本發(fā)明屬于電動汽車蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)及均衡評估方法。

背景技術(shù)：

soc：stateofcharge的縮寫，指荷電狀態(tài)。當(dāng)蓄電池使用一段時(shí)間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值，常用百分?jǐn)?shù)表示。

由于蓄電池在生產(chǎn)加工過程中，加工工藝的差異以及使用過程中(充電與放電)的差異，都使得單體蓄電池之間存在差異。單體蓄電池之間的不均衡性(即不一致性)，使得串聯(lián)電池組的壽命與單體動力蓄電池相比明顯要短很多，這使得純電動汽車的安全性下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的電動汽車電池監(jiān)控系統(tǒng)功能簡單，蓄電池組使用壽命短的情況。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)，包括控制處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、soc評估模塊，所述控制處理模塊分別連接數(shù)據(jù)采集模塊、soc評估模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電壓采集單元和溫度采集單元，通過電壓采集單元采集蓄電池的電壓數(shù)據(jù)，通過溫度采集單元采集電池的溫度數(shù)據(jù)；

所述控制處理模塊還連接充放電控制模塊和充放電電流采集模塊；通過充放電電流采集模塊采集電池充電或者放電時(shí)的電流。

進(jìn)一步的，所述控制處理模塊為ecu控制單元；所述控制處理模塊還連接顯示模塊；所述控制處理模塊還連接風(fēng)扇和蜂鳴器；當(dāng)蓄電池溫度過高時(shí)，通過風(fēng)扇給蓄電池降溫；當(dāng)蓄電池欠壓或者過壓時(shí)，通過蜂鳴器提示報(bào)警。

進(jìn)一步的，所述電壓采集單元包括蓄電池組單體電壓采集單元和蓄電池組總電壓采集單元；通過蓄電池單體電壓采集單元采集單體蓄電池的電壓；通過蓄電池組總電壓采集單元采集所有單體蓄電池組合后的總電壓。

進(jìn)一步的，所述溫度采集單元包括蓄電池環(huán)境溫度采集單元和蓄電池溫度采集單元；通過蓄電池環(huán)境溫度采集單元采集蓄電池所在空間環(huán)境的溫度；通過蓄電池溫度采集單元采集蓄電池的溫度。

進(jìn)一步的，還包括均衡控制模塊，所述均衡控制模塊連接控制處理模塊；通過所述均衡控制模塊使整個(gè)系統(tǒng)電壓均衡。

進(jìn)一步的，所述均衡控制模塊采用buck/boost均衡控制結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，蓄電池采用鎳氫動力電容電池，所述蓄電池包括6個(gè)單體蓄電池組，每個(gè)單體蓄電池組包括36塊蓄電池。

一種新能源汽車電池均衡評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

s1、數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至控制處理模塊；

s2、控制處理模塊將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并向均衡控制模塊發(fā)送控制信號，均衡控制模塊采用buck/boost均衡控制結(jié)構(gòu)，控制整個(gè)系統(tǒng)電壓均衡；

s3、控制處理模塊將采集到的電池電壓、電池環(huán)境溫度信息，以及電池的內(nèi)阻信息傳送至soc評估模塊，soc評估模塊進(jìn)行蓄電池soc評估。

進(jìn)一步的，所述步驟s1中，均衡控制的方法，具體如下：

s101、當(dāng)檢測到某一單體蓄電池電壓偏高時(shí)，均衡控制模塊以額定的占空比輸出pwm控制信號，控制其對應(yīng)開關(guān)管的通斷；

s102、當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電流流過其分流電感，能量儲存在電感中；當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，儲存的能量轉(zhuǎn)移到其相鄰的單體電壓較低的單體蓄電池和電容中；

s103、當(dāng)電容的電壓達(dá)到一定時(shí)，通過控制與電容連接的開關(guān)管的通斷將電容上存儲的能量輸入電源總線上；

s104、最終使電壓偏高的單體蓄電池的能量流向電壓偏低的單體蓄電池，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的電壓均衡。

進(jìn)一步的，所述步驟s2中，soc評估方法，具體如下：

所述步驟s2中，soc評估方法，具體如下：

假設(shè)q為電池在充滿狀態(tài)下的總能量；soc0為蓄電池初始狀態(tài)下的荷電狀態(tài)，i為充放電時(shí)的電流，u0為電池的截止電壓，u0＝ir；r為電池內(nèi)阻,所述r包括歐姆內(nèi)阻r1和極化內(nèi)阻r2，r＝r1+r2；k為環(huán)境溫度影響因子；

則放電過程中的soc評估方法為：

充電過程中的soc評估方法為：

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)及均衡評估方法具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所述的新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)及均衡評估方法能夠監(jiān)測蓄電池組的多項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，監(jiān)控項(xiàng)目完善；并且采用buck/boost均衡控制結(jié)構(gòu)巧妙的復(fù)用電路架構(gòu)，成本低、可靠性高、均衡能力強(qiáng)；soc估算法采用積分法，并加入溫度補(bǔ)償系數(shù)和自放電損耗，提高估算精度。

