CN113625167A - 一种电池管理系统均衡效果的评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池管理系统均衡效果的评价方法，属于电池均衡控制技术领域。本发明按照待测电池管理系统均衡方案对经过差异性放电的电池模组进行均衡试验，在所述试验时间内，检测电池模组中各电芯的电量，判断均衡完成后是否出现振荡，将设定时间内是否出现均衡振荡作为均衡效果的评价指标，按照该指标对均衡效果进行评价。本发明在考虑产品在使用环境和使用工况的情况下，选取的均衡试验时间包括均衡有效时间和均衡完成后的设定时间，既考虑到了短期均衡效果，又充分考虑了长期均衡是否会振荡的问题，实现了均衡效果的全面评价。

Description

一种电池管理系统均衡效果的评价方法
技术领域
本发明涉及一种电池管理系统均衡效果的评价方法，属于电池均衡控制技术领域。
背景技术
为了确保车辆的行驶里程满足客户日常使用需求，车场对动力电池系统的电芯一致性要求越来越高，而成组后电芯一致性靠BMS的均衡实现，因此均衡效果是否满足需求，均衡效果如何准确评价十分重要。目前国内外均衡效果评价是参照电池管理系统技术条件附录E，这种评价方法不涉及均衡策略，只考虑硬件均衡能力，不能判定均衡开启是否准确，评价范围不全，且只考虑了短期均衡效果，未考虑长期均衡会不会出现振荡，无法判断后期均衡效果是否满足使用需求。同时只以电芯SOC提升作为评价指标，评价标准太片面。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池管理系统均衡效果的评价方法，以解决目前的评价方法未考虑均衡完成后是否会出现振荡、效果评价比较片面的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种电池管理系统均衡效果的评价方法，该评价方法包括以下步骤：
1)选取测试用的电池包，对所选取的电池包的电池模组中的电芯进行差异性放电，使同一电池模组中电芯电量存在不一致；
2)按照待测电池管理系统均衡方案对经过差异性放电的电池模组进行均衡试验，试验时间包括均衡有效时间和均衡完成后的设定时间，该设定时间用于验证均衡效果是否能够保持；
3)在所述试验时间内，检测电池模组中各电芯的电量，判断均衡完成后是否出现振荡，将设定时间内是否出现均衡振荡作为均衡效果的评价指标，按照该指标对均衡效果进行评价。
本发明按照待测电池管理系统均衡方案对经过差异性放电的电池模组进行均衡试验，在所述试验时间内，检测电池模组中各电芯的电量，判断均衡完成后是否出现振荡，将设定时间内是否出现均衡振荡作为均衡效果的评价指标，按照该指标对均衡效果进行评价。本发明选取的均衡试验时间包括均衡有效时间和均衡完成后的设定时间，既考虑到了短期均衡效果，又充分考虑了长期均衡是否会振荡的问题，实现了均衡效果的全面评价。
进一步地，为了评价待测电池管理系统均衡方案是否适用于不同生命周期的电池包，所述步骤1)所选取的电池包包括不同电池生命周期的电池包，即所选取的电池包的SOH不同。
进一步地，为了使均衡试验更加贴合实际放电情况，所述均衡试验过程中可选取多种放电工况，即选取不同放电电流。
进一步地，为了使均衡试验更加贴合实际使用场景，该方法还包括在均衡试验时，设置不同环境温度。
进一步地，为了全面评价均衡效果，该方法还包括在均衡试验过程检测均衡电流，判断均衡电流是否与待测电池管理系统均衡方案中的设计的均衡电流是否一致。
进一步地，为了全面评价均衡效果，该方法还包括在均衡试验过程根据均衡电流和电芯均衡时间确定均衡耗能，根据均衡耗能对均衡效果进行评价。
进一步地，为了全面评价均衡效果，该方法还包括在均衡试验过程获取均衡开启时间，判断均衡开启时间是否与待测电池管理系统均衡方案中的设计的均衡开启时间是否一致。
进一步地，为了全面评价均衡效果，该方法还包括均衡试验完成后进行电池包放电容量的检测，根据均衡完成后电池包放电容量的是否提升判断均衡效果。
附图说明
图1是本发明电池管理系统均衡效果的评价方法的流程图。
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地说明。
方法实施例
本发明按照待测电池管理系统均衡方案对经过差异性放电的电池模组进行均衡试验，在试验时间内，检测电池模组中各电芯的电量，判断均衡完成后是否出现振荡，将设定时间内是否出现均衡振荡作为均衡效果的评价指标，按照该指标对均衡效果进行评价。该方法的实现过程如图1所示，具体实施步骤如下：
1.选取均衡试验对象。
均衡试验的对象是电池包或者电池系统，一个电池包一般包含多个电池模组，每个电池模组包括多个电芯，多个电池包构成一个电池系统。为了考虑待测电池管理系统均衡方案全生命周期均衡效果，本实施例选取的试验对象需要涵盖电池包不同生命周期，即可以选取不同SOH的电池包，例如，本实施例分别选取了电池包应用初期(SOH为100％)、电池包应用中期(SOH为90％)和电池包应用末期(SOH为80％)的电池包。作为其他实施例方式，也可以根据实际情况选取更多不同生命周期的电池包。
2.对选取的试验对象进行差异性放电。
为了评价待测电池管理系统均衡方案的均衡效果，需要对选取的试验对象进行差异性放电，均衡试验可以是单包，也可以是整个电池系统，不管是单包或者电池系统，都需要对其中的每个电池模组的电芯进行差异性放电，对本实施例而言，每个模组可选取3-4个电芯进行差异性放电，人为造成电芯电量不一致，并记录放电容量。
3.选取试验工况、试验时间和试验环境，按照待测电池管理系统均衡方案进行均衡试验。
试验工况指的是均衡试验中的放电工况，工况选取国内外典型地区的工况，与电池系统尽量实际应用保持一致，这里的放电工况指的是放电电流，由于电池系统或者电池包作为动力电池在车辆上使用时，不同区域的工况对其放电电流都有影响，例如，山区地带的道路和平面地区的道路使得这两个区域中电池的放电电流不一样，因此，本实施例进行了不同试验工况即不同放电电流的均衡试验。同时，由于电池系统或者电池包作为动力电池在车辆上使用时，不同的试验环境对其均衡过程都有影响，这里的试验环境主要指的是环境温度，例如对工作在东北的电池系统和广东的电池系统而言，其环境温度差异较大，对均衡方案的均衡效果都会有影响，因此，本实施例进行了不同环境温度的均衡试验，环境温度选取可按照实际情况进行。
目前选取的均衡时间一般都是均衡有效时间，即实现均衡的时间。但是在电池系统实际的均衡过程，均衡可能会出现振荡现象，即在达到均衡后，还可能出现均衡反复。因此，本发明为了能够评价均衡过程是否会出现振荡，所选取的试验时间包括均衡有效时间和均衡完成后的设定时间，既考虑到了短期均衡效果，又充分考虑了长期均衡是否会振荡的问题，实现了均衡效果的全面评价。这里的设定时间一般选择半个月，作为其他实施方式也可根据实际情况进行调整。
4.在均衡试验过程中采集均衡电流、电量，确定评价指标，根据评价指标判断均衡效果。
为了全面评价均衡效果，本实施例选取的评价指标包括均衡振荡、均衡功耗、均衡开启时间、均衡电流和放电容量。
其中均衡振荡指的是在均衡实验的均衡时间内，即均衡完成后的设定时间(半个月)内检测电池模组中各电芯的电量和均衡电流，当出现均衡反复的情况，则认为出现均衡振荡，说明均衡时间不合理，同时也可验证均衡长时间频繁开启硬件是否可靠。在设定时间内的没有出现均衡振荡或者出现的振荡越少则说明均衡效果越好。
均衡功耗是通过在均衡试验中依据均衡电流和电芯均衡时间确定，根据均衡试验过程的均衡能耗对均衡效果进行评价，均衡试验中均衡能耗越小说明均衡效果越好。
均衡开启时间指的是每个均衡试验过程，获取均衡器开启的时间，这个时间与待测电池管理系统均衡方案的中均衡开启时间进行比较，若两者差别越小，则说明均衡效果越好。
放电容量的评价指的是在均衡试验中定期统计电池放电容量，制定容量变化趋势图，从宏观上评价均衡是否有效。
均衡电流的评价指的是从电池模组中选取若干节电芯，每10个循环统计一次，统计循环过程中均衡开启的时间，根据均衡时间和容量变化，测试均衡电流是否与设计一致；同时针对不同阶段的电池包分析均衡电流是否能抵消电芯自放电的影响。
本实施例采用了上述五个评价指标，作为其他实施方式，可根据实际情况进行评价指标的筛选。
本发明在试验设计阶段考虑了系统全生命周期均衡效果，试验设计贴合实际，考虑了系统的实际使用环境和实际使用场景；所选取的评价指标兼容评价了系统的软件和硬件实现的准确性和可靠性；同时，又充分考虑了长期均衡是否会振荡的问题，实现了均衡效果的全面评价。

