一種純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器，其主要包括：數(shù)據(jù)采集模塊、保護模塊、測量分析控制單元、電子負載、通信單元、LCD顯示器和PC機。數(shù)據(jù)采集模塊用于將測量數(shù)據(jù)進行采集并傳輸給CPU測量分析模塊保護模塊對電池傳感器進行過壓/過流保護，CPU模塊主要為SOH估計單元，其采用UKF算法進行電池健康狀況的精確估算，控制單元對各數(shù)據(jù)分析后對動力鋰電池的工作狀態(tài)進行判斷，控制電子負載的工作狀態(tài)，同時控制整車的工作狀態(tài)，LCD顯示器用于顯示信息，通信單元通過RS232接口連接至PC機，對動力鋰電池的電壓、電流、溫度和SOH進行綜合分析、控制與測量。該實用新型解決了動力鋰電池SOH估算中實時性不夠，估計結果不準確的現(xiàn)實問題。
【專利說明】—種純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于測試儀器，具體是純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器。
【背景技術】
[0002]在經濟高速發(fā)展下，未來新能源電動汽車替代傳統(tǒng)汽車將成為必然的趨勢。21世紀電動汽車行業(yè)電子技術日漸進入成熟階段，這是對電動汽車工業(yè)發(fā)展最有價值、最有貢獻的階段，也是在未來以電能為基礎的社會里起著舉足輕重的作用。隨著環(huán)保純電動汽車的廣泛使用，可節(jié)省大量的礦產資源，具有明顯的經濟效益和社會效益。相對于容量估計(SOC)的研究，電池健康狀況(SOH)研究與應用很少，電池SOH實際表現(xiàn)在電池內部某些參數(shù)(如內阻、容量等)的變化上。SAFT公司的研究人員提出的壽命衰減模型，該模型一般只用于作電池壽命衰減的定性分析；NING等根據(jù)大量試驗數(shù)據(jù)推導出了一個鋰離子電池的循環(huán)壽命經驗模型，該模型由于考慮電池的很多物理因素，因此，并不能很好地適應不同電池；類似地，RAMADASS等也提出了一個鋰離子電池容量衰減的數(shù)學模型；SALKIND等提出一種基于模糊邏輯的SOH估計算法，通過交流阻抗來估計S0H，該算法目前已經在某些電池管理系統(tǒng)(Battery management system, BMS)中實現(xiàn),但不太適用于車輛電池管理系統(tǒng)；PILLER利用卡爾曼濾波算法估計了電池的內阻和容量的變化規(guī)律，為SOH的估計提出了一種新的、有效的方法。
[0003]電池的健康狀況(SOH, State of Health),是指在一定條件下，電池所能充入或放出電量與電池標稱容量的百分比。SOH以百分比的形式表現(xiàn)了當前電池的容量能力，對一塊新的電池來說，其SOH值一般是大于100%的，隨著電池的使用，電池在不斷老化，SOH逐漸降低，在IEEE標準1188-1996中有明確規(guī)定，當動力電池的容量能力下降到80%時，即SOH小于80%時，就應該更換電池。目前有以下幾種SOH估算的方法:
[0004](I)直接放電法:想要知道電池的SOH最直接的方法是讓單體電池實際放電一次，測試放出的電量。目前利用負載對單體電池SOH評價是業(yè)內唯一公認的可靠方法，但這種方法也存在一些缺點:需要離線測試電池的S0H，這對車用動力電池來說實現(xiàn)困難；測試負載較笨重，操作不方便；若用0.1C倍率放電，放電過程大概需要10個小時，測試時間太長。
[0005](2)內阻法:主要是通過建立內阻與SOH之間的關系來估算S0H，大量論文都已說明了電池內阻和SOH之間存在確定的對應關系，可以簡單的描述為:隨電池使用時間的增長，電池內阻在增加，將影響電池容量，從而可以估算S0H。上海同濟大學做過類似研究，認為SOH與內阻是對應變化的，對SOH進行了如下重新定義:
[0006]
【權利要求】
1.一種純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器，其特征在于，它包括數(shù)據(jù)采集模塊、保護模塊、測量分析控制單元、電子負載、通信單元、LCD顯示器和PC機；所述數(shù)據(jù)采集模塊采集電子負載和動力鋰電池的測量數(shù)據(jù)，并傳輸給所述測量分析控制單元、通信單元以及保護模塊；所述測量分析控制單元對測量數(shù)據(jù)進行分析處理，并判斷動力鋰電池的工作狀態(tài)，以及控制電子負載和整車的工作狀態(tài)，同時將分析處理過數(shù)據(jù)結果傳輸給IXD顯示器和保護模塊；所述保護模塊對動力鋰電池進行過壓和過流保護；所述通信單元通過RS232接口連接至PC機，動力鋰電池的測量數(shù)據(jù)由通信單元傳輸至PC機，所述PC機用于動力鋰電池的電壓、電流、溫度和SOH進行綜合分析、控制與測量；所述LCD顯示器用于顯示數(shù)據(jù)信息。
2.如權利要求1所述的純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電壓傳感器、電池參數(shù)檢測模塊、電流傳感器，所述電壓傳感器檢測電子負載的電壓并將測量數(shù)據(jù)傳送給測量分析控制單元，所述電流傳感器檢測動力鋰電池的電流并將測量數(shù)據(jù)傳送給測量分析控制單元，所述電池參數(shù)檢測模塊檢測動力鋰電池的性能狀態(tài)并將測量數(shù)據(jù)傳送給測量分析控制單元。
3.如權利要求2所述的純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器，其特征在于，所述電池參數(shù)檢測模塊包括電壓檢測模塊和溫度檢測模塊，所述電壓檢測模塊和溫度檢測模塊分別檢測動力鋰電池的電壓和溫度狀況。
4.如權利要求2所述的純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器，其特征在于，所述電流傳感器為霍爾電流傳感器。
5.如權利要求1所述的純電動車用動力鋰電池健康狀況檢測器，其特征在于，所述保護模塊包括均衡控制保護模塊和充放電控制模塊，所述均衡控制保護模塊和充放電控制模塊用于控制和管理動力鋰電池的充電和放電。
【文檔編號】H02J7/00GK203480000SQ201320637707
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權日:2013年10月15日
【發(fā)明者】汪秋婷 申請人:浙江大學城市學院

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