[發(fā)明專利]一種動力電池總成壽命試驗系統(tǒng)及控制方法

有效

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• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103513189B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設計）人: 李海洋;蒲江;金維;韓婧;瞿毅;余小紅
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司;重慶長安新能源汽車有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G05B19/418;G05D23/20
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 徐先祿

本發(fā)明涉及一種動力電池總成壽命試驗系統(tǒng)及控制方法，所述系統(tǒng)包括：動力電池、電池充放電設備、計算機、穩(wěn)壓電源、電池管理系統(tǒng)、主控單元和冷卻風扇。所述控制方法包括功率限制和溫度控制，所述功率限制是利用主控單元接收電池管理系統(tǒng)所發(fā)出的最大允許充放電功率，將該最大允許充放電功率與壽命試驗工況中當前段的工況功率進行實時比較，取兩者中的小值作為實際功率發(fā)送至電池充放電設備，所述溫度控制是利用主控單元接收電池管理系統(tǒng)所發(fā)出的電池溫度信號，根據(jù)相應的動力電池溫度控制策略計算出冷卻風扇的PWM值。通過本發(fā)明能獲得更加準確的試驗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在試驗臺架上合理考核動力電池壽命的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及汽車部件測試領域，具體為一種針對汽車動力電池總成的試驗系統(tǒng)及控制方法。

背景技術

動力電池總成是混合動力以及純電動汽車的關鍵零部件之一，其壽命的長短將直接影響整車的使用年限，而且由于其在整車的成本中占據(jù)較大的比重，故消費者對該指標的重視度也是非常高的。目前，在國內，還沒有能夠對動力電池總成壽命進行有效考核的試驗臺架的相關專利。

現(xiàn)在國內還缺乏對動力電池總成壽命進行試驗的專用系統(tǒng)和方法方法，目前的常規(guī)做法是僅對動力電池進行恒定DOD（放電深度）的循環(huán)充放，或通過采集整車道路試驗數(shù)據(jù)，進行一定處理后用于電池總成的壽命試驗，在壽命試驗過程使用風機進行風力一致的強制風冷，但這類做法往往忽略了動力電池本身的狀態(tài)，因為在不同的狀態(tài)下（如溫度、荷電狀態(tài)SOC、電壓等），動力電池所允許的充放電功率以及對散熱的要求都是不一樣的，如果不考慮動力電池本身的狀態(tài)，一味按照既定工況測試，則動力電池極可能工作在其允許的充放電功率外，這將加速動力電池的老化，而風力一致的強制風冷也使動力電池工作在比較狹窄的溫度范圍，從而導致對動力電池總成壽命的錯誤評估。由于動力電池的成本較高，對其壽命的錯誤評價將直接影響研發(fā)和設計成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種動力電池總成壽命試驗系統(tǒng)及控制方法，在試驗中根據(jù)動力電池的即時狀態(tài)，通過對壽命工況進行實時功率限制，保證動力電池始終工作在當前允許的充放電功率范圍內，同時根據(jù)動力電池總成熱管理控制策略自動控制散熱系統(tǒng)工作，從而獲得更加準確的試驗數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在試驗臺架上合理考核其壽命的目的。

本發(fā)明所述的動力電池總成壽命試驗系統(tǒng)，包括：動力電池、電池充放電設備、計算機、穩(wěn)壓電源、電池管理系統(tǒng)（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM-BMS）、主控單元和冷卻風扇，所述電池充放電設備通過動力線與動力電池連接，對所述動力電池充放電；所述計算機通過通訊線與所述電池充放電設備連接，以監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)并記錄試驗數(shù)據(jù)；所述穩(wěn)壓電源為所述主控單元、冷卻風扇及電池管理系統(tǒng)供電；所述電池管理系統(tǒng)監(jiān)控動力電池工作狀態(tài)并通過CAN總線與主控單元和電池充放電設備連接；所述主控單元通過CAN總線與電池管理系統(tǒng)和電池充放電設備連接，通過控制線與冷卻風扇連接；所述冷卻風扇通過附屬管道對動力電池進行風冷散熱。

本發(fā)明所述控制方法，包括功率限制和溫度控制，所述功率限制是利用主控單元接收電池管理系統(tǒng)所發(fā)出的最大允許充放電功率，將該最大允許充放電功率與壽命試驗工況中當前段的工況功率進行實時比較，取兩者中的小值作為實際功率發(fā)送至電池充放電設備，計算機控制電池充放電設備以實際功率對動力電池進行充放電；所述溫度控制是利用主控單元接收電池管理系統(tǒng)所發(fā)出的電池溫度信號，根據(jù)相應的動力電池溫度控制策略計算出冷卻風扇的PWM值，以改變冷卻風扇的開度。

進一步的，所述主控單元通過倒計時器對壽命試驗工況中當前段的工況功率進行倒計時，當壽命試驗工況中的工況功率被限制時，則將該段工況的剩余運行時間應用于被限制后的實際功率；當壽命試驗工況中的工況功率被限制時，主控單元內將生成Step標識，用于表示該段工況時間的更新，被更新后的工況時間用實際時間表示，Step標識和實際時間均發(fā)送至CAN總線上；在當前整段工況步驟運行完畢后，生成計時完成標識，用于更新壽命試驗工況的下一段運行步驟。