专利名称：车辆电池剩余电量监测方法
技术领域：
本发明属于电池监测领域，特别是涉及一种车辆电池剩余电量监测方法。
背景技术：
目前，电动汽车一般采用可重复充电的铅酸电池、锂电池等，使用时需要知道剩余的电量是否需要充电，剩余的电量是否能满足行驶要求。现有对电动汽车蓄电池的剩余电量进行控制的方法，有开路电压测量法，电流累积法，但系统结构与控制方法各不一样；控制的准确度也区别较大，实际使用中有的电量测试装置误差达到20—30%，而且开路电压测量法需要长时静置才能达到稳定状态，这给电动汽车的电量监控带来极大的不便。因此本领域技术人员致力于开发一种车辆电池剩余电量监测方法，能够极大的提高监测电池剩余电量的准确性。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够准确监测电池剩余电量的车辆电池剩余电量监测方法。为实现上述目的，本发明提供了一种车辆电池剩余电量检测方法，包括以下步骤步骤一、检测电池电压、电池温度、充电电流大小和放电电流大�。徊街瓒�、根据电池温度和充电电流大小对充电电流按时间进行累积；根据电池温度和放电电流大小对放电电流按时间进行累积；充电电流采用固定时间间隔t进行累积，每隔一个时间间隔t采集一次充电电流信号和温度信号，并在第n+1个时间间隔之前完成第n个时间间隔的充电电量累积，直到充电结束，n为正整数；根据温度信号实时计算温度系数fc，Wn=M1X (T 一 25);其中Mt为温度常数，T为电池的温度值；设定对第n+1个时间间隔充电进行累积的电量为Q1，计算Ql=WnXt(In+Iy+Iln+Iln+1) ；Iln+1为第n+1个时间间隔的充电电流；放电电流采用固定时间间隔t进行累积，每隔一个时间间隔t采集一次放电电流信号和温度信号，并在第n+1个时间间隔之前完成第n个时间间隔的放电电量累积，直到放电结束，n为正整数；根据温度信号实时计算温度系数Wn，Wn=M1X (T 一 25);其中Mt为温度常数，T为电池的温度值；设定对第n+1个时间间隔放电进行累积的电量为Q2，Q2=WnXt(I21+Iy+I2n+I2n+1) ；I2n+1为第n+1个时间间隔的放电电流；步骤三、修正充电电量；设定第n个时间间隔放电进行的累积电量为Q3 ；计算Q1=KXQ3得出Q3=Q1/K ;K是Ql与Q3之间的转换系数，K > I ；步骤四、计算电池的剩余电量；设定充电完成后电池的剩余容量为Q4、第n个时间间隔时电池的剩余容量为Q5 ；Q5根据检测到的电池电压计算得出；计算Q4=Q3+Q5;设定在第n+1个时间间隔时，电池的剩余容量为Q6 ；计算Q6=Q4_Q2= (Q5+Q1/K) -Q2，得出电池的剩余电量。当一次完全的充电结束时，必然有当前时刻累积充电量大于上一时刻累积放电量，从而得到转换系数K。能量回馈或者中途短时市电网对电池进行的充电，其充电电量如果为Q，此时电池组接收到的实际电量应该修正为Q/K，而不是Q。这样也减少了短时累积充电电量对剩余电量的影响，提高了剩余电量的准确度，由于电池组的效率1/K在短时间内是不会改变的，故能量回馈或者短时市电网对电池组进行的充电电量，采用上一时刻累积放电量的转换效率1/K来修正它们的值，不会引起剩余电量出现误差。进一步的，还包括修正放电电量的步骤；判断Q2=0的时间是否达到设定时间，当Q2=0的时间达到设定时间及以上时，根据电池的开路电压值来进一步修正当前电池的剩余电量。由于车辆长时间静置，处于稳定状态，因此采用开路电压值来进一步修正电池的剩余电量，提高了当前剩余电量的准确度。进一步的，还包括计算电池剩余电量的荷电状态的步骤；设定电池剩余电量的荷电状态为SOC ;设定电池的额定容量为Q7 ；计算S0C={ (Q5+Q1/K)_Q2}/Q7，得出电池剩余电量的荷电状态。由于能够准确的得出电池剩余电量，因此得出的电池剩余电量的荷电状态S0C(state of charge，荷电状态)也更加准确。进一步的，步骤五后还包括判断电池是否老化的步骤；判断(Q5+Q1/K)-Q2}/Q7是否小于I ;当(Q5+Q1/K)-Q2}/Q7小于I时，则电池老化。由于能够判断电池是否老化，操作人员能够更加直观准确的了解电池状态。本发明的有益效果是本发明修正了当前时刻的累积充电量，减少了剩余电量的误差，提高了剩余电量的准确度，能够得出更加准确的电池荷电状态，且同时提供了电池老化的判断方法，使得操作人员能够更加直观准确的了解电池的状态，给行驶者带来了极大方便。
