CN108957328A - 一种车用识别***的电量负载均衡算法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用识别***的电量负载均衡算法，包括以下步骤：S1、采集电池的电压和车辆的量程；S2、通过检测车辆电机相线变化判断车辆是静止还是行驶状态，如果是静止状态则采用静态电量算法计算出电池的当前电量，如果是行驶状态则用动态电量算法计算出电池的当前电量，分别计算多个周期内的当前电量；S3、再使用软件滤波算法通过多个周期的当前电量值算出电池的实际电量，本发明通过简单易操作且成本低廉的方法可估算车辆在不同状态的实际有效电量，并且电路简单，成本低廉，稳定准确。

Description

一种车用识别***的电量负载均衡算法

技术领域

本发明涉及一种车用识别***的电量负载均衡算法，属于电动车智能控制领域。

背景技术

电动车的能量主要来源于车载动力电池，而车载动力电池一般是由多个低压电池单体串联而成。由于电池单体在批量生产中上总会存在或多或少的差异，因此动力电池在充放电过程中，有的单体电压会偏高，有的单体电压会偏低，这样动力电池就出现了整体能量的不均匀性。如果动力电池长期处于这种不一致状态，除了会影响电池的使用寿命之外，还容易引起电池损坏，甚至发生***。一旦这种情况出现，无疑会使人民的财产及生命安全蒙受重大损失，

为了消除电池单体的不均匀性，一般采用开路电压法：算法优点：电路简单，算法简单，成本低，但是该算法缺点：实时电量波动较大，不准确。

还有采用库仑电量法，该算法优点：实时电量比较准确，该算法缺点：电路复杂，在大电流(几十安培以上)场合不易实现，成本较高

虽然这种方法可以一定程度上满足均衡动力电池的功能，但是控制电路非常复杂，增加了电动车的生产成本，而且过程中能量消耗严重，违背了新能源车的研制初衷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种简便易实现并且成本低的车用识别***的电量负载均衡算法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种车用识别***的电量负载均衡算法，包括以下步骤：

S1、采集电池的电压和车辆的量程；

S2、通过检测车辆电机相线变化判断车辆是静止还是行驶状态，如果是静止状态则采用静态电量算法计算出电池的当前电量，如果是行驶状态则用动态电量算法计算出电池的当前电量，分别计算多个周期内的当前电量；

S3、再使用软件滤波算法通过多个周期的当前电量值算出电池的实际电量。

优选地，所述静态电量算法具体为：

A1、通过分压方式及ADC采样转换对电池端电压采集，得到电池当前电压Vc；

A2、通过测量电池充满电时的端电压，得到电池满电电压Vb；

A3、通过测量电池完全放电后的电压，得到电池电压Vt；

A4、通过下面公式估算电池电量η：η静＝(Vc-Vt)/(Vb-Vt)。

优选地，所述动态电量算法具体为：

B1、测量满电时车辆可行驶的总量程Lm；

B2、测量电动车的量程变化，得到量程变化量ΔL；

B3、通过上述公式可估算电池静态剩余(续航)量程Le；

B4、电动车由静→到动状态电量算法：η动＝(Le-ΔL)/Lm。

优选地，所述软件滤波算法具体为：

根据采集的N个周期的当前电量：

第1个周期，电量记作η1；

第2个周期，电量记作η2；

第3个周期，电量记作η3；

……

第N个周期，电量记作ηN；

第1个周期电量：ηz＝η1；

第2个周期电量：ηz＝(η1+η2)/2；

第3个周期电量：ηz＝(η1+η2+η3)/3；

……

第N个周期电量：ηz＝(ηN-9+η2+η3+……+ηN)/10；

第N个周期电量：ηz即为电池的实际电量。

优选地，采集与电池连接的单片机ADC输入口分压后的电压，通过分压比还原电池实际电压。

优选地，采集电机相线电压变化规律，通过电压比较器转换得到脉冲信号，用单片机中断口检测脉冲个数来换算量程。

本发明的有益效果是：本发明通过简单易操作且成本低廉的方法可估算车辆在不同状态的实际有效电量，并且电路简单，成本低廉，稳定准确。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一个实施例的流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1所示的本发明所述一种车用识别***的电量负载均衡算法，包括以下步骤：

S1、采集电池的电压和车辆的量程(也是里程)，可通过现有的技术手段进行采集；

S2、通过检测车辆电机相线变化判断车辆是静止还是行驶状态，如果是静止状态则采用静态电量算法计算出电池的当前电量，如果是行驶状态则用动态电量算法计算出电池的当前电量，分别计算多个周期内的当前电量；

S3、再使用软件滤波算法通过多个周期的当前电量值算出电池的实际电量。

在优选的实施方式中，所述静态电量算法具体为：

A1、通过分压方式及ADC采样转换对电池端电压采集，得到电池当前电压Vc；

A2、通过测量电池充满电时的端电压，得到电池满电电压Vb；

A3、通过测量电池完全放电后的电压，得到电池电压Vt；

A4、通过下面公式估算电池电量η：η静＝(Vc-Vt)/(Vb-Vt)。

在优选的实施方式中，所述动态电量算法具体为：

B1、测量满电时车辆可行驶的总量程Lm；

B2、测量电动车的里程变化，得到里程变化量ΔL；

B3、通过上述公式可估算电池静态剩余(续航)量程Le；

B4、电动车由静→到动状态电量算法：η动＝(Le-ΔL)/Lm。

在优选的实施方式中，由于采集的多个周期，由于有些周期内处于静止或动态是比较明确的，会有周期是处于由静态进行动态行驶，或动态行驶进入静态，因此该周期处于一个过渡时间，因此为了更加准确，可将过渡周期的电路计算方式为：η过渡＝(η静+η动)/2。

