電池組容量計算方法和裝置的製作方法
2023-11-06 18:09:47 1
專利名稱：電池組容量計算方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車製造技術領域，特別涉及一種電池組容量計算方法和裝置。
背景技術：
隨著能源的緊張和環境汙染的日益加劇，使傳統汽車產業發展面臨著眾多的困 難，因此電動汽車及混合動力汽車的出現為廣大汽車生產廠商和消費者所看好，成為汽車 發展的熱點。電動汽車和混合動力汽車是指以電能為動力的汽車，一般採用高效率充電電 池、或燃料電池作為動力源。由於電能是二次能源，它可以來源於風能、水能、核能、熱能、太 陽能等多種方式，因此電動汽車屬於零排放汽車，能夠有效解決能源緊張和汽車尾氣汙染 所帶來的環境問題。 電池技術作為電動汽車發展的關鍵技術一直困擾著電動汽車產業的發展。動力電 池組是電動汽車及混合動力汽車的動力來源，如何有效地對電池組容量進行監控和預測是 電池組在使用過程中的一個關鍵問題，同時電池組的容量也是整車的一個重要參數。
目前，對於單節電池來說，已有的電池容量計算方法包括有電流積分計算法和端 電壓計算法兩種。且這兩種計算方法有各自的優缺點，如電流積分計算法雖然可在車輛行 駛過程中計算電池組的容量，但是會不斷地產生累計誤差，最終將會使計算結果嚴重偏離 實際值。而由於端電壓法對電池組電流要求嚴格，因此無法在車輛行駛過程中使用該方法， 但是該方法不會產生累計誤差，計算的電池組容量較為準確。 另外，上述電池容量計算方法適用於單節電池容量的計算，由於電池組一致性的 問題，上述計算方法對於電池組容量的計算並不完全適用。電池組一致性主要是指電池組 內各個單節電池當前容量的差異度。由於電池組由單節電池串聯而成，電池組容量是由當 前最低容量的單節電池決定的，而不是由容量高的單節電池決定的。因此在單節電池容量 相同的情況下，電池組一致性越差，電池組容量越低。 一致性很到的電池組再經過一段時間 的使用後，由於自放電及容量衰減等原因，各節電池的當前容量差異將會變大，也就是電池 組的一致性降低，導致電池組容量減小。 綜上所述，現有技術中亟需一種計算電池組容量的方案不僅能夠解決現有的單節 電池容量計算方法帶來的缺陷，還需要考慮到電池組一致性變化對電池組容量造成的影 響。
發明內容
本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一，能夠解決現有單節電池的容量計 算方法無法適用於電池組容量計算的問題。 為達到上述目的，本發明一方面提出一種電池組容量計算方法，包括以下步驟在 系統上電初始化時，計算每個單節電池的當前容量；根據每個單節電池的當前容量計算電 池組的電池組當前容量和電池組當前可用容量；在系統上電初始化完成後，在計算的所述 電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容量基礎上採用電流積分法進行電池組容量的計算。 作為本發明的一個實施例，所述計算每個單節電池的當前容量包括以下步驟測
量所述電池組內每個單節電池的端電壓；根據測量的每個單節電池的端電壓和預設的查詢
表確定每個單節電池的當前容量，所述預設的查詢表根據電池的型號建立。 在上述實施例中，根據每個單節電池的當前容量計算電池組的電池組當前容量和
電池組當前可用容量包括以下步驟對計算的每個單節電池的當前容量進行排序，確定當
前最高單節電池容量值和當前最低單節電池容量值；根據所述當前最高單節電池容量值和
當前最低單節電池容量值計算所述電池組當前容量和電池組當前可用容量。 作為本發明的一個實施例，根據所述當前最高單節電池容量值和當前最低單節電
池容量值計算所述電池組當前容量和電池組當前可用容量具體包括所述電池組當前容量
=單節電池容量_(當前最高單節電池容量值_當前最低單節電池容量值)，所述電池組當
前可用容量為所述當前最低單節電池容量值。 作為本發明的一個實施例，所述電池組內的各個單節電池串行連接。 本發明另一方面還提出一種電池組容量計算裝置，包括初始化計算模塊和電池組
容量計算模塊，所述初始化計算模塊，用於在系統上電初始化時計算每個單節電池的當前
