电动汽车动力电池自动测试诊断系统和方法技术方案

一种电动汽车动力电池自动测试诊断系统和方法，该系统包括：充放电设备，用于设定充电条件和放电条件，并在应用时与电池系统连接对电池系统充电和放电；上位机，与所述充放电设备连接并在应用时与BMS连接，用于分析静态数据、动态数据、历史数据，诊断电池系统的故障以及获取电池系统的实际可用容量，并对BMS参数进行标定。本发明专利技术能够在电池组的维护保养过程中，对电池组的寿命状态进行判断、对电池组中的问题病症进行诊断，为维护操作提供全面、有效的指导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种电池故障诊断系统及方法，尤其涉及ー种电动汽车动カ电池自动测试诊断系统和方法。
技术介绍
动カ电池包的结构和电路特点是体积容量有限的电池经过一定的串并联形成电池组，电池包包括电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，简称BMS)。BMS在电池包中的作用是(I)采集并记录电池信息，如単体电压、単体温度、单体内阻等；(2)估算电池荷电状态(State of Charge,即SOC) ; (3)估算电池健康状态；(4)通过总线将信息传输给整车或通过总线接收整车发出的控制信号。随着运营时间的增长或运营环境温度的变化，BMS进行状态估计时存在着诸如可用容量与实际容量产生偏差所导致的电池组SOC不准确等问 题，而电池単体的差异性也会在运营中愈来愈严重进而使电池寿命降低、续航里程不足。解决上述问题的关键是做好维护、保养，而其中最为重要的并亟待解决的是，如何有效、快速的进行电池系统现场性能测试、健康状态诊断以及电池管理系统參数标定。目前的维护保养由电池公司投入大量人力现场手工操作完成，但是仍然不能将问题排查完全。电池系统作为电动汽车的零部件，其维护保养可能会交付汽车修理人员完成，对于汽车修理人员而言，专业限制是其一大瓶颈。因此，如果电池的维护保养方案不可靠、不容易操作，将大大限制电池寿命和续航里程，不利于电动汽车行业发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，以解决目前在电池组维修过程中存在难以快速、有效获取电池系统健康状态等问题。为了解决上述问题，一方面，本专利技术提供一种电动汽车动力电池自动测试诊断方法，其包括以下步骤获取电池系统的静态数据、动态数据和历史数据，静态数据为电池系统在不进行充电也不进行放电时的数据，动态数据为电池系统在充电过程中和放电过程中的数据，历史数据为电池系统两次保养时间段之间的数据和维护保养过程中的数据；根据所述静态数据、动态数据和历史数据，诊断电池状态，若诊断电池单体发生故障，则进行电池均衡维护和更换故障电池单体的电芯，若无电池单体发生故障，则执行下一步骤；测试电池系统的可用容量；标定BMS參数；预估电池系统将会发生的故障存储上述步骤相关的数据。为了解决上述问题，另ー方面，本专利技术提供一种执行上述方法的电动汽车动カ电池自动测试诊断系统，该系统包括充放电设备，用于设定充电条件和放电条件，并在应用时与电池系统连接对电池系统充电和放电；上位机，与所述充放电设备连接并在应用时与BMS连接，用于分析静态数据、动态数据、历史数据，诊断电池系统的故障以及获取电池系统的实际可用容量，对BMS參数进行标定，并预估电池系统将会发生的故障。本专利技术能够在电池组的维护保养过程中，对电池组的寿命状态进行判断、对电池组中的问题病症进行诊断，为维护操作提供全面、有效的指导。附图说明图I为本专利技术系统优选实施例的原理结构框图；图2为本专利技术方法优选实施例的流程示意图。其中，附图标记的含义为 I 上位机2 电池系统20 BMS3 充放电设备S100-S200 步骤具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进ー步详细说明。如图I所示，本专利技术提供的电动汽车动カ电池自动测试诊断系统优选实施例包括互相连接的上位机I、充放电设备3，在应用时，上位机I与电池系统2中的BMS 20连接，充放电设备3与电池系统2连接。其中，BMS 20用于检测、计算、存储电池系统2的静态数据、动态数据、历史数据。充放电设备3用于设定充电条件和放电条件，并在应用时与电池系统2连接对电池系统充电和放电。上位机I与充放电设备3连接，用于分析静态数据、动态数据、历史数据，诊断电池系统的故障以及获取电池系统2的实际可用容量，并对BMS 20參数进行标定。