CN109946616A - 一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法，该估算方法包括以下具体步骤：搜集车辆最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin在充电过程的时间与电流数据；对数据进行平滑处理，并做容量微分处理，同时，对dQ/dV与V进行作图处理；对dQ/dV～V图中所出现的峰值进行P1～P3的归类；对同类峰进行峰位差的计算，并求出dQ/dVmax与dQ/dVmin的峰位差ΔV；利用得到的峰位差ΔV值进行不均衡程度ΔSOC的计算。本发明可以识别采用磷酸铁锂电池系统车辆的不均衡现象，判断出不均衡程度大的电池系统，及时对车辆进行均衡处理，提高车辆电池系统能量使用效率，增加车辆行驶里程,并减少SOC跳变情况的出现，减少SOC处于正常应用区间却出现欠压报警的现象。
Description
技术领域
本发明涉及的是新能源汽车动力电池技术的应用领域，更具体地说是一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法。
背景技术
新能源汽车的动力电池系统由若干个电芯通过串并联组成，该系统的性能受电芯一致性影响，新能源汽车动力电池系统经历长时间使用后，电池单体之间因温度、自放电率、容量衰减速率、库仑效率等不同会导致电池单体之间的SOC出现不一致现象，即容量不均衡。该种不均衡现象会使电池系统可用容量减少，利用效率降低，使车辆行驶里程减少。
目前的电池管理系统（BMS）中，通常采用各单体中的最高/最低单体之间压差来判断容量不均衡，然而对于磷酸铁锂体系而言，因其电压平台较平，动态压差主要由单体之间极化差异引起，静态压差主要由电池制造不一致差异导致，皆无法准确反馈容量差异；且经常在电池系统已经出现容量不均衡后压差并未达到报警值，因此将压差用于磷酸铁锂体系作为判断容量不均衡的方法存在缺陷。
本方案旨在解决上述技术问题，利用充电数据采用容量微分处理方法来衡量电池系统的不均衡程度，以判断电池组容量的不均衡情况。
发明内容
本发明公开的是一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
本发明采用的技术方案如下：
一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法，所述估算方法包括以下具体步骤：
（1）、搜集车辆最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin在充电过程的时间与电流数据，并利用这些数据转换为容量Q数据；
（2）、将步骤（1）搜集到的Vmax、Vmin间对应的容量Q数据进行平滑处理，并做容量微分处理，同时，对dQ/dV与V进行作图处理；
（3）、完整的磷铁锂电池的充电容量微分曲线包含有3个峰值，依据电压从高到低依次命名为P1、P2和P3，对步骤（2）所得到的dQ/dV～V图中所出现的峰值进行P1～P3的归类；
（4）、根据步骤（3）的峰值归类，对同类峰进行峰位差的计算，并求出dQ/dVmax与dQ/dVmin的峰位差ΔV；
（5）、利用步骤（4）得到的峰位差ΔV值进行不均衡程度ΔSOC的计算：
ΔSOC＝ΔQ/Q 系统 （a）
ΔQ ＝YC-YB （b）
XB＝XA+ΔV （c）
其中，YB、YC分别代表B、C点的容量值，
XA、XB分别代表A、B点的电压值，
Q系统则代表电池系统的额定容量，
A点为Vmin～Q曲线上最后一个点，
C点为Vmax～Q 曲线上最后一个点，
B点为Vmax～Q （平滑处理）曲线上XB=XA+ΔV处的点；
（6）根据步骤（5）计算得到不均衡程度ΔSOC值，完成估算处理。
更进一步，所述步骤（4）中，所计算的峰位差ΔV为P1峰值的峰位差，即ΔV＝Vmax(P1)-Vmin (P1)，其中，Vmax(P1)指的是：Vmax对应曲线P1峰所在位置的电压值，Vmin(P1)指的是：Vmin对应曲线P1峰所在位置的电压值。
更进一步，所述步骤（4）中，所计算的峰位差ΔV为P2峰值的峰位差，即ΔV＝Vmax(P2)-Vmin (P2)，其中，Vmax(P2)指的是：Vmax对应曲线P2峰所在位置的电压值，Vmin(P2)指的是：Vmin对应曲线P2峰所在位置的电压值。
更进一步，所述步骤（1）中Vmax与Vmin为整个电池系统的最高与最低单体电压，或者为整个电池系统中电池荷电状态最高与最低单体电压中的任意一种。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的目的在于针对磷酸铁锂电池的特性，研究一种容量不均衡程度的预测方法，用于衡量电池系统因电芯之间SOC差异所造成的容量损失程度，此方法算法简便、估算精度度，利用此方法识别采用磷酸铁锂电池系统车辆的不均衡现象， 判断出不均衡程度大的电池系统，及时对车辆进行均衡处理，可提高车辆电池系统能量使用效率，增加车辆行驶里程,并减少SOC跳变情况的出现，减少SOC处于正常应用区间却出现欠压报警的现象。
附图说明
图1是本发明容量数据与电压数据dQ/dV～V的平滑与微分处理的示意图。
图2是本发明利用峰位差ΔV进行不均衡程度（ΔSOC）计算处理的示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。
一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法，所述估算方法包括以下具体步骤：
（1）、搜集车辆最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin在充电过程的时间与电流数据，并利用这些数据转换为容量Q数据；
（2）、将步骤（1）搜集到的Vmax、Vmin间对应的容量Q数据进行平滑处理，并做容量微分处理，同时，对dQ/dV与V进行作图处理，如图1所示；
（3）、完整的磷铁锂电池的充电容量微分曲线包含有3个峰值，依据电压从高到低依次命名为P1、P2和P3，对步骤（2）所得到的dQ/dV～V图中所出现的峰值进行P1～P3的归类；
（4）、根据步骤（3）的峰值归类，对同类峰进行峰位差的计算，并求出dQ/dVmax与dQ/dVmin的峰位差ΔV；
（5）、如图2所示，利用步骤（4）得到的峰位差ΔV值进行不均衡程度ΔSOC的计算：
ΔSOC＝ΔQ/Q 系统 （a）
ΔQ ＝YC-YB （b）
XB＝XA+ΔV （c）
其中，YB、YC分别代表B、C点的容量值，
XA、XB分别代表A、B点的电压值，
Q系统则代表电池系统的额定容量，
A点为Vmin～Q曲线上最后一个点，
C点为Vmax～Q 曲线上最后一个点，
B点为Vmax～Q （平滑处理）曲线上XB=XA+ΔV处的点；
（7）根据步骤（5）计算得到不均衡程度ΔSOC值，完成估算处理。
更进一步，所述步骤（4）中，所计算的峰位差ΔV为P1峰值的峰位差，即ΔV＝Vmax(P1)-Vmin (P1)，其中，Vmax(P1)指的是：Vmax对应曲线P1峰所在位置的电压值，Vmin(P1)指的是：Vmin对应曲线P1峰所在位置的电压值。
更进一步，所述步骤（4）中，所计算的峰位差ΔV为P2峰值的峰位差，即ΔV＝Vmax(P2)-Vmin (P2)，其中，Vmax(P2)指的是：Vmax对应曲线P2峰所在位置的电压值，Vmin(P2)指的是：Vmin对应曲线P2峰所在位置的电压值。
