CN104569837B - 一种电动汽车电池容量自学习方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车电池容量自学习方法，由电池包内部的电池管理***根据自身所采集的电池信息，在特定条件下对电池充电或者放电的容量进行累加、计算处理后，得出能反映电池包性能的参数组，并保存到电池管理***存储器内，该自学习方法能在电动汽车电池批量生产过程中减去人工对电池容量进行标定的工序，从而有效提高生产效率，同时也去除了人为因素对生产质量的影响，在提高生产效率的同时降低了产品的不良率；电池管理***采集、计算得出的数据可以提供给电动汽车的各个控制单元，实现实时评估电池性能，正确地反映电池在各种环境下的性能，可以正确引导电动汽车的使用，从而推动电动汽车行业的发展。

Description

一种电动汽车电池容量自学习方法

技术领域

本发明涉及一种电动汽车电池管理方法，特别是一种电动汽车电池容量自学习方法。

背景技术

随着电动汽车的不断推广，电动汽车电池的产量也不断增加。因个体的差异性，同一批次生产的同一规格的电池的容量不完全一致，所以需要对电池组的实际容量进行标定。当前电池容量参数标定有两种方法：

第一种是应用在生产测试中，用电池充放电测试柜对电池包进行充放电测试，以测试出的值作为电池组的实际容量值，然后人工通过电脑或其它设备对电池包中的的电池管理***进行容量参数写入，从而完成电池组容量的标定；

第二种方法是同一批次生产的电池包都统一设置相同的容量值，即在不需要对电池容量进行测试的情况下给同一批次的产品直接写入相同的容量值，一般情况下比该电池包的理论额定容量偏小；

其中第一种方法需要人工写入电池容量数据，且需要对每个电池包进行测试，成本高、效率低，且受人员或设备因素的影响，有可能造成容量设置错误，从而生产出不良品；

第二种方法不能准确地反映电池包的实际容量，设置的容量值可能和实际容量误差较大，严重影响电池管理***对电池组的状态及性能的评估。

电池包在使用过程中，其容量会变化，且变化受很多因素的影响，如使用环境温度、使用频率、使用强度等，上述方法都不能实时地把握变化后电池组的真实容量，无法准确地判断电池在什么情况下需要进行维护或更换，电池保养后的的保养效果，且对电池剩余容量的估算精度无法提高，不能更准确地评估电池的健康度。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种实时、自动化标定电池容量的电动汽车电池容量的自学习方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种电动汽车电池容量自学习方法，包括：

电池管理***上电后进行初始化，然后采集每公里放电容量，计算得出本次上电平均里程放电容量、历史最大和最小平均里程放电容量，以及历史平均里程放电容量；

计算充电容量，对电池进行充电，采集本次充电的充电容量，并记录本次充电的电流和温度；

计算放电容量，对电池进行放电，采集本次放电的放电容量，并记录本次放电的电流和温度；

计算实际容量和容差比，导出保存的充电容量数据和放电容量数据，并采用先放电容量后充电容量与设定的阈值条件进行比对的方式得出实际容量值，然后再进行容差比计算；

保存数据，对电池管理***采集、计算的数据进行保存。

优选的，所述计算实际容量和容差比包括以下步骤：

S4-1：导出所述保存的充电容量数据和放电容量数据；

S4-2：判断导出的放电容量数据中，是否有放电电流和温度在设定的第一阈值范围内的数据，若是则取该数据对应的放电容量为实际容量值，并进入步骤S4-5；若否则进入步骤S4-3；

S4-3：判断导出的数据中是否有放电电流和温度不在设定的第一阈值范围内的其它放电容量数据，若是则取放电电流和温度最接近设定的第二阈值的放电容量数据中的放电容量值为实际容量值，并进入步骤S4-5；若否则进入步骤S4-4；

S4-4：判断导出的数据中是否有充电容量数据，若是则取充电电流和温度最接近设定的第三阈值的充电容量数据中的充电容量值为实际容量值，并进入步骤S4-5；否则确定额定容量值为实际容量值后进入步骤S4-5；

