CN114252787A - 被动均衡能力的测试方法、系统、电子设备和可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种被动均衡能力的测试方法、系统、电子设备和可读介质，包括：对第一电池单体进行放电，以使第一电池单体的荷电状态与第二电池单体的荷电状态之间的差值大于预设阈值；对目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录目标动力电池组的第一末端电压数据；在预设工况下目标动力电池组连续运行预设试验周期之后，再次对目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录目标动力电池组的第二末端电压数据；基于第一末端电压数据和第二末端电压数据，确定待测电池管理系统的被动均衡能力。本发明缓解了现有技术中存在的对于均衡能力很难被量化的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理系统被动均衡能力测试技术领域，尤其是涉及一种被动均衡能力的测试方法、系统、电子设备和可读介质。
背景技术
为保障动力电池系统的一致性，电池管理系统(Battery Management System，BMS)都需要具备被动均衡功能。被动均衡原理：当单体电池之间的荷电状态(State OfCharge，SOC)差(压差)超出设定阈值时，BMS通过放电电阻给SOC(单体电压)高的电池放电，从而降低高SOC态电池与低SOC态电池之间的压差，达到单体之间均衡的目的。
因BMS控制被动均衡开启的控制逻辑复杂，且被动均衡电流小，使得BMS的被动均衡能力很难被量化。因此，BMS虽然均具备被动均衡功能，但其均衡能力却不一定可以匹配产品本身的需求。
当BMS的均衡能力不满足产品本身的需求时，产品的压差将随着时间逐步增大，车辆的续航里程将随之缩小，最终引发质量问题，售后成本将增加，且影响公司产品的口碑。
GB/T 38661-2020《电动汽车用电池管理系统技术条件》中提到一种均衡功能的测试方法，无明确的验收指标，且其以容量作为判定依据时，将引入试验过程中容量衰减的误差，导致测试结果不可靠。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种被动均衡能力的测试方法、系统、电子设备和可读介质，以缓解现有技术中存在的对于均衡能力很难被量化的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种被动均衡能力的测试方法，应用于待测电池管理系统，包括：对第一电池单体进行放电，以使所述第一电池单体的荷电状态与第二电池单体的荷电状态之间的差值大于预设阈值；所述第一电池单体为目标动力电池组中的一串电池单体，所述第二电池单体为所述目标动力电池组中除所述第一电池单体之外的电池单体中荷电状态值最低的一串电池单体，所述目标动力电池组为所述待测电池管理系统所控制的电池组；对所述目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录所述目标动力电池组的第一末端电压数据；在预设工况下所述目标动力电池组连续运行预设试验周期之后，再次对所述目标动力电池组以所述预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录所述目标动力电池组的第二末端电压数据；基于所述第一末端电压数据和所述第二末端电压数据，确定所述待测电池管理系统的被动均衡能力。
进一步地，在对第一电池单体进行放电之前，所述方法还包括：将所述待测电池管理系统的均衡开启阈值与所述待测电池管理系统的额定均衡能力之和，确定为所述预设阈值。
进一步地，基于所述第一末端电压数据和所述第二末端电压数据，确定所述待测电池管理系统的被动均衡能力，包括：基于所述第一末端电压数据，确定所述目标动力电池组在运行预设试验周期前的最大荷电状态差为第一荷电状态差；基于所述第二末端电压数据，确定所述目标动力电池组在运行预设试验周期后的最大荷电状态差为第二荷电状态差；将所述第一荷电状态差与所述第二荷电状态差之间的差值，确定为所述待测电池管理系统的被动均衡能力。
进一步地，所述第一末端电压数据包括所述目标动力电池组在运行预设试验周期前的每一串电池单体对应的充电末端电压值；基于所述第一末端电压数据，确定所述目标动力电池组在运行预设试验周期前的最大荷电状态差为第一荷电状态差，包括：确定所述第一末端电压数据中的最高电压值为第一电压值，以及确定所述第一末端电压数据中的最低电压值为第二电压值；基于预设对应关系表，将所述第一电压值转为第一荷电状态值，以及将所述第二电压值转换为第二荷电状态值；所述预设对应关系表为所述目标动力电池组中的每串电池单体的荷电状态值与电压值之间的对应关系表；将所述第一荷电状态值与所述第二荷电状态值之间的差值，确定为所述第一荷电状态差。
