CN112937368A - 一种车用电池的行车均衡方法、装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车用电池的行车均衡方法、装置及汽车，所述方法包括电池管理系统被唤醒后，获取每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和每一电池单体的容量健康状态；根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态；根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间；根据所述每一电池单体的均衡时间，对每一电池单体进行均衡。通过本发明，解决了电池单体存在压差造成新能源汽车行驶里程下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车用电池的行车均衡方法、装置及汽车。
背景技术
锂电池在生产制造过程中由于制造工艺和生产加工的细微差异会带来单体电芯本身存在容量、内阻、电压等的不一致性；而在单体成组为模组以及模组组成电池包的过程中不可能完全将所有单体配组一致。在存储和使用过程中由于电池包内温度场不均、单体本身的内阻、容量、极片厚度等不同电芯间的不一致性还会扩大。
动力锂电池是新能源汽车的核心零部件，电池的状态极大影响整车的性能以致影响用户体验；电池单体电芯之间的压差大小，直接影响电池的容量大小，进而影响车辆的纯电续驶里程；另一方面压差大也会造成电池容易过充过放，降低整车的性能并缩短电池寿命。由于电芯之间的不一致性，电池单体压差一直存在；且随着电池的使用时间加长，电池单体压差会逐步拉大，当这个差值超出一定范围，会对电池的使用和整车性能产生较大影响；差值越大，电池容量越小，续驶历里程越短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车用电池的行车均衡方法、装置及汽车，用于解决电池单体存在压差造成新能源汽车行驶里程下降问题。
本发明提供的一种车用电池的行车均衡方法，所述方法包括：
电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS)被唤醒后，获取每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和每一电池单体的容量健康状态；
根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态；
根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间；
根据所述每一电池单体的均衡时间，对每一电池单体进行均衡。
进一步地，根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态的公式具体为：
Soc_n＝lookup(Tavg_n，hys，Vn),所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述Tavg_n为第n个电池单体所在模组温度，所述hys为电压回滞常数，所述Vn为第n个电池单体电压。
进一步地，根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间的公式具体为：
△SOC＝SOC_n-SOC_min，所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述SOC_min为最小电压电池单体荷电状态；
△t＝△SOC×C×SOH_n×3600/0.1/100，所述△t为第n个电池单体的均衡时间，所述△SOC为第n个电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差，所述C为额定容量，所述SOH_n为第n个电池单体的容量健康状态。
进一步地，根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间还包括：
当任一电池单体电压与最小电压电池单体电压之差小于或等于预设电压值，不计算所述任一电池单体的均衡时间。
进一步地，所述每一电池单体均同时启动均衡，根据所述每一电池单体的均衡时间停止均衡。
进一步地，根据所述每一电池单体的均衡时间，对每一电池单体进行均衡还包括：
比较每一电池单体的均衡时间和预设时间阈值；
当任一电池单体的均衡时间大于预设时间阈值时，根据所述预设时间阈值进行均衡。
本发明提供的一种车用电池的行车均衡装置，所述装置包括：
获取单元，用于BMS被唤醒后，获取每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和每一电池单体的容量健康状态；
第一计算单元，用于根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态；
第二计算单元，用于根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间；
控制单元，用于根据所述每一电池单体的均衡时间，对每一电池单体进行均衡。
进一步地，所述第一计算单元具体用于根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，计算每一电池单体荷电状态，所述计算每一电池单体荷电状态的公式具体为：
Soc_n＝lookup(Tavg_n，hys，Vn),所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述Tavg_n为第n个电池单体所在模组温度，所述hys为电压回滞常数，所述Vn为第n个电池单体电压。
进一步地，所述第二计算单元具体用于根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间，所述计算每一电池单体的均衡时间的公式具体为：