其中那个，上位机I和BMS 20、充放电设备3之后通过CAN总线通信连接。当然，也可以利用RS485、USB等进行通信。图2示出了本专利技术提供的电动汽车动カ电池自动测试诊断方法优选实施例，其由图I所示的本专利技术提供的电动汽车动カ电池自动测试诊断系统优选实施例执行。对电动汽车的电池系统2进行维护保养时，在步骤SlOO开始之后，如步骤S101-S107，上位机I从BMS 20获取电池系统2的静态数据、历史数据并存储其中以备后续步骤S113使用，其中，静态数据为电池系统2在不进行充电也不进行放电时的数据，历史数据为电池系统2两次保养时间段之间的数据和维护保养过程中的数据。具体地，静态数据包括电池单体电压、単体间的压差、总电压、S0C、温度、温度差；历史数据包括単体电压、总电压、単体间电压差、S0C、温度变化。当然，如本领域技术人员公知，上位机I包括显示模块、报警模块、存储模块等功能模块，如有必要，上位机I可以显示BMS 20中的静态数据、历史数据等。本领域技术人员应该理解，步骤S101-103与步骤S105-S107可以互換。接着如步骤109，充放电设备3对电池系统进行充放电操作，其间，如步骤S111，上位机I读取、显示、存储BMS 20获取的有关电池系统2的动态数据，动态数据为电池系统2在充电过程中和放电过程中的数据，例如，电池单体电压、单体间的电压差、总电压、S0C、温度、温度差。如步骤S113，上位机I根据上述步骤中读取的静态数据、动态数据和历史数据，诊断电池系统2的状态，上位机I可以通过对多种參数的判定诊断电池系统2的故障，例如，分析电池单体电压參数的变化趋势、分析电池单体电压差的变化趋势、SOC的变化趋势、温度及温度差的变化趋势等，并与预置的上位机I中的数据库资源进行比较。数据库资源是根据电池包在无故障状态下运行的数据建立的，它包含了电池包在不同エ况环境下的运行的寿命、不同エ况下的充放电特性、不同SOC下的脉冲放电特性、不同SOC下的内阻特性等，是故障诊断系统工作的基础。例如，当某一只单体电芯出现充电时电压较高、放电时电压较低的情况，上位机I根据数据库资源可以判断出该电芯的内阻出现异常；不同SOC下的放电曲线是判断电池管理系统SOC估算精度的基础。具体地，结合静态数据和历史数据，上位机I根据静态数据对电池系统进行初步的状态判定电池组的荷电状态、电池组内单体间电压的一致性、电池包内温度场分布等。此步骤可以将单体间的SOC不均衡判定出来。如果电池的状态位于SOC的ο°/Γιο%或859^100%，可以根据単体间的电压差将SOC异常的电芯识别出来。上位机I由故障信息判断可用容量不均衡、SOC不均衡、局部产热过多等问题，并识别异常电芯。当异常出现或即将出现，但可以根据异常的发展趋势来判断即将出现的故障，例如电池系统电压和SOC的 关系偏移，随着循环次数的増加，此偏移向着ー个方向变化，则上位机I会根据偏移的变化作出提示BMS 20需要对电池系统2的SOH (state of health)作出调整。步骤109中，由充放电设备3设定充放电条件，对电池系统2充放电，上位机I获取动态数据。例如，上位机I或者操作人员可以根据电池的OCV (Open Circuit Voltage,开路电压)曲线识别异常电芯、判定电池组系统的实际可用容量，以用于对BMS 20參数进行标定。在步骤S113中，若诊断其中的电池单体发生故障，则执行步骤S115 :进行电池均衡维护和更换故障电池单体的电芯；若无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车动力电池自动测试诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：获取电池系统的静态数据、动态数据和历史数据，静态数据为电池系统在不进行充电也不进行放电时的数据，动态数据为电池系统在充电过程中和放电过程中的数据，历史数据为电池系统两次保养时间段之间的数据和维护保养过程中的数据；根据所述静态数据、动态数据和历史数据，诊断电池状态，若诊断电池单体发生故障，则进行电池均衡维护和更换故障电池单体的电芯，若无电池单体发生故障，则执行下一步骤；测试电池系统的可用容量；标定BMS参数；预估电池系统的故障；存储上述步骤相关的数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹东，薛慧娟，郑剑，陈秋婷，孙丽雪，
申请(专利权)人：北京普莱德新能源电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：