[發明專利]一種混合動力機車電池系統檢修需求判斷方法

有效

• 申請號: 201911294812.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111103549B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 呂婷婷;杜焱森;杜霏;張世威;曲鐵濤;張金陽
• 申請（專利權）人: 中車大連機車車輛有限公司;中國國家鐵路集團有限公司
• 主分類號: G01R31/388
• 分類號: G01R31/388;G01R31/396
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 張濤

本發明公開了一種電池系統檢修需求判斷方法，包括：電池系統當前可用能量小于機車正常運行的能量需求時，需要進行檢修維護；電池系統的所有單體電池間SOC一致性差異值大于預定值時，需要進行檢修維護。本發明將電池系統當前可用能量和電池系統的所有單體電池間SOC一致性差異值作為判斷電池是否需要檢修維護的標準，這些數據均基于電池的充放電數據，具有較高的可操作性和便捷性。同時，將電池系統的當前最大可用能量作為判斷電池系統是否需要更換維護的標準，使得可以準確判斷均衡檢修后也無法滿足機車正常使用需求的情況。

技術領域

本發明涉及混合動力機車技術領域，尤其涉及一種電池系統檢修需求判斷方法。

背景技術

隨著新能源技術的不斷進步，動力電池作為機車動力系統已經應用于混合動力機車。隨著國家對新能源綠色發展的倡導和節能環保政策的不斷推進，混合動力機車將成為未來機車的發展趨勢。動力電池系統作為混合動力機車的重要能源供給系統，必須保證電池系統能量狀態滿足整車使用需求。

目前軌道交通用動力電池檢修周期有兩種方式：

1)定期修：根據以往內燃機車檢修經驗，在機車的某個檢修修程，更換電池。

2)固定修：根據電池廠商給出的電池容量與壽命曲線，在滿足機車使用要求的容量衰減范圍內更換電池。

然而，動力電池作為一種化學電源，其容量與壽命的衰減不僅與電池本身的性能有關，還與機車的運用環境及作業工況關聯度較大。其衰退過程存在明顯的非線性特點，其檢修需求無法通過使用周期進行固定核算。若檢修周期過長，可能造成動力電池系統性能衰退嚴重，無法滿足整車使用需求；若檢修周期過短，則會造成檢修次數增加和檢修成本的大幅提升，影響混合動力機車全壽命周期下的經濟效益。

因此，需要提出一種針對混合動力機車動力電池系統的檢修需求判斷方法，將混合動力機車動力電池系統的檢修維護周期控制在合理范圍之內。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明實施例提出一種電池系統檢修需求判斷方法，基于電池系統的可用能量及內部電池間的一致性差異作為判斷檢修維護的基準。

本發明實施例所公開的一種電池系統檢修需求判斷方法，包括：

電池系統當前可用能量小于機車正常運行的能量需求時，需要進行檢修維護；

電池系統的所有單體電池間SOC一致性差異值大于預定值時，需要進行檢修維護。

進一步地，還包括：

電池系統的當前最大可用能量小于機車正常運行的能量需求時，需要進行更換維護。

進一步地，所述電池系統當前可用能量通過對機車電池系統進行完整充電后完整放電，將放電過程能量記為機車電池系統當前可用能量。

進一步地，所述電池系統的所有單體電池間SOC一致性差異值的計算包括：

根據單體電池的充電電壓曲線和放電電壓曲線，得到單體電池的近似OCV；

結合標準OVC-SOC曲線，得到電池系統內每個單體電池完整充放電過程所對應的SOC區間；

根據電池系統中所有單體電池高端SOC值，得到電池系統中所有單體電池間SOC一致性差異值。

進一步地，所有單體電池間SOC一致性差異值為電池系統中所有單體電池高端SOC值的最大值與最小值之差。

進一步地，電池系統的當前最大可用能量的計算包括：

計算每個單體電池的當前最大容量，并根據每個單體電池的當前最大容量計算得到電池系統的當前最大可用能量。

進一步地，所述每個單體電池的當前最大容量的計算包括：