动力电池回馈过充影响实时评估方法及电池管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种动力电池回馈过充影响实时评估方法及电池管理系统，其中方法包括：实时采集车辆的动力电池运行信息，从动力电池信息中提取回馈过充报警信息；根据过充报警信息确认产生过充的电芯位置并计算单支电芯的过充能量信息；按照与过充程度关联的电压分区规则拆解过充能量信息，实时累计各电压分区的过充能量信息；调用回馈过充估算模型，回馈过充估算模型包括不同电压分区过充能量与电芯寿命衰减量对应关系的电芯加速因子系数表，利用电芯加速因子系数表，实时在线估算累计的过充能量对动力电池的寿命的影响。实现电池组短板电芯的辨识和过充故障影响的实时在线评估。板电芯的辨识和过充故障影响的实时在线评估。板电芯的辨识和过充故障影响的实时在线评估。

【技术实现步骤摘要】
动力电池回馈过充影响实时评估方法及电池管理系统


[0001]本专利技术涉及新能源汽车控制
，更具体地，涉及一种动力电池回馈过充影响实时评估方法及电池管理系统。

技术介绍

[0002]电动汽车因其节能环保的优势成为当今世界汽车行业发展的主流。电动汽车与传统燃油汽车最大的区别是用动力电池作为动力驱动，动力电池能高效地储存和输送能量。随着电动汽车的续航里程需求逐步攀升，现有的动力电池组往往由上百颗单体电池串并联组成，利用电池管理系统(Battery Management System，以下简称BMS)对其动力电池组进行监控保障成为不可或缺的一环。
[0003]电池管理系统功能主要包括检测、管理及保护，不论车辆是在充电还是在正常运行使用，BMS都需要准确可靠的对各单体的电流、电压、温度等状态进行实时检测和诊断,保障电池组的安全运行。目前关于BMS在线估算的专利多集中在内阻、剩余电量、SOH及温度在线估算，专门针对行车中过充过放报警行为的定量评估暂无。
[0004]整车的使用工况复杂，单体电芯并不都是在最佳电压范围内工作的，电池衰减或使用不当等均会引起整车在制动回馈过程中发生过充或过放，进而触发多级故障报警，如一些复杂的实车工况：爬坡加速、下坡制动、紧急刹车，或者频繁启停等，长此以往，尤其是过充行为对电池寿命参量的影响不容小觑，因此应借助电池管理系统实现对回馈过充行为影响的实时估算，进而指导质保评估，策略调整工作。
[0005]目前，行业内针对锂离子电池过充行为的研究已取得显著成果，多集中在热行为、故障机理，以及相应本征设计改进方法，如防过充电解液的研究，以及恒定应力作用下的电芯寿命。但由于电池管理系统的监测与管理功能，电池失效状态发生的概率较小，而随着行驶里程增加，回馈制动导致过充报警次数不断累积，对动力电池的寿命影响逐渐增大，因此及时辨识短板电芯，实时定量评估电池回馈过充行为影响显得至关重要，直接影响质保寿命、SOH问题估算精度、控制策略的适配性问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提出一种动力电池回馈过充影响实时评估方法及电池管理系统，实现可靠准确的实时在线评估电芯过充对电池系统寿命的影响。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提出了一种动力电池回馈过充影响实时评估方法，包括：
[0008]实时采集车辆的动力电池运行信息，从所述动力电池信息中提取回馈过充报警信息；
[0009]根据所述回馈过充报警信息确认产生过充的电芯位置并计算单支电芯的过充能量信息；
[0010]按照与过充程度关联的电压分区规则拆解所述过充能量信息，实时统计各电压分区的过充能量信息；
[0011]调用预先嵌入的回馈过充估算模型，所述回馈过充估算模型为基于实验室的电池寿命循环测试工况获取的电芯加速因子系数表，所述电芯加速因子系数表包括不同电压分区过充能量与电芯寿命衰减量对应关系的电芯加速因子，结合所述电芯因子加速表及各电压分区间统计的过充能量信息，实时在线估算回馈过充行为对电池的寿命的影响。
[0012]可选地，所述回馈过充报警信息至少包括报警等级、过充产生的时间信息、各单串电芯的电压信息和电流信息。
[0013]可选地，根据所述回馈过充报警信息确认产生过充的电芯位置并计算单支电芯的过充能量信息包括：
[0014]根据单串电芯的电压信息确定产生过充的电芯位置；
[0015]基于动力电池系统成组方式的多串多并关系，根据产生过充的时间信息、产生过充的单串电芯的电压信息和电流信息通过时间积分获取单串电芯的过充能量信息，结合电芯的并联数量转换为单串电芯中单支电芯的平均过充能量。
[0016]可选地，通过以下公式计算过充能量对单支电芯寿命的影响：
[0017][0018]其中，S
x
为累计回馈过充行为对单支电芯寿命的衰减量，x为电芯所在的串数，X
i
为第i个电压分区对应的电芯加速因子，Y
i
为单支电芯第i个电压分区对应的过充量，针对多串多并动力电池系统，P为动力电池系统的并数，j为电压分区的数量。
[0019]可选地，所述实时在线估算累计的过充能量对动力电池的寿命的影响包括：
[0020]统计动力电池系统中所有单串电芯累计过充能量对应的寿命衰减量；
[0021]取最大的单支电芯寿命衰减量max{Sx}作为此刻整车过充行为对电池寿命影响的估计值。
[0022]可选地，建立所述回馈过充估算模型的实验过程包括：
