CN109782175A

CN109782175A - 电动汽车电池容量校正测试方法及电子设备

Info

Publication number: CN109782175A
Application number: CN201910181955.4A
Authority: CN
Inventors: 杨奇
Original assignee: WM Smart Mobility Shanghai Co Ltd
Current assignee: WM Smart Mobility Shanghai Co Ltd
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2019-05-21
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: CN109782175B

Abstract

本发明公开一种电动汽车电池容量校正测试方法及电子设备，方法包括：对电池进行多次的电池容量校正测试，得到多个电池实际容量，在每次的电池容量校正测试中，对电池的荷电状态进行多次的开路电压校正，根据开路电压与荷电状态关系曲线进行校正得到的校正后荷电状态，并根据校正后的荷电状态计算电池实际容量；计算多个电池实际容量的差异作为校正误差；获取关于校正误差的电池容量校正系数；采用电池容量校正系数修正电池管理系统关于电池的管理系统电池容量。本发明在使用较少的BMS资源情况下，对电流传感器采样电流在线校正，从而提高安时积分精度。本发明在使用较少的BMS资源情况下，很大程度上提升了电动汽车电池实际容量的计算精度。

Description

电动汽车电池容量校正测试方法及电子设备

技术领域

本发明涉及电动汽车相关技术领域，特别是一种电动汽车电池容量校正测试方法及电子设备。

背景技术

电动汽车动力电池随老化而实际容量衰减。实际容量衰退量需要由电池管理系统BMS(Battery Management System)进行计算，从而获得动力电池实际容量。

当前计算电动汽车动力电池实际容量主要有两种方法：

1.基于动力电池“欧姆内阻-实际容量”关系查表

原理：首先，在一定的条件下，实验台架测试获得动力电池“欧姆内阻-实际容量”关系。其次，通过BMS在线计算动力电池欧姆内阻，从而查“欧姆内阻-实际容量”关系表，获得实际容量值。

缺点：如图1所示，“欧姆内阻-实际容量”关系受动力电池使用过程的影响：相同动力电池在不同使用情况下时老化路径差异明显，导致其“欧姆内阻-实际容量”关系并不唯一。因此，针对不同使用过程的动力电池，通过欧姆内阻查表获得实际容量误差较大，在动力电池生命末期尤其如此。

2.基于动力电池单体标准循环寿命

原理：首先，在标准条件下(工作温度＝25℃，充/放电流＝1C，充/放电压＝4.2V-2.75V)，实验台架测试获得动力电池单体“循环次数-实际容量”关系。其次，通过BMS计算动力电池累计循环次数，从而查“循环次数-实际容量”关系表，获得实际容量值。

缺点：如图2所示，动力电池“循环次数-实际容量”关系与其“工作温度，充/放电电流、充/放电电压”密切相关，即在不同使用情况下动力电池“循环次数-实际容量”关系并不确定。因此，针对不同使用过程的动力电池，通过循环次数查表获得实际容量误差较大，在动力电池生命末期尤其如此。

因此，现有技术计算电动汽车动力电池实际容量的方法，主要采用离线法计算，由于动力电池实际运行工况非常复杂，且实际容量衰退速率强烈依赖于运行工况，导致实际容量衰退规律与欧姆内阻或循环次数的关系并不固定。

发明内容

基于此，有必要针对现有计算电动汽车动力电池实际容量的方法，精度较低的技术问题，提供一种电动汽车电池容量校正测试方法及电子设备。

本发明提供一种电动汽车电池容量校正测试方法，包括：

对电池进行多次的电池容量校正测试，得到多个电池实际容量，在每次的电池容量校正测试中，对电池的荷电状态进行多次的开路电压校正，根据开路电压与荷电状态关系曲线进行校正得到的校正后荷电状态，并根据校正后的荷电状态计算电池实际容量；

计算多个所述电池实际容量的差异作为校正误差；

获取关于所述校正误差的电池容量校正系数，所述电池容量校正系数与所述校正误差的关系通过预先标定确定；

采用所述电池容量校正系数修正电池管理系统关于所述电池的管理系统电池容量。

本发明使用在线法对电池容量进行校正，在线法不考虑动力电池的使用过程，直接计算实际容量衰减结果，提高计算精度。因此，在使用较少的BMS资源情况下，很大程度上提升了电动汽车电池实际容量的计算精度。

