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一種用于bms檢測的soc源產(chǎn)生方法及soc估計(jì)精度測試方法
【專利摘要】一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法及SOC估計(jì)精度測試方法，本發(fā)明涉及一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生及SOC估計(jì)精度測試方法。本發(fā)明是要解決電池管理系統(tǒng)測試平臺(tái)對(duì)待測試BMS中SOC估計(jì)算法精度測試相對(duì)低的問題。一：選擇樣品電池；二：設(shè)定樣品電池的試驗(yàn)環(huán)境溫度為N；三：預(yù)處理；四：對(duì)預(yù)處理后的目標(biāo)樣品電池進(jìn)行可用容量實(shí)驗(yàn)；五：對(duì)進(jìn)行可容量實(shí)驗(yàn)后的目標(biāo)樣本電池進(jìn)行常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)；六：對(duì)進(jìn)行常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)樣本電池進(jìn)行校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)；一：設(shè)定試驗(yàn)環(huán)境溫度為N；二：預(yù)處理；三：常規(guī)工況測試；四：校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn).屬于動(dòng)力電池或動(dòng)力電池組管理技術(shù)及測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說明】—種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法及SOC估計(jì)精度測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生及SOC估計(jì)精度測試方法，屬于動(dòng)力電池或動(dòng)力電池組管理技術(shù)及測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)是動(dòng)力和儲(chǔ)能電池組(尤其是電動(dòng)汽車電池組)不可或缺的重要部件。BMS具有電池組狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)均衡、荷電狀態(tài)(State of Charge, S0C)估算、充放電智能管理等功能,起到保證電池組安全運(yùn)行、延長電池壽命的重要作用。
[0003]電池管理系統(tǒng)測試平臺(tái)通過模擬電池組的熱電信息，及電池組在真實(shí)使用工況下的工作狀態(tài)，完成電池管理系統(tǒng)狀態(tài)檢測精度測試、安全性測試、通訊功能測試、SOC估算精度測試和環(huán)境適應(yīng)性測試，對(duì)電池管理系統(tǒng)功能、性能、環(huán)境適應(yīng)性、安全性、可靠性進(jìn)行測試評(píng)價(jià)。測試項(xiàng)目涵蓋新能源車各種工況測試，涵蓋各種電池類型和容量。
[0004]電池的荷電狀態(tài)是電動(dòng)汽車整車控制的重要參數(shù)之一，準(zhǔn)確的SOC估計(jì)同時(shí)也是電池管理系統(tǒng)的重要任務(wù)之一。目前正在研究的SOC估計(jì)算法有很多，安時(shí)積分法、開路電壓法以及考慮參數(shù)修正的安時(shí)積分和開路電壓法，還有一些先進(jìn)的算法也被提出，例如基于卡爾曼濾波的SOC估計(jì)算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊邏輯算法等。
[0005]然而，到目前為止用于測試BMS估算SOC精度的相關(guān)資料還比較少，((QC/T897-2011電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中提出一種SOC精度測試方法，該方法雖然將SOC測試分為不同的范圍，但是在每個(gè)范圍中所進(jìn)行的工況測試相對(duì)簡單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是要解決電池管理系統(tǒng)測試平臺(tái)對(duì)待測試BMS中SOC估計(jì)算法精度測試相對(duì)低的問題，而提供了一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法及SOC估計(jì)精度測試方法。
[0007]一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0008]步驟一:選擇樣品電池；
[0009]步驟二:設(shè)定樣品電池的試驗(yàn)環(huán)境溫度為N ；
[0010]步驟三:預(yù)處理:當(dāng)測試的目標(biāo)樣品電池試驗(yàn)環(huán)境溫度改變時(shí)，受試對(duì)象樣品電池需在新的試驗(yàn)環(huán)境溫度下直到樣品電池單體或樣品電池包內(nèi)單體樣品電池的表面溫度與試驗(yàn)環(huán)境溫度的差值小于設(shè)定閾值，則可認(rèn)為完成樣品電池單體或樣品電池包的預(yù)處理；
[0011]步驟四:對(duì)預(yù)處理后的目標(biāo)樣品電池進(jìn)行可用容量實(shí)驗(yàn)；
[0012]步驟五:對(duì)進(jìn)行可容量實(shí)驗(yàn)后的目標(biāo)樣本電池進(jìn)行常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)；
