基于压差分析的电池一致性监控方法、系统及车辆技术方案

本发明专利技术公开一种基于压差分析的电池一致性监控方法、系统及车辆，包括S

【技术实现步骤摘要】
基于压差分析的电池一致性监控方法、系统及车辆


[0001]本专利技术涉及电池一致性监控技术，具体涉及基于压差分析的电池一致性监控方法、系统及车辆。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于能量密度高、循环寿命长等因素成为电动汽车的首选电池。车载电池随着使用会不可避免地出现串联电池单体间的一致性问题。若整包电池组中的单体电池内阻、容量或SOC一致性出现严重异常而不进行处理，会直接影响着整包电池组的健康和寿命，所以对电池组中的一致性监控非常重要。目前现有的电池一致性监控，大部分主要都是直接采用压差阈值，这些方案可在一定程度上进行有效的电池一致性监控，但缺乏对整包电池组中的内阻、容量、SOC一致性严重状况的分别判断，可能会导致严重的一致性问题得不到及时处理。因此通过压差分析发现车辆的一致性短板对车载电池的健康、安全使用具有重要意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供的基于压差分析的电池一致性监控方法、系统及车辆，通过对单体电池压差的分析，能提前识别整包电池组中内阻、容量、SOC的一致性短板，实现对电池整包一致性的提前预警。
[0004]本专利技术提供的基于压差分析的电池一致性监控系统，通过对单体电池压差的分析，能提前识别整包电池组中内阻、容量、SOC的一致性短板，实现对电池整包一致性的提前预警。
[0005]本专利技术提供的车辆采用基于压差分析的电池一致性监控系统，通过对单体电池压差的分析，能提前识别整包电池组中内阻、容量、SOC的一致性短板，实现对电池整包一致性的提前预警。
[0006]本专利技术公开的基于压差分析的电池一致性监控方法，包括如下步骤，
[0007]S1：采集车辆电池单体数据；
[0008]S2：电池单体数据预处理；
[0009]S3：电池单体数据工况划分；
[0010]S4：电池单体压差提取；
[0011]S5：电池一致性异常条件判断，具体为：
[0012]计算电池单体i当前快充工况内阻电池单体i当前慢充工况容量以及电池单体i在当前有效慢充工况荷电状态若和之一大于电池一致性差异阈值Q，则判断电池单体i一致性异常；
[0013]S6：发现一致性异常的电芯并报警。
[0014]进一步地，所述步骤S5包括如下步骤：
[0015]S5
‑
1：分别计算每个单体在第F个有效快充工况低电压区间的压差平均值：
[0016][0017]其中，为电池单体i在低电压区间压差的平均值，F为最近一次有效快充工况；
[0018]S5
‑
2：分别计算每个单体在第S个有效快充工况低电压区间中电压区间高电压区间的压差平均值：
[0019][0020][0021][0022]其中，分别为电池单体i在低电压区间、中电压区间、高电压区间压差的平均值，S为最近一次有效慢充工况。
[0023]S5
‑
3：计算电池单体i当前快充工况的内阻一致性差异：
[0024][0025]其中为电池单体i在当前快充工况时的内阻一致性差异，为首次有效快充工况单体i在低电压区间压差的平均值，为首次有效慢充工况单体i在低电压区间压差的平均值。
[0026]S5
‑
4：计算电池单体i当前慢充工况的容量一致性差异：
[0027][0028]其中为当前有效慢充工况电池单体i的容量一致性差异，为首次有效慢充工况电池单体i在低电压区间压差的平均值，为首次有效慢充工况电池单体i高电压区间压差的平均值。
[0029]S5
‑
5：计算电池单体i在当前有效慢充工况SOC一致性差异：
[0030][0031]其中为当前有效慢充工况电池单体i的SOC一致性差异，为首次有效慢充工况单体i在中电压区压差的平均值。
[0032]S5
‑
6：电池单体一致性异常判断，若之一大于电池一致性差异阈值Q，则判断电池单体i的当前快充工况内阻当前慢充工况容量当前有效慢充工况荷电状态一致性异常。
[0033]进一步地，所述步骤S1又包括如下步骤：
[0034]采集全生命周期车辆信号数据；其中，信号数据包括车架号、单体电压、单体编号、SOC和电流。
[0035]进一步地，所述步骤S2包括如下步骤：
[0036]S2
‑
1：对采集到的电池单体电压数据进行数据清洗，去除空值、超出正常区间、重
复、冗余等异常数据；
[0037]S2
‑
2：按照时间顺序，将S2
‑
1处理后的数据进行升序排序。
[0038]进一步地，所述步骤S3包括如下步骤：
[0039]S3
‑
1：读入经步骤S