容量，並根據每個單節電池的當前容量計算電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容
量；所述電池組容量計算模塊，用於在系統上電初始化完成後，在所述初始化計算模塊計算
的所述電池組當前容量和電池組當前可用容量基礎上採用電流積分法進行電池組容量的計算。 作為本發明的一個實施例，所述初始化計算模塊包括電壓測量子模塊、查詢表保 存子模塊和當前容量查詢子模塊，所述電壓測量子模塊，用於測量所述電池組內每個單節 電池的端電壓；所述查詢表保存子模塊，用於保存根據電池型號建立的單節電池端電壓與 對應電池容量的查詢表；所述當前容量查詢子模塊，用於根據所述電壓測量子模塊測量的 每個單節電池的端電壓查詢所述查詢表保存子模塊內保存的查詢表，確定每個單節電池的 當前容量。 在上述實施例中，所述初始化計算模塊還包括排序子模塊和計算子模塊，所述排 序子模塊，用於對計算的每個單節電池的當前容量進行排序，確定當前最高單節電池容量 值和當前最低單節電池容量值；所述計算子模塊，用於根據所述排序子模塊確定的當前最 高單節電池容量值和當前最低單節電池容量值計算所述電池組當前容量和電池組當前可 用容量。 作為本發明的一個實施例，所述電池組當前容量=單節電池容量_(當前最高單 節電池容量值_當前最低單節電池容量值)，所述電池組當前可用容量為所述當前最低單 節電池容量值。 作為本發明的一個實施例，所述電池組內的各個單節電池串行連接。 本發明利用每次系統上電初始化的過程對電池組的當前容量進行重新計算，在系
統上電初始化後在重新計算的容量的基礎上再採用電流積分法進行電池組容量的計算，從
而能夠消除電流積分法造成的累計誤差，提高計算的準確性。另外在系統上電初始化計算
電池組的當前容量的同時，考慮電池組一致性對電池組容量的影響，從而進一步提高電池
組容量的計算精度，從而避免在電池組長期使用後，由於電池組一致性改變對電池組容量
5計算造成的影響，為整車提供更可靠的電池組容量結果。 本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 圖1為本發明實施例的電池組容量計算方法的流程圖；
圖2為本發明實施例的電池組容量計算裝置的結構圖。
具體實施例方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終
相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附
圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。 本發明主要在於，利用每次系統上電初始化的過程對電池組的當前容量進行重新
計算，在系統上電初始化後在重新計算的容量的基礎上再採用電流積分法進行電池組容量
的計算，從而能夠消除電流積分法造成的累計誤差，提高計算的準確性。作為本發明一個實
施例，本發明在計算電池組當前容量時，還考慮到電池組一致性對電池組容量的影響，從而
進一步提高電池組容量的計算精度。 如圖1所示，為本發明實施例的電池組容量計算方法的流程圖，在該實施例中電 池組內的各個單節電池串行連接，該實施例包括以下步驟 步驟S101，根據電池特定型號建立單節電池端電壓與對應電池容量的查詢表。其 中該查詢表可由電池廠家提供，也可對該型號的電池進行測量，建立單節電池端電壓與對 應電池容量的查詢表。需要說明的是，該查詢表並不是每次系統初始化時都需要建立，而是 一次建立好系統上電初始化使用即可。 步驟S102，在系統上電初始化時，計算每個單節電池的當前容量。在本發明的一 個實施例中，在上電初始化化時，採用端電壓方法計算每個單節電池的當前容量。更為具體 地，測量電池組內每個單節電池的端電壓，根據測量的每個單節電池的端電壓和步驟SIOI 中預先建立的查詢表確定每個單節電池的當前容量。 步驟S103，根據每個單節電池的當前容量計算電池組的電池組當前容量和電池組 當前可用容量。由於每次系統上電初始化時，電池組的一致性可能會出現變化，因此在該步 驟中還需要考慮電池組一致性的問題。在本發明的一個實施例中，具體地，首先對計算的每 個單節電池的當前容量進行排序，確定當前最高單節電池容量值和當前最低單節電池容量 值，之後再根據當前最高單節電池容量值和當前最低單節電池容量值計算電池組當前容量 和電池組當前可用容量。