一种纯电动车用动力锂电池健康状况检测器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种纯电动车用动力锂电池健康状况检测器，其主要包括：数据采集模块、保护模块、测量分析控制单元、电子负载、通信单元、LCD显示器和PC机。数据采集模块用于将测量数据进行采集并传输给CPU测量分析模块保护模块对电池传感器进行过压/过流保护，CPU模块主要为SOH估计单元，其采用UKF算法进行电池健康状况的精确估算，控制单元对各数据分析后对动力锂电池的工作状态进行判断，控制电子负载的工作状态，同时控制整车的工作状态，LCD显示器用于显示信息，通信单元通过RS232接口连接至PC机，对动力锂电池的电压、电流、温度和SOH进行综合分析、控制与测量。该实用新型解决了动力锂电池SOH估算中实时性不够，估计结果不准确的现实问题。
【专利说明】—种纯电动车用动力锂电池健康状况检测器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测试仪器，具体是纯电动车用动力锂电池健康状况检测器。
【背景技术】
[0002]在经济高速发展下，未来新能源电动汽车替代传统汽车将成为必然的趋势。21世纪电动汽车行业电子技术日渐进入成熟阶段，这是对电动汽车工业发展最有价值、最有贡献的阶段，也是在未来以电能为基础的社会里起着举足轻重的作用。随着环保纯电动汽车的广泛使用，可节省大量的矿产资源，具有明显的经济效益和社会效益。相对于容量估计(SOC)的研究，电池健康状况(SOH)研究与应用很少，电池SOH实际表现在电池内部某些参数(如内阻、容量等)的变化上。SAFT公司的研究人员提出的寿命衰减模型，该模型一般只用于作电池寿命衰减的定性分析；NING等根据大量试验数据推导出了一个锂离子电池的循环寿命经验模型，该模型由于考虑电池的很多物理因素，因此，并不能很好地适应不同电池；类似地，RAMADASS等也提出了一个锂离子电池容量衰减的数学模型；SALKIND等提出一种基于模糊逻辑的SOH估计算法，通过交流阻抗来估计S0H，该算法目前已经在某些电池管理系统(Battery management system, BMS)中实现,但不太适用于车辆电池管理系统；PILLER利用卡尔曼滤波算法估计了电池的内阻和容量的变化规律，为SOH的估计提出了一种新的、有效的方法。
[0003]电池的健康状况(SOH, State of Health),是指在一定条件下，电池所能充入或放出电量与电池标称容量的百分比。SOH以百分比的形式表现了当前电池的容量能力，对一块新的电池来说，其SOH值一般是大于100%的，随着电池的使用，电池在不断老化，SOH逐渐降低，在IEEE标准1188-1996中有明确规定，当动力电池的容量能力下降到80%时，即SOH小于80%时，就应该更换电池。目前有以下几种SOH估算的方法:
[0004](I)直接放电法:想要知道电池的SOH最直接的方法是让单体电池实际放电一次，测试放出的电量。目前利用负载对单体电池SOH评价是业内唯一公认的可靠方法，但这种方法也存在一些缺点:需要离线测试电池的S0H，这对车用动力电池来说实现困难；测试负载较笨重，操作不方便；若用0.1C倍率放电，放电过程大概需要10个小时，测试时间太长。
[0005](2)内阻法:主要是通过建立内阻与SOH之间的关系来估算S0H，大量论文都已说明了电池内阻和SOH之间存在确定的对应关系，可以简单的描述为:随电池使用时间的增长，电池内阻在增加，将影响电池容量，从而可以估算S0H。上海同济大学做过类似研究，认为SOH与内阻是对应变化的，对SOH进行了如下重新定义:
[0006]
【权利要求】
1.一种纯电动车用动力锂电池健康状况检测器，其特征在于，它包括数据采集模块、保护模块、测量分析控制单元、电子负载、通信单元、LCD显示器和PC机；所述数据采集模块采集电子负载和动力锂电池的测量数据，并传输给所述测量分析控制单元、通信单元以及保护模块；所述测量分析控制单元对测量数据进行分析处理，并判断动力锂电池的工作状态，以及控制电子负载和整车的工作状态，同时将分析处理过数据结果传输给IXD显示器和保护模块；所述保护模块对动力锂电池进行过压和过流保护；所述通信单元通过RS232接口连接至PC机，动力锂电池的测量数据由通信单元传输至PC机，所述PC机用于动力锂电池的电压、电流、温度和SOH进行综合分析、控制与测量；所述LCD显示器用于显示数据信息。
2.如权利要求1所述的纯电动车用动力锂电池健康状况检测器，其特征在于，所述数据采集模块包括电压传感器、电池参数检测模块、电流传感器，所述电压传感器检测电子负载的电压并将测量数据传送给测量分析控制单元，所述电流传感器检测动力锂电池的电流并将测量数据传送给测量分析控制单元，所述电池参数检测模块检测动力锂电池的性能状态并将测量数据传送给测量分析控制单元。
3.如权利要求2所述的纯电动车用动力锂电池健康状况检测器，其特征在于，所述电池参数检测模块包括电压检测模块和温度检测模块，所述电压检测模块和温度检测模块分别检测动力锂电池的电压和温度状况。
4.如权利要求2所述的纯电动车用动力锂电池健康状况检测器，其特征在于，所述电流传感器为霍尔电流传感器。
5.如权利要求1所述的纯电动车用动力锂电池健康状况检测器，其特征在于，所述保护模块包括均衡控制保护模块和充放电控制模块，所述均衡控制保护模块和充放电控制模块用于控制和管理动力锂电池的充电和放电。
【文档编号】H02J7/00GK203480000SQ201320637707
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】汪秋婷 申请人:浙江大学城市学院