[發(fā)明專利]一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410726034.9
• 申請(qǐng)日: 2014-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN104391252A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳凡;穆平安;戴曙光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/36
• 分類號(hào): G01R31/36
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池檢測(cè)方法，特別涉及一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

汽車上的電子設(shè)備越來越多，不斷增加的電力負(fù)荷就給汽車鉛酸蓄電池帶來挑戰(zhàn)。使用了3年的鉛酸蓄電池，故障率可能攀升至10000ppm。很多汽車故障都可以追溯到鉛酸蓄電池失效，如果能夠準(zhǔn)確知道蓄電池狀態(tài)，這些故障是可以避免的，另外，汽車起停系統(tǒng)(Start-Stop)、混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車也必須要求了解電池狀態(tài)。在汽車能量管理系統(tǒng)(BEM)里汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)成為不可缺少的一部分，BMS為車身控制模塊(BCM)提供電池狀態(tài)信息，BMS可以最大限度地降低因?yàn)殡姵匾馔夤收隙鴮?dǎo)致的汽車故障次數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)最長(zhǎng)電池使用時(shí)間和最大電池能效，而且可以支持二氧化碳減排功能。

鉛酸蓄電池的狀態(tài)包括充電狀態(tài)(SOC)和健康狀態(tài)(SOH)。充電狀態(tài)(SOC)代表了鉛酸蓄電池中可以使用的電量，充電狀態(tài)(SOC)通常以百分?jǐn)?shù)的形式表示，其值為鉛酸蓄電池可使用的電量除以標(biāo)稱電量，所以完全充電的電池SOC為100%，完全放電的電池充電狀態(tài)(SOC)為0%，充電狀態(tài)(SOC)值的大小隨電池的充電和放電改變。健康狀態(tài)(SOH)代表汽車鉛酸蓄電池為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)提供的能力，對(duì)鉛酸蓄電池來說，發(fā)動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是非常重要的功能，因此，BMS一個(gè)非常重要的任務(wù)是預(yù)測(cè)在實(shí)際電量條件下是否能夠啟動(dòng)汽車，啟動(dòng)預(yù)測(cè)通過健康狀態(tài)(SOH)表示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)鉛酸蓄電池失效導(dǎo)致汽車故障率上升的問題，提出了一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測(cè)方法，以監(jiān)測(cè)鉛酸蓄電池放電電流和電壓數(shù)據(jù)，計(jì)算電池內(nèi)阻來判讀蓄電池健康狀態(tài)，及時(shí)報(bào)故障。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測(cè)方法，具體包括如下步驟：

1）、在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)鉛酸蓄電池的充電狀態(tài)SOC0和鉛酸蓄電池溫度T0；

2）、根據(jù)鉛酸蓄電池溫度T0通過查找表，獲得蓄電池溫度T0下的充電狀態(tài)的閾值SOCTh和健康狀態(tài)的閾值RTh；

3）、在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)開始到結(jié)束整個(gè)過程中，以設(shè)定頻率同時(shí)采集鉛酸蓄電池兩端放電電壓Vb和放電電流Ib數(shù)據(jù)，放電電流數(shù)據(jù)通過采集鉛酸蓄電池陰極和負(fù)載之間串聯(lián)的采樣電阻上電壓計(jì)算得到；

4）、將采集的使用過程中所有的Vb和Ib數(shù)據(jù)組用線性最小二乘擬合的方法，計(jì)算得到發(fā)動(dòng)起動(dòng)時(shí)鉛酸蓄電池的內(nèi)阻值Rb；

5）、如果Rb＜RTh，判斷鉛酸蓄電池的健康狀態(tài)合格，

????如果Rb≥RTh，則進(jìn)行下面判斷：?

a、SOC0＞SOCTh，判斷鉛酸蓄電池的健康狀態(tài)不合格，需要更換蓄電池；

b、SOC0≤SOCTh，蓄電池需要充電。

所述獲取的每組鉛酸蓄電池放電電流Ib和放電電壓Vb數(shù)據(jù)的關(guān)系為：

Vb=Vocv+Ib*Rb，Vocv為鉛酸蓄電池開路電壓，Rb為采集對(duì)象鉛酸蓄電池的內(nèi)阻。

所述用線性最小二乘擬合的方法得到發(fā)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)鉛酸蓄電池的內(nèi)阻值Rb計(jì)算公式：

，

其中X為啟動(dòng)過程獲取的鉛酸蓄電池放電電流Ib數(shù)據(jù)矩陣，Y為啟動(dòng)過程獲取的鉛酸蓄電池兩端放電電壓Vb數(shù)據(jù)矩陣，

?，其中n為采集點(diǎn)數(shù)。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測(cè)方法，以鉛酸蓄電池的內(nèi)阻作為判斷該鉛酸蓄電池健康狀態(tài)是否合格的指標(biāo)。本方法計(jì)算簡(jiǎn)單且檢測(cè)精度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測(cè)方法流程圖；

圖2為本發(fā)明采集數(shù)據(jù)曲線圖；

圖3為本發(fā)明采樣電阻Rs連接示意圖；

圖4為本發(fā)明放電電流Ib和放電電壓Vb之間的關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測(cè)方法流程圖，檢測(cè)具體包括如下步驟：

1、在檢測(cè)鉛酸蓄電池健康狀態(tài)之前，需要建立一張查找表，該查找表內(nèi)容為發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)鉛酸蓄電池不同溫度下，判斷充電狀態(tài)是否合格的閾值SOCTh和判斷健康狀態(tài)是否合格的閾值RTh；

2、獲取發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)鉛酸蓄電池的充電狀態(tài)SOC0和鉛酸蓄電池溫度T0；

3、根據(jù)鉛酸蓄電池溫度T0通過查找表，獲得蓄電池溫度T0下的充電狀態(tài)的閾值SOCTh和健康狀態(tài)的閾值RTh；

4、在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)開始到結(jié)束整個(gè)過程中，以設(shè)定頻率采集鉛酸蓄電池兩端放電電壓Vb和放電電流Ib數(shù)據(jù)；