[发明专利]一种车载电池管理系统电池放电终止状态判断方法

说明书

技术领域

本发明属于车载动力源管理的技术领域，特别涉及到对混合动力车以及纯电动车车载动力电池重要参数SOC的控制方法。

背景技术

石油作为传统汽车的动力源，不仅因储量日益减少而导致价格昂贵，其燃烧所产生的汽车尾气还造成了环境的污染，增加了温室气体的排放。因此，以电能作为部分或全部动力源的混合动力车及纯电动车应运而生，并逐渐走向主流汽车市场。

动力蓄电池是混合动力电动汽车(HEV)的动力源泉之一，其主要性能指标包括比能量、比功率和使用寿命等。目前制约包括HEV在内的各种电动汽车发展的关键因素之一，是动力蓄电池的性能指标不理想。要使各种电动汽车能与传统内燃机汽车相竞争，关键是开发出比能量高、比功率大、使用寿命长和成本低廉的动力蓄电池。就现有动力蓄电池而言，如何实现无损电池的充电策略、实时监控电池的放电状态、避免过充过放以确保电池组的性能和寿命?如何提高HEV整车的燃油经济性?这些问题都需要通过开发有效合理的电池管理或监控系统(BMS)来加以解决。

电池是电动汽车的关键组成部分，如何合理使用电池，充分利用电池组中的能量，延长电池的使用寿命是电动汽车及混合动力汽车进一步发展中所必须解决的问题。为了充分利用电池的能量又要防止电池组中任一电池过放电，对电池放电终止状态的判断必须适时而准确。

目前电动汽车动力电池使用的判断放电终止状态的方法主要有3种：固定终止电压法、放电曲线（V-t曲线）斜率法和容量累积法。

最简单的判断放电终止的方法就是固定终止电压法，放电终止电压是人为设定的。一般小电流放电时，终止电压应规定高些，而大电流放电时，终止电压应规定得低些。这是因为电池内部的原因所造成的。此方法虽然简单，但在不同放电电流下放电终止电压不同，没有一个统一的标准，而实际电动车动力电池的放电电流是随机变化的，没有一定规律。如果设定统一的放电终止电压，为防止电池在任何工况下过放电，这一电压必定趋于保守（偏高），即大电流放电时会过早终止，影响电池能量的充分利用。

放电曲线斜率法是在铅酸电池的恒流放电试验时使用最多的一种方法。从电池放电曲线上可以看到在电池放电后期，明显存在一个放电曲线（V-t曲线）的斜率突变点（称为“拐点”）。在此点以后电池所能放出的容量很少，且这对于电池的放电及未来的使用也很不经济。可以把此拐点定为电池放电的终止点。在实际试验中，电池在小电流放电时，其电压下降的平台期的斜率很小。放电曲线中斜率为平台期10倍的地方显然与实际的放电终止点相距很远。而大电流放电时，其电压下降的平台期的斜率较大，放电曲线中斜率为平台期10倍的地方，电压下降得非常迅速，已经超过了实际放电的终止值。这样还是有可能造成电池能量没有充分利用或过放电。此外，正如不同放电电流下的放电终止电压不同一样，不同电流下，V-t曲线的平台期斜率也不同。由于不同放电电流下，放电曲线的平台期斜率不同，因而这种方法对于不同的放电电流规定了不同的放电终止电压，小电流时终止电压高，大电流时终止电压低。这种方法虽然考虑了电池以不同电流恒流放电的工况，但如果用于变电流放电，则需要记忆的参数较多，几乎对每一个放电电流都需要记忆一个对应于该电流的放电曲线的斜率，因而需要大量先验的数据为依据，且对电池管理系统（BMS）的硬件系统要求高。

所谓容量累积法即记录电池充入及放出的电量，当在一个充放电循环中，两者相等，认为电池放电终止。由于电池的有效容量与放电电流有关，大电流放电时电池能放出的有效容量小；小电流放电时电池所放出的有效容量大。这一方法除需不断记录电池的充放电历史数据外，还要对容量进行放电电流、电池老化、自放电等修正，过程复杂，一般很少使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效的控制方法，可以对电池是否处于放电终止状态做出有效的判断。

本发明具体公开了一种车载电池管理系统电池放电终止状态判断方法，包括如下步骤：

步骤1，根据电池的型号确定放电常数Ck，其中

Ck=dV/dC，

式中， dV/dC是电池放电V-C曲线斜率,即电压V随放电容量C变化的曲线斜率；Ck为电池电量C快放完时斜率变化较大时斜率值，Ck是根据电池的放电倍率电压变化情况综合定义的一个常数。

步骤2，对车载动力电池组的端电压和电池包电流实时检测，采集dV/dC的数值；

步骤3，当电池管理系统检测到的dV/dC的绝对值≥Ck时，判断电池达到了放电终止状态。

进一步，所述放电常数Ck根据放电V-t曲线达到拐点时所对应的dV/dC数值来选取，