一种电池直流内阻在线测试方法及电池管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种电池直流内阻在线测试方法，其在由多个电池构成的电池系统中实现，包括电池管理系统对各电池的内阻稳定状态进行检测；电池管理系统在检测到各电池内阻处于稳定状态时产生相应的控制脉冲，使各电池均能产生多次电压降；电池管理系统采集各电池每次电压降前后的电压及电流，计算出各电池直流内阻。实施本发明专利技术，能克服现有电池直流内阻在线测量所存在的问题，有较好的鲁棒性和可靠性。有较好的鲁棒性和可靠性。有较好的鲁棒性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种电池直流内阻在线测试方法及电池管理系统


[0001]本专利技术涉及蓄电池管理
，尤其涉及一种电池直流内阻在线测试方法及电池管理系统。

技术介绍

[0002]随着循环次数的增多，电动汽车动力电池的内阻值会逐渐增大，放电容量不断衰减，发热量不断增大，进而导致电池组各个电池之间的阻值差异性不断增大，最终导致电池组失效。失效的主要原因是阻值增大和不一致性进一步劣化导致电池更容易发生过充过放现象。
[0003]电池内阻是影响电池安全性能和功率性能的重要因素，对电池在全生命周期内的使用有着重要的影响。电池生命周期内不同阶段的内阻变化情况一般通过离线脉冲测试来获取，该方法主要是测试电池的脉冲能力，可得到电池的直流内阻值，进而得到在不同脉冲时间和放电深度(DOD)状态下的放电脉冲和回馈脉冲能力。又如，我国科技部863项目《HEV用高功率金属氢化物镍(锂离子)动力蓄电池性能测试规范》、日本电动车辆标准JEVS D713 2003《混合动力电动汽车用密闭性镍氢电池的输出密度及输入密度试验方法》、美国FreedomCAR项目《功率辅助型混合动力汽车用动力电池测试手册》中都有离线动力电池直流内阻具体测试方法。然而，上述离线直流内阻测试方法均存在不足之处，其不足之处在于：(1)使用不同倍率系列的电流和使用单一电流进行内阻测试均存在一定的差异；(2)使用不同脉冲持续时间测试得到的内阻值存在一定差异。
[0004]为了克服上述离线直流内阻测试方法的不足之处，大部分学者利用最小二乘法R-Q曲线拟合法进行电池直流内阻测试，但是该方法依赖于经验数据模型，需要在实验室做大量循环测试才能拟合出精度较高的内阻曲线，因此还是属于离线模型，具有通用性较差，精度易受数据点数量影响，鲁棒性低，可靠性差，无法根据电池实际状况在线测量和实时更新等缺点。因而，进一步的有学者通过捕捉特殊工况利用电压随电流变化进行在线电池内阻测试，但该方法高度依赖于对特殊工况的捕捉，不能实时反映内阻动态变化特征，内阻测量时机不能把控，且实时性差。
[0005]因此，亟需一种电池直流内阻在线测试方法，能克服现有电池直流内阻在线测量所存在的问题，有较好的鲁棒性和可靠性。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电池直流内阻在线测试方法及电池管理系统，基于全天候电池(All-Climate-Battery，ACB)产生脉冲电流的结构特征和快充充电阶跃降流的特点直接在线测量电池直流内阻，能够克服现有电池直流内阻在线测量所存在的问题，具有较好的鲁棒性和可靠性。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种电池直流内阻在线测试方法，其在由多个电池构成的电池系统中实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0008]电池管理系统对各电池的内阻稳定状态进行检测；
[0009]所述电池管理系统在检测到各电池内阻处于稳定状态时产生相应的控制脉冲，使各电池均能产生多次电压降；
[0010]所述电池管理系统采集各电池每次电压降前后的电压及电流，并根据采集的各电池每次电压降前后的电压及电流，计算出各电池直流内阻。
[0011]其中，所述电池均为全天候电池，且每一全天候电池均包括一电池本体、一开关和一加热片。
[0012]其中，所述电池管理系统是基于实时采集各全天候电池中电池本体在开关断开时快速充电并进入快充起始阶段的相关信息来实现对各全天候电池的内阻稳定状态进行检测的。
[0013]其中，所述各全天候电池中电池本体进入快充起始阶段的相关信息包括各全天候电池中电池本体的SOC、温度、充电电流持续时间、充电电流大小、均衡状态以及故障状态。
[0014]其中，所述对各全天候电池的内阻稳定状态进行检测的步骤具体包括：
[0015]若检测到当前全天候电池中电池本体同时满足SOC位于预设SOC范围内，温度位于预设温度范围内，充电电流持续时间大于预设时间阈值且在充电电流持续时间内充电电流变化值小于预设限值及变化的充电电流均大于预设电流阈值，均衡未开启以及无任何故障，则确定当前全天候电池的内阻处于稳定状态；反之，则确定当前全天候电池的内阻未处于稳定状态。