[0013]步驟六:對(duì)進(jìn)行常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)樣本電池進(jìn)行校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)，即完成了一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法。[0014]一種用于BMS檢測的SOC估計(jì)精度測試方法具體為:
[0015]步驟一:設(shè)定試驗(yàn)環(huán)境溫度為N ；
[0016]步驟二:預(yù)處理，通過BMS測試平臺(tái)輸出所設(shè)置試驗(yàn)溫度，使受試BMS所測試的溫度與環(huán)境溫度差小于閾值；其中，所述BMS測試平臺(tái)由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試；
[0017]步驟三:常規(guī)工況測試；
[0018]步驟四:校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)，即完成了用于BMS檢測的SOC估計(jì)精度測試方法。
[0019]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0020]在BMS對(duì)電流測量精度較高的情況下，采用安時(shí)計(jì)量法即可滿足該技術(shù)條件的精度要求。本發(fā)明在《QC/T897-2011電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》的基礎(chǔ)上，加入了SOC估算精度校準(zhǔn)功能測試，測試SOC算法中是否具有校準(zhǔn)功能以及校準(zhǔn)的精度，形成一套完整的對(duì)SOC估算精度進(jìn)行測試的方法。
[0021]測試平臺(tái)SOC估算精度測試功能由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試。SOC估算精度測試功能不僅滿足《QC/T897-2011電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中SOC估算精度測試要求，并且還加入了 SOC估算精度校準(zhǔn)功能測試。
[0022](I)考慮到了 SOC估計(jì)算法的專用性，即對(duì)不同廠家不同類型的電池有針對(duì)性地制定SOC估計(jì)算法，因此在SOC源制作之前制定電池，避免不同電池帶來的SOC估計(jì)誤差。
[0023](2)該方法所得到的SOC源數(shù)據(jù)可以無限制地被BMS測試平臺(tái)調(diào)用，并且不需要考慮老化給SOC估計(jì)帶來的影響。
[0024](3)該方法將每一種電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而建立電池?cái)?shù)據(jù)庫，在測試SOC估算過程中避免大量電池的更換。
[0025](4)該方法不僅滿足《QC/T897-2011電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中SOC估算精度測試要求，并且還加入了 SOC估算精度校準(zhǔn)功能測試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的方法流程圖；
[0027]圖2為【具體實(shí)施方式】一 SOC源產(chǎn)生方法流程圖；
[0028]圖3為【具體實(shí)施方式】六SOC精度測試方法流程圖；
[0029]圖4為實(shí)施例第一種放電工況在20°C溫度下SOC≤30%時(shí)的電壓電流曲線；其中，-Θ- 電 yEE， ^ ^^/J、電^^1 ；
[0030]圖5為實(shí)施例第一種放電工況在20°C溫度下85%>S0C>30%時(shí)的電壓電流曲線；其中，—?—表不電壓，—Δ~.表不電流；
[0031]圖6為實(shí)施例第一種放電工況在20°C溫度下S0C>85%時(shí)的電壓電流曲線；其中，-電 yEEj —l\- 電^^1 ；
[0032]圖7為 實(shí)施例第一種放電工況在20°C溫度下全SOC范圍的電壓電流曲線；其中，~^—表不電壓？ —Δ—表不電流;
[0033]圖8為實(shí)施例第一種放電工況SOC≥80%時(shí)的SOC源與BMS估算SOC對(duì)比曲線；一^—表不SOC真值，——?τ—表不BMS估值；
[0034]圖9為實(shí)施例第一種放電工況80%>S0C>30%時(shí)的SOC源與BMS估算SOC對(duì)比曲線.[0035]圖10為實(shí)施例第一種放電工況SOC ≤30%時(shí)的SOC源與BMS估算SOC對(duì)比曲線；
[0036]圖11為實(shí)施例第一種工況的S0C=40%_0%，第二種工況的S0C=70%_40%，第三種工況的S0C=100%-70%，第四種工況的S0C=40%-0%組合而成的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)SOC源與BMS估算SOC對(duì)比曲線；
[0037]圖12為實(shí)施例充放電工況I圖；
[0038]圖13為實(shí)施例充放電工況2圖；
[0039]圖14為實(shí)施例充放電工況3圖；
[0040]圖15為實(shí)施例充放電工況4圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生及SOC估計(jì)精度測試方法，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0042]步驟一:選擇樣 品電池；
[0043]步驟二:設(shè)定樣品電池的試驗(yàn)環(huán)境溫度為N ；
[0044]步驟三:預(yù)處理:當(dāng)測試的目標(biāo)樣品電池試驗(yàn)環(huán)境溫度改變時(shí)，受試對(duì)象樣品電池需在新的試驗(yàn)環(huán)境溫度下直到樣品電池單體或樣品電池包內(nèi)單體樣品電池的表面溫度與試驗(yàn)環(huán)境溫度的差值小于設(shè)定閾值，則可認(rèn)為完成樣品電池單體或樣品電池包的預(yù)處理；
