车辆高压蓄电池的劣化判定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及车辆高压蓄电池的劣化判定装置及方法，该装置及方法根据既定的估计运算，测定蓄电池劣化程度，以实现蓄电池劣化程度的估计误差最小。根据本发明专利技术，只凭电流值和SOC变化值算出蓄电池容量，估计出蓄电池劣化程度，从而简化估计算法。尤其，本发明专利技术通过第一估计算法，估计出蓄电池劣化程度以后，把估计的蓄电池劣化程度与临界值进行比较，决定是否再估计，决定再估计以后，利用最小均方法，通过第二估计算法再估计蓄电池劣化程度，从而实现蓄电池劣化程度估计值的误差最小。

【技术实现步骤摘要】
车辆高压蓄电池的劣化判定装置及方法
本专利技术涉及车辆高压蓄电池的劣化判定装置及方法，具体是估计车辆高压蓄电池组的蓄电池劣化程度的装置及方法。
技术介绍
一般电动车辆或混合动力电动汽车（下称电动车辆）为一种在电动模式下利用蓄电池上贮存的电力驱动车辆。电动车辆利用蓄电池上充电的能量进行移动，因此掌握蓄电池的现存容量尤为重要。因此，广泛开发掌握蓄电池的SOC（StateofCharge）后通报驾驶员可行驶距离的技术。作为一例，可以利用蓄电池充放电中测定蓄电池的电压，根据测定电压估计空载状态的蓄电池开路电压，参照各开路电压（OCV:OpenCircuitVoltage）的SOCTable，匹配与估计的开放电压相匹配的SOC的方法。但，上述的方法中蓄电池充放电中由于IR压降现象，蓄电池的电压与实际电压的相差较大，这种错误如果得不到修正，则无法获得正确的SOC。作为参考，IR压降现象是蓄电池带负荷而开始放电，或者接通外部电源对蓄电池开始充电时电压骤降的现象。也就是说，蓄电池电压是开始放电时骤降，充电开始时突然上升的。另一个例子是，可以利用计算蓄电池的充放电电流，估计蓄电池SOC的方法，但该方法也是在测定电流的过程中因测定错误长时间地积累下去而导致SOC的准确度下降的问题。除了SOC之外，作为显示蓄电池状态的又一个参数就是SOH（StateofHealth）。SOH是把因老化（aging）效应产生的蓄电池容量特性变化以量化表示的参数，显示蓄电池容量劣化的程度。因此，根据SOH可以知道何时更换蓄电池合适，根据蓄电池的使用期限调节蓄电池的充放电容量而防止蓄电池充电和放电过度。蓄电池容量特性变化反映于蓄电池的内部电阻变化，因此SOH是可以根据蓄电池的内电阻和温度估计。也就是说，通过充放电实验，根据蓄电池的内电阻和温度分别测定蓄电池的容量，将以蓄电池的初期容量为准测定的容量相对数值化，获得以SOH匹配为目的的查找表，在实际蓄电池使用环境下测定蓄电池的内电阻和温度，从查找表匹配与内电阻和温度对应的SOH而估计出蓄电池的SOH。但是这些SOH估计方法中最重要的是求出的蓄电池内电阻的准确度能达到什么程度。但是在蓄电池的充放电过程中直接测定蓄电池的内电阻并不现实，因此蓄电池内电阻是一般测定蓄电池的电压和充放电电流，通过欧姆定律间接地进行计算。蓄电池的电压通过IR压降效果，与实际电压有误差，蓄电池的电流也有测定误差，故仅根据欧姆定律计算的内电阻和由此估计的SOH的可靠性也随之下降。另一方面，传统的技术其实施步骤包括：求根据高压蓄电池劣化程度的慢速充电中的既定量电压变化的充电容量变化率关系的基础图构建步骤；在装载与高压蓄电池规格相同的高压蓄电池的车辆上取得慢速充电中高压蓄电池的充电容量和电压的数据取得步骤；根据车辆上取得的充电容量和电压计算既定量电压变化的充电容量变化率的变化率计算步骤；将变化率计算步骤上算出的既定量电压变化的充电容量变化率与根据基础图构建步骤上劣化程度的既定量电压变化的充电容量变化率进行比较，判断该劣化程度的劣化程度判断步骤。也就是说，传统技术是求出车辆上装配的高压蓄电池的慢速充电中一定电压变化的充电容量变化率，与由相同规格的高压蓄电池劣化程度的慢速充电中一定电压变化的充电容量变化率组成的数据即基础图进行比较而判断该劣化程度。