一种电源系统电流限制计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及新能源汽车动力电池应用领域，一种电源系统功率限制计算方法。
【背景技术】
[0002] 新能源车在当今汽车领域是个耀眼的明星话题，整车厂注入了大量人力物力进行 相关的开发，一些新能源类型车的上市受到的重视和喝彩，更预示着这个庞大新活力生命 在汽车行业中的崛起。加快培育和发展节能汽车与新能源汽车，既是有效缓解能源和环境 压力，也是推动汽车产业可持续发展的紧迫任务。最近国家部委针对新能源汽车新的补贴 与优惠政策已经出台，整车厂与电池厂纷纷调整各自发展战略，研发设计新的车型，以实现 最大限度的补贴金额，满足市场需要。
[0003] 电池及其管理系统是新能源汽车的关键核心零部件之一。动力电池作为新能源汽 车的动力源，如何估算电源系统当前的充放电能力，保证电源系统处于整车用电需求的最 佳状态，同时，避免电池的过充与过放，延长电池寿命，无疑是电池管理系统非常重要的功 能。电源系统在任一时刻的充放电能力是不同的，若是整车负载依据自身需求，对电源系统 尽可能大的功率请求，很可能会导致电池的过充、过放，大大缩短电池的寿命，增加电池成 本，严重时，甚至导致电源系统漏液、着火等重大安全问题的发生。因此对电源系统科学有 效的管理是及其必要的。
[0004]因此，现在亟需一种方法，能够相当精确的估算电源系统当前所允许的充放电电 流限值，从而最大程度满足整车动力需求，有效避免电池过充与过放，延长电池寿命。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种电源系统电流限制计算方法，用以解决现有技术在使用 中难以兼顾整车需求和电池过充、过放的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明的方案包括：
[0007] -种电源系统功率限制计算方法，包括如下步骤：
[0008] 计算电池内阻：在一定温度、一定荷电状态下，测试设备使电池在设定时间内强制 通过恒定直流电流进行放电/充电，计算出当前的电池内阻r=AU/ΔΙ;其中AU为电池 放电/充电初期、末期的压差，AI为恒流放电/充电电流；记录在放电时各种温度条件、各 种荷电状态下计算得到的电池内阻，以及充电时各种温度条件、各种荷电状态下计算得到 的电池内阻；
[0009] 计算最大放电/充电电流：根据当前的温度和荷电状态，在上述得到的各种温度 条件、各种荷电状态下计算得到的电池内阻中进行对应选择，计算持续设定时间的最大放 电/充电电流Imax= (Ue-U)/(r+R)，其中Ue为当前电压，U为放电下限保护电压或充电上 限保护电压，R为连接电阻。
[0010] 进一步的，在电源系统出现故障信息时，则按照计算出电流值的一定比例发给整 车；所述比例根据故障信息的严重程度决定，故障信息越严重，比例越小。
[0011] 进一步的，若是电源系统出现二级故障信息时，则功率限值按照计算出电流值的 50%发给整车；若是电源系统出现一级故障信息时，则功率限值依据计算出电流值的0% 发给整车。
[0012] 进一步的，所述故障信息包括过压、高温、低温的故障信息。
[0013] 进一步的，所述设定时间为10S、15S或20S。
[0014] 尽管r为电池内阻之和，在不同温度、不同S0C状态下是不同的，本发明能够结合 试验获取的内阻数据，时刻估算电源系统当前所允许的充放电电流限值。能够满足整车需 求，又避免使用中的过充与过放电。
[0015] 进而，根据电源系统故障状态，对电流限值进行动态调整，最大程度的满足整车负 载需求。这样既可以有效避免电池过充、过放，延长电池寿命，又确保电源系统安全。
【附图说明】
[0016] 图1是电源系统放电简化模型示意图；
[0017] 图2是电源系统充电简化模型示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0019] 本发明分为两个步骤：计算电池内阻，以及计算最大放电/充电电流。在实际使用 时，仅用到第二个步骤：计算最大放电/充电电流。第一个步骤：计算电池内阻是先期完成 (当然，形成的内阻数据也可以更新）。
[0020] 下面对这两个步骤进行详细介绍：
[0021] 首先介绍第一个步骤：整个电源系统简化模型如图1 :动力电源系统为电池串联 组成，其中r为电池内阻之和，在不同温度、不同S0C状态下电池内阻不同；R为电源系统内 部连接导线电阻，为定值；U为电源系统对外开路电压，任意时刻，可以依据温度与S0C查表 求出U值的大小。
[0022] 计算放电电池内阻依据如下方式：测试设备让电池在短时间内强制通过恒定直流 电流进行放电，规定在一定时间后（比如可定义10S、15S、20S等）停止放电，测量此时电池 两端的电压，并按如下公式计算出当前的电池内阻。
[0024] 其中AU为电池放电初期与放电末期的压差，ΔI为恒流放电电流。
[0025] 电池内阻计算与电源系统当前的温度⑴，当前的荷电状态（S0C)以及持续放电 时间有关系。定义在不同温度、不同S0C的内阻，定义放电持续时间为10S时的内阻（这里 持续放电时间与整车负载要求放电持续时间有关，）如下表格：
[0026]
[0027] 在有了用于存储放电时，S0C、温度、对应内阻信息的以上表格后，在计算最大放电 电流时，只需要按照下面公式计算即可。第二个步骤为：
[0028] 定义电源系统在整车上应用时，允许使用的下限电压为Ue，那么此时定义电源系 统在一定温度（T)，一定（S0C)，并且持续一定时间的最大放电电流值计算公式为：
[0029] Imax(Discharge) = (U-Ue)/(R+r)
[0030] 上述公式在不同温度、不同S0C、放电电流持续不同时间，放电电流值是不同的。在 电源系统无任何故障信息时，可以采用上述公式计算任意时刻的放电电流值大小。
[0031] 以上为放电过程，充电过程同理，首先也要建立充电时，S0C、温度、对应内阻信息 的表格。
[0032] 整个电源系统简化模型如图2。同理如放电过程定义：r为电池内阻；R为电源系 统内部连接导线电阻；U为电源系统对外开路电压，任意时刻，可以依据温度与S0C查表求 出U值的大小。
[0033] 计算充电电池内阻依据如下方式：测试设备让电池在短时间内通过恒定直流电流 进行充电，规定在一定时间后停止充电（比如可定义l〇S、15S、20S，持续不同时间，计算出 内阻是不同的，需要计算持续多长充电时间的内阻，与整车需求最大功率持续时间有关）， 测量此时电池两端的电压，并按如下公式计算出当前的电池内阻。
[0035] 其中AU为电池充电初期与充电末期的压差，ΔI为恒流充电电流。
[0036] 同理充电时不同温度、不同S0C、持续不同时间内阻依据查表实现：
[0037]
[0038] 定义电源系统在整车上应