[0023]提供多个电芯样品的实验组，每个实验组包括多个电芯样品，将每个实验组中的电芯样品均设置为相同的初始SOC状态；
[0024]对多个所述实验组进行不同过充程度的脉冲充电循环实验，过充程度以目标脉冲充电电压上限作区分，各工况实验均循环至电芯到达EOL态；实验期间，定期测定电芯样品的容量及功率，作为电芯衰减状态表征参数；
[0025]按照预设的电压分区规则对各工况循环数据进行不同电压分区的分段统计，获取与过充程度关联的过充量信息；结合电芯容量或功率的衰减信息，通过迭代计算方法获取与过充程度关联的电芯加速因子表，所述电芯加速因子表为不同电压分区的单位过充量引起的电芯寿命衰减量，其中电压分区统计规则与实验设计的不同过充程度的电压分区规则相匹配。
[0026]可选地，所述对多个所述实验组进行不同过充工况的循环测试实验具体包括：
[0027]S1：通过最大电流法获取所述实验组在固定时间内从所述初始SOC状态脉冲充电至对应目标脉冲电压时对应的最大电流值；
[0028]S2：对所述实验组以对应的最大电流值恒流充电第一预设时长至对应的目标脉冲电压；
[0029]S3：静置第二预设时长后，按照第一电流值恒流放电第三预设时长，并静置第四预设时长；
[0030]S4：循环上述步骤S2
‑
S3；
[0031]循环测试实验过程中，若脉冲充电的末端电压超过对应的目标脉冲电压且所述末端电压与对应目标脉冲电压的差值达到设定差值时，则暂停脉冲充电的循环测试，同时重新通过最大电流法获取所述实验组对应当前健康状态下的最大电流值，再次进行脉冲充电循环测试时，采用对应当前健康状态下的最大电流值进行脉冲充电。
[0032]可选地，所述不同过充程度的电压分区规则包括：
[0033]将脉冲充电电压上限作为区分不同程度过充的标识，所述脉冲充电电压上限为所述目标脉冲电压，通过以下公式确定不同过充工况对应的目标脉冲电压的电压档位：
[0034]V
i
＝V+(i
‑
1)n；
[0035]其中，V
i
为第i个实验组对应过充工况的目标脉冲电压，V为对所述电芯样品使用电压范围的上限值，n为相邻电压档位之间间隔的电压值，n取值1
‑
100mV；
[0036]将起始充电电压至所述电芯样品使用电压范围的上限值作为首个电压区间，其余电压区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池回馈过充影响实时评估方法，其特征在于，包括：实时采集车辆的动力电池运行信息，从所述动力电池信息中提取回馈过充报警信息；根据所述回馈过充报警信息确认产生过充的电芯位置并计算单支电芯的过充能量信息；按照与过充程度关联的电压分区规则拆解所述过充能量信息，实时统计各电压分区的过充能量信息；调用预先嵌入的回馈过充估算模型，所述回馈过充估算模型为基于实验室的电池寿命循环测试工况获取的电芯加速因子系数表，所述电芯加速因子系数表包括不同电压分区过充能量与电芯寿命衰减量对应关系的电芯加速因子，结合所述电芯因子加速表及各电压分区间统计的过充能量信息，实时在线估算回馈过充行为对电池的寿命的影响。2.根据权利要求1所述的动力电池回馈过充影响实时评估方法，其特征在于，所述回馈过充报警信息至少包括报警等级、过充产生的时间信息、各单串电芯的电压信息和电流信息。3.根据权利要求2所述的动力电池回馈过充影响实时评估方法，其特征在于，根据所述回馈过充报警信息确认产生过充的电芯位置并计算单支电芯的过充能量信息包括：根据单串电芯的电压信息确定产生过充的电芯位置；基于动力电池系统成组方式的多串多并关系，根据产生过充的时间信息、产生过充的单串电芯的电压信息和电流信息通过时间积分获取单串电芯的过充能量信息，结合电芯的并联数量转换为单串电芯中单支电芯的平均过充能量。4.根据权利要求3所述的动力电池回馈过充影响实时评估方法，其特征在于，通过以下公式计算过充能量对单支电芯寿命的影响：其中，S
x
为累计回馈过充行为对单支电芯寿命的衰减量，x为电芯所在的串数，X
i
为第i个电压分区对应的电芯加速因子，Y
i
为单支电芯第i个电压分区对应的过充量，针对多串多并动力电池系统，P为动力电池系统的并数，j为电压分区的数量。5.根据权利要求4所述的动力电池回馈过充影响实时评估方法，其特征在于，所述实时在线估算累计的过充能量对动力电池的寿命的影响包括：统计动力电池系统中所有单串电芯累计过充能量对应的寿命衰减量；取最大的单支电芯寿命衰减量作为此刻整车过充行为对电池寿命影响的估计值。6.根据权利要求1所述的动力电池回馈过充影响实时评估方法，其特征在于，建立所述回馈过充估算模型的实验过程包括：提供多个电芯样品的实验组，每个实验组包括多个电芯样品，将每个实验组中的电芯样品均设置为相同的初始SOC状态；对多个所述实验组进行不同过充程度的脉冲充电循环实验，过充程度以目标脉冲充电电压上限作区分，各工况实验均循环至电芯到达EOL态；实验期间，定期测定电芯样品的容量及功率，作为电芯衰减状态表征参数；按照预设的电压分区规则对各工况循环数据进行不同电压分区的分段统计，获取与过
充程度关联的过充量信息；结合电芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹航，徐金龙，李群，
申请(专利权)人：荣盛盟固利新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：