[0045]步驟四:對(duì)預(yù)處理后的目標(biāo)樣品電池進(jìn)行可用容量實(shí)驗(yàn)；
[0046]步驟五:對(duì)進(jìn)行可容量實(shí)驗(yàn)后的目標(biāo)樣本電池進(jìn)行常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)；
[0047]步驟六:對(duì)進(jìn)行常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)樣本電池進(jìn)行校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)，即完成了一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法。
[0048]其中，所述步驟五中常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)主要是為了滿足《QC/T897-2011電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》(以下簡稱技術(shù)條件)中SOC估算精度測試要求，按照技術(shù)條件中在不同SOC范圍內(nèi)進(jìn)行不同的充放電工況，根據(jù)所記錄的工況數(shù)據(jù)，采用安時(shí)計(jì)量法計(jì)算得到的SOC作為標(biāo)準(zhǔn)S0C，而整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)作為SOC源，應(yīng)用于SOC精度測試實(shí)驗(yàn)中。
[0049]步驟四可用容量實(shí)驗(yàn)中:
[0050]四(一)、當(dāng)SOC ≥ 85% 時(shí)
[0051]I)以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)，靜置Ih ;
[0052]2)以(100)六放電101^11，靜置1011^11;
[0053]3)采用附錄A中的任一種充放電工況，循環(huán)測試如下:
[0054]如選擇第一種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0055]如選擇第二種放電工況，進(jìn)行15個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；[0056]如選擇第三種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0057]如選擇第四種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0058]4)以(1/3Q0)A 充電 20min，
[0059]5)以(1/6Q0)A 充電 IOmin ;
[0060]6)以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)；
[0061]四(二)、當(dāng)4.285%>S0C>30% 時(shí)
[0062]I)以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)，靜置Ih ;
[0063]2)以(100)4放電201^11，靜置1011^11;
[0064]3)采用附錄A中的任一種充放電工況，循環(huán)測試如下:
[0065]如選擇第一種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0066]如選擇第二種放電工況，進(jìn)行15個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0067]如選擇第三種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0068]如選擇第四種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0069]4)以可用容量測試時(shí)所采用的放電規(guī)范將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件；
[0070]四(三)、當(dāng)SOC≤30%時(shí)
[0071]I)以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)，靜置Ih ；
[0072]2)以(100)4放電401^11，靜置1011^11;
[0073]3)采用附錄A中的任一種充放電工況，循環(huán)測試如下:
[0074]如選擇第一種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0075]如選擇第二種放電工況，進(jìn)行15個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0076]如選擇第三種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0077]如選擇第四種放電工況，進(jìn)行5個(gè)循環(huán)測試，靜置IOmin ；
[0078]4)以可用容量測試時(shí)所采用的放電規(guī)范將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件；
[0079]步驟六中校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)主要是為了滿足SOC精度測試實(shí)驗(yàn)一校準(zhǔn)工況測試的要求，按照校準(zhǔn)測試要求在全SOC范圍內(nèi)進(jìn)行不同的充放電工況，根據(jù)所記錄的工況數(shù)據(jù)，采用安時(shí)計(jì)量法計(jì)算得到的SOC作為標(biāo)準(zhǔn)S0C，而整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)作為SOC源，應(yīng)用于SOC精度測試實(shí)驗(yàn)中。