进一步的，所述对电池进行多次的电池容量校正测试，具体包括：

对电池执行多次电池容量校正测试，得到多个电池实际容量，每次的电池容量校正测试，包括：

对电池充电前，获取电池的第一开路电压和第一荷电状态，根据开路电压与荷电状态关系曲线对所述第一荷电状态进行校正得到的校正后第一荷电状态SOC(前)；

对电池充电，记录充电结束时的充电容量为待校正充电容量CHA；

充电结束后，获取电池的第二开路电压和第二荷电状态，根据开路电压与荷电状态关系曲线对所述第二荷电状态进行校正得到的校正后第二荷电状态SOC(后)；

计算电池实际容量

由于动力电池OCV-SOC特性受使用情况影响可以忽略。因此，本实施例基于开路电压(Open circuit voltage，OCV)查表获得动力电池真实荷电状态(State of Charge，SOC)精度更高。

更进一步的，所述对电池充电，记录充电结束时的充电容量为待校正充电容量，具体包括：采用充电机对所述电池充电，记录充电结束时充电机计算的充电容量为待校正充电容量。

由于电流传感器安装误差以及车辆老化等原因，BMS计算充电容量精度较低。本实施例将充电机计算容量作为真实充电容量，提高容量计量精度。

进一步的，对电池进行两次的电池容量校正测试，分别得到第一电池实际容量和第二电池实际容量；

所述计算多个所述电池实际容量的差异作为校正误差，具体包括：

计算两个第一电池实际容量C1和第二电池实际容量C2的差异ERR为：

其中C(额)为电池的额定充电容量。

本实施例使用连续两次计算的实际容量差异作为可信度，获取可靠的电池容量校正系数。

更进一步的，所述采用所述电池容量校正系数修正电池管理系统关于所述电池的管理系统电池容量，具体包括：

采用所述电池容量校正系数W修正电池管理系统关于所述电池的管理系统电池容量C为：

C＝C(当前)*(1-W)+(C1+C2)*W/2，其中：

C为修正后的管理系统电池容量，C(当前)为修正前的管理系统电池容量。

本实施例结合电池容量校正系数和连续两次计算的实际容量来修正BMS的管理系统电池容量，从而提高修正精度。

再进一步的，所述对电池进行多次的电池容量校正测试，具体包括：

对电池进行电池容量校正测试后，在电池管理系统下电后重新上电后，且与本次电池容量校正测试日期间隔在预设时间之内，对电池进行下一次电池容量校正测试。

本实施例对连续两次校正测试之间的日期间隔进行限定，避免测试时间过长影响校正精度。同时，在电池管理系统下电后重新上电后才进行下一次充电校正检测，避免电池管理系统的积累误差。

本发明提供一种用于电动汽车电池容量校正测试的电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

计算多个所述电池实际容量的差异作为校正误差；

计算电池实际容量

其中C(额)为电池的额定充电容量。

C＝C(当前)*(1-W)+(C1+C2)*W/2中：

附图说明

图1为电池欧姆内阻-实际容量示意图；

图2为电池循环次数-实际容量示意图；

图3为本发明一种电动汽车电池容量校正测试方法的工作流程图；

图4为本发明最佳实施例一种电动汽车电池容量校正测试方法的工作流程图；

图5为本发明提供一种用于电动汽车电池容量校正测试的电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图3所示为本发明一种电动汽车电池容量校正测试方法的工作流程图，包括：

步骤S301，对电池进行多次的电池容量校正测试，得到多个电池实际容量，在每次的电池容量校正测试中，对电池的荷电状态进行多次的开路电压校正，根据开路电压与荷电状态关系曲线进行校正得到的校正后荷电状态，并根据校正后的荷电状态计算电池实际容量；

