電動汽車矩陣電池組的電池容量檢測方法技術

本發明專利技術涉及電動汽車電池類，具體是一種電動汽車矩陣電池組的電池容量檢測方法，其特征是：采用串并聯的蓄電池矩陣電池組，在矩陣電池組中每節蓄電池的節點間都用一個相同電阻相連，形成平衡電阻網絡；采樣平衡電阻網絡內每列蓄電池組串聯的電流信號，采樣每行內的其他各列節點相對于第一列節點處的電壓信號；通過運算得到流經每一節電池的所有電流大小和方向；通過積分得到矩陣網絡中所有電池的電量狀況；通過充電或者放電過程蓄電池平衡電阻網絡中電池的電量數據分析，得到平衡電阻網絡中電池的各容量衰退表，從而檢測判斷出矩陣中電池容量衰退狀況，替換矩陣中電池容量衰退快的電池，即可提高矩陣蓄電池組的電池容量，降低蓄電池的更換成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電動汽車電池類，具體是一種電動汽車矩陣電池組的電池 容量檢測方法。
技術介紹
針對現有電動汽車蓄電池一次性投入成本高，電池使用壽命短，蓄電 池更換費用高等問題，本公司改變傳統觀念，提出了采用串并聯的蓄電池矩陣聯接，申請了申請號為200910096144.0、名稱為一種電動汽車 的電池接線布置方法的專利技術專利，提出了電動汽車電池組的矩陣形布置， 同時對各單個電池進行采樣檢測和管理。但根據目前方法對各電池進行容 量檢測時，較為繁瑣，電池管理、更換、檢修還是不夠靈活方便。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對上述技術的不足，提供一種能簡單實時監控出各 單節蓄電池容量、便于電池檢測及更換、檢修的電動汽車矩陣電池組的電 池容量檢測方法。本專利技術的技術方案如下一種，其特征是采用串并 聯的蓄電池矩陣電池組，在矩陣電池組中每節蓄電池的節點間都用一個相 同電阻相連，形成平衡電阻網絡，以達到各蓄電池間矩陣聯接的效果，并 利用這個電阻將各蓄電池達成平衡作用；采樣平衡電阻網絡內每列蓄電池3組串聯的電流信號，采樣每行內的其他各列節點相對于第一列節點處的電 壓信號；通過運算得到流經每一節電池的所有電流大小和方向；通過積分 得到矩陣網絡中所有電池的電量狀況；通過充電或者放電過程蓄電池平衡 電阻網絡中電池的電量數據分析，得到平衡電阻網絡中電池的各容量衰退 表，從而檢測判斷出矩陣中電池容量衰退狀況；替換矩陣中電池容量衰退 快的電池，即可提高矩陣蓄電池組的電池容量，降低蓄電池的更換成本。本專利技術由于平衡電阻網絡還能夠有效的促進電池之間電量的自由搬 遷，保證容量高的電池能夠最大程度的把自身的電量放出來，同時容量低 的電池也能夠有效的在矩陣電池網絡中得到保護，規避了串聯電池組中因 為單節落后導致整組電池性能急劇惡化的現象。進而最大程度的發揮矩陣 電池網絡的最大經濟效益。本專利技術在每一列電池的負極串聯一個電流傳感器，檢測每一列的串聯 蓄電池組的電流值。本專利技術對矩陣電池組中的第一列的每個蓄電池的節點測量其電壓值； 利用每一列每個蓄電池的節點的電壓值和各列的電流值，計算出每一節蓄 電池流過的電流值，并求出各蓄電池的容量，通過數據采樣、A/D轉換、 數據處理計算并作出判定。本專利技術設計了一種低成本的單節蓄電池充放電數據采集、計算和管理 方法，能實現單個電池容量的實時檢測，監控整組矩陣蓄電池和單個蓄電 池的運行狀況，可以及時準確判定出矩陣電池組中的不良蓄電池，并適時 更換該節蓄電池，以保證矩陣蓄電池組各節電池的一致性，實現蓄電池間 有效的電荷搬遷，延長蓄電池使用壽命，降低電動車使用成本。本專利技術可應用于電動汽車及混合動力電動汽車等領域。 附圖說明圖l為本專利技術m行、n列的矩陣電池組檢測原理圖。 圖2為圖1的第ij蓄電池節點電流網絡運算原理圖。 圖3為本專利技術4行、4列的矩陣電池組實施例檢測原理圖。 具體實施例方式如圖1所示，本專利技術是針對m行、n列的矩陣電池組每個蓄電池的節 點間進行電阻網絡化連接，每個蓄電池節點之間都用一個電阻Ro進行連接。 為了表述矩陣電池組檢測的工作原理先做下述說明-(1) 電池所在位置編號第1個數字為該電池所在行的序號，第2個數字 為電池所在列的列號。例如ij表示的是第i行，第j列的電池。在每 一節電池的正極處取一個節點，節點號為該電池序號。(2) 電流正方向規定對于第ij塊電池，對于列方向上電流，向下為正， 即電池放出電流為正。對于列方向電流，以流入當前節點電流方向為 正方向。(3) 電流采樣在第一行電池上方，通過n個電流采樣電阻，獲取流入第 一行中各列電池的電流大小，也即為電池11， 21， 31……，nl的放 電電流Ip 12， 13， ， In。(4) 電池行與行之間接通一個電阻平衡網絡，使得同一行的n個節點中任 意兩個節點間的電阻相等，令該電阻為R。