一种电池快充功率边界寻找测试方法技术

本发明专利技术公开了一种电池快充功率边界寻找测试方法：步骤1，搭建测试环境；步骤2，在上位机中预先设定电池最高限制温度；步骤3，将被测电池包放入步入式温箱，当被测电池包达到测试环境要求温度时；步骤4，上位机控制充放电设备对被测电池包恒功率放电，当BMS检测到的最低单压≤电池最低安全电压或者放电安时≥额定容量时，进入步骤5；步骤5，上位机调用电流或功率变量outI对被测电池包进行充电；步骤6，将步骤5中得到的电流或功率变量的所有值绘制成电流或功率边界曲线。本发明专利技术的方法能够在最高温度下找到一条最大的快速充电电流的边界曲线，通过此边界曲线从而实现电池包即能快充充电又能安全控温，降低电池包安全风险隐患。降低电池包安全风险隐患。降低电池包安全风险隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种电池快充功率边界寻找测试方法


[0001]本专利技术属于新能源动力电池测试
，尤其涉及一种电池快充功率边界寻找测试方法。

技术介绍

[0002]众所周知，燃油车之所以实用性高，就是因为加油速度快，加满一箱油仅需要5分钟左右的时间。对于新能源汽车来说，最大的阻碍就是充电时间长的问题。所以，新能源汽车充电速度也要向这方面看齐，也就是要实现快速充电，需提升功率进行充电。
[0003]能高效的将电池包电量充到80％SOC以上，必须要更大的电流进行充电。但目前采用的快充技术进行充电过程中，特别是炎热的夏季，当外界环境温度大于35℃以上时，电池包充电时产生的发热很容易达到电池的安全边界温度，尤其是在快到充满电的末期，电池包的内阻很大，更容易达到甚至超过电池包的安全边界温度，与之而来的安全性风险也会有所加剧，会导致锂离子电池的安全事故发生。
[0004]长时间的电池过热，容易诱发电池热失控或者电池包因过温保护被迫停止充电。因此在实现电池良好的快速充电的同时又要保证安全问题，亟需解决的问题是确定电池功率边界条件。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种电池功率边界寻找方法，以解决目前快充技术上电池存在的易达到甚至超过安全边界温度带来的安全性问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种电池快充功率边界寻找测试方法，具体包括如下步骤：
[0008]步骤1，搭建测试环境：包括充放电设备、被测电池包、上位机和步入式温箱，其中，充放电设备分别连接被测电池包的BMS和上位机；
[0009]步骤2，在上位机中预先设定电池最高限制温度；
[0010]步骤3，将被测电池包放入步入式温箱中并开启步入式温箱，上位机实时接收充放电设备发来的被测电池包的信息，当被测电池包达到测试环境要求温度时，执行步骤4；
[0011]步骤4，上位机控制充放电设备对被测电池包进行恒功率放电，上位机实时接收到被测电池包的BMS检测到的被测电池包的信息，当BMS检测到的最低单压≤电池最低安全电压或者放电安时≥额定容量时，进入步骤5；
[0012]步骤5，上位机赋值电流或功率变量outI为实际输出电流，调用电流或功率变量outI对被测电池包进行充电，电流或功率变量outI通过PID控制以及温度变化值得到，该充电过程中设定限制充电电流不大于电池包极限值，当BMS检测到的最高单压≥电池最高安全电压或者充电安时≥额定容量时，上位机控制充放电设备对被测电池包停止充电；
[0013]步骤6，将步骤5中得到的电流或功率变量outI的所有值绘制成一条曲线，即得到电流或功率边界曲线。
[0014]进一步的，所述步骤5中所述的电流或功率变量outI通过PID控制以及温度变化值得到，包括如下步骤：
[0015](1)当BMS的实测温度等于微分d触发温度时，则变量Kp＝0、变量Ki＝0，变量Kd＝0.01～0.03，按一定时间周期计算一次输出的电流或功率变量outI的值；其中，变量Kp、变量Ki、变量Kd分别为比例p的系数、积分i的系数、微分d的系数；
[0016]电流或功率变量outI＝给定电流或功率out
‑
(比例p+积分i+微分d)；给定电流或功率out根据电池包类型不同而确定；
[0017]微分d＝上个时间周期的微分d+tmpd，变量tmpd＝Kd*VarT。
[0018]VarT为温度变化值，VarT＝当前温度
‑
上一分钟温度LasT；
[0019]上次温度LasT＝1分钟前的BMS最高温度；
[0020](2)当BMS的实测温度等于pi触发温度，则变量Kp＝0.2～0.3倍的充电电流或功率给定值，变量Ki＝0.008～0.02，变量Kd＝0.01～0.03；按一定时间周期计算一次输出变量电流outI的值，时间周期为100ms；
[0021]电流或功率变量outI＝给定电流或功率out
‑
(比例p+积分i+微分d)；
[0022]比例p＝Kp*温度差diff；