S4-5：进行容差比计算，计算公式为：（实际容量值-额定容量值）×100%÷额定容量值。

优选的，所述计算充电容量包括以下步骤：

S2-1：检查电池放空标示是否有效，若是则进入步骤 S2-3；否则进入步骤 S2-2；

S2-2：判断电池包中的单体电池的最低单体电压是否小于设定的第四阈值或总电压是否小于设定的第五阈值，若是则设置放空标示有效并清除单次累积充电的安时数AH然后进入步骤 S2-3,；否则继续进行判断；

S2-3：判断电池最高单体电压是否到达设定的第六阈值或电池总电压是否到达设定的第七阈值，若是则记录单次累积充电安时数AH为本次充电容量，并记录本次充电电流和温度，然后清除放空标示；否则继续进行判断；

所述计算放电容量包括如下步骤：

S3-1：检查电池充满标示是否有效，若是则进入步骤 S3-3；否则进入步骤 S3-2；

S3-2：判断电池包中的单体电池的最高单体电压是否大于设定的第六阈值或总电压是否大于设定的第七阈值，若是则设置充满标示有效并清除单次累积放电的安时数AH然后进入步骤 S3-3,；否则继续进行判断；

S3-3：判断电池最低单体电压是否到达设定的第四阈值或电池总电压是否到达设定的第五阈值，若是则记录单次累积放电安时数AH为本次放电容量，并记录本次放电电流和温度，然后清除充满标示；否则继续进行判断；

优选的，所述的本次上电平均里程放电容量、历史最大和最小平均里程放电容量的计算包括如下步骤：

S1-1：判断行车里程是否有变化，若有则计算本次上电平均一公里的放电容量，计算公式为：平均一公里放电容量=本次上电的放电总安时数AH÷行车公里数，然后进入步骤S1-2；否则继续判断行车里程是否有变化；

S1-2：判断计算结果是否大于历史最大值，是则记录本次计算结果为历史最大值然后结束；否则进入步骤S1-3；

S1-3：判断计算结果是否小于历史最小值，是则记录本次计算结果为历史最小值然后结束，否则不做处理。

其中，第一阈值的温度为检测环境平均温度的±5℃，电流为当前放电平均电流的±0.1C；第二阈值的温度为检测环境平均温度的±15℃，电流为电机额定放电电流的±0.3C；第三阈值的温度为常温（25℃±10℃），电流为车载充电机额定充电电流；第四阈值根据使用电池的类型和电池规格允许放电的最低单体电压而定，一般情况下取2.5～3.2V；第五阈值为第四阈值和电池组串联数量的乘积；第六阈值根据使用电池类型和电池规格允许充电的最高单体电压而定，一般情况下取3.5～4.8V；第七阈值为第六阈值和电池组串联数量的乘积。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明采用电池管理***进行电池容量的自学习方法，能在电动汽车电池批量生产过程中减去人工对电池容量进行标定的工序，从而有效提高生产效率，同时也去除了人为因素对生产质量的影响，在提高生产效率的同时降低了产品的不良率；电池管理***采集、计算得出的数据可以提供给电动汽车的各个控制单元，实现实时评估电池性能，正确地反映电池在各种环境下的性能，可以正确引导电动汽车的使用，从而推动电动汽车行业的发展。

附图说明

图1为本发明的电池容量自学习方法在BMS上电过程中下电的流程图；

图2为本发明的电池容量自学习方法结构图；

图3为本发明的电池容量自学***均一公里放电容量和历史最大、最小放电容量计算流程图；

图4为本发明的电池容量自学习方法的充电容量计算流程图；

图5为本发明的电池容量自学习方法的放电容量计算流程图；

图6为本发明的电池容量自学习方法的实际容量和容差比计算流程图；

图7为本发明的电池容量自学习方法的每个计算数据保存步骤流程图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。

实施例

如图1、2所示，一种电动汽车电池容量自学***均里程放电容量和历史最大平均里程放电容量以及历史最小平均里程放电容量，统计多次上电的平均里程放电容量并计算得出历史平均里程放电容量，还计算充电容量、放电容量，并根据计算后存储的充电容量数据和放电容量数据估算最接近的实际容量以及计算容差比，然后再进行数据保存。通过电池管理***对多个数据的计算和保存处理，实现电池容量的自学习，可以实时地给电动汽车各个控制单元提供实用、有效、准确的数据，使得无论在哪种环境下都可准确了解电动汽车的电池情况，从而正确引导使用。