Claims (8)

1.一种电池管理系统均衡效果的评价方法，其特征在于，该评价方法包括以下步骤：
1)选取测试用的电池包，对所选取的电池包的电池模组中的电芯进行差异性放电，使同一电池模组中电芯电量存在不一致；
2)按照待测电池管理系统均衡方案对经过差异性放电的电池模组进行均衡试验，试验时间包括均衡有效时间和均衡完成后的设定时间，该设定时间用于验证均衡效果是否能够保持；
3)在所述试验时间内，检测电池模组中各电芯的电量，判断均衡完成后是否出现振荡，将设定时间内是否出现均衡振荡作为均衡效果的评价指标，按照该指标对均衡效果进行评价。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统均衡效果的评价方法，其特征在于，所述步骤1)所选取的电池包包括不同电池生命周期的电池包，即所选取的电池包的SOH不同。
3.根据权利要求1或2所述的电池管理系统均衡效果的评价方法，其特征在于，所述均衡试验过程中可选取多种放电工况，即选取不同放电电流。
4.根据权利要求1或2所述的电池管理系统均衡效果的评价方法，其特征在于，该方法还包括在均衡试验时，设置不同环境温度。
5.根据权利要求1或2所述的电池管理系统均衡效果的评价方法，其特征在于，该方法还包括在均衡试验过程检测均衡电流，判断均衡电流是否与待测电池管理系统均衡方案中的设计的均衡电流是否一致。
6.根据权利要求1或2所述的电池管理系统均衡效果的评价方法，其特征在于，该方法还包括在均衡试验过程根据均衡电流和电芯均衡时间确定均衡耗能，根据均衡耗能对均衡效果进行评价。
7.根据权利要求1或2所述的电池管理系统均衡效果的评价方法，其特征在于，该方法还包括在均衡试验过程获取均衡开启时间，判断均衡开启时间是否与待测电池管理系统均衡方案中的设计的均衡开启时间是否一致。
8.根据权利要求1或2所述的电池管理系统均衡效果的评价方法，其特征在于，该方法还包括均衡试验完成后进行电池包放电容量的检测，根据均衡完成后电池包放电容量的是否提升判断均衡效果。
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