电池内阻测算方法及电池管理系统与流程

本发明涉及电池内阻估算技术领域，尤其涉及一种电池内阻测算方法及电池管理系统。

背景技术：

在电动汽车或者储能等技术领域，通常需要对动力电池的内阻进行估算。

中国发明专利申请第201310661543.3号公开了一种电池组管理系统的电池内阻测算方法及电路。其测算方法包括：分别以第一周期和第二周期实时采集并缓存电池组内单节电池的电压和电池堆负极的电流；对缓存的电压进行寻址与选择，以查找第一电压点v1和第二电压点v2并保存；对缓存的电流进行寻址与选择，以查找第一电流点i1和第二电流点i2并保存；利用以下关系式计算单节电池的内阻r＝(v2-v1)/(i2-i1)。不过，该技术方案每次只采集并缓存单节电池的电压与对应时刻的电流，每次只能计算单独一节电池的内阻；而且其没有考虑到电流的波动，进而无法保障内阻测算的精度。

中国发明专利申请第201410073563.3号公开了一种电池管理系统及电池单体的直流内阻的测量方法。该专利采用根据设定内阻检测指令为最高中断优先级的方式，每隔预设时间将指令发送至电池信息采集器，采集相应的电池电压，同时在指令发送时采集每个电池单体的电流。不过，其存在两个主要问题：首先，内阻检测只是bms的一个子功能，设定内阻检测指令为最高中断优先级，势必会影响bms原有任务的正常运行；此外，采用每隔预设时间发送指令的方式，在电压、电流变化不大的情况下，根据内阻计算公式：内阻r＝(v2-v1)/(i2-i1)，电流变化不大的情况下，作为公式分母的i2-i1过小，将影响内阻测算精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电池内阻测算方法及电池管理系统，能够一次计算所有电芯的内阻，保障内阻的测算精度且不会影响系统的正常运行。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电池内阻测算方法，包括：

周期性采集堆电流值以及于相同周期内周期性采集所有电芯的电压值；

计算当前所述周期采集到的堆电流值与上一所述周期采集到的堆电流值的堆电流差值；

当所述堆电流差值大于其预设阈值时，对当前所述周期采集到的对应电芯的电压值与上一所述周期采集到的对应电芯的电压值求差得到对应电芯的电压差值；及

利用对应电芯的所述电压差值和所述堆电流差值的比值求得对应电芯的内阻。

较佳地，当所述堆电流差值大于其预设阈值时，下发阶跃命令和该时刻的所述堆电流差值至bmu单元；所述bmu单元计算对应电芯的所述电压差值并利用所述电压差值和所述堆电流差值的比值求得对应电芯的内阻。

较佳地，周期性采集的所有电芯的电压值滚动存入第一缓存和第二缓存；当接收到下发的所述阶跃命令时，所述bmu单元对分别存放在所述第一缓存和第二缓存中的当前所述周期采集到的对应电芯的电压值和上一所述周期采集到的对应电芯的电压值求差得到对应电芯的所述电压差值。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种电池管理系统，包括bms主控以及bmu单元，所述bms主控被配置为：周期性采集堆电流值；计算当前所述周期采集到的堆电流值与上一所述周期采集到的堆电流值的堆电流差值；及当所述堆电流差值大于其预设阈值时，下发阶跃命令和该时刻的所述堆电流差值至所述bmu单元。所述bmu单元被配置为：于相同所述周期内周期性采集所有电芯的电压值；当接收到下发的所述阶跃命令时，对当前所述周期采集到的对应电芯的电压值与上一所述周期采集到的对应电芯的电压值求差得到对应电芯的电压差值；及利用对应电芯的所述电压差值和所述堆电流差值的比值求得对应电芯的内阻。

较佳地，所述bmu单元包括模拟前端，所述bmu单元通过所述模拟前端周期性采集所有电芯的电压值。

较佳地，所述bmu单元包括第一缓存和第二缓存，所述模拟前端周期性采集的所有电芯的电压值滚动存入所述第一缓存和所述第二缓存。

与现有技术相比，本发明电池内阻测算方法能一次计算多节电芯的内阻，且内阻检测任务为实时运行，无需依靠最高优先级的中断完成，不会影响系统正常任务运行；且通过各预设阈值的设定，当电流波动满足预设阈值时才进行相应计算，能够有效保证内阻检测精度。

