一種純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器，其主要包括：數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)模塊、測(cè)量分析控制單元、電子負(fù)載、通信單元、LCD顯示器和PC機(jī)。數(shù)據(jù)采集模塊用于將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并傳輸給CPU測(cè)量分析模塊保護(hù)模塊對(duì)電池傳感器進(jìn)行過壓/過流保護(hù)，CPU模塊主要為SOH估計(jì)單元，其采用UKF算法進(jìn)行電池健康狀況的精確估算，控制單元對(duì)各數(shù)據(jù)分析后對(duì)動(dòng)力鋰電池的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，控制電子負(fù)載的工作狀態(tài)，同時(shí)控制整車的工作狀態(tài)，LCD顯示器用于顯示信息，通信單元通過RS232接口連接至PC機(jī)，對(duì)動(dòng)力鋰電池的電壓、電流、溫度和SOH進(jìn)行綜合分析、控制與測(cè)量。該實(shí)用新型解決了動(dòng)力鋰電池SOH估算中實(shí)時(shí)性不夠，估計(jì)結(jié)果不準(zhǔn)確的現(xiàn)實(shí)問題。
【專利說明】—種純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于測(cè)試儀器，具體是純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展下，未來新能源電動(dòng)汽車替代傳統(tǒng)汽車將成為必然的趨勢(shì)。21世紀(jì)電動(dòng)汽車行業(yè)電子技術(shù)日漸進(jìn)入成熟階段，這是對(duì)電動(dòng)汽車工業(yè)發(fā)展最有價(jià)值、最有貢獻(xiàn)的階段，也是在未來以電能為基礎(chǔ)的社會(huì)里起著舉足輕重的作用。隨著環(huán)保純電動(dòng)汽車的廣泛使用，可節(jié)省大量的礦產(chǎn)資源，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。相對(duì)于容量估計(jì)(SOC)的研究，電池健康狀況(SOH)研究與應(yīng)用很少，電池SOH實(shí)際表現(xiàn)在電池內(nèi)部某些參數(shù)(如內(nèi)阻、容量等)的變化上。SAFT公司的研究人員提出的壽命衰減模型，該模型一般只用于作電池壽命衰減的定性分析；NING等根據(jù)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出了一個(gè)鋰離子電池的循環(huán)壽命經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停撃Ｐ陀捎诳紤]電池的很多物理因素，因此，并不能很好地適應(yīng)不同電池；類似地，RAMADASS等也提出了一個(gè)鋰離子電池容量衰減的數(shù)學(xué)模型；SALKIND等提出一種基于模糊邏輯的SOH估計(jì)算法，通過交流阻抗來估計(jì)S0H，該算法目前已經(jīng)在某些電池管理系統(tǒng)(Battery management system, BMS)中實(shí)現(xiàn),但不太適用于車輛電池管理系統(tǒng)；PILLER利用卡爾曼濾波算法估計(jì)了電池的內(nèi)阻和容量的變化規(guī)律，為SOH的估計(jì)提出了一種新的、有效的方法。
[0003]電池的健康狀況(SOH, State of Health),是指在一定條件下，電池所能充入或放出電量與電池標(biāo)稱容量的百分比。SOH以百分比的形式表現(xiàn)了當(dāng)前電池的容量能力，對(duì)一塊新的電池來說，其SOH值一般是大于100%的，隨著電池的使用，電池在不斷老化，SOH逐漸降低，在IEEE標(biāo)準(zhǔn)1188-1996中有明確規(guī)定，當(dāng)動(dòng)力電池的容量能力下降到80%時(shí)，即SOH小于80%時(shí)，就應(yīng)該更換電池。目前有以下幾種SOH估算的方法:
[0004](I)直接放電法:想要知道電池的SOH最直接的方法是讓單體電池實(shí)際放電一次，測(cè)試放出的電量。目前利用負(fù)載對(duì)單體電池SOH評(píng)價(jià)是業(yè)內(nèi)唯一公認(rèn)的可靠方法，但這種方法也存在一些缺點(diǎn):需要離線測(cè)試電池的S0H，這對(duì)車用動(dòng)力電池來說實(shí)現(xiàn)困難；測(cè)試負(fù)載較笨重，操作不方便；若用0.1C倍率放電，放電過程大概需要10個(gè)小時(shí)，測(cè)試時(shí)間太長(zhǎng)。
[0005](2)內(nèi)阻法:主要是通過建立內(nèi)阻與SOH之間的關(guān)系來估算S0H，大量論文都已說明了電池內(nèi)阻和SOH之間存在確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以簡(jiǎn)單的描述為:隨電池使用時(shí)間的增長(zhǎng)，電池內(nèi)阻在增加，將影響電池容量，從而可以估算S0H。上海同濟(jì)大學(xué)做過類似研究，認(rèn)為SOH與內(nèi)阻是對(duì)應(yīng)變化的，對(duì)SOH進(jìn)行了如下重新定義:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器，其特征在于，它包括數(shù)據(jù)采集模塊、保護(hù)模塊、測(cè)量分析控制單元、電子負(fù)載、通信單元、LCD顯示器和PC機(jī)；所述數(shù)據(jù)采集模塊采集電子負(fù)載和動(dòng)力鋰電池的測(cè)量數(shù)據(jù)，并傳輸給所述測(cè)量分析控制單元、通信單元以及保護(hù)模塊；所述測(cè)量分析控制單元對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并判斷動(dòng)力鋰電池的工作狀態(tài)，以及控制電子負(fù)載和整車的工作狀態(tài)，同時(shí)將分析處理過數(shù)據(jù)結(jié)果傳輸給IXD顯示器和保護(hù)模塊；所述保護(hù)模塊對(duì)動(dòng)力鋰電池進(jìn)行過壓和過流保護(hù)；所述通信單元通過RS232接口連接至PC機(jī)，動(dòng)力鋰電池的測(cè)量數(shù)據(jù)由通信單元傳輸至PC機(jī)，所述PC機(jī)用于動(dòng)力鋰電池的電壓、電流、溫度和SOH進(jìn)行綜合分析、控制與測(cè)量；所述LCD顯示器用于顯示數(shù)據(jù)信息。
2.如權(quán)利要求1所述的純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電壓傳感器、電池參數(shù)檢測(cè)模塊、電流傳感器，所述電壓傳感器檢測(cè)電子負(fù)載的電壓并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給測(cè)量分析控制單元，所述電流傳感器檢測(cè)動(dòng)力鋰電池的電流并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給測(cè)量分析控制單元，所述電池參數(shù)檢測(cè)模塊檢測(cè)動(dòng)力鋰電池的性能狀態(tài)并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給測(cè)量分析控制單元。
3.如權(quán)利要求2所述的純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器，其特征在于，所述電池參數(shù)檢測(cè)模塊包括電壓檢測(cè)模塊和溫度檢測(cè)模塊，所述電壓檢測(cè)模塊和溫度檢測(cè)模塊分別檢測(cè)動(dòng)力鋰電池的電壓和溫度狀況。
4.如權(quán)利要求2所述的純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器，其特征在于，所述電流傳感器為霍爾電流傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的純電動(dòng)車用動(dòng)力鋰電池健康狀況檢測(cè)器，其特征在于，所述保護(hù)模塊包括均衡控制保護(hù)模塊和充放電控制模塊，所述均衡控制保護(hù)模塊和充放電控制模塊用于控制和管理動(dòng)力鋰電池的充電和放電。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203480000SQ201320637707
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】汪秋婷 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)城市學(xué)院

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