图1是一种实施本发明的电池检测装置的电路原理示意图。图2是本发明的流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图1所示，一种实施本发明的电池检测装置，包括电池1、温度传感器2、电流传感器3、电压变送器4和电量控制器5，所述温度传感器2安装在电池I的表面，温度传感器2的输出端连接所述电量控制器5的第一输入端，所述电流传感器3的检测端连接电池I的串联回路，所述电流传感器3的输出端连接所述电量控制器5的第二输入端，所述电压变送器4的正负输入端对应连接电池I的正负极，所述电压变送器4的输出端连接所述电量控制器5的第三输入端。
使用时，温度传感器2将电池的温度变化信号实时输出给电量控制器5，电流传感器3将检测到的充电电流变化信号和放电电流变化信号输出给电量控制器5，电压变送器4检测停车时的静态电池电压变化信号并输出给电量控制器5，电量控制器5接收及处理电池的温度信号、充电电流、放电电流、电压信号，同时电量控制器5计算和保存累积充电电量、累积放电电量、电池的剩余电量及荷电状态S0C。如图2所示，一种车辆电池剩余电量检测方法，包括以下步骤步骤一、检测电池电压、电池温度、充电电流大小和放电电流大小。步骤二、根据电池温度和充电电流大小对充电电流按时间进行累积；根据电池温度和放电电流大小对放电电流按时间进行累积；充电电流采用固定时间间隔t进行累积，每隔一个时间间隔t采集一次充电电流信号和温度信号，并在第n+1个时间间隔之前完成第n个时间间隔的充电电量累积，直到充电结束，n为正整数；根据温度信号实时计算温度系数fc，Wn=M1X (T 一 25);其中Mt为温度常数，T为电池的温度值；设定对第n+1个时间间隔充电进行累积的电量为Q1，计算Ql=WnXt(In+Iy+Iln+Iln+1) ；Iln+1为第n+1个时间间隔的充电电流；放电电流采用固定时间间隔t进行累积，t为正数，每隔一个时间间隔t采集一次放电电流信号和温度信号，并在第n+1个时间间隔之前完成第n个时间间隔的放电电量累积，直到放电结束，n为正整数；根据温度信号实时计算温度系数fc，fc=MTX (T - 25);其中Mt为温度常数，T为电池的温度值；设定对第n+1个时间间隔放电进行累积的电量为Q2，Q2=ffnXt(I21+I22-+I2n+I2n+1) ；I2n+1为第n+1个时间间隔的放电电流；本具体实施方式
中，t G [10ms, 50ms]，Mt G
。步骤三、判断Q2=0的时间是否达到设定时间，当Q2=0的时间达到设定时间及以上时，根据电池的开路电压值来进一步修正当前电池的剩余电量，当Q2古0或Q2=0的时间没有达到设定时间时，执行下一个步骤。步骤四、修正充电电量；设定第n个时间间隔放电进行的累积电量为Q3 ；计算Ql=KXQ3得出Q3=Q1/K ;K是Ql与Q3之间的转换系数，K > I。步骤五、计算电池的剩余电量；设定充电完成后电池的剩余容量为Q4、第n个时间间隔时电池的剩余容量为Q5 ；Q5根据检测到的电池电压计算得出；根据检测到的电池电压计算电池的剩余容量为现有技术，本领域内的普通技术人员能够准确理解其含义，在此不过多阐述。计算Q4=Q3+Q5 ；设定在第n+1个时间间隔时，电池的剩余容量为Q6 ；计算Q6=Q4_Q2= (Q5+Q1/K) -Q2，得出电池的剩余电量。步骤六、设定电池剩余电量的荷电状态为SOC ;设定电池的额定容量为Q7 ；计算S0C={ (Q5+Q1/K)_Q2}/Q7，得出电池剩余电量的荷电状态。步骤七、判断充电结束后，(Q5+Q1/K)-Q2}/Q7是否小于I ;当(Q5+Q1/K)-Q2}/Q7小于I时,则电池老化。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。值得注意的是，本发明中的电池还可以替换为电池组，可在电池组各单体电池表面安装温度传感器，然后取各温度传感器的平均值作为温度变化信号。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
