[发明专利]一种电池功率衰减程度的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电池领域，尤其是涉及一种电池功率衰减程度的检测方法。

背景技术

在电动汽车上高压电气部件有许多，如高压电池包，高压分线盒，电机控制器，空调控制器，DC/DC，充电器等，动力电池是最关键的部件之一。动力电池的性能通常随使用程度和使用和存储时间增加而变弱。这种变弱有两种表现形式：电池容量(capacity)变化(变小)，以及充放电功率能力在同样的储电程度和温度下变化(变小)。行业上，对于电池容量，一般损失20％以上即表明电池不再具有足够的容量。

电池功率衰减的表征通常表现在电池电阻的增加。行业上没有一个统一的规定，但是，一般电阻增加与同样温度和充电量情况下的充放电功率成反比。行业上一般通过寿命开始BOL(Begin-of-Life)时的电阻和现在的电阻的比较，来决定功率损耗衰减的程度。

这种决定功率衰减的方法有两个问题：第一，电阻与温度紧密相关，而温度通常只是整个模块的温度，而不是电池表面的温度，具有较高的检测不精确度，同时也会受到噪声的影响。第二，目前的电池寿命检测都是在线进行，很难确定某一个时间点上的电阻估计一定是精确的，因此，用一个点的电阻估计值来确定电池功率衰减程度有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种电池功率衰减程度的检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电池功率衰减程度的检测方法，用于检测电动汽车中动力电池的衰减程度，所述方法包括下列步骤：

1)判断当前时刻动力电池是否处于有效范围内，若是则检测当前时刻动力电池的电阻值R_j，若否则返回继续判断；

2)根据步骤1)得到的电阻值R_j，计算并存储当前动力电池的电阻因子β_j；

3)判断存储的电阻因子是否达到估计量N，若是则进入步骤4)，若否则返回步骤1)；

4)计算存储的所有电阻因子β_j的最小均方差，得到最小均方电阻因子β；

5)根据得到的最小均方电阻因子β计算衰减程度评估值ε；

6)根据衰减程度评估值ε判断动力电池的衰减程度。

所述检测当前时刻动力电池的电阻值R_j具体为：

11)记录当前时刻动力电池的电压值u_j、电流值i_j和温度τ_j；

12)根据步骤11)得到的电压值u_j、电流值i_j和温度τ_j，利用参数估计方法递归得到当前时刻动力电池的电阻值R_j。

所述参数估计方法包括卡尔曼滤波法和最小二乘法。

所述当前动力电池的电阻因子β_j具体为：

其中，τ_j为当前时刻动力电池的温度，R₀为动力电池寿命开始时的电阻值。

所述最小均方电阻因子β具体为：

所述估计量N的取值范围为100～2000。

所述衰减程度评估值ε具体为：

其中，β₀为动力电池寿命开始时的电阻因子值。

所述步骤6)具体为：

61)判断衰减评估值ε是否大于寿命终止值CAL3，若是则表明动力电池已经结束寿命，若否则进入步骤62)；

62)判断衰减评估值ε是否大于有限功率运行标定值CAL2，若是则表明动力电池处于有限功率运行状态，若否则进入步骤63)；

63)判断衰减评估值ε是否大于衰减报警值CAL1，若是则表明动力电池已发生功率衰减，若否则表明动力电池还未发生功率衰减，返回步骤61)。

所述有效范围包括动力电池处于温度阈值内和动力电池的电阻值R_j对应的时刻在时间阈值内。

所述温度阈值的范围为15～30℃，所述时间阈值的范围为不大于24小时。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)与直接比较电阻值来判断电池衰减程度的方法相比，本方法提出以电阻因子β来作为衰减程度的判别标准，由于电阻因子β本身是一个与温度无关的参数，因此本方法可以有效地降低电压电流和温度的测量误差的影响。