一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法技术

本发明专利技术一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法，针对传统过放报警方法未考虑温度对电池容量和过放报警点影响或需要地面人工干预问题，通过下位机自主检测锂离子蓄电池组的温度和电池单体电压，采用多级温度区间控制方法，在无人干预的情况下能自动识别电池温度对应的过放报警点，实现自适应过放报警控制，避免了高压锂离子电池在宽温度范围内工作时需人工介入或存在误(欠)过放报警情况，提高了过放报警的环境适应性和自主性。

【技术实现步骤摘要】
一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法
本专利技术涉及一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法，尤其适用于宽温度范围条件下对航天器用高压锂离子电池组的过放报警保护，属于锂离子电池管理

技术介绍
由于锂离子电池具有工作温度范围宽、比能量高、自放电率低、安全性高等优点，其已成为主流储能电池广泛应用于航空航天领域，单节锂离子电池单体无法满足航天器高电压、高容量需求，一般都是采用多节电池单体的串并联组合方式来解决这一问题，高压锂离子蓄电池组作为电源系统的重要组成部分，承担着极其重要的任务，它要在阴影区为航天器提供安全可靠、稳定的电能，因此其工作寿命直接影响着航天器的寿命，而影响锂离子蓄电池寿命的一个重要因素为电池过放电。当锂离子电池达到放电终止电压后继续放电，即为过放电。一旦过放电，会使锂离子电池内压升高，正负极活性物质的可逆性受到破坏，即使再充电也只能部分恢复，容量会明显衰减，严重影响电池循环寿命，进而影响航天器寿命。为延长锂离子电池的使用寿命，有效避免锂电池过放电，保证航天器在轨安全可靠运行，通常航天器电源系统均会采取电池过放报警(保护)措施。目前，国内航天器电源系统中对锂离子电池的过放报警(保护)措施大多固定或注入单个过放报警点，当电池电压达到过放报警点时产生过放报警信号。固定单个过放报警点控制方法虽然逻辑结构简单、成本低，但是控制方式单一，未考虑到温度对锂离子电池容量和过放报警点的影响，锂离子电池在轨工作时对温控范围要求较窄，在宽温度范围内工作时可能存在误报警或欠报警情况。以一种多单体串联组成的额定容量60Ah高压锂离子电池组为例，相同放电深度41.7％条件下，30℃、5℃时电池单体电压分别为3.78V、3.70V，二者相差80mV，可见温度对过放报警点的影响之大。而通过注入方式改变过放报警点方法，需要地面人工介入并实时监视电池工作温度，不能实现自主控制。因此为提高过放报警的环境适应性和自主性，需要设计一种温度自适应过放报警方法。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法，通过下位机自主检测锂离子蓄电池组的温度和电池单体电压，根据电池温度自动识别温度区间对应的过放报警点，并与采集的电池单体电压相比较，当电池单体电压满足过放报警条件时，产生过放报警信号，当电池单体电压恢复至过放报警点以上时，解除过放报警信号。解决了传统过放报警方法受温度影响大或需地面人工干预问题，避免了高压锂离子电池在宽温度范围内工作时可能存在的误报警或欠报警情况，提高了过放报警的环境适应性和自主性，能有效延长锂离子蓄电池的使用寿命。本专利技术的技术方案是：一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法，包括以下步骤：1)根据电池环境温度，获得P个温度测试点，任意两相邻温度测试点的温差相同；2)分别在每个温度测试点进行电池阵容量检测，获得每个温度测试点对应的电池阵放电曲线；3)提取每根电池阵放电曲线中，电池阵过放容量理论值对应的电压值作为与每个温度测试点对应的电压特征值；进而获得P个电压特征值；4)判定两相邻温度测试点对应的电压特征值之差是否大于V0，若大于V0，则将两温度测试点划分为不同的温度区间，反之，则将两温度测试点划分在同一个温度区间内；遍历P个温度测试点，获得K个温度区间；其中，V0取值范围为20mV～30mV；5)分别确定每个温度区间的过放报警点电压VLk，获得K个过放报警点电压VLk，方法具体为：51)对于第k个温度区间，获得第k个温度区间的温度中值并向下取整，作为Tk；k∈[1，K]，k为正整数；52)获得温度测试点温度为Tk的电池阵放电曲线中电池阵过放容量理论值对应的电压值，作为第k个温度区间的过放报警点电压VLk；6)电池阵中包括n个电池单体，电池阵正常工作时，采集电池阵实时温度Tc和单体实时电压Vc；根据电池阵实时温度Tc，获得电池阵实时温度Tc所在的温度区间m，将温度区间m的过放报警点电压作为判定电压；根据所述判定电压判定电池阵是否需要进行电池过放报警；其中，m∈[1，K]，m为正整数；方法具体为：当电池阵中j个电池单体实时电压Vc均小于判定电压时，则进行电池过放报警；其中，j为正整数，且j＜n/3；反之则解除过放报警状态，无需进行电池过放报警。步骤4)获得K个温度区间的方法，具体的：41)获得所有两相邻温度测试点Tp和Tp+1对应的电压特征值之差Δp；其中，p∈[1，P-1]；42)将温度测试点的最低值作为第一个温度区间的起始值，由温度测试点的最低值开始，依次判定两相邻温度测试点Tp和Tp+1对应的电压特征值之差Δp是否大于V0，若Δp大于V0则将Tp+1作为两相邻温度区间的分界值；若Δp小于或等于V0，则将相邻温度测试点Tp和Tp+1划分为同一个温度区间，由低温至高温遍历所有温度测试点，直至对所有温度测试点都完成温度区间的划分，获得K个温度区间。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：1)本专利技术根据不同温度条件下锂离子蓄电池容量检测放电曲线，设置多个过放报警点，能根据电池实际工作温度自动选择对应的过放报警点，解决了传统过放报警方法受温度影响大问题，可能存在的误过放报警或欠过放报警情况；2)本专利技术能在宽温度范围内自主适应控制，无需地面人工干预，提高了电源系统的环境适应性和自主管理能力；3)本专利技术逻辑清晰、设计合理，易于工程实现，能有效减轻地面人员参数判读和注入操作的负担。附图说明图1为本专利技术自适应过放报警控制方法流程图；图2为本专利技术具体实施例中使用的锂离子蓄电池不同温度条件下容检放电曲线；图3为本专利技术具体实施例中过放报警控制方法具体流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的描述。本专利技术一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法，包括以下步骤：1)根据电池环境温度，获得P个温度测试点，任意两相邻温度测试点的温差相同；2)分别在每个温度测试点进行电池阵容量检测，获得每个温度测试点对应的电池阵放电曲线，对应获得P根电池电曲线；3)提取每根电池阵放电曲线中，电池阵过放容量理论值对应的电压值作为与每个温度测试点对应的电压特征值；进而获得P个电压特征值；4)判定两相邻温度测试点对应的电压特征值之差是否大于V0，若大于V0，则将两温度测试点划分为不同的温度区间，反之，则将两温度测试点划分在同一个温度区间内；遍历P个温度测试点，获得K个温度区间；其中，V0取值范围为20mV～30mV；5)分别确定每个温度区间的过放报警点电压VLk，获得K个过放报警点电压VLk，方法具体为：51)对于第k个温度区间，获得第k个温度区间的温度中值并向下取整，作为Tk；k∈[1，K]，k为正整数；52)获得温度测试点温度为Tk的电池阵放电曲线中电池阵过放容量理论值对应的电压值，作为第k个温度区间的过放报本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)根据电池环境温度，获得P个温度测试点，任意两相邻温度测试点的温差相同；/n2)分别在每个温度测试点进行电池阵容量检测，获得每个温度测试点对应的电池阵放电曲线；/n3)提取每根电池阵放电曲线中，电池阵过放容量理论值对应的电压值作为与每个温度测试点对应的电压特征值；进而获得P个电压特征值；/n4)判定两相邻温度测试点对应的电压特征值之差是否大于V0，若大于V0，则将两温度测试点划分为不同的温度区间，反之，则将两温度测试点划分在同一个温度区间内；遍历P个温度测试点，获得K个温度区间；其中，V

