[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车动力电池组直流阻抗在线估算方法，属于电动汽车动力电池电能管理领域。

背景技术

动力电池是电动汽车重要组成部分，在其使用过程中，精确掌握动力电池状态参数对提高电动汽车性能及安全，起着至关重要的作用。目前动力电池的某些状态参数如电荷状态(state of charge,SOC)，健康状态(state of health,SOH)及功率状态(state of power,SOP)无法通过传感器或者其它器件直接获得，需要联系动力电池电特性参数，运用一定的数学方法，进行实时估算。

动力电池组最重要也是难以直接获取的电特性参数是电池组的直流内阻及开路电压。研究在线预测动力电池组直流内阻的方法具有极其重要的意义：1)有助于建立精确的动力电池的电特性模型；2)有助于提高电池状态预估的准确性；3)有助于电动汽车的性能提升及安全保障。

目前动力电池组直流内阻一般都是运用电池测试设备对电池进行离线测试获取，在后期的状态估算中，将其作为恒定常数处理。而随着电池使用时间的增加，及电动汽车实际运行过程中频繁的加速，减速，启停等复杂的使用工况，会导致动力电池组直流内阻发生一定的变化，离线获取数据的方法未考虑参数的时变性，相应的状态参数估计精确度也逐步降低。而国内外至今还没有能够准确在线预测动力电池组直流内阻和开路电压的方法。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种电动汽车动力电池组直流阻抗在线估算方法，该方法能够实现在线估算电池组直流阻抗的内部参数的目的。

实现本发明目的采用的技术方案是：一种电动汽车动力电池组直流阻抗在线估算方法，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，得到拟合的曲线；

对得到的拟合曲线进行参数辨识，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。

将在线估算出的直流阻抗数据更新至BMS(电池管理系统)控制器,为后续BMS对电池荷电状态(state of charge，SOC)、健康状况(state of health，SOH)提供在线更新的数据。

在上述技术方案中，所述车载充电机首先以恒流充电模式对动力电池进行充电，并以安时积分法计算充电电量；以及每当动力电池充至预设的等间隔SOC点时，将充电模式改成恒压小电流充电模式。

在上述技术方案中，所述均衡器应采用双向buck-boost电路来产生具有正负2个方向的恒流脉冲。

在上述技术方案中，所述buck-boost电路产生2个脉冲电流的时间以及中间均衡器静置的时间应与混合脉冲功率特性测试要求的脉冲曲线一致。

在上述技术方案中，BMS采集单元采集电池单体的电压，并利用CAN网络将数据传送至BMS主控单元。

在上述技术方案中，将脉冲放电并静置后的电压与脉冲充电并静置后的电压算数平均值作为电池当时的开路电压。

与现有的技术相比，本发明有如下优点：

1、利用车载充电机与单体均衡器，在线模拟混合脉冲功率特性(hybrid pulse power characterization，HPPC)测试，区别于传统的电池动态特性测试方法，本发明无需对车载动力电池进行拆卸，在电池充电过程中即可对电池直流阻抗进行估算。

2、对开路电压(open circuit voltage，OCV)的估算是利用混合脉冲功率特性(hybrid pulse power characterization，HPPC)测试中放电后静置40s电压值与充电后静置40s电压值的算术平均值作为其值，这区别于一般传统将电池工作后静置较长时间获取其开路电压的方法，具有很高的工程可操作性。

附图说明

图1为本发明电动汽车动力电池组直流阻抗的在线估算方法的流程图。

图2为均衡器采取的双向buck-boost电路拓扑结构。

图3为均衡器开启关闭过程中电池单体电流变化曲线。

图4为均衡器开启关闭过程采集的电池单体端电压随时间变化的曲线。

图5为由拟合曲线进行参数辨识而出的开路电压随SOC变化的关系图。