CN110154822A - 一种应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，可解决现有的电池控制方法不能满足电动汽车复杂的工况管理要求的技术问题。基于电动汽车电池管理系统，包括S100、针对电池充放电过程中电压、电路、SOC、温度、输出功率之间的关系，利用多元逻辑回归方法进行数学分析建立关系模型；S200、基于关系模型，结合电池各项数据指标，对电池的输出电流、功率和当前温度进行调控。本发明根据电池充电、放电过程中电压、SOC、温度、输出功率等不同状态之间的关系，构建多元逻辑回归关系模型，在电池实际使用过程中将当前状态值代入关系模型中，对电池组进行调控，适用各种电动汽车复杂的工况管理要求，使电池的使用更安全可靠。

Description

一种应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法

技术领域

本发明涉及电动汽车电池管理控制技术领域，具体涉及一种应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法。

背景技术

电动汽车电池管理系统(BMS)是动力电池的“保护神”，为动力电池的安全运行、提高动力电池利用效率、延长电池使用寿命保驾护航。目前国内外不少厂家已经研发出多款BMS，美国、日本、德国、韩国等国家水平较为领先，然而已经投入市场的BMS不能满足电动汽车复杂的工况管理要求，具体的说，由于单体电池性能方面存在差异，单体之间的不一致性极易导致电池过充电、过放电等极端异常情况，目前BMS的均衡策略、控制策略等算法基于电池电压、电路、温度、SOC等数据之间的关系模型对电池组进行调控研究比较缺失，所以在电池的控制方法、策略方面仍有很大提升空间。

发明内容

本发明提出的一种应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，可解决现有的电池控制方法不能满足电动汽车复杂的工况管理要求的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，基于电动汽车电池管理系统，包括以下步骤，

S100、针对电池充放电过程中电压、电路、SOC、温度、输出功率之间的关系，利用多元逻辑回归方法进行数学分析建立关系模型；

S200、基于关系模型，结合电池各项数据指标，对电池的输出电流、功率和当前温度进行调控，以保证电池安全稳定的使用。

进一步的，所述步骤S100中针对电池充放电过程中电压、电路、SOC、温度、输出功率之间的关系，利用多元逻辑回归方法进行数学分析建立关系模型，具体包括，

S101、设x1表示单体电池输出功率，x2表示电池温度，x3表示电池输出电流，y1表示电池电压的标准化值，y2表示电池SOC值标准化值；

则

其中，x＝(x1,x2,x3)，y＝(y1,y2)；xn⁽ⁱ⁾＝xn⁽¹⁾,xn⁽²⁾,…,xn^(m)(n＝1,2,3)，yn⁽ⁱ⁾＝yn⁽¹⁾,yn⁽²⁾,…,yn^(m)(n＝1,2)，m表示采集数据时刻；

S102、把(1)式代入(2)式中，则

min(J(θ)) (3)

S103、根据电池在充放电状态下的各个状态数据代入多元逻辑回归模型，通过对式(3)求最小化得出电池输出功率x1，温度x2，输出电流x3与电池电压y1和SOC标准值y2之间的关系，即逻辑回归模型参数θ。

进一步的，所述步骤S200基于关系模型，结合电池各项数据指标，对电池的输出电流、功率和当前温度进行调控；包括，

S201、电动汽车电池管理系统先进行系统自检、硬件测试，自检正常后检测是否在充电状态，若不在充电状态则系统上电工作；

S202、检测系统预充电是否完成，若完成则开始正常放电，否则进入系统保护模式；

S203、在放电过程中实时检测电池系统是否处于欠压状态，若处于欠压状态，根据电动汽车锂电池功率-SOC-温度曲线，结合电池实时SOC、温度、电压，控制电动机最大输出功率，电流和温度。

进一步的，所述步骤S203还包括，

当所有单体电压达到欠压阈值时，控制电动机进行降功率输出，限制电动汽车的加速和行驶速度，若低电压值达到过放电压值，立即发出报警，若出现放电异常，则进入系统保护模式直至系统下电。

进一步的，所述步骤S201中如果电动汽车电池管理系统先进行系统自检、硬件测试，若在充电模式下，则包括，

S2011、首先检测充电硬件连接是否正常，然后检测电池是否需要加热；

S2012、若需要加热电池管理系统根据电池的实时温度控制电池箱内加热单元进行加热直至温度达到安全充电阈值再启动充电程序。

进一步的，所述S2012还包括，

当电池电压低于设置的恒流充电阈值时，采用充电电流逐渐增大的变流充电模式；

当电池电压达到设定阈值则转入恒定电流充电的恒流充电模式；

充电过程中电池电压达到饱和电压时，转入恒压充电模式；

若充电过程中出现异常将自动进入充电保护模式。

由上述技术方案可知，本发明的应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，根据电池充电、放电过程中电压、SOC、温度、输出功率等不同状态之间的关系，构建多元逻辑回归关系模型，在电池实际使用过程中将当前状态值代入关系模型中，对电池组进行调控，可更好的维护电池，延长电池使用寿命，适用各种电动汽车复杂的工况管理要求，使电池的使用更安全可靠。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图；

图2是本发明的方法控制逻辑流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例所述的应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，基于电池管理系统(BMS)，包括以下：