更為具體地，其中， 電池組當前容量=單節電池容量_(當前最高單節電池容量值-當前最低單節電 池容量值)， 電池組當前可用容量=當前最低單節電池容量值。 其中，上述電池組當前容量為當前電池組經過一段時間的使用後，在考慮電池組一致性的基礎上該電池組的實際容量。電池組當前可用容量為考慮電池組一致性後該電池 組實際可用的容量。例如對於一個剛出廠一致性很到的電池組來說，其電池容量為50AH，但 是經過一段時間的使用，由於電池組一致性的影響，電池組當前容量已變為40AH，也就是說 由於電池組一致性的影響當前電池組即使充滿電也僅有40AH的容量。同樣假設電池組當 前可用容量為20AH，也就是說當前電池組的容量已用去一半。 步驟S104，在系統上電初始化完成後，車輛進入行駛狀態，電池組進行充放電，此
時在上述計算得到的電池組當前容量和電池組當前可用容量基礎上採用電流積分法進行
電池組容量的計算。雖然電流積分法應用與單節電池組容量的計算，但是由於在該實施例
中電池組內的單節電池全部串聯連接，因此單節電池的電流即為電池組的電流，這樣在電
池組當前容量和電池組當前可用容量已知的基礎上就可通過電流積分法計算電流的變化，
從而實現對電池組容量的計算。由於電流積分法已為本領域技術人員所慣用，其原理和實
現方法與該步驟的所採用的電流積分法基本類似，不同的是在該實施例中電流積分法的基
礎是系統上電初始化時更新的電池組當前容量和電池組當前可用容量。 如圖2所示，為本發明實施例的電池組容量計算裝置的結構圖，其中電池組內的
各個單節電池串行連接。該電池組容量計算裝置100包括初始化計算模塊110和電池組容
量計算模塊120。初始化計算模塊110用於在系統上電初始化時計算每個單節電池的當前
容量，並根據每個單節電池的當前容量計算電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容
量。電池組容量計算模塊120用於在系統上電初始化完成後，車輛進入行駛狀態，電池組進
行充放電時，在初始化計算模塊110計算的電池組當前容量和電池組當前可用容量基礎上
採用電流積分法進行電池組容量的計算。 作為本發明的一個實施例，初始化計算模塊110包括電壓測量子模塊111、查詢表 保存子模塊112和當前容量查詢子模塊113。電壓測量子模塊111用於測量電池組內每個 單節電池的端電壓。查詢表保存子模塊112用於保存根據電池型號建立的單節電池端電壓 與對應電池容量的查詢表。當前容量查詢子模塊113用於根據電壓測量子模塊111測量的 每個單節電池的端電壓查詢查詢表保存子模塊112內保存的查詢表，確定每個單節電池的 當前容量。 在上述實施例中，初始化計算模塊110還包括排序子模塊114和計算子模塊115。 排序子模塊114用於對計算的每個單節電池的當前容量進行排序，確定當前最高單節電池 容量值和當前最低單節電池容量值。計算子模塊115用於根據排序子模塊114確定的當前 最高單節電池容量值和當前最低單節電池容量值計算電池組當前容量和電池組當前可用 容量。其中，電池組當前容量=單節電池容量-(當前最高單節電池容量值_當前最低單節 電池容量值)，電池組當前可用容量=當前最低單節電池容量值。 本發明利用每次系統上電初始化的過程對電池組的當前容量進行重新計算，在系 統上電初始化後在重新計算的容量的基礎上再採用電流積分法進行電池組容量的計算，從 而能夠消除電流積分法造成的累計誤差，提高計算的準確性。另外在系統上電初始化計算 電池組的當前容量的同時，考慮電池組一致性對電池組容量的影響，從而進一步提高電池 組容量的計算精度，從而避免在電池組長期使用後，由於電池組一致性改變對電池組容量 計算造成的影響，為整車提供更可靠的電池組容量結果。 儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
一種電池組容量計算方法，其特徵在於，包括以下步驟在系統上電初始化時，計算每個單節電池的當前容量；根據每個單節電池的當前容量計算電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容量；在系統上電初始化完成後，在計算的所述電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容量基礎上採用電流積分法進行電池組容量的計算。
