一種動力電池內(nèi)阻檢測方法及動力電池健康度診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車或混合動力汽車電池檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種動力電池內(nèi)阻檢測方法及動力電池健康度診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池的內(nèi)阻是電池包可用功率的決定因素，從而也是SOH判定(電池健康度判定，State Of Health)的決定因素。對于EV(電動汽車)而言，可用用電池剩余容量和電池內(nèi)阻綜合判定電池的壽命，而對于HEV(混合動力汽車)而言，很多算法中只用電池的內(nèi)阻查表就可以給出壽命的判定。所以計算車載電池的內(nèi)阻對于可用功率的確定和壽命的判定都有至關(guān)重要的意義。此外，對于電池電路等效模型計算SOC (荷電狀態(tài))，真實可靠地計算內(nèi)阻也是必不可少的。
[0003]電池內(nèi)阻是一個隨時間變化的漸變量，而且變化非常緩慢，所以每次計算出的內(nèi)阻不應(yīng)該差別太大，否則就是計算出現(xiàn)了問題。
[0004]目前，車載動力電池內(nèi)阻仍然是沿用電池在測試臺架上進行HPPC(混合脈沖功率特性)測試的方法，即通過BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，電池管理系統(tǒng))工作周期前后電壓差值和電流差值的比值來計算電池內(nèi)阻。上述方法存在以下缺點:
[0005]1.BMS工作周期非常短，電壓差值和電流差值變化都很小，用這個很小的差值進行計算會放大采集和計算誤差；
[0006]2.電于壓傳感器和電流傳感器響應(yīng)快慢可能會不一致，電壓對電流響應(yīng)的延時等，會使得計算得到的內(nèi)阻是不真實的；
[0007]3.計算得到的內(nèi)阻非常不穩(wěn)定，違背內(nèi)阻漸變的原理；
[0008]4.無法在車輛行駛的過程中進行檢測。
[0009]因此，希望有一種動力電池內(nèi)阻檢測方法來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種動力電池內(nèi)阻檢測方法來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷中的一個或多個缺陷。
[0011 ] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種動力電池內(nèi)阻檢測方法，在所述動力電池內(nèi)阻檢測方法中，檢測或提取動力電池在規(guī)定時間內(nèi)的電流最大值、電流最小值、電壓最大值以及電壓最小值，計算電流最大值與電流最小值之間的電流差值、電壓最大值與電壓最小值之間的電壓差值，以所述電壓差值除以所述電流差值計算電池內(nèi)阻。
[0012]優(yōu)選地，所述電壓包括包電壓、模塊電壓和/或單體電壓。可以理解的是，檢測得到的電池內(nèi)阻相應(yīng)地為電池包、電池模塊和/或單體電池的內(nèi)阻。
[0013]優(yōu)選地，在檢測電池電流值與電池電壓值的過程中，電池電流值與電池電壓值的數(shù)據(jù)成組保存，成組保存的電池電流值與電池電壓值之間存在延時，所述延時對應(yīng)于電壓響應(yīng)電流激勵的延時。
[0014]優(yōu)選地，在檢測電池電流值與電池電壓值的過程中，電池電流值與電池電壓值的數(shù)據(jù)成組保存，成組保存的電池電流值與電池電壓值之間存在延時標(biāo)定值△ t，即電流I(t)和電壓U(t)之間存在延時標(biāo)定值A(chǔ)t，I (t-At)和U(t)成組對應(yīng)保存。
[0015]優(yōu)選地，WpRq列的矩陣存儲檢測電池電流值與電池電壓值，矩陣的每一行存儲對應(yīng)時刻的電流值，以及上一時刻的包電壓、模塊電壓和/或單體電壓，P為檢測周期的個數(shù)，其中，所述規(guī)定時間=Δ?*ρ。
[0016]優(yōu)選地，I(t-At)和U(t)按時間先后逐行進入矩陣，先進先出，每個檢測周期更新一次矩陣。
[0017]優(yōu)選地,如果Δ I⑴不大于標(biāo)定值Δ Imin,則當(dāng)前R(t) =R(t_l),如果Δ I (t)大于標(biāo)定值Δ Imin,且Δ I (t)和Δ I (t_l)不相等，則計算當(dāng)前時刻的R(t) = AU(t)/Δ I (t)。
[0018]本發(fā)明還提供一種動力電池健康度診斷方法，所述動力電池健康度診斷方法包括下述步驟:
[0019]將電池健康度錯誤值設(shè)置為初始值；
[0020]以如上所述的動力電池內(nèi)阻檢測方法來檢測電池內(nèi)阻；
[0021]如果得到的動力電池內(nèi)阻大于標(biāo)定值，則電池健康度錯誤值增加，否則電池健康度錯誤值減??；以及
[0022]判斷電池健康度錯誤值是否達到設(shè)定的錯誤值上限，如果達到，進行電池健康度報錯。
[0023]優(yōu)選地，在電池荷電狀態(tài)位于設(shè)定區(qū)域時，開始進行動力電池健康度診斷。
