征在于，所述控制器在计算电池包串数之前，还需判断所述电池电流是否小于设定值，且所述电池电流持续设定的时间不变。
9.根据权利要求7所述的新能源车用电池包的电压管理系统，其特征在于，电池包的最高电压值等于电池包串数乘以单体理论最高电压；电池包的最低电压值等于电池包串数乘以单体理论最低电压。
10.根据权利要求7所述的新能源车用电池包的电压管理系统，其特征在于，所述控制器为整车控制器，所述采集装置为电池管理系统。
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