更进一步，所述步骤（1）中Vmax与Vmin为整个电池系统的最高与最低单体电压，或者为整个电池系统中电池荷电状态最高与最低单体电压中的任意一种。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的目的在于针对磷酸铁锂电池的特性，研究一种容量不均衡程度的预测方法，用于衡量电池系统因电芯之间SOC差异所造成的容量损失程度，此方法算法简便、估算精度高，利用此方法识别采用磷酸铁锂电池系统车辆的不均衡现象， 判断出不均衡程度大的电池系统，及时对车辆进行均衡处理，可提高车辆电池系统能量使用效率，增加车辆行驶里程,并减少SOC跳变情况的出现，减少SOC处于正常应用区间却出现欠压报警的现象。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (4)
1.一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法，其特征在于：所述估算方法包括以下具体步骤：
（1）、搜集车辆最高单体电压Vmax、最低单体电压Vmin在充电过程的时间与电流数据，并利用这些数据转换为容量Q数据；
（2）、将步骤（1）搜集到的Vmax、Vmin间对应的容量Q数据进行平滑处理，并做容量微分处理，同时，对dQ/dV与V进行作图处理；
（3）、完整的磷铁锂电池的充电容量微分曲线包含有3个峰值，依据电压从高到低依次命名为P1、P2和P3，对步骤（2）所得到的dQ/dV～V图中所出现的峰值进行P1～P3的归类；
（4）、根据步骤（3）的峰值归类，对同类峰进行峰位差的计算，并求出dQ/dVmax与dQ/dVmin的峰位差ΔV；
（5）、利用步骤（4）得到的峰位差ΔV值进行不均衡程度ΔSOC的计算：
ΔSOC＝ΔQ/Q 系统 （a）
ΔQ ＝YC-YB （b）
XB＝XA+ΔV （c）
其中，YB、YC分别代表B、C点的容量值，
XA、XB分别代表A、B点的电压值，
Q系统则代表电池系统的额定容量，
A点为Vmin～Q曲线上最后一个点，
C点为Vmax～Q 曲线上最后一个点，
B点为Vmax～Q （平滑处理）曲线上XB=XA+ΔV处的点；
（6）根据步骤（5）计算得到不均衡程度ΔSOC值，完成估算处理。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法，其特征在于：所述步骤（4）中，所计算的峰位差ΔV为P1峰值的峰位差，即ΔV＝Vmax(P1)-Vmin(P1)，其中，Vmax(P1)指的是：Vmax对应曲线P1峰所在位置的电压值，Vmin(P1)指的是：Vmin对应曲线P1峰所在位置的电压值。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法，其特征在于：所述步骤（4）中，所计算的峰位差ΔV为P2峰值的峰位差，即ΔV＝Vmax(P2)-Vmin(P2)，其中，Vmax(P2)指的是：Vmax对应曲线P2峰所在位置的电压值，Vmin(P2)指的是：Vmin对应曲线P2峰所在位置的电压值。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池系统容量不均衡程度的估算方法，其特征在于：所述步骤（1）中Vmax与Vmin为整个电池系统的最高与最低单体电压，或者为整个电池系统中电池荷电状态最高与最低单体电压中的任意一种。
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|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111239607A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-06-05 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 磷酸铁锂电池系统容量不均衡度的大数据提取计算方法 |
| CN111308382A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-06-19 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种量化评估电池系统容量不均衡程度的方法 |
| CN111537906A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-14 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种评估磷酸铁锂电池系统多项健康参数的方法 |
| CN111693882A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-22 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种换电电池健康状态的评价方法 |
| CN111693884A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-22 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | 电池组一致性检测方法、装置、可读存储介质和电子设备 |
| WO2022103213A1 (ko) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 진단 장치 및 방법 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060076929A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-04-13 | Hiroshi Tatsumi | Method of detecting state-of-charge of battery and power device |
| CN101865978A (zh) * | 2010-05-24 | 2010-10-20 | 重庆戴徕密客电源有限公司 | 磷酸铁锂电池正负极实际容量配比及化成情况的评测方法 |
| CN104656023A (zh) * | 2013-11-22 | 2015-05-27 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种评价电池单体一致性的方法和系统 |
| CN106526495A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-22 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 电池包soc估算方法以及电池包soc估算系统 |
| CN106684475A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-05-17 | 哈尔滨理工大学 | 一种磷酸铁锂电池的分选方法 |
| EP3196663A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-26 | Yokogawa Electric Corporation | Secondary battery capacity measuring system and secondary battery capacity measuring method |