进一步地，所述第二末端电压数据包括所述目标动力电池组在运行预设试验周期后的每一串电池单体对应的充电末端电压值；基于所述第二末端电压数据，确定所述目标动力电池组在运行预设试验周期后的最大荷电状态差为第二荷电状态差，包括：确定所述第二末端电压数据中的最高电压值为第三电压值，以及确定所述第二末端电压数据中的最低电压值为第四电压值；基于预设对应关系表，将所述第三电压值转为第三荷电状态值，以及将所述第四电压值转换为第四荷电状态值；所述预设对应关系表为所述目标动力电池组中的每串电池单体的荷电状态值与电压值之间的对应关系表；将所述第三荷电状态值与所述第四荷电状态值之间的差值，确定为所述第二荷电状态差。
进一步地，所述预设充电倍率为不高于0.2C。
进一步地，所述预设充电倍率为0.05C～0.1C中的任一值。
第二方面，本发明实施例还提供了一种被动均衡能力的测试系统，应用于待测电池管理系统，包括：放电模块，第一记录模块，第二记录模块和确定模块；其中，所述放电模块，用于对第一电池单体进行放电，以使所述第一电池单体的荷电状态与第二电池单体的荷电状态之间的差值大于预设阈值；所述第一电池单体为目标动力电池组中的一串电池单体，所述第二电池单体为所述目标动力电池组中除所述第一电池单体之外的电池单体中荷电状态值最低的一串电池单体，所述目标动力电池组为所述待测电池管理系统所控制的电池组；所述第一记录模块，用于对所述目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录所述目标动力电池组的第一末端电压数据；所述第二记录模块，用于在预设工况下所述目标动力电池组连续运行预设试验周期之后，再次对所述目标动力电池组以所述预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录所述目标动力电池组的第二末端电压数据；所述确定模块，用于基于所述第一末端电压数据和所述第二末端电压数据，确定所述待测电池管理系统的被动均衡能力。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述方法。
本发明的目的在于提供一种被动均衡能力的测试方法、系统、电子设备和可读介质，通过将动力电池组在试验前后的充电末端电压值作为验收指标，使得试验结果更加准确，以及对于电池管理系统的被动均衡能力的量化结果更加明确，缓解了现有技术中存在的对于均衡能力很难被量化的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种被动均衡能力的测试方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种均衡能力验收示意图；
图3为本发明实施例提供的一种被动均衡能力的测试系统的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种确定模块的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
图1是根据本发明实施例提供的一种被动均衡能力的测试方法的流程图，该方法应用于待测电池管理系统。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
步骤S102，对第一电池单体进行放电，以使第一电池单体的荷电状态与第二电池单体的荷电状态之间的差值大于预设阈值；第一电池单体为目标动力电池组中的一串电池单体，第二电池单体为目标动力电池组中除第一电池单体之外的电池单体中荷电状态值最低的一串电池单体，目标动力电池组为待测电池管理系统所控制的电池组。
在本发明实施例中，试验前需要将目标动力电池组中的一串单体与其余单体之间的SOC差拉大，拉大SOC差的方式是单独给某一串电池进行放电。
步骤S104，对目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录目标动力电池组的第一末端电压数据。其中，第一末端电压数据包括目标动力电池组在运行预设试验周期前的每一串电池单体对应的充电末端电压值。
步骤S106，在预设工况下目标动力电池组连续运行预设试验周期之后，再次对目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录目标动力电池组的第二末端电压数据。其中，第二末端电压数据包括目标动力电池组在运行预设试验周期后的每一串电池单体对应的充电末端电压值。优选地，预设试验周期为一个月。