[0080]步驟六的校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)具體為:
[0081]I)以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)，靜置Ih ;
[0082]2)采用附錄A中的任一種充放電工況，循環(huán)測試如下:
[0083]如選擇第一種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置 IOmin ；
[0084]如選擇第二種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置 IOmin ；
[0085]如選擇第三種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置 IOmin ；
[0086]如選擇第四種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置 IOmin ；
[0087]3)以可用容量測試時(shí)所采用的放電規(guī)范將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件；[0088]4)對(duì)附錄A中的任一種充放電工況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理過程如下:
[0089]將第一種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%。
[0090]將第二種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%。
[0091]將第三種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%。
[0092]將第四種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%。
[0093]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述步驟一中N取值為-20°C~60°C。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0094]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:所述步驟一中選擇樣品電池具體為:選擇樣品電池單體間特性標(biāo)準(zhǔn)差小于2%的電池作為樣本電池，所述樣品電池單體間特性包括:容量、內(nèi)阻與開路電壓。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同，
[0095]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:所述步驟四中可用各量實(shí)驗(yàn)具體為:
[0096](I)、以II3A電流放電至電池系統(tǒng)的單體下限終止電壓、電池包下限終止電壓；
[0097](2)、將目標(biāo)樣品電池靜置Ih ；
[0098](3)、以II3A電流恒流充電至規(guī)定的充電終止電壓；
[0099](4)、再改用恒壓充電方式進(jìn)行充電直到充電電流減少到0.1I3 (A)終止，此時(shí)電池系統(tǒng)處于滿電狀態(tài)；
[0100](5)、將滿電后的目標(biāo)樣品電池靜置Ih ；
[0101](6)、以II3A電流放電至放電終止條件，記錄放電過程總的放電量Qtll ；
[0102](7)、將放電后的目標(biāo)樣品電池靜置Ih ；
[0103](8)、重復(fù)(I)~(7)，放電量分別為Q02和Q03,則Q01, Q02和Q03三次放電量的算術(shù)平均值為Qtl;如果Qcu、Q02和Qo3與Qo的偏差均小于2%，則Qtl為該樣品電池系統(tǒng)的可用容量；如果Qc^Qci2和Qtl3與Qtl的偏差有不小于2%的情況，則需要重復(fù)進(jìn)行可用容量測試過程
(I)~(8)，直至連續(xù)三次的放電量滿足可用容量確認(rèn)的條件。
[0104]其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0105]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:所述步驟六的校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)具體為:
[0106]5)以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)，靜置Ih ;
[0107]6)采用四種充放電工況中的任一種充放電工況，循環(huán)測試如下:
[0108]如選擇第一種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置 IOmin ；
[0109]如選擇第二種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置 IOmin ；
[0110]如選擇第三種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置 IOmin ；
[0111]如選擇第四種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置 IOmin ；
[0112]7)以可用容量測試時(shí)所采用的放電規(guī)范將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件；
[0113]8)對(duì)四種充放電工況中的任一種充放電工況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理過程如下:
[0114]將第一種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件,每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%;
[0115]將第二種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%;
[0116]將第三種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%;
[0117]將第四種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%。
[0118]其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0119]具體實(shí) 施方式六:本實(shí)施方式的一種用于BMS檢測的SOC估計(jì)精度測試方法，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為:
[0120]步驟一:設(shè)定試驗(yàn)環(huán)境溫度為N ；
[0121]步驟二:預(yù)處理，通過BMS測試平臺(tái)輸出所設(shè)置試驗(yàn)溫度，使受試BMS所測試的溫度與環(huán)境溫度差小于閾值；其中，所述BMS測試平臺(tái)由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試；
[0122]步驟三:常規(guī)工況測試；
[0123]步驟四:校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)，即完成了用于BMS檢測的SOC估計(jì)精度測試方法；
[0124]其中，所述步驟三中常規(guī)工況測試具體為:
[0125]BMS測試平臺(tái)由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試。
[0126]三(一)、SOC≥85%時(shí)，SOC估算偏差比較
[0127]1)BMS測試平臺(tái)調(diào)用以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0128]2) BMS測試平臺(tái)調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程中常規(guī)工況測試SOC≥85%時(shí)四種工況中任意一種的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0129]3)記錄電池管理系統(tǒng)上報(bào)SOC值；
[0130]4)實(shí)時(shí)計(jì)算BMS上報(bào)的SOC值與測試平臺(tái)中SOC源的誤差。
[0131]三(二)、85%>S0C>30%時(shí)，SOC 估算偏差比較
[0132]1)BMS測試平臺(tái)調(diào)用以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0133]2)BMS測試平臺(tái)調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程中常規(guī)工況測試85%>S0C>30%時(shí)四種工況中任意一種的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0134]3)記錄電池管理系統(tǒng)上報(bào)SOC值；
[0135]4)實(shí)時(shí)計(jì)算BMS上報(bào)的SOC值與測試平臺(tái)中SOC源的誤差。
[0136]三(三)、SOC ( 30%時(shí)，SOC估算偏差比較
[0137]1)BMS測試平臺(tái)調(diào)用以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0138]2) BMS測試平臺(tái)調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程中常規(guī)工況測試SOC ( 30%時(shí)四種工況中任意一種的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0139]3)記錄電池管理系統(tǒng)上報(bào)SOC值；
[0140]4)實(shí)時(shí)計(jì)算BMS上報(bào)的SOC值與測試平臺(tái)中SOC源的誤差。
[0141]所述步驟四中校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)主要測試SOC估算算法是否具有校準(zhǔn)功能，包括:S0C能否向正確的方向收斂，誤差能否收斂到一定閾值范圍，以及誤差收斂到閾值范圍所用的時(shí)間。BMS測試平臺(tái)由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試。
[0142]1)BMS測試平臺(tái)調(diào)用以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0143]2)BMS測試平臺(tái)調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程中校準(zhǔn)工況測試時(shí)四種工況10個(gè)文件任意一個(gè)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0144]3)記錄電池管理系統(tǒng)上報(bào)SOC值；
[0145]4)實(shí)時(shí)計(jì)算BMS上報(bào)的SOC值與測試平臺(tái)中SOC源的誤差。
[0146]本實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn):