‑
2处理的数据，提取车辆的充电工况数据，去除行驶工况数据；
[0040]S3
‑
2：根据用充电模式将充电数据划分为快充工况和慢充工况；
[0041]S3
‑
3：根据电池包SOC将快充工况数据标记为不同电压区间，其中SOC<N1为低电压区间N2≤SOC≤N3为中电压区间N4≤SOC为高电压区间其中f为快充工况编号；
[0042]S3
‑
4：根据电池包SOC将慢充工况数据标记为不同电压区间，其中SOC<N1为低电压区间N2≤SOC≤N3为中电压区间N4≤SOC为高电压区间其中s为慢充工况编号；
[0043]S3
‑
5：提取有效快充工况和有效慢充工况数据。
[0044]进一步地，所述步骤S3
‑
5中有效快充工况和有效慢充工况判断的具体步骤如下，
[0045]S3
‑5‑
1：第f个快充工况中，若低电压区间内数据帧数大于M，高电压区间内数据帧数大于M，则该次快充工况为有效快充工况，工况号记为F；
[0046]S3
‑5‑
2：第s个快充工况中，若低电压区间内数据帧数大于M，高电压区间内数据帧数大于M，则该次慢充工况为有效快充工况，工况号记为S。
[0047]进一步地，所述步骤S4又包括如下步骤：
[0048]S4
‑
1：读入经过步骤S
‑
3处理后的电池单体电压数据；
[0049]S4
‑
2：对每一时刻的单体电压进行压差计算：
[0050][0051]其中ΔV
it
为电池单体i在t时刻的压差，V
it
为电池单体i在t时刻的电压值，为车辆所有电池单体在t时刻的电压中位数，压差计算按车辆进行。
[0052]进一步地，5≤N1≤35,30≤N2≤50,60≤N3≤80,70≤N4≤100；5≤M；0.2≤Q≤0.6。
[0053]本专利技术还公开了基于压差分析的电池一致性监控系统，包括存储器和控制器，所述存储器内有计算机可读程序，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于压差分析的电池一致性监控方法，其特征在于：包括如下步骤，S1：采集车辆电池单体数据；S2：电池单体数据预处理；S3：电池单体数据工况划分；S4：电池单体压差提取；S5：电池一致性异常条件判断，具体为：计算电池单体i当前快充工况内阻电池单体i当前慢充工况容量以及电池单体i在当前有效慢充工况荷电状态若和之一大于电池一致性差异阈值Q，则判断电池单体i一致性异常；S6：发现一致性异常的电芯并报警。2.如权利要求1所述的基于压差分析的电池一致性监控方法，其特征在于：所述步骤S5包括如下步骤：S5
‑
1：分别计算每个单体在第F个有效快充工况低电压区间的压差平均值：其中，为电池单体i在低电压区间压差的平均值，F为最近一次有效快充工况；S5
‑
2：分别计算每个单体在第S个有效快充工况低电压区间中电压区间高电压区间的压差平均值：的压差平均值：的压差平均值：其中，分别为电池单体i在低电压区间、中电压区间、高电压区间压差的平均值，S为最近一次有效慢充工况。S5
‑
3：计算电池单体i当前快充工况的内阻一致性差异：其中为电池单体i在当前快充工况时的内阻一致性差异，为首次有效快充工况单体i在低电压区间压差的平均值，为首次有效慢充工况单体i在低电压区间压差的平均值。S5
‑
4：计算电池单体i当前慢充工况的容量一致性差异：其中为当前有效慢充工况电池单体i的容量一致性差异，为首次有效慢充工况电池单体i在低电压区间压差的平均值，为首次有效慢充工况电池单体i高电压区间压差的平均值。S5
‑
5：计算电池单体i在当前有效慢充工况SOC一致性差异：
其中为当前有效慢充工况电池单体i的SOC一致性差异，为首次有效慢充工况单体i在中电压区压差的平均值。S5
‑
6：电池单体一致性异常判断，若之一大于电池一致性差异阈值Q，则判断电池单体i的当前快充工况内阻当前慢充工况容量当前有效慢充工况荷电状态一致性异常。3.如权利要求2所述的基于压差分析的电池一致性监控方法，其特征在于：所述步骤S1还包括：采集全生命周期车辆信号数据；其中，信号数据包括车架号、单体电压、单体编号、SOC和电流。4.如权利要求3所述的基于压差分析的电池一致性监控方法，其特征在于：所述步骤S2包括如下步骤：S2
‑
1：对采集到的电池单体电压数据进行数据清洗，去除空值、超出正常区间、重复、冗余等异常数据；S2
‑
2：按照时间顺序，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钢，万红兵，牟晓飞，徐舰波，吴正国，蒲江，
申请(专利权)人：重庆长安新能源汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：