一種基于電池管理系統(tǒng)的電池狀態(tài)判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電池管理系統(tǒng)的電池狀態(tài)判別方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源電動車、光伏儲能技術(shù)的應(yīng)用需求，電池管理系統(tǒng)作為新能源行業(yè)不可或缺的組成部分，具有單體電池電壓采集、充放電電流采集、電池溫度采集以及采集數(shù)據(jù)存儲功能。在電動汽車和儲能技術(shù)應(yīng)用中，電池組是由幾十個甚至上百個單體電池串聯(lián)組成，電池組使用過程中的一個突出問題是各單體電池之間不一致，而性能差的電池對電池組的充放電能力起決定作用，并且長時間使用性能較差的電池會影響電池壽命，并具有安全隱患。
[0003]鑒于此，提出一套基于電池管理系統(tǒng)的電池狀態(tài)甄別方法，該方法能夠?qū)?yīng)用中的電池狀態(tài)進(jìn)行預(yù)估，并對電池組中的電池按荷電狀態(tài)進(jìn)行分組處理，提供電池組的運(yùn)行狀態(tài)，提高電池組運(yùn)行安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種基于電池管理系統(tǒng)的電池狀態(tài)判別方法，以解決對應(yīng)用中的電池狀態(tài)進(jìn)行預(yù)估的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的基于電池管理系統(tǒng)的電池狀態(tài)判別方法為:獲取充放電時單體電池電壓值，判斷單體電池電壓升降的快慢:
[0006]若充電時單體電池電壓升高較快，先達(dá)到充電截止電壓，且放電時，該單體電池電壓下降較快，先達(dá)到放電截止電壓，則該單體電池的內(nèi)阻較大，定義該單體電池處于狀態(tài)
，
[0007]若單體電池開路電壓較低，放電時，該單體電池電壓下降較快，先達(dá)到放電截止電壓，而充電時，該單體電池電壓上升較慢，則該單體電池的電量較低，定義該單體電池處于狀態(tài)二 ；
[0008]若單體電池開路電壓較高，充電時，該單體電池電壓上升較快，先達(dá)到充電截止電壓，而放電時，該單體電池電壓下降較慢，該單體電池的電量比較高，定義該單體電池處于狀態(tài)三。
[0009]具體實(shí)現(xiàn)過程為:對于一組串聯(lián)的單體電池，每個單體電池有一個確定的序號，
[0010]I)設(shè)置充電時單體電池電壓取值區(qū)間[UpU2]、充電時單體電池電壓記錄間隔AuJK、放電時單體電池電壓取值區(qū)間[U3，u4]和放電時單體電池電壓記錄間隔Ausi;
[0011]2)充電過程中，檢測各單體電池電壓，當(dāng)有單體電池電壓達(dá)到Ui+hAujg時，記錄此時所有單體電池的電壓值，并用集合Ci表示，其中i依次取自然數(shù)0，1，2...?_，Inax =
[(U2-U1) / Δ u充]取整；
[0012]放電過程中，檢測各單體電池電壓，當(dāng)有單體電池電壓達(dá)到u4-j*AU)K時，記錄所有單體電池的電壓值，其中j依次取自然數(shù)O，l，2-j_，Jnax= [(U4-U3)Musi ]_;
[0013]3)從集合Ci中選取較大的電壓值，則較大電壓值對應(yīng)單體電池的序號組成的集合Ci'，若存在一個或一個以上的單體電池，該單體電池的序號在每個Ci'中均存在，則存儲在充電存儲區(qū)域；
[0014]從集合Dj中選取較小的電壓值，則較小電壓值對應(yīng)單體電池的序號組成的集合Dj'，若存在一個或一個以上的單體電池，該單體電池的序號在每個Dj'中均存在，則存儲在充電存儲區(qū)域；
[0015]4)若充電存儲區(qū)域與放電存儲區(qū)域中存在共同的單體電池的序號，則該序號對應(yīng)的單體電池處于狀態(tài)一；
[0016]若充電存儲區(qū)域與放電存儲區(qū)域中不存在共同的單體電池的序號，則位于充電存儲區(qū)域內(nèi)的序號對應(yīng)的單體電池處于狀態(tài)二，位于放電存儲區(qū)域內(nèi)的序號對應(yīng)的單體電池處于狀態(tài)三。
[0017]對于步驟3)中若不存在單體電池，該單體電池的序號在每個Ci'中均存在，那么，將集合Ciniax中電壓值最接近u 2的單體電池的序號存入充電存儲區(qū)域；
[0018]若不存在單體電池，該單體電池的序號在每個DP中均存在，那么，將集合Dj_中電壓值最接近U3的單體電池的序號存入放電存儲區(qū)域。
[0019]所述步驟3)中從集合Ci中選取較大的電壓值的方法為:對Ci中的單體電池的電壓值求平均值，然后記錄電壓值大于平均值的單體電池的序號；
[0020]從集合Dj中選取較小的電壓值的方法為:對Dj中單體電池的電壓值求平均值，然后記錄電壓值小于平均值的單體電池的序號。
[0021]進(jìn)行η次充放電，選取可靠性高的單體電池，然后進(jìn)行步驟4)。
[0022]步驟3)中從集合Ci中選取較大的電壓值后，對該電壓值按升序進(jìn)行排序，將排序后電壓值對應(yīng)的單體電池序號組成集合Ci';
