CN1442702A - 确定电池有效电压的方法 - Google Patents

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Abstract

一种确定电池有效电压的方法，包括：以预定的时间间隔检测电池电压；统计在预定电压范围内检测电压的次数；计算出统计次数的变化与电池电压变化的比值；确定所计算的比值的第一峰值点。

Description

确定电池有效电压的方法
技术领域
本发明涉及混合动力电动车，尤其涉及一种确定电池电容消失的点，从而确定混合动力电动车电池的可靠有效电压的方法。
背景技术
通常，混合动力电动车包括应用于汽油发动机的ETC(电动节气门控制机构)、电动机以及用以向车轮传递传动力矩的CVT(无级变速器)。
这种混合动力电动车的运行是基于电池电压来控制以增加汽油机的燃料的经济性。另外，刹车或者减速时，进入发电模式，汽车的动能转化为电能，电池获得电能，从而增加燃料的经济性。
这些操作的实现有赖于电池的电压水平。也就是说，为实现以上操作，电池必须达到预定的充电状态，而这一状态可用于各种控制。
由于电池的电容的原因，在充、放电过程中，电池的电压会在瞬间突然增大。这样，由于电容的存在，电池的电压并不准确地反映电池的状态。于是，在那段时间，对电动车准确控制是不可能的。
如果电池管理系统的处理器的运算速度比较慢，那么，在存在电容的时候，处理器就不能检测到电池的电压。这样，电池的电压在电池的电容消失之后才被检测。因此，获得的电压能够反映电池的真实状态，才能够基于获得的电池电压比较精确地控制电池和电动装置。
然而，由于电池管理系统的处理器的运算速度变快，电池存在电容时的电压被检测。因此，必须经过一段很短的时间，让电池的电容消失，这样获得可靠的电压，以更稳定、更精确地控制电池和电动装置。也就是说，必须经过一段时间，让充、放电开始后由电容引起的电池电压的突然增加消失。
因为在充、放电过程中电池的电容存在但不稳定，这时的电压不能作为驱动力的来源。电容不是能量存储元件，而是对负载快速反应的元件。
事实上，在计算特征值(比如充电状态、电流极限、可用的电压值和实际电压)时，电容是一种干扰。
通常，可以通过电池的戴维宁等效电路，在电池没有充、放电时获得电池的电容值。然而，根据该方法的电池模型却不适于检测空载电压、内阻以及电容值。对于混合动力电动车的电池，由于充、放电重复进行，因此，极难估算电池的电容值。
发明内容
在本发明的一个实施例中，确定电池有效电压的方法包括：以预定的时间间隔检测电池电压；统计在预定电压范围内检测电压的次数；计算出统计次数的变化与电池电压变化的比值；确定所计算的比值的第一峰值点。
较佳地是，本方法进一步包括确定第一峰值点作为电池电容消失的点。
较佳地是，第一峰值点被用作负载功率控制的基准点，而且还被用作推算充、放电状态、电压限制以及可用电压的基准点。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细说明：
图1示出了根据本发明的混合动力电动车的电池管理系统的方框图；
图2示出了根据本发明的混合动力电动车的电池管理方法的流程图；
图3是一曲线图，示出了根据本发明在电池充电过程中电压相对电池电流的变化；
图4是图3中A的放大图；
图5是图4中A的放大图；
图6是一曲线图，示出了图5中充电电压的统计结果；
图7是一曲线图，示出了统计次数相对于被测电压变化的变化。
具体实施方式
以下，结合附图详细说明本发明的实施例。
如图1所示，混合动力电动车的功率控制系统包括：一个混合控制单元(以下称为HCU)10，一个发动机控制单元(以下称为MCU)20，一个逆变器30，一个电池管理系统(以下称为BMS)40。
HCU10控制混合动力电动车的各种控制单元，MCU20根据HCU10的控制信号输出发动机转矩控制命令，以使发电机60发电，在减速时再生电，电池50维持适当的充电状态。
逆变器30用于在启动模式将直流电转化为交流电，而在发电模式将交流电转化为直流电。逆变器30根据MCU20的控制，利用一个IGBT开关通过对脉冲宽度调整的控制将电池的电传输送到电动机60。
BMS40基于电流、电压和温度等管理电池的充电状态。
本方法可应用于上述的系统中，以确定电池电容消失的点。也就是说，确定电池的有效电压。以下将详细说明。
如果电池50通过在混合动力电动车减速过程中产生的再生能量或者通过内燃机的运转而充电，如图3所示，由于电池50的电容，电池的电压在刚开始后的很短一段时间会快速增大。
这种电池电压的快速增大也发生在电池的放电过程中，所以，本发明的方法也适用于放电过程。以下我们以充电来说明方法。
在步骤S101中，BMS40以预定的时间间隔检测电池50的电压，在步骤S102中，统计出在预定电压范围内电池电压被检测的次数。预定的间隔可以是0.001秒、0.0001秒等。
每个电压范围可以用其中的一个电压来表示，以下，电压范围用该范围内有代表性的电压来表示。
然后，在步骤S103中，BMS40计算电池电压在预定范围内被检测的次数的变化与电池电压变化的比值，接下来，在步骤S104中，确定出所计算比值的第一峰值点。
在步骤S105中，确定出电池50的电容在第一峰值点之后已消失。
这样，BMS40给出第一峰值点后的电压，用于计算充电状态、负载的电流限制以及提供给负载的可用电压。也就是说，第一峰值点被用作负载功率控制的基准点。
下面配合具体例子说明本方法。
如果一个7.2V/6.5A的电池组以不同的电流充电，那么，如图3、图4所示，由于电容的原因，充电电压在开始充电后的瞬间会急速增大，而电压增大量随充电电流的不同而变化。
也就是说，A段显示电池以6.5A的电流充电时的电压状态，B段显示电池以13A的电流充电时的电压状态，C段显示电池以26A的电流充电时的电压状态，D段显示电池以52A的电流充电时的电压状态。
由图可知，随着充电电流的增大，电压的增量变大，而电池的电容消失的时间则变短。
如图5所示，如果电池从8.246V的电压充电，由于电池的电容，电池的电压会急速增大到8.315V，并逐渐增大到8.325V、8.335V、8.345V。
BMS40统计出在预定电压范围内电池电压被检测的次数，其结果如图6所示。
在8.315V的统计次数为0，在8.325V的统计次数为5。电池电压在充电开始后0.57秒达到8.335V，而在8.335V的统计次数约为27次，在8.345V的统计次数约为180次。
统计次数的变化与电压变化的比值被计算出来，其结果如图7所示。
然后，确定所计算出的比值的第一峰值点，第一峰值是在8.335V处，而该点对应于图6中统计次数曲线上的一个转折点。
已经确定电容在第一峰值后消失。因而，BMS40检测电池的电压，以计算充电状态、负载的电流限制以及提供给负载的可用电压。
如上所述，通过确定充、放电过程中电池电容消失的点，基于电池电压的控制会变得更加安全可靠。
虽然，以上我们以较佳实施例详细说明了本发明，但显然，本领域的技术人员可以对本发明的方法进行各种改动和变型而不脱离本发明权利要求的精神和范围。

Claims (4)

1.一种确定电池有效电压的方法，其特征在于，该方法包括：
以预定的时间间隔检测电池电压；
统计在预定电压范围内检测电压的次数；
计算出统计次数的变化与电池电压变化的比值；
确定所计算的比值的第一峰值点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括确定第一峰值点作为电池电容消失的点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一峰值点被用作负载功率控制的基准点。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一峰值点被用作推算充、放电状态、电压限制以及可用电压的基准点。
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