步骤S302，计算多个所述电池实际容量的差异作为校正误差；

步骤S303，获取关于所述校正误差的电池容量校正系数，所述电池容量校正系数与所述校正误差的关系通过预先标定确定；

步骤S304，采用所述电池容量校正系数修正电池管理系统关于所述电池的管理系统电池容量。

具体来说，步骤S301对电池的荷电状态采用开路电压进行校正，优选为对动力电池的荷电状态采用开路电压进行校正，并据此确定电池实际容量。由于动力电池OCV-SOC特性受使用情况影响可以忽略。因此，基于OCV查表获得的动力电池真实SOC精度更高。步骤S302中，则计算步骤S301所得到的多个电池实际容量的差异作为校正误差。步骤S303中，采用校正误差获取对应的电池容量校正系数。该电池容量校正系数可以预先通过实验标定，确定不同的校正误差所对应的电池容量校正系数。可以在实验台架设测试用动力电池，在实验中，多次执行电池容量校正测试，获取多次实验过程中的电池实际容量，并计算得到不同的校正误差下的电池容量校正系数。一旦车辆出售给用户后，重新进行实验台架测试可行性较低。但电动汽车充电工况容易获得，因此，通过步骤S303能够获得对应的电池容量校正系数，提高了校正方案可行性，达到自适应目的。最后，步骤S304采用电池容量校正系数修正电池管理系统关于所述电池的管理系统电池容量。

在其中一个实施例中，所述对电池进行多次的电池容量校正测试，具体包括：

计算电池实际容量

在其中一个实施例中，所述对电池充电，记录充电结束时的充电容量为待校正充电容量，具体包括：采用充电机对所述电池充电，记录充电结束时充电机计算的充电容量为待校正充电容量。

在其中一个实施例中，对电池进行两次的电池容量校正测试，分别得到第一电池实际容量和第二电池实际容量；

其中C(额)为电池的额定充电容量。

优选地，如果ERR＝0％，则实际容量计算值可信度最高，当ERR>＝2％时，可信度为0％。作为一个例子，ERR与电池容量校正系数W的关系为：

ERR	0.2％	0.5％	1％	1.5％	2％
						W	80％	60％	40％	20％	0％

在其中一个实施例中，所述采用所述电池容量校正系数修正电池管理系统关于所述电池的管理系统电池容量，具体包括：

C＝C(当前)*(1-W)+(C1+C2)*W/2，其中：

如图4所示为本发明最佳实施例一种电动汽车电池容量校正测试方法的工作流程图，包括：

步骤S401：BMS上电后，如果不满足“充电校正次数为1(Flag＝1)，同时与第一次校正日期间隔不大于30天”，则存储实际容量校正次数为0(Flag＝0)，进行第一电池实际容量计算；否则为1(Flag＝1)，进行第二电池实际容量计算。

步骤S402：当Flag＝0时，如果满足以OCV校正SOC的条件(1.静置时间>＝1h；2.SOC<＝30％),则根据OCV-SOC曲线将动力电池真实SOC校正为SOC_1(前)，并存储SOC_1(前)。否则流程结束，保持Flag＝0。

步骤S403：充电机对动力电池充电，将充电机计算的充电容量存储为CHA₁。

步骤S404：充电结束时，如果SOC>＝80％，则存储充电机计算的充电容量CHA₁。否则流程结束，保持Flag＝0。

步骤S405：如果BMS下电后重新上电，则流程继续。否则流程结束，保持Flag＝0。

步骤S406：如果满足以OCV校正SOC的条件(静置时间>＝1h),根据OCV-SOC曲线将动力电池真实SOC校正为SOC_1(后)。

步骤S407：第一电池实际容量计算为并存储C₁、实际容量计算次数(Flag＝1)、计算日期(单位为天数)。

步骤S408：BMS下电后重新上电，如果满足“充电校正次数为1(Flag＝1)，同时与第一次校正日期间隔不大于30天”，则进行第二电池实际容量计算。

步骤S409：如果满足以OCV校正SOC的条件(1.静置时间>＝1h；2.SOC<＝30％),根据OCV-SOC曲线将动力电池真实SOC校正为SOC_2(前)，并存储SOC_2(前)。否则流程结束，保持Flag＝1。