(2)本發(fā)明所述的新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)及均衡評估方法，安裝有風(fēng)扇和蜂鳴器，可以有效的降低蓄電池的溫度，并且主動提示用戶蓄電池的過壓或欠壓狀態(tài)，有效的延長了蓄電池的使用壽命。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)原理框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)及均衡評估方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)及均衡評估方法buck/boost均衡控制結(jié)構(gòu)原理圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

如圖1，圖2所示，一種新能源汽車電池監(jiān)控評估系統(tǒng)，包括控制處理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、soc評估模塊，所述控制處理模塊分別連接數(shù)據(jù)采集模塊、soc評估模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電壓采集單元和溫度采集單元，通過電壓采集單元采集蓄電池的電壓數(shù)據(jù)，通過溫度采集單元采集電池的溫度數(shù)據(jù)；

所述控制處理模塊還連接充放電控制模塊和充放電電流采集模塊；通過充放電電流采集模塊采集電池充電或者放電時(shí)的電流。

其中，所述控制處理模塊為ecu控制單元；所述控制處理模塊還連接顯示模塊；所述控制處理模塊還連接風(fēng)扇和蜂鳴器；當(dāng)蓄電池溫度過高時(shí)，通過風(fēng)扇給蓄電池降溫；當(dāng)蓄電池欠壓或者過壓時(shí)，通過蜂鳴器提示報(bào)警。

其中，所述電壓采集單元包括蓄電池組單體電壓采集單元和蓄電池組總電壓采集單元；通過蓄電池單體電壓采集單元采集單體蓄電池的電壓；通過蓄電池組總電壓采集單元采集所有單體蓄電池組合后的總電壓。所述蓄電池組單體電壓采集單元和蓄電池組總電壓采集單元都是采用現(xiàn)有傳感器，屬于現(xiàn)有技術(shù)，蓄電池組單體電壓采集單元采用ltc6803芯片。

其中，所述溫度采集單元包括蓄電池環(huán)境溫度采集單元和蓄電池溫度采集單元；通過蓄電池環(huán)境溫度采集單元采集蓄電池所在空間環(huán)境的溫度；通過蓄電池溫度采集單元采集蓄電池的溫度。

其中，還包括均衡控制模塊，所述均衡控制模塊連接控制處理模塊；通過所述均衡控制模塊使整個(gè)系統(tǒng)電壓均衡。所述均衡控制模塊采用buck/boost均衡控制結(jié)構(gòu)。

其中，蓄電池采用鎳氫動力電容電池，所述蓄電池包括6個(gè)單體蓄電池組，每個(gè)單體蓄電池組包括36塊蓄電池。

一種新能源汽車電池均衡評估方法，包括以下步驟：

s1、數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至控制處理模塊；

s2、控制處理模塊將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并向均衡控制模塊發(fā)送控制信號，均衡控制模塊采用buck/boost均衡控制結(jié)構(gòu)，控制整個(gè)系統(tǒng)電壓均衡；

s3、控制處理模塊將采集到的電池電壓、電池環(huán)境溫度信息，以及電池的內(nèi)阻信息傳送至soc評估模塊，soc評估模塊進(jìn)行蓄電池soc評估。

如圖3所示，所述步驟s1中，均衡控制的方法，具體如下：

s101、當(dāng)控制處理模塊檢測到某一單體蓄電池電壓偏高時(shí)，均衡控制模塊以額定的占空比輸出pwm控制信號，控制其對應(yīng)開關(guān)管的通斷；

s102、當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電流流過其分流電感，能量儲存在電感中；當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，儲存的能量轉(zhuǎn)移到其相鄰的單體電壓較低的單體蓄電池和電容中；

s103、當(dāng)電容的電壓達(dá)到一定時(shí)，通過控制與電容連接的開關(guān)管的通斷將電容上存儲的能量輸入電源總線上；

s104、最終使電壓偏高的單體蓄電池的能量流向電壓偏低的單體蓄電池，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的電壓均衡。

其中，所述步驟s2中，soc評估方法，具體如下：

假設(shè)q為電池在充滿狀態(tài)下的總能量；soc0為蓄電池初始狀態(tài)下的荷電狀態(tài)，i為充放電時(shí)的電流，u0為電池的截止電壓，u0＝ir；r為電池內(nèi)阻,所述r包括歐姆內(nèi)阻r1和極化內(nèi)阻r2，r＝r1+r2；k為環(huán)境溫度影響因子；

則放電過程中的soc評估方法為：

充電過程中的soc評估方法為：

由于soc的計(jì)算會受到外界環(huán)境溫度的影響，需要對公式進(jìn)行修正，修正系數(shù)如下表：

鎳氫動力電池充放電時(shí)soc的溫度修正系數(shù)

由于內(nèi)阻r與環(huán)境溫度t、電壓u、電流i之間存在一定聯(lián)系，通過實(shí)驗(yàn)確定它們之間的關(guān)系。

其中：k1為總體的影響系數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。