[发明专利]一种电动汽车动力电池组直流阻抗的在线估算方法有效

专利信息
申请号: 201410299872.2 申请日: 2014-06-26
公开(公告)号: CN104122447B 公开(公告)日: 2017-05-10
发明(设计)人: 杜常清;张驰;赵奕凡;颜伏伍 申请(专利权)人: 武汉理工大学
主分类号: G01R27/02 分类号: G01R27/02;G01R19/00
代理公司: 武汉开元知识产权代理有限公司42104 代理人: 潘杰,胡红林
地址: 430070 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 电动汽车 动力 电池组 直流 阻抗 在线 估算 方法
【权利要求书】:

1.一种电动汽车动力电池组直流阻抗及开路电压的在线估算方法,其特征在于,包括以下步骤:

通过车载充电机对动力电池充电,在预设的等间隔SOC点处恒压小电流充电;

利用分配给各电池单体的均衡器的开启、关闭动作,产生正反2个方向的恒流脉冲;

采集各电池单体的电压信号,对各单体电压对时间的变化关系数据行曲线拟合,得到混合脉冲功率特性曲线;

对得到的拟合的曲线进行参数辨识,计算出各电池单体的直流阻抗及开路电压参数;

根据电池的连接形式,对得到的电池单体参数进行数学运算,从而得出整个动力电池组直流阻抗及开路电压,具体地,

BMS利用以下公式估算出各个电池单体的直流阻抗和开路电压:

开路电压:

<mrow><msub><mi>U</mi><mrow><mi>o</mi><mi>c</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mrow><mo>(</mo><msub><mi>U</mi><mn>4</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>U</mi><mn>6</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>

时间常数τ:

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电容Cb:

<mrow><msub><mi>C</mi><mi>b</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>A</mi><mi>m</mi><mi>p</mi><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>c</mi><mo>*</mo><msub><mi>U</mi><mrow><mi>o</mi><mi>c</mi></mrow></msub></mrow><mrow><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>*</mo><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>U</mi><mrow><mn>100</mn><mi>%</mi><mi>S</mi><mi>O</mi><mi>C</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>U</mi><mrow><mn>0</mn><mi>%</mi><mi>S</mi><mi>O</mi><mi>C</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>

式中,AmpSec为额定容量,Uoc为开路电压;

欧姆内阻:

<mrow><msub><mi>R</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>U</mi><mn>1</mn></msub><mo>-</mo><msubsup><mi>U</mi><mn>1</mn><mo>&prime;</mo></msubsup></mrow><mi>I</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>

极化内阻:

<mrow><msub><mi>R</mi><mrow><mi>p</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>U</mi><mn>4</mn></msub><mo>-</mo><msub><mi>U</mi><mn>3</mn></msub></mrow><mi>I</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>5</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>

然后,根据电池单体连接形式,通过数学运算得出整个电池组的直流阻抗和开路电压,具体计算过程如下:

电池组总开路电压为:

总欧姆内阻与极化内阻分别为:

总极化电容为:

上式中,t1为开始脉冲放电开始时刻,t2为放电截止时刻,t3为静置开始时刻,t4为静置结束时刻,t5为脉冲充电截止时刻;对应的取t1时刻末电压值为U1,电压骤降之后的值为U1’,t2时刻电压值为U2,t3时刻电压值为U3,t4时刻电压值为U4,t5时刻电压值为U5,充电静置之后电压值为U6

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