△SOC＝SOC_n-SOC_min，所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述SOC_min为最小电压电池单体荷电状态；
△t＝△SOC×C×SOH_n×3600/0.1/100，所述△t为第n个电池单体的均衡时间，所述△SOC为第n个电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差，所述C为额定容量，所述SOH_n为第n个电池单体的容量健康状态。
本发明提供的一种汽车，所述汽车包括上述车用电池的行车均衡装置。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，通过计算每一电池单体荷电状态，计算每一电池单体均衡时间，根据所述每一电池单体均衡时间进行均衡，解决了现有电池单体存在压差造成新能源汽车行驶里程下降的问题，且不需要车辆充分地静置，可以使用上电时采集的电压，并考虑了温度、电池老化等因素，并通过限制均衡时间来防止过均衡。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的车用电池的行车均衡方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的车用电池的行车均衡装置的结构图。
具体实施方式
本专利中，计算电池单体均衡时间，对各个电池单体进行均衡，以下结合附图和实施例对该具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供了车用电池的行车均衡方法，所述方法包括：
步骤S11、电池管理系统被唤醒后，获取每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和每一电池单体的容量健康状态。
需要说明的是，每个汽车电池包包括多个模组，每个模组包括多个电池单体，BMS在每个模组设置有温度采集点，可以采集到电池单体所在模组温度。
进一步需要说明的是，BMS被唤醒后就进行采集电压为电池上电时电压，不需要经过静置。
步骤S12、根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态。
具体地，计算每一电池单体荷电状态的计算公式为：
Soc_n＝lookup(Tavg_n，hys，Vn),所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述Tavg_n为第n个电池单体所在模组温度，所述hys为电压回滞常数，所述Vn为第n个电池单体电压。
需要说明的是，电压回滞常数依据电芯特性，电芯被确定以后，该电压回滞常数就被确定了。
步骤S13、根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间。
具体地，计算每一电池单体的均衡时间的公式为：
△SOC＝SOC_n-SOC_min，所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述SOC_min为最小电压电池单体荷电状态；
△t＝△SOC×C×SOH_n×3600/0.1/100，所述△t为第n个电池单体的均衡时间，所述△SOC为第n个电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差，所述C为额定容量，所述SOH_n为第n个电池单体的容量健康状态。
需要说明的是，本步骤中需要把电压最小的电池单体挑选出来作为参照，可以选择的是，当任一电池单体电压与最小电压电池单体电压之差小于或等于预设电压值，不计算所述任一电池单体的均衡时间。在本实施例中，如果任一电池单体电压与最小电压电池单体电压之差小于或等于20mv，不计算所述任一电池单体的均衡时间，也就意味着该电池单体电压与最小电压电池单体电压非常接近，不需要进行均衡操作。
步骤S14、根据所述每一电池单体的均衡时间，对每一电池单体进行均衡。
可选的是，所述每一电池单体均同时启动均衡，根据所述每一电池单体的均衡时间停止均衡。所有电池单体同时开始均衡，但是停止的时间受限于各电池单体均衡时间。
步骤S14还包括：
比较每一电池单体的均衡时间和预设时间阈值；
当任一电池单体的均衡时间大于预设时间阈值时，根据所述预设时间阈值进行均衡。
需要说明的是，利用预设时间阈值对均衡时间进行限制，是为了防止任一电池单体均衡时间过长，出现过均衡的情况，在本实施中预设时间阈值为3600s，即每次电池单体均衡时间均不超过一个小时。
如图2所示，本发明实施例提供了车用电池的行车均衡装置，所述装置包括：
获取单元21，用于电池管理系统被唤醒后，获取每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和每一电池单体的容量健康状态；
第一计算单元22，用于根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态；
第二计算单元23，用于根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间；
控制单元24，用于根据所述每一电池单体的均衡时间，对每一电池单体进行均衡。
进一步地，所述第一计算单元22具体用于根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，计算每一电池单体荷电状态，所述计算每一电池单体荷电状态的公式具体为：
Soc_n＝lookup(Tavg_n，hys，Vn),所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述Tavg_n为第n个电池单体所在模组温度，所述hys为电压回滞常数，所述Vn为第n个电池单体电压。
进一步地，所述第二计算单元23具体用于根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间，所述计算每一电池单体的均衡时间的公式具体为：