[0147]在BMS對(duì)電流測量精度較高的情況下，采用安時(shí)計(jì)量法即可滿足該技術(shù)條件的精度要求。本實(shí)施方式在《QC/T897-2011電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》的基礎(chǔ)上，加入了 SOC估算精度校準(zhǔn)功能測試，測試SOC算法中是否具有校準(zhǔn)功能以及校準(zhǔn)的精度，形成一套完整的對(duì)SOC估算精度進(jìn)行測試的方法。
[0148]測試平臺(tái)SOC估算精度測試功能由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試。SOC估算精度測試功能不僅滿足《QC/T897-2011電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中SOC估算精度測試要求，并且還加入了 SOC估算精度校準(zhǔn)功能測試。
[0149](I)考慮到了 SOC估計(jì)算法的專用性，即對(duì)不同廠家不同類型的電池有針對(duì)性地制定SOC估計(jì)算法，因此在SOC源制作之前制定電池，避免不同電池帶來的SOC估計(jì)誤差。
[0150](2)該方法所得到的SOC源數(shù)據(jù)可以無限制地被BMS測試平臺(tái)調(diào)用，并且不需要考慮老化給SOC估計(jì)帶來的影響。
[0151](3)該方法將每一種電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而建立電池?cái)?shù)據(jù)庫，在測試SOC估算過程中避免大量電池的更換。
[0152](4)該方法不僅滿足《QC/T897-2011電動(dòng)汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》中SOC估算精度測試要求，并且還加入了 SOC估算精度校準(zhǔn)功能測試。[0153]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:步驟四中所述校準(zhǔn)工況測試主要測試SOC估算算法是否具有校準(zhǔn)功能，包括:soc能否向正確的方向收斂，誤差能否收斂到一定閾值范圍，以及誤差收斂到閾值范圍所用的時(shí)間；BMS測試平臺(tái)由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試；
[0154]所述BMS測試平臺(tái)具體功能為:
[0155]5)BMS測試平臺(tái)調(diào)用以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0156]6)BMS測試平臺(tái)調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程中校準(zhǔn)工況測試時(shí)四種工況10個(gè)文件任意一個(gè)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值；
[0157]7)記錄電池管理系統(tǒng)上報(bào)SOC值；
[0158]8)實(shí)時(shí)計(jì)算BMS上報(bào)的SOC值與測試平臺(tái)中SOC源的誤差。
[0159]其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0160]實(shí)施例:
[0161]下面結(jié)合圖1至圖15說明【具體實(shí)施方式】一與【具體實(shí)施方式】六，本實(shí)施例選擇60Ah單體電池作為被測試對(duì)象，選擇待測動(dòng)力電池工作溫度范圍內(nèi)的溫度20°C做為待測溫度:
[0162]經(jīng)過測定，該電池單體在20°C環(huán)境溫度下的實(shí)際可用容量和偏差如表一所示。
[0163]表一 20°C環(huán)境溫度下的電池單體和模塊的實(shí)際可用容量
【權(quán)利要求】
1.一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法，其特征在于該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為: 步驟一:選擇樣品電池； 步驟二:設(shè)定樣品電池的試驗(yàn)環(huán)境溫度為N ； 步驟三:預(yù)處理:當(dāng)測試的目標(biāo)樣品電池試驗(yàn)環(huán)境溫度改變時(shí)，受試對(duì)象樣品電池需在新的試驗(yàn)環(huán)境溫度下直到樣品電池單體或樣品電池包內(nèi)單體樣品電池的表面溫度與試驗(yàn)環(huán)境溫度的差值小于設(shè)定閾值，則可認(rèn)為完成樣品電池單體或樣品電池包的預(yù)處理； 步驟四:對(duì)預(yù)處理后的目標(biāo)樣品電池進(jìn)行可用容量實(shí)驗(yàn)； 步驟五:對(duì)進(jìn)行可容量實(shí)驗(yàn)后的目標(biāo)樣本電池進(jìn)行常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)； 步驟六:對(duì)進(jìn)行常規(guī)工況實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)樣本電池進(jìn)行校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)，即完成了一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法，其特征在于所述步驟一中N取值為-20°C~60°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法，其特征在于所述步驟一中選擇樣品電池具體為:選擇樣品電池單體間特性標(biāo)準(zhǔn)差小于2%的電池作為樣本電池，所述樣品電池單體間特性包括:容量、內(nèi)阻與開路電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法，其特征在于所述步驟四中可用各量實(shí)驗(yàn)具體為: (1)、以II3A電流放電至電池系統(tǒng)的單體下限終止電壓、電池包下限終止電壓； (2)、將目標(biāo)樣品電池靜置Ih; (3)、以II3A電流恒流充電至規(guī)定的充電終止電壓； (4)、再改用恒壓充電方式進(jìn)行充電直到充電電流減少到0.1I3 (A)終止，此時(shí)電池系統(tǒng)處于滿電狀態(tài)； (5)、將滿電后的目標(biāo)樣品電池靜置Ih； (6)、以II3A電流放電至放電終止條件，記錄放電過程總的放電量Qtll； (7)、將放電后的目標(biāo)樣品電池靜置Ih； (8)、重復(fù)(I)~(7)，放電量分別為Qtl2和Qtl3，則Qc^Q02和Qtl3三次放電量的算術(shù)平均值為Qtl;如果Qca、Q02和Qtl3與Qtl的偏差均小于2%，則Qtl為該樣品電池系統(tǒng)的可用容量；如果Qc^Qtl2和Qtl3與Qtl的偏差有不小于2%的情況，則需要重復(fù)進(jìn)行可用容量測試過程(I)~(8 )，直至連續(xù)三次的放電量滿足可用容量確認(rèn)的條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于BMS檢測的SOC源產(chǎn)生方法，其特征在于所述步驟六的校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)具體為: 1)以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)，靜置Ih； 2)采用四種充放電工況中的任一種充放電工況，循環(huán)測試如下: 如選擇第一種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置IOmin ； 如選擇第二種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置IOmin ； 如選擇第三種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置IOmin ；如選擇第四種放電工況，進(jìn)行循環(huán)測試直到將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件，靜置IOmin ； 3)以可用容量測試時(shí)所采用的放電規(guī)范將電池系統(tǒng)放電至放電終止條件； 4)對(duì)四種充放電工況中的任一種充放電工況數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理過程如下: 將第一種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%; 將第二種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%; 將第三種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%; 將第四種工況數(shù)據(jù)保存成10個(gè)數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件的起始SOC值分別為100%，90%,…，20%，10%。
6.測試如權(quán)利要求1所述的SOC源的用于BMS檢測的SOC估計(jì)精度測試方法，其特征在于一種用于BMS檢測的SOC估計(jì)精度測試方法具體為: 步驟一:設(shè)定試驗(yàn)環(huán)境溫度為N ； 步驟二:預(yù)處理，通過BMS測試平臺(tái)輸出所設(shè)置試驗(yàn)溫度，使受試BMS所測試的溫度與環(huán)境溫度差小于閾值；其中，所述BMS測試平臺(tái)由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試； 步驟三:常規(guī)工況測試； 步驟四:校準(zhǔn)工況實(shí)驗(yàn)，即完成了用于BMS檢測的SOC估計(jì)精度測試方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于BMS檢測的SOC估計(jì)精度測試方法，其特征在于步驟四中所述校準(zhǔn)工況測試主要測試SOC估算算法是否具有校準(zhǔn)功能，包括:soc能否向正確的方向收斂，誤差能否收斂到一定閾值范圍，以及誤差收斂到閾值范圍所用的時(shí)間；BMS測試平臺(tái)由上位機(jī)軟件中SOC估算精度測試子模塊調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程的電壓、電流、溫度和SOC數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)控制高精度程控恒流源、電池電壓模擬器和高精度恒溫箱，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)SOC估算功能測試和精度測試； 所述BMS測試平臺(tái)具體功能為: 1)BMS測試平臺(tái)調(diào)用以可用容量測試時(shí)所采用的充電規(guī)范將電池系統(tǒng)充電至滿電狀態(tài)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值； 2)BMS測試平臺(tái)調(diào)用SOC源產(chǎn)生過程中校準(zhǔn)工況測試時(shí)四種工況10個(gè)文件任意一個(gè)的數(shù)據(jù)，控制測試平臺(tái)輸出相應(yīng)數(shù)值； 3)記錄電池管理系統(tǒng)上報(bào)SOC值； 4)實(shí)時(shí)計(jì)算BMS上報(bào)的SOC值 與測試平臺(tái)中SOC源的誤差。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103760495SQ201410035517
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】朱春波, 馮飛, 逯仁貴 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)