传统技术如图1所示，其实施步骤包括：测定车辆上装载的高压蓄电池的电流、电压和温度的第一步骤（步骤S101）、判断测定的高压蓄电池的温度和电流是否满足既定的劣化程度判定条件的第二步骤；第二步骤（步骤S102）中满足劣化程度判定条件时，求出高压蓄电池的既定量电压变化的充电容量变化率的第三步骤（步骤S103）；将第三步骤（步骤S103）中算出的既定量电压变化的充电容量变化率，与根据与高压蓄电池相同规格的高压蓄电池的各个劣化程度测定既定量电压变化的充电容量变化率而构建的数据进行比较，求出车辆上装载的高压蓄电池劣化程度的第四步骤（步骤S104）。也就是说，第三步骤（步骤S103）是与数据取得步骤和变化率计算步骤相应，第四步骤（步骤S104）是与劣化程度判断（步骤S40）相应。当然，第三步骤（步骤S103）和第四步骤（步骤S104）中既定量电压变化的充电容量变化率是，不管高压蓄电池的劣化程度，是在SOC的电压变化特性一致的电压范围内求出。但，传统的技术是经过很多测试结果才能对于蓄电池电压变化的充电容量变化率实施Table化，而且蓄电池电压变化的充电容量变化率表现与Table不同时会发生误差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种根据已设定的估计运算，测定蓄电池的劣化程度，使蓄电池的劣化估计误差最小化的车辆高压蓄电池的劣化判定装置及方法。为实现所述目的，本专利技术一方面涉及的车辆高压蓄电池的劣化判定装置，包括：第一SOH估计运算部，基于根据车辆高压蓄电池充放电时电流表现算出的所述车辆高压蓄电池的充电状态（SOC:StateofCharge）的变化量和特定时间内的电荷量，估计一次蓄电池劣化程度（SOH:StateofHealth）；第二SOH估计运算部，基于与估计的所述一次蓄电池劣化程度对应的充电状态的变化量和特定时间内的电荷量，通过最小均方（LeastMeanSquare）方法，估计二次蓄电池劣化程度（SOH:StateofHealth）；控制部，为最小化最终估计的蓄电池劣化程度的误差，控制所述第一SOH估计运算部和第二SOH估计运算部估计各蓄电池的劣化程度。本专利技术另一方面涉及的车辆高压蓄电池的劣化判定方法，其实施步骤包括：基于根据车辆高压蓄电池充放电时电流表现算出的所述车辆高压蓄电池的充电状态（SOC:StateofCharge）的变化量和特定时间内的电荷量，估计一次蓄电池劣化程度（SOH:StateofHealth）的步骤；以及，基于与估计的所述一次蓄电池劣化程度对应的充电状态的变化量和特定时间内的电荷量，通过最小均方（LeastMeanSquare）法，估计二次蓄电池劣化程度（SOH:StateofHealth）的步骤。本专利技术具有的优点在于：只凭电流值和SOC变化值，也可以算出蓄电池容量，估计出蓄电池劣化程度，从而简化估计算法。尤其，将经过第一估计算法估计蓄电池劣化程度以后估计的蓄电池劣化程度，与临界值进行比较，决定是否再估计，当决定再估计时，则通过利用最小均方法的第二估计算法，再估计蓄电池劣化程度而使蓄电池劣化程度估计值的误差最小化。附图说明图1是说明传统技术的图示；图2是说明本专利技术一个实施例的车辆高压蓄电池的劣化判定装置的框图；图3是说明电荷量和SOC变化量之间关系的图示；图4是说明本专利技术一个实施例的车辆高压蓄电池劣化判定方法的流程图。符号说明100:第一SOH估计运算部;200:第二SOH估计运算部;300:控制部；400:车辆高压蓄电池。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术中使用的术语仅用以说明实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆高压蓄电池的劣化判定装置，其特征在于，包括：第一SOH估计运算部，基于根据车辆高压蓄电池充放电时电流表现算出的所述车辆高压蓄电池的充电状态SOC的变化量和特定时间内的电荷量，估计一次蓄电池劣化程度SOH；第二SOH估计运算部，基于与估计的所述一次蓄电池劣化程度对应的充电状态的变化量和特定时间内的电荷量，通过最小均方方法，估计二次蓄电池劣化程度SOH；控制部，为最小化最终估计的蓄电池劣化程度的误差，控制所述第一SOH估计运算部和第二SOH估计运算部估计各蓄电池的劣化程度。