[0023]积分i＝上个时间周期的积分I+tmpi，tmpi＝Ki*温度差diff，温度差diff＝BMS当前实测温度
‑
pi触发温度；
[0024]微分d＝上个时间周期的微分D+tmpd，变量tmpd＝Kd*温度变化值VarT。
[0025]式中，温度变化值VarT＝当前温度
‑
上1分钟温度LasT，上1分钟温度LasT＝1分钟前的BMS最高温度。
[0026]进一步的，所述步骤(1)中的微分d触发温度设定为54℃，所述步骤(2)中的pi触发温度设定为55℃。
[0027]进一步的，所述时间周期为100ms。
[0028]进一步的，所述步骤(1)中，变量Kd＝0.018。
[0029]进一步的，所述步骤(1)中，所述给定电流或功率out为电流250A。
[0030]进一步的，所述步骤(2)中，变量Kp＝0.25倍的充电电流或功率给定值，变量Ki＝0.01，变量Kd＝0.018。
[0031]相较于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0032]本专利技术的方法能够保证电池安全温度下的最大充电功率边界，也就是说根据温度的变化，上位机实时动态调整充电电流或者充电功率，来达到温度平衡时所呈现对应的最大充电电流或者充电功率的边界，即能在最高温度下找到一条最大的快速充电电流的边界曲线，通过此边界曲线从而实现电池包即能快充充电又能安全控温，降低电池包安全风险隐患。该边界曲线用于后续形成不同温度对应的不同充电电流窗口矩阵表，为BMS(指电池包的电池管理器)提供快速充电策略的重要依据。
附图说明
[0033]图1为温度控制流程图。
[0034]图2为以电流方式充电的电池功率边界查找的测试过程。
[0035]图3为以功率方式充电的电池功率边界查找的测试过程。
[0036]以下结合附图对本专利技术的技术方案进一步解释说明。
具体实施方式
[0037]本专利技术给出的电池快充功率边界寻找测试方法，具体包括如下步骤：
[0038]步骤1，搭建测试环境：包括充放电设备、被测电池包、上位机和步入式温箱，其中，充放电设备分别连接被测电池包的BMS和上位机。
[0039]上述测试环境下，充放电设备用于通过CAN总线与被测电池包的BMS进行通讯，实时接收被测电池包的BMS采集的被测电池包的信息(包括单体温度、单体电压、电流)，并将被测电池包的信息发送给上位机，根据上位机发送的控制命令对被测电池包进行充放电；上位机用于接收充放电设备发来的被测电池包的信息，根据被测电池包的信息向充放电设备发出控制命令，还用于对测试过程进行数据记录；步入式温箱用于模拟被测电池包的使用环境。
[0040]步骤2，在上位机中预先设定电池最高限制温度。
[0041]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池快充功率边界寻找测试方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，搭建测试环境：包括充放电设备、被测电池包、上位机和步入式温箱，其中，充放电设备分别连接被测电池包的BMS和上位机；步骤2，在上位机中预先设定电池最高限制温度；步骤3，将被测电池包放入步入式温箱中并开启步入式温箱，上位机实时接收充放电设备发来的被测电池包的信息，当被测电池包达到测试环境要求温度时，执行步骤4；步骤4，上位机控制充放电设备对被测电池包进行恒功率放电，上位机实时接收到被测电池包的BMS检测到的被测电池包的信息，当BMS检测到的最低单压≤电池最低安全电压或者放电安时≥额定容量时，进入步骤5；步骤5，上位机赋值电流或功率变量outI为实际输出电流，调用电流或功率变量outI对被测电池包进行充电，电流或功率变量outI通过PID控制以及温度变化值得到，该充电过程中设定限制充电电流不大于电池包极限值，当BMS检测到的最高单压≥电池最高安全电压或者充电安时≥额定容量时，上位机控制充放电设备对被测电池包停止充电；步骤6，将步骤5中得到的电流或功率变量outI的所有值绘制成一条曲线，即得到电流或功率边界曲线。2.如权利要求1所述的一种电池快充功率边界寻找测试方法，其特征在于，所述步骤5中所述的电流或功率变量outI通过PID控制以及温度变化值得到，包括如下步骤：(1)当BMS的实测温度等于微分d触发温度时，则变量Kp＝0、变量Ki＝0，变量Kd＝0.01～0.03，按一定时间周期计算一次输出的电流或功率变量outI的值；其中，变量Kp、变量Ki、变量Kd分别为比例p的系数、积分i的系数、微分d的系数；电流或功率变量outI＝给定电流或功率out
‑
(比例p+积分i+微分d)；给定电流或功率out根据电池包类型不同而确定；微分d＝上个时间周期的微分d+tmp...

【专利技术属性】
技术研发人员：周随影，蔡晓，雷晓，杨星，常亚婷，千若尘，刘强，
申请(专利权)人：西安迅湃快速充电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：