【技术特征摘要】
1.一种高压锂离子电池温度自适应过放报警控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据电池环境温度，获得P个温度测试点，任意两相邻温度测试点的温差相同；
2)分别在每个温度测试点进行电池阵容量检测，获得每个温度测试点对应的电池阵放电曲线；
3)提取每根电池阵放电曲线中，电池阵过放容量理论值对应的电压值作为与每个温度测试点对应的电压特征值；进而获得P个电压特征值；
4)判定两相邻温度测试点对应的电压特征值之差是否大于V0，若大于V0，则将两温度测试点划分为不同的温度区间，反之，则将两温度测试点划分在同一个温度区间内；遍历P个温度测试点，获得K个温度区间；其中，V0取值范围为20mV～30mV；
5)分别确定每个温度区间的过放报警点电压VLk，获得K个过放报警点电压VLk，方法具体为：
51)对于第k个温度区间，获得第k个温度区间的温度中值并向下取整，作为Tk；k∈[1，K]，k为正整数；
52)获得温度测试点温度为Tk的电池阵放电曲线中电池阵过放容量理论值对应的电压值，作为第k个温度区间的过放报警点电压VLk；
6)电池阵中包括n个电池单体，电池阵正常工作时，采集电池阵实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱超，陈启忠，吉裕晖，涂浡，陈彦如，王振绪，黄峥，江洁非，王颜，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31