权利要求
1.一种车辆电池剩余电量检测方法，其特征在于包括以下步骤 步骤一、检测电池电压、电池温度、充电电流大小和放电电流大�。� 步骤二、根据电池温度和充电电流大小对充电电流按时间进行累积；根据电池温度和放电电流大小对放电电流按时间进行累积； 充电电流采用固定时间间隔t进行累积，每隔一个时间间隔t采集一次充电电流信号和温度信号，并在第n+1个时间间隔之前完成第n个时间间隔的充电电量累积，直到充电结束，n为正整数；根据温度信号实时计算温度系数Wn，Wn=M1X (T-25);其中吣为温度常数，T为电池的温度值；设定对第n+1个时间间隔充电进行累积的电量为Q1，计算Ql=WnXt(In+Iy+Iln+Iln+1) ；Iln+1为第n+1个时间间隔的充电电流； 放电电流采用固定时间间隔t进行累积，每隔一个时间间隔t采集一次放电电流信号和温度信号，并在第n+1个时间间隔之前完成第n个时间间隔的放电电量累积，直到放电结束，n为正整数；根据温度信号实时计算温度系数Wn，Wn=MTX (T-25);其中Mt为温度常数，T为电池的温度值；设定对第n+1个时间间隔放电进行累积的电量为Q2，Q2=ffnXt(I21+I22-+ I2n+I2n+l) ；I2n+l为第n+1个时间间隔的放电电流； 步骤三、修正充电电量； 设定第n个时间间隔放电进行的累积电量为Q3 ； 计算Ql=KXQ3得出Q3=Q1/K ;K是Ql与Q3之间的转换系数，K > I ； 步骤四、计算电池的剩余电量； 设定充电完成后电池的剩余容量为Q4、第n个时间间隔时电池的剩余容量为Q5 ；Q5根据检测到的电池电压计算得出；计算 Q4=Q3+Q5 ； 设定在第n+1个时间间隔时，电池的剩余容量为Q6 ； 计算Q6=Q4-Q2=(Q5+Q1/K) -Q2，得出电池的剩余电量。
2.如权利要求1所述的车辆电池剩余电量检测方法，其特征是还包括修正放电电量的步骤； 判断Q2=0的时间是否达到设定时间，当Q2=0的时间达到设定时间及以上时，根据电池的开路电压值来进一步修正当前电池的剩余电量。
3.如权利要求1或2所述的车辆电池剩余电量检测方法，其特征是还包括计算电池剩余电量的荷电状态的步骤； 设定电池剩余电量的荷电状态为SOC ;设定电池的额定容量为Q7 ； 计算S0C={ (Q5+Q1/K) _Q2}/Q7，得出电池剩余电量的荷电状态。
4.如权利要求1所述的车辆电池剩余电量检测方法，其特征是步骤四后还包括判断电池是否老化的步骤； 判断(Q5+Q1/K) -Q2} /Q7是否小于I ;当(Q5+Q1/K) -Q2} /Q7小于I时，则电池老化。
全文摘要
本发明公开了一种车辆电池剩余电量监测方法，属于电池监测领域，本发明对电池组充、放电过程采用实时电流累积法进行控制，并进行实时温度修正；减少了剩余电量的误差，提高了剩余电量的准确度，能够得出更加准确的电池荷电状态，且同时提供了电池老化的判断方法，使得操作人员能够更加直观准确的了解电池的状态，给行驶者带来了极大方便。
文档编号G01R31/36GK103064026SQ201210410368
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者张兴海, 熊代荣, 南富乾, 刘锋 申请人:重庆小康工业集团股份有限公司
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