步骤S410：充电机对动力电池充电，将充电机计算的充电容量存储为CHA₂。

步骤S411：充电结束时，如果SOC>＝80％，则存储充电机计算的充电容量CHA₂。否则流程结束，保持Flag＝1。

步骤S412：如果BMS下电后重新上电，则流程继续。否则流程结束，保持Flag＝1。

步骤S413：如果满足以OCV校正SOC的条件(1.静置时间>＝1h),根据OCV-SOC曲线将动力电池真实SOC校正为SOC_2(后)。

步骤S414：第二电池实际容量计算为并存储C₂。

步骤S415：计算两次实际容量计算差异并根据ERR值，查表获得实际容量校正权重系数W。其中，C(额)为动力电池额定容量。

步骤S416：动力电池实际容量修正为C＝C(当前)*(1-W)+(C1+C2)/2*W。其中，C(当前)：修正前动力电池容量。

步骤S417：存储实际容量计算次数为0(Flag＝0)

步骤S418：动力电池实际容量计算成功，流程结束。

如图5所示为本发明提供一种用于电动汽车电池容量校正测试的电子设备的硬件结构示意图，包括：

至少一个处理器501；以及，

与所述至少一个处理器501通信连接的存储器502；其中，

所述存储器502存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

计算多个所述电池实际容量的差异作为校正误差；

电子设备优选为车载电子控制器单元(Electronic Control Unit，ECU)。

图5中以一个处理器502为例。

电子设备还可以包括：输入装置503和输出装置504。

处理器501、存储器502、输入装置503及显示装置504可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器502作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的电动汽车电池容量校正测试方法对应的程序指令/模块，例如，图3、图4所示的方法流程。处理器501通过运行存储在存储器502中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的电动汽车电池容量校正测试方法。

存储器502可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电动汽车电池容量校正测试方法的使用所创建的数据等。此外，存储器502可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器502可选包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行电动汽车电池容量校正测试方法的处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置503可接收输入的用户点击，以及产生与电动汽车电池容量校正测试方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置504可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器502中，当被所述一个或者多个处理器501运行时，执行上述任意方法实施例中的电动汽车电池容量校正测试方法。

计算电池实际容量

其中C(额)为电池的额定充电容量。

C＝C(当前)*(1-W)+(C1+C2)*W/2，其中：

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电动汽车电池容量校正测试方法，其特征在于，包括：

计算多个所述电池实际容量的差异作为校正误差；

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池容量校正测试方法，其特征在于，所述对电池进行多次的电池容量校正测试，具体包括：

计算电池实际容量

3.根据权利要求2所述的电动汽车电池容量校正测试方法，其特征在于，所述对电池充电，记录充电结束时的充电容量为待校正充电容量，具体包括：采用充电机对所述电池充电，记录充电结束时充电机计算的充电容量为待校正充电容量。

4.根据权利要求1所述的电动汽车电池容量校正测试方法，其特征在于，对电池进行两次的电池容量校正测试，分别得到第一电池实际容量和第二电池实际容量；

，

其中C(额)为电池的额定充电容量。

5.根据权利要求4所述的电动汽车电池容量校正测试方法，其特征在于，所述采用所述电池容量校正系数修正电池管理系统关于所述电池的管理系统电池容量，具体包括：

C＝C(当前)*(1-W)+(C1+C2)*W/2，其中：

6.根据权利要求1至5任一项所述的电动汽车电池容量校正测试方法，其特征在于，所述对电池进行多次的电池容量校正测试，具体包括：

7.一种用于电动汽车电池容量校正测试的电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

计算多个所述电池实际容量的差异作为校正误差；

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述对电池进行多次的电池容量校正测试，具体包括：

计算电池实际容量

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述对电池充电，记录充电结束时的充电容量为待校正充电容量，具体包括：采用充电机对所述电池充电，记录充电结束时充电机计算的充电容量为待校正充电容量。

10.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，对电池进行两次的电池容量校正测试，分别得到第一电池实际容量和第二电池实际容量；

其中C(额)为电池的额定充电容量。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述采用所述电池容量校正系数修正电池管理系统关于所述电池的管理系统电池容量，具体包括：

C＝C(当前)*(1-W)+(C1+C2)*W/2，其中：

12.根据权利要求7至11任一项所述的电子设备，其特征在于，所述对电池进行多次的电池容量校正测试，具体包括：