具体的，本发明所述的电动汽车电池容量的自学习方法包括如下内容：

电池管理***上电后进行初始化，然后采集每公里放电容量，计算得出本次上电平均里程放电容量、历史最大和最小平均里程放电容量，以及历史平均里程放电容量；

其中，如图3所示，本次上电平均里程放电容量和历史最大、最小平均里程放电容量的计算包括如下步骤：

S1-1：判断行车里程是否有变化，若有则计算本次上电平均一公里的放电容量，计算公式为：平均一公里放电容量=本次上电的放电总安时数AH÷行车公里数，然后进入步骤S1-2；否则继续判断行车里程是否有变化；

S1-2：判断计算结果是否大于历史最大值，是则记录本次计算结果为历史最大值然后结束；否则进入步骤S1-3；

S1-3：判断计算结果是否小于历史最小值，是则记录本次计算结果为历史最小值然后结束，否则不做处理。

所述充电容量的计算，包括对电池进行充电，采集本次充电的充电容量，并记录本次充电的电流和温度；如图4所示，详细地分为如下步骤：

S2-1：检查电池放空标示是否有效，若是则进入步骤 S2-3；否则进入步骤 S2-2；

S2-2：判断电池包中的单体电池的最低单体电压是否小于设定的第四阈值或总电压是否小于设定的第五阈值，若是则设置放空标示有效并清除单次累积充电的安时数AH然后进入步骤 S2-3,；否则继续判断；

S2-3：判断电池最高单体电压是否到达设定的第六阈值或电池总电压是否到达设定的第七阈值，若是则记录单次累积充电安时数AH为本次充电容量，并记录本次充电电流和温度，然后清除放空标示；否则继续判断；

放电容量的计算，包括对电池进行放电，采集本次放电的放电容量，并记录本次放电的电流和温度；如图5所示，详细地分为如下步骤进行：

S3-1：检查电池充满标示是否有效，若是则进入步骤 S3-3；否则进入步骤 S3-2；

S3-2：判断电池包中的单体电池的最高单体电压是否大于设定的第六阈值或总电压是否大于设定的第七阈值，若是则设置充满标示有效并清除单次累积放电的安时数AH然后进入步骤 S3-3,；否则继续判断；

S3-3：判断电池最低单体电压是否到达设定的第四阈值或电池总电压是否到达设定的第五阈值，若是则记录单次累积放电安时数AH为本次放电容量，并记录本次放电电流和温度，然后清除充满标示；否则继续判断。

实际容量和容差比计算，包括导出保存的充电容量数据和放电容量数据，并采用先放电容量后充电容量与设定的阈值条件进行比对的方式得出实际容量值，然后再进行容差比计算；如图6所示，详细地分为如下步骤进行：

S4-1：导出所述保存的充电容量和放电容量数据；

S4-2：判断导出的放电容量数据中，是否有放电电流和温度在设定的第一阈值范围内的数据，若是则取该数据对应的放电容量为实际容量值，并进入步骤S4-5；若否则进入步骤S4-3；

S4-3：判断导出的数据中是否有放电电流和温度不在设定的第一阈值范围内的其它放电容量数据，若是则取放电电流和温度最接近设定的第二阈值的放电容量数据中的放电容量值为实际容量值，并进入步骤S4-5；若否则进入步骤S4-4；

S4-4：判断导出的数据中是否有充电容量数据，若是则取充电电流和温度最接近设定的第三阈值的充电容量数据中的充电容量值为实际容量值，并进入步骤S4-5；否则确定额定容量值为实际容量值后进入步骤S4-5；

S4-5：进行容差比计算，计算公式为：（实际容量值-额定容量值）×100%÷额定容量值。

如图7所示，所述每个计算数据的保存包括如下步骤：

S5-1：电池管理***上电初始化后检查清除数据标示是否有效，是则此时数据设置为0，然后清除数据标示置无效；否则进入步骤S5-2；

S5-2：判断数据是否有更新，是则更新变更数据，将数据和数据变更时间保存到存储器，否则继续检查数据是否有更新。

通过本发明所述的电动汽车电池容量自学习方法，自动实时标定电池包的实际容量，准确识别电动汽车电池容量的差异性，能有效地评估电动汽车的电池性能。可有效提高电动汽车电池批量生产的效率，也可以在电动汽车维修、保养时对电动汽车作性能评估。