在本发明实施例中，预设工况可以根据实际应用场景进行拟定。例如，车辆应用于出租运营市场时，需根据车辆运营情况，评估实际运营的日平均里程，折算成中国工况的循环次数n。例如，设定预设试验周期为一个月，则预设工况按每天进行n次中国工况循环，连续运行一个月。
步骤S108，基于第一末端电压数据和第二末端电压数据，确定待测电池管理系统的被动均衡能力。
本发明的目的在于提供一种被动均衡能力的测试方法，通过将动力电池组在试验前后的充电末端电压值作为验收指标，使得试验结果更加准确，以及对于电池管理系统的被动均衡能力的量化结果更加明确，缓解了现有技术中存在的对于均衡能力很难被量化的技术问题。
在本发明实施例中，在试验之前需要对预设阈值进行设定，具体的，将待测电池管理系统的均衡开启阈值与待测电池管理系统的额定均衡能力之和，确定为预设阈值。例如待测电池管理系统的均衡功能开启的阈值(即均衡开启阈值)为SOC差≥5％，额定均衡能力的验收指标为月均衡能力≥3％SOC，则预设阈值设定为8％SOC。
可选地，步骤S108还包括如下步骤：
步骤S1081，基于第一末端电压数据，确定目标动力电池组在运行预设试验周期前的最大荷电状态差为第一荷电状态差。
具体的，确定第一末端电压数据中的最高电压值为第一电压值，以及确定第一末端电压数据中的最低电压值为第二电压值；
基于预设对应关系表，将第一电压值转为第一荷电状态值，以及将第二电压值转换为第二荷电状态值；预设对应关系表为目标动力电池组中的每串电池单体的荷电状态值与电压值之间的对应关系表；
将第一荷电状态值与第二荷电状态值之间的差值，确定为第一荷电状态差。
步骤S1082，基于第二末端电压数据，确定目标动力电池组在运行预设试验周期后的最大荷电状态差为第二荷电状态差。
具体的，确定第二末端电压数据中的最高电压值为第三电压值，以及确定第二末端电压数据中的最低电压值为第四电压值；
基于预设对应关系表，将第三电压值转为第三荷电状态值，以及将第四电压值转换为第四荷电状态值；
将第三荷电状态值与第四荷电状态值之间的差值，确定为第二荷电状态差。
步骤S1083，将第一荷电状态差与第二荷电状态差之间的差值，确定为待测电池管理系统的被动均衡能力。
在本发明实施例中，目标动力电池组中的电池单体电压值与SOC之间存在一一对应关系，该关系可以由预设对应关系表中得到；通过将电压值转换为SOC值，进而得到待测电池管理系统的被动均衡能力，可以使得验收指标更加明确。
在本发明实施例的一个可选实施方式中，步骤S108还可以通过如下步骤实现：
首先，确定第一末端电压数据中的最高电压值和最低电压值的差值，得到第一电压差；然后，确定第二末端电压数据中的最高电压值和最低电压值的差值，得到第二电压差；最后将第一电压差与第二电压差做差，得到目标电压差。可以将目标电压差作为待测电池管理系统的被动均衡能力的验收指标，也可以根据电压差与SOC差之间的对应关系，将目标电压差转换为目标SOC差，再将目标SOC差作为待测电池管理系统的被动均衡能力。
可选地，图2是根据本发明实施例提供的一种均衡能力验收示意图。如图2所示，横坐标为目标动力电池组的每一串电池单体的序号，纵坐标为每一串电池单体的电压值相对值，两个曲线分别为第一末端电压数据的曲线和第二末端电压数据的曲线；由图2中两个曲线的最低电压值的变化可以看出待测电池管系统的被动均衡能力。
在本发明实施例中，对于待测电池管理系统的被动均衡能力测试的试验前后，都需要对电池进行一次完整的小电流恒流充电。本发明实施例选择小电流充电，是为了降低动力电池内阻变化带来的误差，选择充电的末端电压数据而非静态电压数据作为判定依据，是因为磷酸铁锂电池的静态压差数据将引入更大的误差。具体的，预设充电倍率为不高于0.2C。
优选地，在本发明实施例中，预设充电倍率为0.05C～0.1C中的任一值。
在本发明实施例中，经过上述测试方法可以实现对待测电池管理系统的被动均衡能力的测试，最终得到待测电池管理系统的被动均衡能力。然后可以根据目标动力电池的最大月自放电率，对待测电池管理系统的被动均衡能力是否能够满足产品性能需求进行评估。例如，目标动力电池的单体最大月自放电率为3％SOC，则BMS月均衡能力设计指标需≥3％SOC，即待测电池管理系统的被动均衡能力需要≥3％SOC时，才能满足产品性能需求。
由以上描述可知，本发明提供了一种被动均衡能力的测试方法，采用试验前后的电池电压或者电压差作为验收指标，使得验收师表明确，以及试验结果更加准确；可以根据需求模拟各种工况场景，确保BMS的被动均衡能力可以满足产品的性能要求；通过设定不同的试验周期，可以使得测试结果降低偶然性，增加准确性。
实施例二：
图3是根据本发明实施例提供的一种被动均衡能力的测试系统的示意图，该系统应用于待测电池管理系统。如图3所示，该系统包括：放电模块10，第一记录模块20，第二记录模块30和确定模块40。