2. 如權利要求1所述的電池組容量計算方法，其特徵在於，所述計算每個單節電池的 當前容量包括以下步驟測量所述電池組內每個單節電池的端電壓；根據測量的每個單節電池的端電壓和預設的查詢表確定每個單節電池的當前容量，所 述預設的查詢表根據電池的型號建立。
3. 如權利要求1或2所述的電池組容量計算方法，其特徵在於，根據每個單節電池的當 前容量計算電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容量包括以下步驟對計算的每個單節電池的當前容量進行排序，確定當前最高單節電池容量值和當前最低單節電池容量值；根據所述當前最高單節電池容量值和當前最低單節電池容量值計算所述電池組當前 容量和電池組當前可用容量。
4. 如權利要求3所述的電池組容量計算方法，其特徵在於，根據所述當前最高單節電 池容量值和當前最低單節電池容量值計算所述電池組當前容量和電池組當前可用容量具 體包括所述電池組當前容量=單節電池容量_(當前最高單節電池容量值_當前最低單節電 池容量值)，所述電池組當前可用容量為所述當前最低單節電池容量值。
5. 如權利要求1所述的電池組容量計算方法，其特徵在於，所述電池組內的各個單節 電池串行連接。
6. —種電池組容量計算裝置，其特徵在於，包括初始化計算模塊和電池組容量計算模塊，所述初始化計算模塊，用於在系統上電初始化時計算每個單節電池的當前容量，並根 據每個單節電池的當前容量計算電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容量；所述電池組容量計算模塊，用於在系統上電初始化完成後，在所述初始化計算模塊計 算的所述電池組當前容量和電池組當前可用容量基礎上採用電流積分法進行電池組容量 的計算。
7. 如權利要求6所述的電池組容量計算裝置，其特徵在於，所述初始化計算模塊包括 電壓測量子模塊、查詢表保存子模塊和當前容量查詢子模塊，所述電壓測量子模塊，用於測量所述電池組內每個單節電池的端電壓； 所述查詢表保存子模塊，用於保存根據電池型號建立的單節電池端電壓與對應電池容 量的查詢表；所述當前容量查詢子模塊，用於根據所述電壓測量子模塊測量的每個單節電池的端電 壓查詢所述查詢表保存子模塊內保存的查詢表，確定每個單節電池的當前容量。
8. 如權利要求7所述的電池組容量計算裝置，其特徵在於，所述初始化計算模塊還包括排序子模塊和計算子模塊，所述排序子模塊，用於對計算的每個單節電池的當前容量進行排序，確定當前最高單 節電池容量值和當前最低單節電池容量值；所述計算子模塊，用於根據所述排序子模塊確定的當前最高單節電池容量值和當前最 低單節電池容量值計算所述電池組當前容量和電池組當前可用容量。
9. 如權利要求8所述的電池組容量計算裝置，其特徵在於，所述電池組當前容量=單 節電池容量_(當前最高單節電池容量值_當前最低單節電池容量值)，所述電池組當前可 用容量為所述當前最低單節電池容量值。
10. 如權利要求9所述的電池組容量計算裝置，其特徵在於，所述電池組內的各個單節 電池串行連接。
全文摘要
本發明提出一種電池組容量計算方法和裝置，其中所述方法包括在系統上電初始化時，計算每個單節電池的當前容量；根據每個單節電池的當前容量計算電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容量；在系統上電初始化完成後，在計算的所述電池組的電池組當前容量和電池組當前可用容量基礎上採用電流積分法進行電池組容量的計算。本發明利用每次系統上電初始化的過程對電池組的當前容量進行重新計算，在系統上電初始化後在重新計算的容量的基礎上再採用電流積分法進行電池組容量的計算，從而能夠消除電流積分法造成的累計誤差，提高計算的準確性。
文檔編號G01R31/36GK101738583SQ20081022684
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月18日 優先權日2008年11月18日
發明者尹韶文, 張建華 申請人:比亞迪股份有限公司