[发明专利]一种基于电池安全保护的电池管理方法

摘要

本发明涉及一种基于电池安全保护的电池管理方法，具备现有电池管理系统的基础功能，包括系统自检及故障诊断、系统软件的升级、单体电池状态监测、单体电池均衡、过流/过充/过放保护、数据记录存储、绝缘监测及故障诊断等；还具备安全防护功能，可以依据不同的电池组组装方式及外部负载对电池组截止电压及SOC进行修正，通过对电池组充电过程的主动干预，控制电池组充电电流、充电截止电压及充电时间，针对不同结构电池组实现高效快速安全充电，通过预测一定时间内电池组的可用功率及充放电电流，限制电池放电电流，防止某些单体电池出现过放现象。

主权项

一种基于电池安全保护的电池管理方法，应用的电池管理系统，包括主控板、电流采集板和电压采集板，其中，主控板通过CAN总线与电流采集板和电压采集板相连，主控板通过通讯口连接有液晶屏，主控板通过CAN总线还连接有外部设备；其特征是：具体步骤包括：(1)建立电池等效电路模型，利用Simscape平台建立等效电路图中SOC估算、温度计算、开路电压、欧姆内阻、极化内阻和极化电容子模型的模块；(2)根据电池等效电路模型，结合步骤(1)建立的等效电路模型各模块，将各模块进行串并联，建立单体电池仿真模型；(3)并联单体电池仿真模型得到单节电池模型，串联单节电池模型得到电池组模型，对电池组模型中的各单节电池模型分别施加因单节电池电压采样导致的采样线上存在外部负载电流，对电池组进行恒流放电，分别测量电池组模型中各单体电池SOC及端电压，同时测量电池组SOC及端电压；(4)依据水桶效应原理，找出电池组中最差的一节单体电池，得到其单体电池SOC及端电压，建立电池组SOC及端电压修正系数，重复步骤3‑4，建立不同电池组装方式及外部负载下的电池组SOC及端电压修正系数；(5)基于步骤(1)中的等效电路，建立表达式，采集电池电流及电压信号，对实测的电池电流信号进行时频分析，得到电池电流信号频带范围，利用最小二乘法在线辨识模型参数；(6)未来一段时间内电池端电压计算阶段，以在线辨识得到的电池模型参数作为当前的电池状态为基准，结合当前实际的电流值，预测电池端电压；未来一段时间内电池最大持续电流计算阶段，以在线辨识得到的电池模型参数作为当前的电池状态为基准，结合设定的放电截止电压，利用二分法推算未来一段时间内的最大持续放电电流。