[0024]優(yōu)選地，電池健康度錯誤值的下限為零，在電池健康度錯誤值達到下限后，電池健康度錯誤值不再減小。
[0025]本發(fā)明所描述的動力電池內(nèi)阻檢測方法及具有其的健康度診斷方法，通過獲取電池規(guī)定時間內(nèi)的電流、電壓的最大值與最小值，通過二者的差值計算電池內(nèi)阻，并根據(jù)電池內(nèi)阻的計算結(jié)果診斷電池健康度，由此實現(xiàn)對電池狀態(tài)的準(zhǔn)確監(jiān)控，從而判定電池健康度，以確保電池的正常使用。而且，此種方法適于在車輛的行駛過程中進行檢測。
【附圖說明】
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例進行動力電池內(nèi)阻檢測以及動力電池健康度診斷的流程圖。
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的方法中存儲電池電流、電壓值的矩陣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細(xì)說明。
[0029]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0030]在根據(jù)本發(fā)明的動力電池內(nèi)阻檢測方法中，檢測或提取動力電池在規(guī)定時間內(nèi)的電流最大值、電流最小值、電壓最大值以及電壓最小值，計算電流最大值與電流最小值之間的電流差值、電壓最大值與電壓最小值之間的電壓差值，以所述電壓差值除以所述電流差值計算電池內(nèi)阻。
[0031]需要指出的是，所述規(guī)定時間是一個顯著長于BMS工作周期的時間段。例如，所述規(guī)定時間是BMS工作周期的10倍、20倍、50倍或更長的時間。在一個優(yōu)選的實施例中，所述規(guī)定時間大于等于BMS工作周期的20倍?？梢岳斫獾氖?，所述規(guī)定時間并非必須是BMS工作周期的整數(shù)倍。在此種時間周期內(nèi)，電流的最大值與最小值之間的差值，必然會顯著大于一個BMS工作周期前后電流值的變化。從而可以消除由于所使用的電流變化值太小而導(dǎo)致的內(nèi)阻最終計算結(jié)果的誤差被放大的問題。而且由于不是采用脈沖方式進行測量，無需使用專用的測試臺架或HPPC設(shè)備。在使得能夠在車輛行駛的過程中進行內(nèi)阻的檢測。
[0032]所述電壓包括包電壓、模塊電壓和/或單體電壓?？梢岳斫獾氖?，檢測得到的電池內(nèi)阻相應(yīng)地為電池包、電池模塊和/或單體電池的內(nèi)阻。也就是說，能夠?qū)λ鑳?nèi)阻進行檢測，例如，可以單獨測量整個電池包的內(nèi)阻、或單體電池的內(nèi)阻，也可以同時檢測整個電池包的內(nèi)阻以及某些單體電池的各自的內(nèi)阻。
[0033]有利的是，在檢測電池電流值與電池電壓值的過程中，電池電流值與電池電壓值的數(shù)據(jù)成組保存，成組保存的電池電流值與電池電壓值之間存在延時，所述延時對應(yīng)于電壓響應(yīng)電流激勵的延時。如果電壓響應(yīng)電流激勵的延時為零，則成組保存的電池電流值與電池電壓值之間的延時也是零。
[0034]可以理解的是，在連續(xù)的檢測中(每次檢測內(nèi)阻與上次檢測僅僅相差很短的時間，即檢測周期)，相鄰兩次電壓測量結(jié)果的變化較小。這樣，在同時考慮到上述相應(yīng)延時的情況下，可以設(shè)定一個延時標(biāo)定值A(chǔ)t。以該延時標(biāo)定值A(chǔ)t作為檢測周期。在檢測電池電流值與電池電壓值的過程中，電池電流值與電池電壓值的數(shù)據(jù)成組保存，成組保存的電池電流值與電池電壓值之間存在延時標(biāo)定值A(chǔ)t，即電流I (t)和電壓U(t)之間存在延時標(biāo)定值A(chǔ)t，I (t-At)和U(t)成組對應(yīng)保存。
[0035]為了便于運算與處理，采用矩陣來存儲上述成組保存的電池電流值與電池電壓值。在一個優(yōu)選實施例中，以P行q列的矩陣存儲檢測電池電流值與電池電壓值，矩陣的每一行存儲對應(yīng)時刻的電流值，以及上一時刻的包電壓、模塊電壓和/或單體電壓，P為檢測周期的個數(shù)，其中，所述規(guī)定時間=At*p。例如，q的數(shù)值為20，對應(yīng)一個電流值，一個電池包電壓，以及18個單體電池的電壓(可參見圖2)。
[0036]I(t-At)和U(t)按時間先后逐行進入矩陣，先進先出，每個檢測周期更新一次矩陣。將新的電流、電壓數(shù)據(jù)寫入矩陣，將矩陣中最早的數(shù)據(jù)從矩陣中刪除。
[0037]優(yōu)選地，如果Al(t)不大于標(biāo)定值八1!^11，則當(dāng)前1?(0 = R(t-l)。也就是說，在Δ I (t)的數(shù)值太小時，不進行內(nèi)阻計算，以避免放大計算誤差。
[0038]如果Δ I (t)大于標(biāo)定值Δ Imin, ? Δ I (t)和Δ I (t-Ι)不相等,則計算當(dāng)前時刻的Ra) = Λυα)/Λ?α)。也就是說，在Δ?α)和Λ?α-ι)相等的情況下，判定內(nèi)阻沒有變化或基本沒有變化，不進行內(nèi)阻計算。
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