一种动力电池内阻检测方法及动力电池健康度诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动汽车或混合动力汽车电池检测技术领域，特别是涉及一种动力电池内阻检测方法及动力电池健康度诊断方法。
【背景技术】
[0002]电池的内阻是电池包可用功率的决定因素，从而也是SOH判定(电池健康度判定，State Of Health)的决定因素。对于EV(电动汽车)而言，可用用电池剩余容量和电池内阻综合判定电池的寿命，而对于HEV(混合动力汽车)而言，很多算法中只用电池的内阻查表就可以给出寿命的判定。所以计算车载电池的内阻对于可用功率的确定和寿命的判定都有至关重要的意义。此外，对于电池电路等效模型计算SOC (荷电状态)，真实可靠地计算内阻也是必不可少的。
[0003]电池内阻是一个随时间变化的渐变量，而且变化非常缓慢，所以每次计算出的内阻不应该差别太大，否则就是计算出现了问题。
[0004]目前，车载动力电池内阻仍然是沿用电池在测试台架上进行HPPC(混合脉冲功率特性)测试的方法，即通过BMS (BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)工作周期前后电压差值和电流差值的比值来计算电池内阻。上述方法存在以下缺点:
[0005]1.BMS工作周期非常短，电压差值和电流差值变化都很小，用这个很小的差值进行计算会放大采集和计算误差；
[0006]2.电于压传感器和电流传感器响应快慢可能会不一致，电压对电流响应的延时等，会使得计算得到的内阻是不真实的；
[0007]3.计算得到的内阻非常不稳定，违背内阻渐变的原理；
[0008]4.无法在车辆行驶的过程中进行检测。
[0009]因此，希望有一种动力电池内阻检测方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于提供一种动力电池内阻检测方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的一个或多个缺陷。
[0011 ] 为实现上述目的，本发明提供一种动力电池内阻检测方法，在所述动力电池内阻检测方法中，检测或提取动力电池在规定时间内的电流最大值、电流最小值、电压最大值以及电压最小值，计算电流最大值与电流最小值之间的电流差值、电压最大值与电压最小值之间的电压差值，以所述电压差值除以所述电流差值计算电池内阻。
[0012]优选地，所述电压包括包电压、模块电压和/或单体电压。可以理解的是，检测得到的电池内阻相应地为电池包、电池模块和/或单体电池的内阻。
[0013]优选地，在检测电池电流值与电池电压值的过程中，电池电流值与电池电压值的数据成组保存，成组保存的电池电流值与电池电压值之间存在延时，所述延时对应于电压响应电流激励的延时。
[0014]优选地，在检测电池电流值与电池电压值的过程中，电池电流值与电池电压值的数据成组保存，成组保存的电池电流值与电池电压值之间存在延时标定值△ t，即电流I(t)和电压U(t)之间存在延时标定值At，I (t-At)和U(t)成组对应保存。
[0015]优选地，WpRq列的矩阵存储检测电池电流值与电池电压值，矩阵的每一行存储对应时刻的电流值，以及上一时刻的包电压、模块电压和/或单体电压，P为检测周期的个数，其中，所述规定时间=Δ?*ρ。
[0016]优选地，I(t-At)和U(t)按时间先后逐行进入矩阵，先进先出，每个检测周期更新一次矩阵。
[0017]优选地,如果Δ I⑴不大于标定值Δ Imin,则当前R(t) =R(t_l),如果Δ I (t)大于标定值Δ Imin,且Δ I (t)和Δ I (t_l)不相等，则计算当前时刻的R(t) = AU(t)/Δ I (t)。
[0018]本发明还提供一种动力电池健康度诊断方法，所述动力电池健康度诊断方法包括下述步骤:
[0019]将电池健康度错误值设置为初始值；
[0020]以如上所述的动力电池内阻检测方法来检测电池内阻；
[0021]如果得到的动力电池内阻大于标定值，则电池健康度错误值增加，否则电池健康度错误值减小；以及
[0022]判断电池健康度错误值是否达到设定的错误值上限，如果达到，进行电池健康度报错。
[0023]优选地，在电池荷电状态位于设定区域时，开始进行动力电池健康度诊断。