[0016]其中，所述预设SOC范围为[40％，60％]；所述预设温度范围为[25℃,40℃]；所述充电电流持续时间为60s、所述预设限值为5A及所述预设电流阈值为0.8C；其中，C＝100A。
[0017]其中，所述电池管理系统是基于控制内阻处于稳定状态下的各全天候电池所连开关闭合，让相应的电池本体和加热片电连接导通时产生控制脉冲来实现各全天候电池中电池本体均能产生多次电压降。
[0018]其中，所述电池管理系统采集各电池每次电压降前后的电压及电流，并根据采集的各电池每次电压降前后的电压及电流，计算出各电池直流内阻的具体步骤包括：
[0019]根据公式计算得到各电池每次电压降时的直流内阻；其中，DCR
i
为当前电池第i次电压降的直流内阻，i＝1～n；n为当前电池的电压降总次数；Vb
i
为当前电池第i次电压降前的电压；Va
i
为当前电池第i次电压降后的电压；Ib
i
为当前电池第i次电压降前的电流；Ia
i
为当前电池第i次电压降后的电流；
[0020]根据公式计算得到各电池直流内阻；其中，DCR为当前电池直流内阻。
[0021]其中，所述各电池产生的多次电压降n为连续3次，使电池连续3次产生脉冲放电电流，且脉冲放电电流大于等于0.8C且脉冲放电电流持续时间大于等于10s；其中，C＝100A。
[0022]本专利技术实施例还提供了一种电池管理系统，其在由多个电池构成的电池系统中实现，包括电池内阻检测单元、控制电池电压降单元和电池直流内阻计算单元；其中，
[0023]所述电池内阻检测单元，用于对各电池的内阻稳定状态进行检测；
[0024]所述控制电池电压降单元，用于在检测到各电池内阻处于稳定状态时产生相应的
控制脉冲，使各电池均能产生多次电压降；
[0025]所述电池直流内阻计算单元，用于采集各电池每次电压降前后的电压及电流，并根据采集的各电池每次电压降前后的电压及电流，计算出各电池直流内阻。
[0026]实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：
[0027]本专利技术基于电池内阻稳定状态的电压降特点直接在线测量电池直流内阻，尤其是基于全天候电池(All-Climate-Battery，ACB)产生脉冲电流的结构特征和快充充电阶跃降流的特点直接在线测量电池直流内阻，能够克服现有电池直流内阻在线测量所存在的问题，具有较好的鲁棒性和可靠性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池直流内阻在线测试方法，其在由多个电池构成的电池系统中实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：电池管理系统对各电池的内阻稳定状态进行检测；所述电池管理系统在检测到各电池内阻处于稳定状态时产生相应的控制脉冲，使各电池均能产生多次电压降；所述电池管理系统采集各电池每次电压降前后的电压及电流，并根据采集的各电池每次电压降前后的电压及电流，计算出各电池直流内阻。2.如权利要求1所述的电池直流内阻在线测试方法，其特征在于，所述电池均为全天候电池，且每一全天候电池均包括一电池本体、一开关和一加热片。3.如权利要求2所述的电池直流内阻在线测试方法，其特征在于，所述电池管理系统是基于实时采集各全天候电池中电池本体在开关断开时快速充电并进入快充起始阶段的相关信息来实现对各全天候电池的内阻稳定状态进行检测的。4.如权利要求3所述的电池直流内阻在线测试方法，其特征在于，所述各全天候电池中电池本体进入快充起始阶段的相关信息包括各全天候电池中电池本体的SOC、温度、充电电流持续时间、充电电流大小、均衡状态以及故障状态。5.如权利要求4所述的电池直流内阻在线测试方法，其特征在于，所述对各全天候电池的内阻稳定状态进行检测的步骤具体包括：若检测到当前全天候电池中电池本体同时满足SOC位于预设SOC范围内，温度位于预设温度范围内，充电电流持续时间大于预设时间阈值且在充电电流持续时间内充电电流变化值小于预设限值及变化的充电电流均大于预设电流阈值，均衡未开启以及无任何故障，则确定当前全天候电池的内阻处于稳定状态；反之，则确定当前全天候电池的内阻未处于稳定状态。6.如权利要求5所述的电池直流内阻在线测试方法，其特征在于，所述预设SOC范围为[40％，60％]；所述预设温度范围为[25℃,40℃]；所述充电电流持续时间为60s、所述预设限值为5A及所述预设电流阈值为0.8C；其中，C＝100A。7.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟平，张九才，王军，尚进，郭思超，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：