【技术特征摘要】
2013.10.31 KR 10-2013-01310101.一种车辆高压蓄电池的劣化判定装置，其特征在于，包括：第一SOH估计运算部，基于根据车辆高压蓄电池充放电时电流表现算出的所述车辆高压蓄电池的充电状态SOC的变化量ΔSOC和特定时间内的电荷量的变化量，估计一次蓄电池劣化程度SOH；第二SOH估计运算部，基于与估计的所述一次蓄电池劣化程度SOH对应的充电状态SOC的变化量ΔSOC和特定时间内的电荷量的变化量，通过最小均方方法，估计二次蓄电池劣化程度SOH，以使蓄电池劣化程度误差最小化；控制部，为使蓄电池劣化程度误差最小化，控制所述第一SOH估计运算部和第二SOH估计运算部进行运算，其中，所述第二SOH估计运算部基于所述最小均方方法，从数学式5经偏微分导出数学式6，从数学式6导出数学式7，把0代入所述数学式7的b，导出数学式9，从所述数学式9导出数学式10，从所述车辆高压蓄电池充电状态SOC的变化量ΔSOC和电荷量的变化量的相关关系导出的所述数学式9中a1，从导出的所述数学式10算出所述车辆高压蓄电池的容量C'，把算出的所述车辆高压蓄电池的容量C'除以初期车辆高压蓄电池容量C进行运算的结果值用百分率进行换算而估计出二次蓄电池劣化程度SOH，数学式5：其中，xi是表示所述车辆高压蓄电池充电状态SOC的变化量ΔSOC的轴上的坐标，yi是表示所述第一SOH估计运算部算出的电荷量的变化量的轴上的坐标，说明坐标xi和yi的直线方程式f(xi)为axi+b，其中，a是直线的倾斜度，b是yi截段值，数学式6：数学式7：a∑xi2+b∑xi＝∑xiyia∑xi+b∑1＝∑yi数学式9：数学式10：其中，数学式10中的电荷量是所述第一SOH估计运算部算出的电荷量的变化量。2.根据权利要求1所述的车辆高压蓄电池的劣化判定装置，其特征在于，所述控制部是基于根据所述车辆高压蓄电池充放电时的电压表现测定的电压V，估计蓄电池开路电压OCV，基于既定的各OCV的SOC查找表获得与估计的所述蓄电池开路电压OCV对应的所述车辆高压蓄电池的充电状态SOC，算出获得的所述车辆高压蓄电池的充电状态SOC和之前获得的所述车辆高压蓄电池的充电状态SOC之间的变化量ΔSOC，把算出的所述变化量ΔSOC与既定的第一临界值比较后，算出的所述变化量ΔSOC大于既定的第一临界值时，控制所述第一SOH估计运算部估计一次蓄电池劣化程度SOH。3.根据权利要求1所述的车辆高压蓄电池的劣化判定装置，其特征在于，所述第一SOH估计运算部是基于以下两者算出所述车辆高压蓄电池的容量C'：1)根据SOC电流计算式在n2时点获得的SOC(n2)和n2之前时点即n1时点获得的SOC(n1)之间算出的所述车辆高压蓄电池充电状态SOC的变化量ΔSOC；和2)从n1到n2时点之间算出的电荷量的变化量，把算出的所述车辆高压蓄电池的容量C'除以初期车辆高压蓄电池的容量C进行运算，把其结果值用百分率换算，估计出所述车辆高压蓄电池的一次蓄电池劣化程度SOH而传送给所述控制部，其中，所述SOC电流计算式为：其中，i:电流(A),ΔT:电流施加时间(s),C:蓄电池容量(Ah)。4.根据权利要求3所述的车辆高压蓄电池的劣化判定装置，其特征在于，所述控制部把根据所述第一SOH估计运算部估计的所述一次蓄电池劣化程度SOH与既定的第二临界值进行比较，估计的所述一次蓄电池劣化程度SOH大于既定的所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰权，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR