[發明專利]一種降低電池管理系統采樣電路輸入阻抗對電池組性能影響的方法

在審

• 申請號: 201710354693.8
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN106997029A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 王麗梅;趙秀亮;劉良;盤朝奉;李國春;陳龍;江浩斌
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種降低電池管理系統采樣電路輸入阻抗對電池組性能影響的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：建立考慮采樣電路阻抗的電池組模型；

S2：分析外載漏電流與采樣電阻及模組內單節電池數關系：分別建立若干節單節電池串聯電池組模型，研究外載漏電流與采樣電阻R的阻值及模組內單節電池數目的關系，并建立描述三者間關系的曲面函數；

S3：電池組SOC估算方法的修正；

S4：單節電池電壓采樣電路的改進：在基于差分采樣電路的單節電池電壓采樣電路基礎上增加控制運放芯片U供電的光耦繼電器，光耦繼電器輸入為電動汽車低壓供電V+、V-，該低壓供電由鑰匙開關直接控制；同時，單節電池正極Battery+及負極Battery-采樣線與運放芯片U同相端與反相端間也增加光耦繼電器；當電動汽車停車時，光耦繼電器控制采樣線Battery+、Battery-與運放芯片U供電處于斷開狀態，此時外載漏電流為pA級。

2.根據權利要求1所述的一種降低電池管理系統采樣電路輸入阻抗對電池組性能影響的方法，其特征在于，所述S1的電池組模型是基于Simscape平臺建立，單節電池模型包括SOC估算、溫度計算、開路電壓、歐姆內阻、極化內阻、極化電容子模型；再將n節單節電池串聯建立電池組模型，并在電池組模型中各單節電池模型中分別添加采樣電阻R模擬單節電池電壓采樣線上的外載負載電流。

3.根據權利要求1所述的一種降低電池管理系統采樣電路輸入阻抗對電池組性能影響的方法，其特征在于，所述步驟S2中的若干節設為4-12節。

4.根據權利要求1所述的一種降低電池管理系統采樣電路輸入阻抗對電池組性能影響的方法，其特征在于，所述S3的具體過程包括：

S3.1：利用安時積分法或雙時間尺度卡爾曼濾波算法測量的電池組SOC為：

SOC_{pack,measured}＝1-∑IΔt/C

式中，Δt表示采樣時間間隔，I為電池充放電電流；

S3.2：在充電時間t h內，因外載漏電流引起的單節電池SOC與電池組SOC最大偏差為∑nI₁t/C，且此偏差隨著循環次數的增加將累積增加，第k個循環時的偏差表示為：

${\mathrm{\ΔSOC}}_k=\underset{j=1}{\overset{k}{\Σ}}{\mathrm{nI}}_1{t}_j/C$

式中，C表示電池組容量，t_j為第j-th次循環的充放電時間，I₁為所有采樣線上外載漏電流平均值，n表示串聯單節電池數；

S3.3：如果電池組工作在滿充、滿放狀態，則S3.2中的式子可轉化為：

ΔSOC_k＝k·nI₁/I_avg

其中，I_avg表示充放電過程中的平均電流；

S3.4：針對電池管理系統采集電池組整體電流來估算SOC，為保護個單節電池安全，在考慮單節電池間差異的雙時間尺度卡爾曼濾波算法估算電池組SOC基礎上，引入安全修正系數k_soc，電池組實際SOC表示為：

SOC_pack,actual＝k_SOC·SOC_{pack,measured}

式中，k_soc為電池組SOC的修正系數；

通過S3.4的公式能夠計算電池組實際SOC。