| CN107589374A (zh) * | 2016-07-06 | 2018-01-16 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 电动汽车电池包容量估算方法 |
| CN109256834A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-01-22 | 华南理工大学 | 基于电池健康状态和荷电状态的电池组主动均衡方法 |
-
2019
- 2019-04-26 CN CN201910345220.0A patent/CN109946616B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060076929A1 (en) * | 2004-10-12 | 2006-04-13 | Hiroshi Tatsumi | Method of detecting state-of-charge of battery and power device |
| CN101865978A (zh) * | 2010-05-24 | 2010-10-20 | 重庆戴徕密客电源有限公司 | 磷酸铁锂电池正负极实际容量配比及化成情况的评测方法 |
| CN104656023A (zh) * | 2013-11-22 | 2015-05-27 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种评价电池单体一致性的方法和系统 |
| EP3196663A1 (en) * | 2016-01-21 | 2017-07-26 | Yokogawa Electric Corporation | Secondary battery capacity measuring system and secondary battery capacity measuring method |
| CN107589374A (zh) * | 2016-07-06 | 2018-01-16 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 电动汽车电池包容量估算方法 |
| CN106526495A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-22 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 电池包soc估算方法以及电池包soc估算系统 |
| CN106684475A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-05-17 | 哈尔滨理工大学 | 一种磷酸铁锂电池的分选方法 |
| CN109256834A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-01-22 | 华南理工大学 | 基于电池健康状态和荷电状态的电池组主动均衡方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 林莉 等: "考虑充放电能量不均衡的双电池系统状态评估与控制策略", 《电力系统自动化》 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111239607A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-06-05 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 磷酸铁锂电池系统容量不均衡度的大数据提取计算方法 |
| CN111308382A (zh) * | 2020-04-29 | 2020-06-19 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种量化评估电池系统容量不均衡程度的方法 |
| CN111308382B (zh) * | 2020-04-29 | 2022-04-19 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种量化评估电池系统容量不均衡程度的方法 |
| CN111537906A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-14 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种评估磷酸铁锂电池系统多项健康参数的方法 |
| CN111537906B (zh) * | 2020-05-29 | 2022-06-03 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种评估磷酸铁锂电池系统多项健康参数的方法 |
| CN111693884A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-22 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | 电池组一致性检测方法、装置、可读存储介质和电子设备 |
| CN111693884B (zh) * | 2020-06-19 | 2023-04-28 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | 电池组一致性检测方法、装置、可读存储介质和电子设备 |
| CN111693882A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-22 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种换电电池健康状态的评价方法 |
| CN111693882B (zh) * | 2020-06-30 | 2022-09-06 | 厦门金龙联合汽车工业有限公司 | 一种换电电池健康状态的评价方法 |
| WO2022103213A1 (ko) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 진단 장치 및 방법 |
| JP2023522605A (ja) * | 2020-11-13 | 2023-05-31 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | バッテリー診断装置及び方法 |
| JP7419647B2 (ja) | 2020-11-13 | 2024-01-23 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | バッテリー診断装置及び方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109946616B (zh) | 2020-11-17 |
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