△SOC＝SOC_n-SOC_min，所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述SOC_min为最小电压电池单体荷电状态；
△t＝△SOC×C×SOH_n×3600/0.1/100，所述△t为第n个电池单体的均衡时间，所述△SOC为第n个电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差，所述C为额定容量，所述SOH_n为第n个电池单体的容量健康状态。
本发明实施例提供了汽车，所述汽车包括上述车用电池的行车均衡装置。
实施本发明，具有如下有益效果：
通过本发明，通过计算每一电池单体荷电状态，计算每一电池单体均衡时间，根据所述每一电池单体均衡时间进行均衡，解决了现有电池单体存在压差造成新能源汽车行驶里程下降的问题，且不需要车辆充分地静置，可以使用上电时采集的电压，并考虑了温度、电池老化等因素，并通过限制均衡时间来防止过均衡。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种车用电池的行车均衡方法，其特征在于，所述方法包括：
S11、电池管理系统被唤醒后，获取每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和每一电池单体的容量健康状态；
S12、根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态；
S13、根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间；
S14、根据所述每一电池单体的均衡时间，对每一电池单体进行均衡。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态的公式具体为：
Soc_n＝lookup(Tavg_n，hys，Vn),所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述Tavg_n为第n个电池单体所在模组温度，所述hys为电压回滞常数，所述Vn为第n个电池单体电压。
3.如权利要求1所述方法，其特征在于，根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间的公式具体为：
△SOC＝SOC_n-SOC_min，所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述SOC_min为最小电压电池单体荷电状态；
△t＝△SOC×C×SOH_n×3600/0.1/100，所述△t为第n个电池单体的均衡时间，所述△SOC为第n个电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差，所述C为额定容量，所述SOH_n为第n个电池单体的容量健康状态。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S13还包括：
当任一电池单体电压与最小电压电池单体电压之差小于或等于预设电压值，不计算所述任一电池单体的均衡时间。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述每一电池单体均同时启动均衡，根据所述每一电池单体的均衡时间停止均衡。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S14还包括：
比较每一电池单体的均衡时间和预设时间阈值；
当任一电池单体的均衡时间大于预设时间阈值时，根据所述预设时间阈值进行均衡。
7.一种车用电池的行车均衡装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于BMS被唤醒后，获取每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和每一电池单体的容量健康状态；
第一计算单元，用于根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，查表计算每一电池单体荷电状态；
第二计算单元，用于根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间；
控制单元，用于根据所述每一电池单体的均衡时间，对每一电池单体进行均衡。
8.如权利要求7所述装置，其特征在于，所述第一计算单元具体用于根据每一电池单体电压、每一电池单体所在模组温度和电压回滞常数，计算每一电池单体荷电状态，所述计算每一电池单体荷电状态的公式具体为：
Soc_n＝lookup(Tavg_n，hys，Vn),所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述Tavg_n为第n个电池单体所在模组温度，所述hys为电压回滞常数，所述Vn为第n个电池单体电压。
9.如权利要求7所述装置，其特征在于，所述第二计算单元具体用于根据每一电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差、额定容量和所述每一电池单体的容量健康状态，计算每一电池单体的均衡时间，所述计算每一电池单体的均衡时间的公式具体为：
△SOC＝SOC_n-SOC_min，所述Soc_n为第n个电池单体荷电状态，所述SOC_min为最小电压电池单体荷电状态；
△t＝△SOC×C×SOH_n×3600/0.1/100，所述△t为第n个电池单体的均衡时间，所述△SOC为第n个电池单体荷电状态与最小电压电池单体荷电状态之差，所述C为额定容量，所述SOH_n为第n个电池单体的容量健康状态。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括所述车用电池的行车均衡装置。
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