[0024]优选地，电池健康度错误值的下限为零，在电池健康度错误值达到下限后，电池健康度错误值不再减小。
[0025]本发明所描述的动力电池内阻检测方法及具有其的健康度诊断方法，通过获取电池规定时间内的电流、电压的最大值与最小值，通过二者的差值计算电池内阻，并根据电池内阻的计算结果诊断电池健康度，由此实现对电池状态的准确监控，从而判定电池健康度，以确保电池的正常使用。而且，此种方法适于在车辆的行驶过程中进行检测。
【附图说明】
[0026]图1是根据本发明一实施例进行动力电池内阻检测以及动力电池健康度诊断的流程图。
[0027]图2是根据本发明一实施例的方法中存储电池电流、电压值的矩阵的数据结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0029]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0030]在根据本发明的动力电池内阻检测方法中，检测或提取动力电池在规定时间内的电流最大值、电流最小值、电压最大值以及电压最小值，计算电流最大值与电流最小值之间的电流差值、电压最大值与电压最小值之间的电压差值，以所述电压差值除以所述电流差值计算电池内阻。
[0031]需要指出的是，所述规定时间是一个显著长于BMS工作周期的时间段。例如，所述规定时间是BMS工作周期的10倍、20倍、50倍或更长的时间。在一个优选的实施例中，所述规定时间大于等于BMS工作周期的20倍。可以理解的是，所述规定时间并非必须是BMS工作周期的整数倍。在此种时间周期内，电流的最大值与最小值之间的差值，必然会显著大于一个BMS工作周期前后电流值的变化。从而可以消除由于所使用的电流变化值太小而导致的内阻最终计算结果的误差被放大的问题。而且由于不是采用脉冲方式进行测量，无需使用专用的测试台架或HPPC设备。在使得能够在车辆行驶的过程中进行内阻的检测。
[0032]所述电压包括包电压、模块电压和/或单体电压。可以理解的是，检测得到的电池内阻相应地为电池包、电池模块和/或单体电池的内阻。也就是说，能够对所需内阻进行检测，例如，可以单独测量整个电池包的内阻、或单体电池的内阻，也可以同时检测整个电池包的内阻以及某些单体电池的各自的内阻。
[0033]有利的是，在检测电池电流值与电池电压值的过程中，电池电流值与电池电压值的数据成组保存，成组保存的电池电流值与电池电压值之间存在延时，所述延时对应于电压响应电流激励的延时。如果电压响应电流激励的延时为零，则成组保存的电池电流值与电池电压值之间的延时也是零。
[0034]可以理解的是，在连续的检测中(每次检测内阻与上次检测仅仅相差很短的时间，即检测周期)，相邻两次电压测量结果的变化较小。这样，在同时考虑到上述相应延时的情况下，可以设定一个延时标定值At。以该延时标定值At作为检测周期。在检测电池电流值与电池电压值的过程中，电池电流值与电池电压值的数据成组保存，成组保存的电池电流值与电池电压值之间存在延时标定值At，即电流I (t)和电压U(t)之间存在延时标定值At，I (t-At)和U(t)成组对应保存。
[0035]为了便于运算与处理，采用矩阵来存储上述成组保存的电池电流值与电池电压值。在一个优选实施例中，以P行q列的矩阵存储检测电池电流值与电池电压值，矩阵的每一行存储对应时刻的电流值，以及上一时刻的包电压、模块电压和/或单体电压，P为检测周期的个数，其中，所述规定时间=At*p。例如，q的数值为20，对应一个电流值，一个电池包电压，以及18个单体电池的电压(可参见图2)。
[0036]I(t-At)和U(t)按时间先后逐行进入矩阵，先进先出，每个检测周期更新一次矩阵。将新的电流、电压数据写入矩阵，将矩阵中最早的数据从矩阵中删除。
[0037]优选地，如果Al(t)不大于标定值八1!^11，则当前1?(0 = R(t-l)。也就是说，在Δ I (t)的数值太小时，不进行内阻计算，以避免放大计算误差。
[0038]如果Δ I (t)大于标定值Δ Imin, ? Δ I (t)和Δ I (t-Ι)不相等,则计算当前时刻的Ra) = Λυα)/Λ?α)。也就是说，在Δ?α)和Λ?α-ι)相等的情况下，判定内阻没有变化或基本没有变化，不进行内阻计算。
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