在优选的实施方式中，所述软件滤波算法具体为：

根据采集的N个周期的当前电量，每个周期中根据其是处于静止或动态的状态进行分别计算，得到下面的各状态电量：

第1个周期，电量记作η1；

第2个周期，电量记作η2；

第3个周期，电量记作η3；

……

第N个周期，电量记作ηN；

第1个周期电量：ηz＝η1；

第2个周期电量：ηz＝(η1+η2)/2；

第3个周期电量：ηz＝(η1+η2+η3)/3；

……

第N个周期电量：ηz＝(ηN1+η2+η3+……+ηN)/10；

第N个周期电量：ηz即为电池的实际电量。

在优选的实施方式中，采集与电池连接的单片机ADC输入口分压后的电压，通过分压比还原电池实际电压。

在优选的实施方式中，采集电机相线电压变化规律，通过电压比较器转换得到脉冲信号，用单片机中断口检测脉冲个数来换算量程。

实施例2

下面结合具体实施方式提供一个实施例，以某牌子48V车辆为例，充满电电压为52.8V，完全放电后电压41V，满电总里程Lm为35Km(此参数由车厂及电池厂商提供的参数，不同车型参数会有不同)。

车辆静止时，ADC采样到的电压为49.9V，那么通过上述公式得到：

静态度电池电量η静＝(49.9-41)/(52.8-41)＝74.5％。

车辆起步瞬间，ADC采样到的电压为49V，此时还未检测ΔL变化，计算公式：η动＝η静＝(49-41)/(52.8-41)＝67.8％。

那么由静到动过渡的电量为η过渡＝(η静+η动)/2＝71.1％。

电池静态剩余(续航)量程Le＝Lm*η静＝35*71.1％＝24.90Km。

车辆行驶中，测得里程变化量ΔL为2Km，那么η动＝(24.9-2)/35＝65.4％。

假如30秒通过上述公式计算一次电量，取5个周期：

第1次，η1＝69.7％，实时电量为69.70％

第2次，η2＝69.8％，实时电量(69.7％+69.8％)/2＝69.75％

第3次，η3＝69.5％，实时电量(69.7％+69.8％+69.5％)/3＝69.67％

第4次，η4＝69.1％，实时电量(69.7％+69.8％+69.5％+69.1％)/4＝69.53％

第5次，η5＝67.3％，实时电量(69.7％+69.8％+69.5％+69.1％+67.3％)/5＝69.08％

第6次，η6＝68.7％，实时电量(69.8％+69.5％+69.1％+67.3％+68.7％)/5＝68.88％那最终第六次得到的η6＝68.7％，实时电量(69.8％+69.5％+69.1％+67.3％+68.7％)/5＝68.88％即为电池的实际电量。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种车用识别***的电量负载均衡算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集电池的电压和车辆的量程；

S2、通过检测车辆电机相线变化判断车辆是静止还是行驶状态，如果是静止状态则采用静态电量算法计算出电池的当前电量，如果是行驶状态则用动态电量算法计算出电池的当前电量，分别计算多个周期内的当前电量；

S3、再使用软件滤波算法通过多个周期的当前电量值算出电池的实际电量。

2.如权利要求1所述的车用识别***的电量负载均衡算法，其特征在于，所述静态电量算法具体为：

A1、通过分压方式及ADC采样转换对电池端电压采集，得到电池当前电压Vc；

A2、通过测量电池充满电时的端电压，得到电池满电电压Vb；

A3、通过测量电池完全放电后的电压，得到电池电压Vt；

A4、通过下面公式估算电池电量

3.如权利要求1所述的车用识别***的电量负载均衡算法，其特征在于，所述动态电量算法具体为：

B1、测量满电时车辆可行驶的总量程Lm；

B2、测量电动车的量程变化，得到量程变化量ΔL；

B3、通过上述公式可估算电池静态剩余(续航)量程Le；

B4、电动车由静→到动状态电量算法：

4.如权利要求1所述的车用识别***的电量负载均衡算法，其特征在于，所述软件滤波算法具体为：

根据采集的N个周期的当前电量：

第1个周期，电量记作

第2个周期，电量记作

第3个周期，电量记作

……

第N个周期，电量记作

第1个周期电量：

第2个周期电量：

第3个周期电量：

……

第N个周期电量：

第N个周期电量：即为电池的实际电量。

5.如权利要求1所述的车用识别***的电量负载均衡算法，其特征在于，采集与电池连接的单片机ADC输入口分压后的电压，通过分压比还原电池实际电压。

6.如权利要求1所述的车用识别***的电量负载均衡算法，其特征在于，采集电机相线电压变化规律，通过电压比较器转换得到脉冲信号，用单片机中断口检测脉冲个数来换算量程。