[发明专利]一种防过载的动力电池充放电监管控制方法

权利要求书

1.一种防过载的动力电池充放电监管控制方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：检测待测动力电池是全新电池或是使用过一段时间的电池，如果是使用过一段时间的电池对其进行小电流容量测试，标定当前容量值；

步骤二：通过电压变化率计算待测动力电池各个温度和不同SOC处的电流充/放电极限倍率；

步骤三：通过最大电流充电倍率确定不同温度和SOC处的充电上限电压；通过最大电流放电倍率确定不同温度和SOC处的放电上限电压；

步骤四：将不同温度下和SOC处的电流充/放电极限倍率、充电上限电压及放电上限电压输入到动力电池故障诊断系统；

步骤五：动力电池故障诊断系统的温度采集模块实时检测动力电池的工作温度，SOC模块实时采集动力电池的实时SOC；

步骤六：动力电池故障诊断系统判断电流采集模块实时检测的充电电流或放电电流是否超过处步骤二计算的当前温度下和SOC处的电流充电倍率或电流放电极限倍率，若不超过返回步骤五；若超过则计时器开始工作，当故障持续时间t’超过所设偶然持续时间t，则动力电池故障诊断系统判断当前电池加载倍率过大并发出报警信号，当故障持续时间t’不超过所设偶然持续时间t，计时器清零；

步骤七：动力电池故障诊断系统判断电压采集模块检测的实施充电电压是否超过步骤四计算的当前温度下和SOC处的充电上限电压，若不超过返回步骤五；若超过则计时器开始工作，当故障持续时间t’超过所设偶然持续时间t，则动力电池故障诊断系统判断当前电池老化故障，转入步骤九；当故障持续时间t’不超过所设偶然持续时间t，计时器清零；

步骤八：动力电池故障诊断系统判断电压采集模块检测的实时放电电压是否超过步骤四计算的当前温度下和SOC处的放电上限电压，若不超过返回步骤五；若超过则计时器开始工作，当故障持续时间t’超过所设偶然持续时间t，则动力电池故障诊断系统判断当前电池老化故障，转入步骤九；当故障持续时间t’不超过所设偶然持续时间t，计时器清零；

步骤九：利用小倍率加载模式对动力电池容量进行重新标定，并校正动力电池容量下不同SOC阶段对应的充电上限电压及放电上限电压，返回到步骤四；

所述步骤二中通过电压变化率计算电流充/放电极限倍率的方法为：

(1)在室温条件下，在每隔5％SOC下对动力电池以最大倍率值充电△t后搁置一段时间，确保动力电池的温度变化小于1℃，通过电压检测模块实时检测充电前后动力电池的电压值，得到电压变化率：

其中，g_i是第i个△t内的电压变化率；V_Bi是第i个△t充电后的电压值；V_Ai是第i个△t脉冲测试前的电压值，i＝5,10,15，……，100；

(2)得到每隔5％SOC下的电压变化率：g＝[g₅,g₁₀,g₁₅,g₂₀······g₁₀₀]；

(3)在相同SOC下电压变化率g_i保持不变，通过测量当前的充电电阻和放电电阻计算当前温度充电最大电流和放电最大电流：

其中，I_{max_c}表示充电最大电流；R_c表示当前SOC处的充电电阻；I_{max_d}表示放电最大电流；R_d表示当前SOC处的放电电阻，g_i是第i个△t内的电压变化率；

(4)得到当前温度不同SOC处所对应的电流充/放电极限倍率：I＝[I₅,I₁₀,I₁₅,I₂₀·······I₁₀₀]；

(5)循环步骤(3)和步骤(4)，得到-20℃—30℃每个温度相应的电流充/放电极限倍率；当工作温度≥30℃时，按照30℃的电流充/放电极限倍率设定；

所述步骤三中计算不同温度和SOC处的充电上限电压或放电上限电压的方法为：

1)在室温条件下，动力电池容量SOC从0-100％变化，限制脉冲加载时间确保电池表面温度稳定在25℃±0.5℃，当前室温和当前SOC下的充电上限倍率Imax-_充充电t₂后，记录此时电压数据，然后静置t₁，再采用小倍率电流充电5％SOC；以此类推直到100％SOC可以得出一系列在最大充电电流倍率下充电电压上限最大值，采用高阶拟合方法，得到充电电压上限曲线；放电同理可得一系列点，连接起来可得放电电压-SOC变化曲线；

2)根据充电电压上限曲线和充/放电电压-SOC变化曲线推导出电池电压V和SOC与温度T之间的如下关系式：

其中，V₁是动力电池充电截止电压；V₂是动力电池放电截至电压；V_c是各SOC下最大倍率加载时充电上限电压；V_d是各SOC下最大倍率加载时放电下限电压；V_{(soc,T)_c}是当前动力电池充电电压上限值；V_{(soc,T)_d}是当前动力电池放电电压下限值；

3)当V_{(soc,T)_c}≥V_c时以电池上限电压进行限制，V_{(soc,T)_c}V_c时以当前电压继续充电，当V_放止≥V₂时以电池下限电压进行限制，V_{(soc,T)_d}V_d时以当前电压继续充电；

4)循环步骤1)和2)测试不同温度下的电池充放电上下限电压，可以通过已经得出的不同SOC区间的充/放电电流极限倍率和实验测试电阻的乘积，测算出电池在不同工作温度下的电池的充/放电上下限电压。