[0023]從集合Dj中選取較小的電壓值后，對該電壓值按升序進(jìn)行排序，將排序后電壓值對應(yīng)的單體電池序號組成集合Dj';
[0024]若充電存儲區(qū)域與放電存儲區(qū)域中存在共同的單體電池的序號，則該序號對應(yīng)的單體電池處于狀態(tài)一；
[0025]若充電存儲區(qū)域與放電存儲區(qū)域中不存在共同的單體電池的序號，則位于充電存儲區(qū)域內(nèi)的序號對應(yīng)的單體電池處于狀態(tài)二，且電量依次降低，位于放電存儲區(qū)域內(nèi)的序號對應(yīng)的單體電池處于狀態(tài)三，且電量依次升高。
[0026]所述充電時單體電池電壓取值區(qū)間為3.5V?3.75V ;所述放電時單體電池電壓取值區(qū)間為2.5V?3.0V0
[0027]所述充電時單體電池電壓記錄間隔和放電時單體電池電壓記錄間隔均為25mV。
[0028]所述單體電池為磷酸鐵鋰電池。
[0029]本發(fā)明的電池狀態(tài)判別方法通過獲取充放電時電池組中各單體電池的電壓值，判斷單體電池電壓升降的快慢，判斷出單體電池的電池電量較低、電池電量較高、電池內(nèi)阻較大三種狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了對應(yīng)用中的電池狀態(tài)的預(yù)估，進(jìn)而能夠?qū)﹄姵亟M中的單體電池按荷電狀態(tài)進(jìn)行分組處理，提供電池組的運(yùn)行狀態(tài)，提高了電池組運(yùn)行安全性。
【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)施例中單體電池充放電時數(shù)據(jù)存儲格式；
[0031]圖2為本實(shí)施例單體電池狀態(tài)判別流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0033]如圖2所示，基于電池管理系統(tǒng)的電池狀態(tài)判別方法為:獲取充放電時單體電池電壓值，判斷單體電池電壓升降的快慢:
[0034]若充電時單體電池電壓升高較快，先達(dá)到充電截止電壓，且放電時，該單體電池電壓下降較快，先達(dá)到放電截止電壓，則該單體電池的內(nèi)阻較大，定義該單體電池處于狀態(tài)
，
[0035]若單體電池開路電壓較低，放電時，該單體電池電壓下降較快，先達(dá)到放電截止電壓，而充電時，該單體電池電壓上升較慢，則該單體電池的電量較低，定義該單體電池處于狀態(tài)二 ；
[0036]若單體電池開路電壓較高，充電時，該單體電池電壓上升較快，先達(dá)到充電截止電壓，而放電時，該單體電池電壓下降較慢，該單體電池的電量比較高，定義該單體電池處于狀態(tài)三。
[0037]本實(shí)施例中優(yōu)選的判別實(shí)現(xiàn)過程為:
[0038]I)設(shè)置充電后期單體電池電壓取值區(qū)間[3.5，3.75]、充電時單體電池電壓記錄間隔25mV、放電后期單體電池電壓取值區(qū)間[2.5，3]和放電時單體電池電壓記錄間隔25mV ；
[0039]2)充電過程中，檢測單體電池電壓，當(dāng)有單體電池電壓達(dá)到(3.5+i*0.025) V時，記錄所有單體電池的電壓值，其中i依次取自然數(shù)0，1,2,…，10，共11組數(shù)據(jù)，即C0、C2……ClO ；
[0040]放電過程中，檢測單體電池電壓，當(dāng)有單體電池電壓達(dá)到(3_j*0.025)V時，記錄所有單體電池的電壓值，其中j依次取自然數(shù)0，I, 2，…，20，共21組數(shù)據(jù)，即DO、Dl……D20 ；
[0041]3)對每個i值下的所有單體電池的電壓值求平均值，然后記錄每個i值下電壓值大于平均值的單體電池的序號，得到由單體電池的序號組成的集合Ci'，即可得到CO'、C2'......ClO'共11個集合。
[0042]對每個j值下的各單體電池的電壓值求平均值，然后記錄每個j值下電壓值小于平均值的單體電池的序號，得到由單體電池的序號組成的集合Dj'，即可得到DO'、Dl'......D20'共21個集合。
[0043]作為其他實(shí)施方式，對于每個i值下的所有單體電池的電壓值，可以選取其中三個較大的電壓值，然后將電壓值對應(yīng)的單體電池的序號組成集合Ci';對于每個j值下的所有單體電池的電壓值，可以選取其中三個較小的電壓值，然后將電壓值對應(yīng)的單體電池的序號組成集合Dj';
[0044]4)對所有i值下的集合求交集，即令M = CO' n Clr H......n ClO'，若
M為空，將電壓值最接近3.75V的單體電池的序號存入充電存儲區(qū)域，即若存在一個或一個以上的單體電池，該單體電池的序號在每個Ci'中均存在，則存儲在充電存儲區(qū)域；否則，將M中的單體電池的序號存入充電存儲區(qū)域；
[0045]對所有j值下的集合求交集，即令N = DO' n Dl' H......n D20'，若N
為空，將電壓值最接近2.5V的單體電池的序號存入放電存儲區(qū)域，即若存在一個或一個以上的單體電池，該單體電池的序號在每個Di'中均存在，則存儲在充電存儲區(qū)域；否則，將N中的單體電池的序號存入放電存儲區(qū)域；