附图说明

图1是本发明实施例电池内阻测算方法的流程图。

图2是本发明实施例电池内阻测算方法的时序示意图。

图3是本发明实施例电池管理系统的示意图。

图4是本发明实施例bmu单元的示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1至图4，本发明公开了一种电池内阻测算方法，包括：

101、周期性采集堆电流值i以及于相同周期xms内周期性采集所有电芯的电压值v1,v2,v3,...vz；

102、计算当前周期xms采集到的堆电流值i2与上一周期xms采集到的堆电流值i1的堆电流差值△i；

103、当堆电流差值△i大于其预设阈值a时，对当前周期xms采集到的对应电芯的电压值vn2与上一周期xms采集到的对应电芯的电压值vn1求差得到对应电芯的电压差值vn2-vn1；及

104、利用对应电芯的电压差值vn2-vn1和堆电流差值△i的比值求得对应电芯的内阻rn。

在一些实施例中，当堆电流差值△i大于其预设阈值a时，下发阶跃命令和该时刻的堆电流差值△i至bmu单元2；bmu单元2计算对应电芯的电压差值vn2-vn1并利用电压差值vn2-vn1和堆电流差值△i的比值求得对应电芯的内阻rn。本发明中的阶跃命令指的是当堆电流差值△i大于其预设阈值a时发送给bmu单元2的计算内阻rn的命令。

在一些实施例中，周期性采集的所有电芯的电压值v1,v2,v3,...vz滚动存入第一缓存30和第二缓存40，即相邻两周期xms采集的电压值v11,v21,v31,...vz1和v12,v22,v32,...vz2分别存入第一缓存30和第二缓存40；当接收到下发的阶跃命令时，bmu单元2对分别存放在第一缓存30和第二缓存40中的当前周期xms采集到的对应电芯的电压值vn2和上一周期xms采集到的对应电芯的电压值vn1求差得到对应电芯的电压差值vn2-vn1。

请结合图3和图4，本发明还提供了一种电池管理系统，包括bms主控1以及bmu单元2。

bms主控1被配置为：周期性采集堆电流值i；计算当前周期xms采集到的堆电流值i2与上一周期xms采集到的堆电流值i1的堆电流差值△i；及当堆电流差值△i大于其预设阈值a时，下发阶跃命令和该时刻的堆电流差值△i至bmu单元2。具体而言，bms主控1是通过电流采集单元3来采集堆电流值i。

bmu单元2被配置为：于相同周期xms内周期性采集所有电芯的电压值v1,v2,v3,...vz；当接收到下发的阶跃命令时，对当前周期xms采集到的对应电芯的电压值vn2与上一周期xms采集到的对应电芯的电压值vn1求差得到对应电芯的电压差值vn2-vn1；利用对应电芯的电压差值vn2-vn1和堆电流差值△i的比值求得对应电芯的内阻rn。

在一些实施例中，bmu单元2包括模拟前端20，bmu单元2通过模拟前端20周期性采集所有电芯的电压值v1,v2,v3,...vz。模拟前端20采集速度极快，所有电芯采集可在100us的量级时间内完成。

在一些实施例中，bmu单元2包括第一缓存30和第二缓存40，模拟前端20周期性采集的所有电芯的电压值v1,v2,v3,...vz滚动存入第一缓存30和第二缓存40。bmu单元2还包括与模拟前端20、第一缓存30及第二缓存40连接的微处理模块10以及与微处理模块10和bms主控1通信连接的通信模块50。

与现有技术相比，本发明电池内阻rn测算方法能一次计算多节电芯的内阻rn，且内阻rn检测任务为实时运行，无需依靠最高优先级的中断完成，不会影响系统正常任务运行；且通过各预设阈值a的设定，当电流波动满足预设阈值a时才进行相应计算，能够有效保证内阻rn检测精度。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。