以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电动汽车电池容量自学习方法，其特征在于，包括：

电池管理***上电后进行初始化，然后采集每公里放电容量，计算得出本次上电平均里程放电容量、历史最大和最小平均里程放电容量，以及历史平均里程放电容量；

计算充电容量，对电池进行充电，采集本次充电的充电容量，并记录本次充电的电流和温度；

计算放电容量，对电池进行放电，采集本次放电的放电容量，并记录本次放电的电流和温度；

计算实际容量和容差比，导出保存的充电容量数据和放电容量数据，并采用先放电容量后充电容量与设定的阈值条件进行比对的方式得出实际容量值，然后再进行容差比计算；

保存数据，对电池管理***采集、计算的数据进行保存。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池容量自学习方法，其特征在于，所述计算实际容量和容差比包括以下步骤：

S4-1：导出所述保存的充电容量数据和放电容量数据；

S4-2：判断导出的放电容量数据中，是否有放电电流和温度在设定的第一阈值范围内的数据，若是则取该数据对应的放电容量为实际容量值，并进入步骤S4-5；若否则进入步骤S4-3；

S4-3：判断导出的数据中是否有放电电流和温度不在设定的第一阈值范围内的其它放电容量数据，若是则取放电电流和温度最接近设定的第二阈值的放电容量数据中的放电容量值为实际容量值，并进入步骤S4-5；若否则进入步骤S4-4；

S4-4：判断导出的数据中是否有充电容量数据，若是则取充电电流和温度最接近设定的第三阈值的充电容量数据中的充电容量值为实际容量值，并进入步骤S4-5；否则确定额定容量值为实际容量值后进入步骤S4-5；

S4-5：进行容差比计算，计算公式为：（实际容量值-额定容量值）×100%÷额定容量值。

3.根据权利要求2所述的电动汽车电池容量自学习方法，其特征在于，所述计算充电容量包括以下步骤：

S2-1：检查电池放空标示是否有效，若是则进入步骤 S2-3；否则进入步骤 S2-2；

S2-2：判断电池包中的单体电池的最低单体电压是否小于设定的第四阈值或总电压是否小于设定的第五阈值，若是则设置放空标示有效并清除单次累积充电的安时数AH然后进入步骤 S2-3,否则继续进行判断；

S2-3：判断电池最高单体电压是否到达设定的第六阈值或电池总电压是否到达设定的第七阈值，若是则记录单次累积充电安时数AH为本次充电容量，并记录本次充电电流和温度，然后清除放空标示；否则继续进行判断；

所述计算放电容量包括如下步骤：

S3-1：检查电池充满标示是否有效，若是则进入步骤 S3-3；否则进入步骤 S3-2；

S3-2：判断电池包中的单体电池的最高单体电压是否大于设定的第六阈值或总电压是否大于设定的第七阈值，若是则设置充满标示有效并清除单次累积放电的安时数AH然后进入步骤 S3-3,否则继续进行判断；

S3-3：判断电池最低单体电压是否到达设定的第四阈值或电池总电压是否到达设定的第五阈值，若是则记录单次累积放电安时数AH为本次放电容量，并记录本次放电电流和温度，然后清除充满标示；否则继续进行判断。

4.根据权利要求3所述的电动汽车电池容量自学***均里程放电容量、历史最大和最小平均里程放电容量的计算包括如下步骤：

S1-1：判断行车里程是否有变化，若有则计算本次上电平均一公里的放电容量，计算公式为：平均一公里放电容量=本次上电的放电总安时数AH÷行车公里数，然后进入步骤S1-2；否则继续判断行车里程是否有变化；

S1-2：判断计算结果是否大于历史最大值，是则记录本次计算结果为历史最大值然后结束；否则进入步骤S1-3；

S1-3：判断计算结果是否小于历史最小值，是则记录本次计算结果为历史最小值然后结束，否则不做处理。