具体的，放电模块10，用于对第一电池单体进行放电，以使第一电池单体的荷电状态与第二电池单体的荷电状态之间的差值大于预设阈值；第一电池单体为目标动力电池组中的一串电池单体，第二电池单体为目标动力电池组中除第一电池单体之外的电池单体中荷电状态值最低的一串电池单体，目标动力电池组为待测电池管理系统所控制的电池组。
具体的，将待测电池管理系统的均衡开启阈值与待测电池管理系统的额定均衡能力之和，确定为预设阈值。
第一记录模块20，用于对目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录目标动力电池组的第一末端电压数据。第一末端电压数据包括目标动力电池组在运行预设试验周期前的每一串电池单体对应的充电末端电压值。
可选地，预设充电倍率为不高于0.2C。
优选地，在本发明实施例中，预设充电倍率为0.05C～0.1C中的任一值。
第二记录模块30，用于在预设工况下目标动力电池组连续运行预设试验周期之后，再次对目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录目标动力电池组的第二末端电压数据。第二末端电压数据包括目标动力电池组在运行预设试验周期后的每一串电池单体对应的充电末端电压值。优选地，预设试验周期为一个月。
确定模块40，用于基于第一末端电压数据和第二末端电压数据，确定待测电池管理系统的被动均衡能力。
本发明的目的在于提供一种被动均衡能力的测试系统，通过将动力电池组在试验前后的充电末端电压值作为验收指标，使得试验结果更加准确，以及对于电池管理系统的被动均衡能力的量化结果更加明确，缓解了现有技术中存在的对于均衡能力很难被量化的技术问题。
可选地，图4是根据本发明实施例提供的一种确定模块的示意图。如图4所示，确定模块40还包括：第一确定单元41，第二确定单元42和第三确定单元43。
具体的，第一确定单元41，用于基于第一末端电压数据，确定目标动力电池组在运行预设试验周期前的最大荷电状态差为第一荷电状态差。
具体的，确定第一末端电压数据中的最高电压值为第一电压值，以及确定第一末端电压数据中的最低电压值为第二电压值；基于预设对应关系表，将第一电压值转为第一荷电状态值，以及将第二电压值转换为第二荷电状态值；预设对应关系表为目标动力电池组中的每串电池单体的荷电状态值与电压值之间的对应关系表；将第一荷电状态值与第二荷电状态值之间的差值，确定为第一荷电状态差。
第二确定单元42，用于基于第二末端电压数据，确定目标动力电池组在运行预设试验周期后的最大荷电状态差为第二荷电状态差。
具体的，确定第二末端电压数据中的最高电压值为第三电压值，以及确定第二末端电压数据中的最低电压值为第四电压值；基于预设对应关系表，将第三电压值转为第三荷电状态值，以及将第四电压值转换为第四荷电状态值；将第三荷电状态值与第四荷电状态值之间的差值，确定为第二荷电状态差。
第三确定单元43，用于将第一荷电状态差与第二荷电状态差之间的差值，确定为待测电池管理系统的被动均衡能力。
可选地，确定模块40，还用于：确定第一末端电压数据中的最高电压值和最低电压值的差值，得到第一电压差；确定第二末端电压数据中的最高电压值和最低电压值的差值，得到第二电压差；最后将第一电压差与第二电压差做差，得到目标电压差。将目标电压差作为待测电池管理系统的被动均衡能力的验收指标，或者根据电压差与SOC差之间的对应关系，将目标电压差转换为目标SOC差，再将目标SOC差作为待测电池管理系统的被动均衡能力。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一中的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述实施例一中的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (10)
1.一种被动均衡能力的测试方法，应用于待测电池管理系统，其特征在于，包括：
对第一电池单体进行放电，以使所述第一电池单体的荷电状态与第二电池单体的荷电状态之间的差值大于预设阈值；所述第一电池单体为目标动力电池组中的一串电池单体，所述第二电池单体为所述目标动力电池组中除所述第一电池单体之外的电池单体中荷电状态值最低的一串电池单体，所述目标动力电池组为所述待测电池管理系统所控制的电池组；
对所述目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录所述目标动力电池组的第一末端电压数据；
在预设工况下所述目标动力电池组连续运行预设试验周期之后，再次对所述目标动力电池组以所述预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录所述目标动力电池组的第二末端电压数据；