節點ij處的電動勢為小ij。如圖2，任取i行j列處的節點ij進行分析，該點的電動勢為^j; 在t時刻，對ij點處運用基爾霍夫電流定律可得式1:<formula>formula see original document page 6</formula> (式l)從式i可以看出/、可由7推出。先通過矩陣第一行上的電流采樣電 0' +1》. ')，阻可以得到流出第一行上的n個電池的電流見式2?，F在通過第i行上的采 樣網絡，可以測得第il節點和任意節點ij之間的電壓Ujn。因為電阻R已 知，可得到任意兩節點Uis和Uij間的電壓見式3。<formula>formula see original document page 6</formula> (式2)<formula>formula see original document page 6</formula>(式3)由式1、式2、式3可以得到任意時刻任意節點處電池的瞬間放電電流7')'對Vt時間段內的電流進行積分可以得到該時間段內電池ij放電電量Qy， 見式4。<formula>formula see original document page 6</formula> (式4)由電池從t0時刻到t時刻，電池ij放電電量Qij構成電量矩陣見式5。2 =g(t ， t)g(t ， t) g(t ， t)11 0 12 0 13 0g (t ， t) g (t ， t) g (t ， t) 21 0 22 0 23 0g (t ， t) 2 (t ， t) ^ (t ， t) 31 0 32 0 34 0附l 0 ml 0 ml 0 mw 0(式5)巡檢電量矩陣中各點節處電量Qij，并且計算出當前電量矩陣平均值 E(Q(to,t))，推算出AQjj(to，t)- Qir E(Q(to，t))。△Q (t ， t)= 0△2 (t ， t) 『2、 0E(Q(t。， t))△g (t ， t)E(Q(t。， t))△2 (t ， t) 『1 0E(Q(t。， t》 (V 0 E(Q(t。， t))△g (t , t) ^12 0E(Q(、， t))Ag(t ， t) 、0 乂E(Q(t。， t))(t ， t) ^32、 0 乂E(Q ，t)) (v t)E(Q(t。， t》 (式6)△2 (t ， t) 、3 0E(Q(t。， t))△2(t ， t) 23 0E(Q(t。， t))△2 (t ， t) 『4、 0E(Q(t。， t))E(Q(t。， t))△2， (V t) E(Q(t。， t))E(Q(、， t))E(Q(t。， t))△2 /V t). (tn, t)附l 0 /wn 0E(Q(t。， t))本專利技術設一電池保護電路，通過實驗測定一個電池容量安全常數，若平衡電阻網絡中電池的容量衰退數據低于該安全常數時，電池保護電路向用戶給出報警信號。若通過實驗測定一個安全常數P， p是一個小于l的安全系數。在理想mn狀態下，矩陣電池的電量判據t為o。 t的最大值越小電池的一致性就越好。f= 1J 0 / (報警本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動汽車矩陣電池組的電池容量檢測方法，其特征是：采用串并聯的蓄電池矩陣電池組，在矩陣電池組中每節蓄電池的節點間都用一個相同電阻相連，形成平衡電阻網絡；采樣平衡電阻網絡內每列蓄電池組串聯的電流信號，采樣每行內的其他各列節點相對于第一列節點處的電壓信號；通過運算得到流經每一節電池的所有電流大小和方向；通過積分得到矩陣網絡中所有電池的電量狀況；通過充電或者放電過程蓄電池平衡電阻網絡中電池的電量數據分析，得到平衡電阻網絡中電池的各容量衰退表，從而檢測判斷出矩陣中電池容量衰退狀況。

【技術特征摘要】
1、一種電動汽車矩陣電池組的電池容量檢測方法，其特征是采用串并聯的蓄電池矩陣電池組，在矩陣電池組中每節蓄電池的節點間都用一個相同電阻相連，形成平衡電阻網絡；采樣平衡電阻網絡內每列蓄電池組串聯的電流信號，采樣每行內的其他各列節點相對于第一列節點處的電壓信號；通過運算得到流經每一節電池的所有電流大小和方向；通過積分得到矩陣網絡中所有電池的電量狀況；通過充電或者放電過程蓄電池平衡電阻網絡中電池的電量數據分析，得到平衡電阻網絡中電池的各容量衰退表，從而檢測判斷出矩陣中電池容量衰退狀況。2、 根據權利要求1所述的電動汽車矩陣電池組的電池容量檢測方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：倪捷，陳文勝，
申請(專利權)人：綠源投資控股集團有限公司，
類型：發明
國別省市：33[中國|浙江]