步骤S100、针对电池充放电过程中电压、电路、SOC、温度、输出功率之间的关系，利用多元逻辑回归方法进行数学分析建立关系模型；

步骤S200、基于关系模型，结合电池各项数据指标，对电池的输出电流、功率和当前温度进行调控，以保证电池安全稳定的使用。

以下具体说明：

其中步骤S100具体如下，

首先，设x1表示单体电池输出功率，x2表示电池温度，x3表示电池输出电流，y1表示电池电压的标准化值，y2表示电池SOC值标准化值；x＝(x1,x2,x3)，y＝(y1,y2)；xn⁽ⁱ⁾＝xn⁽¹⁾,xn⁽²⁾,…,xn^(m)(n＝1,2,3)，yn⁽ⁱ⁾＝yn⁽¹⁾,yn⁽²⁾,…,yn^(m)(n＝1,2)，m表示采集数据时刻，则

(1)式代入(2)式中

min(J(θ)) (3)

根据电池在充放电状态下的各个状态数据代入多元逻辑回归模型，通过对式(3)求最小化可得出电池输出功率x1，温度x2，输出电流x3与电池电压y1和SOC标准值y2之间的关系，即逻辑回归模型参数θ。

其中步骤S200具体如下：

如图2所示，一种应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，BMS先进行系统自检、硬件测试，自检正常后检测是否在充电状态，若不在充电状态则系统上电工作，检测系统预充电是否完成，若完成则开始正常放电，否则进入系统保护模式，在放电过程中实时检测电池系统是否处于欠压状态，若处于欠压状态，该控制方法根据电动汽车锂电池功率-SOC-温度曲线，结合电池实时SOC、温度、电压，控制电动机最大输出功率，电流和温度，当所有单体电压达到欠压阈值时，控制电动机进行降功率输出，限制电动汽车的加速和行驶速度，若低电压值达到过放电压值，立即发出报警，若出现放电异常，则进入系统保护模式直至系统下电。

在充电模式下，首先检测充电硬件连接是否正常，然后检测电池是否需要加热，若需要加热电池管理系统根据电池的实时温度控制电池箱内加热单元进行加热直至温度达到安全充电阈值再启动充电程序，当电池电压低于设置的恒流充电阈值时，采用充电电流逐渐增大的变流充电模式，当电池电压达到设定阈值则转入恒定电流充电的恒流充电模式，充电过程中电池电压达到饱和电压时，转入恒压充电模式，若充电过程中出现异常将自动进入充电保护模式。

由上可知，本实施例的应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，基于电池管理系统，在放电过程中，检测电池当前电压、SOC、温度、输出功率等状态，通过调控电动机输出功率、电池组温度，在电池欠压状态下控制电机输出；在充电过程中，采用分段式充电控制策略，并且针对低温充电风险实时控制电池充电温度，使电池使用更合理安全，延长电池寿命，并且可降低电池使用过程所带来的风险。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，基于电动汽车电池管理系统，其特征在于，包括以下步骤，

S100、针对电池充放电过程中电压、电路、SOC、温度、输出功率之间的关系，利用多元逻辑回归方法进行数学分析建立关系模型；

S200、基于关系模型，结合电池各项数据指标，对电池的输出电流、功率和当前温度进行调控，以保证电池安全稳定的使用。

2.根据权利要求1所述的应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S100中针对电池充放电过程中电压、电路、SOC、温度、输出功率之间的关系，利用多元逻辑回归方法进行数学分析建立关系模型，具体包括，

S101、设x1表示单体电池输出功率，x2表示电池温度，x3表示电池输出电流，y1表示电池电压的标准化值，y2表示电池SOC值标准化值；

则

其中，x＝(x1,x2,x3)，y＝(y1,y2)；xn⁽ⁱ⁾＝xn⁽¹⁾,xn⁽²⁾,…,xn^(m)(n＝1,2,3)，yn⁽ⁱ⁾＝yn⁽¹⁾,yn⁽²⁾,…,yn^(m)(n＝1,2)，m表示采集数据时刻；

S102、把(1)式代入(2)式中，则

min(J(θ)) (3)

S103、根据电池在充放电状态下的各个状态数据代入多元逻辑回归模型，通过对式(3)求最小化得出电池输出功率x1，温度x2，输出电流x3与电池电压y1和SOC标准值y2之间的关系，即逻辑回归模型参数θ。

3.根据权利要求2所述的应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S200基于关系模型，结合电池各项数据指标，对电池的输出电流、功率和当前温度进行调控；包括，

S201、电动汽车电池管理系统先进行系统自检、硬件测试，自检正常后检测是否在充电状态，若不在充电状态则系统上电工作；

S202、检测系统预充电是否完成，若完成则开始正常放电，否则进入系统保护模式；

S203、在放电过程中实时检测电池系统是否处于欠压状态，若处于欠压状态，根据电动汽车锂电池功率-SOC-温度曲线，结合电池实时SOC、温度、电压，控制电动机最大输出功率，电流和温度。

4.根据权利要求3所述的应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S203还包括，

当所有单体电压达到欠压阈值时，控制电动机进行降功率输出，限制电动汽车的加速和行驶速度，若低电压值达到过放电压值，立即发出报警，若出现放电异常，则进入系统保护模式直至系统下电。

5.根据权利要求3所述的应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，其特征在于：所述步骤S201中如果电动汽车电池管理系统先进行系统自检、硬件测试，若在充电模式下，则包括，

S2011、首先检测充电硬件连接是否正常，然后检测电池是否需要加热；

S2012、若需要加热电池管理系统根据电池的实时温度控制电池箱内加热单元进行加热直至温度达到安全充电阈值再启动充电程序。

6.根据权利要求5所述的应用于电动汽车智能电池管理系统的充放电控制方法，其特征在于：所述S2012还包括，

当电池电压低于设置的恒流充电阈值时，采用充电电流逐渐增大的变流充电模式；

当电池电压达到设定阈值则转入恒定电流充电的恒流充电模式；

充电过程中电池电压达到饱和电压时，转入恒压充电模式；

若充电过程中出现异常将自动进入充电保护模式。