基于所述第一末端电压数据和所述第二末端电压数据，确定所述待测电池管理系统的被动均衡能力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对第一电池单体进行放电之前，所述方法还包括：
将所述待测电池管理系统的均衡开启阈值与所述待测电池管理系统的额定均衡能力之和，确定为所述预设阈值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一末端电压数据和所述第二末端电压数据，确定所述待测电池管理系统的被动均衡能力，包括：
基于所述第一末端电压数据，确定所述目标动力电池组在运行预设试验周期前的最大荷电状态差为第一荷电状态差；
基于所述第二末端电压数据，确定所述目标动力电池组在运行预设试验周期后的最大荷电状态差为第二荷电状态差；
将所述第一荷电状态差与所述第二荷电状态差之间的差值，确定为所述待测电池管理系统的被动均衡能力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一末端电压数据包括所述目标动力电池组在运行预设试验周期前的每一串电池单体对应的充电末端电压值；
基于所述第一末端电压数据，确定所述目标动力电池组在运行预设试验周期前的最大荷电状态差为第一荷电状态差，包括：
确定所述第一末端电压数据中的最高电压值为第一电压值，以及确定所述第一末端电压数据中的最低电压值为第二电压值；
基于预设对应关系表，将所述第一电压值转为第一荷电状态值，以及将所述第二电压值转换为第二荷电状态值；所述预设对应关系表为所述目标动力电池组中的每串电池单体的荷电状态值与电压值之间的对应关系表；
将所述第一荷电状态值与所述第二荷电状态值之间的差值，确定为所述第一荷电状态差。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二末端电压数据包括所述目标动力电池组在运行预设试验周期后的每一串电池单体对应的充电末端电压值；基于所述第二末端电压数据，确定所述目标动力电池组在运行预设试验周期后的最大荷电状态差为第二荷电状态差，包括：
确定所述第二末端电压数据中的最高电压值为第三电压值，以及确定所述第二末端电压数据中的最低电压值为第四电压值；
基于预设对应关系表，将所述第三电压值转为第三荷电状态值，以及将所述第四电压值转换为第四荷电状态值；所述预设对应关系表为所述目标动力电池组中的每串电池单体的荷电状态值与电压值之间的对应关系表；
将所述第三荷电状态值与所述第四荷电状态值之间的差值，确定为所述第二荷电状态差。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设充电倍率为不高于0.2C。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设充电倍率为0.05C～0.1C中的任一值。
8.一种被动均衡能力的测试系统，应用于待测电池管理系统，其特征在于，包括：放电模块，第一记录模块，第二记录模块和确定模块；其中，
所述放电模块，用于对第一电池单体进行放电，以使所述第一电池单体的荷电状态与第二电池单体的荷电状态之间的差值大于预设阈值；所述第一电池单体为目标动力电池组中的一串电池单体，所述第二电池单体为所述目标动力电池组中除所述第一电池单体之外的电池单体中荷电状态值最低的一串电池单体，所述目标动力电池组为所述待测电池管理系统所控制的电池组；
所述第一记录模块，用于对所述目标动力电池组以预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录所述目标动力电池组的第一末端电压数据；
所述第二记录模块，用于在预设工况下所述目标动力电池组连续运行预设试验周期之后，再次对所述目标动力电池组以所述预设充电倍率进行恒流充电，并在充满电之后记录所述目标动力电池组的第二末端电压数据；
所述确定模块，用于基于所述第一末端电压数据和所述第二末端电压数据，确定所述待测电池管理系统的被动均衡能力。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。
10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1-7任一项所述方法。
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-
2021
- 2021-12-22 CN CN202111583055.6A patent/CN114252787A/zh active Pending
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