專利名稱：電池組剩余充電時(shí)間估算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池性能評(píng)估，特別是涉及一種電池組剩余充電時(shí)間估算方法。
背景技術(shù)：
在大型儲(chǔ)能系統(tǒng)(如風(fēng)電儲(chǔ)能系統(tǒng))中，人們要求電池管理系統(tǒng)能夠隨時(shí)顯示剩余充電時(shí)間，來提醒更換儲(chǔ)能模塊。在電動(dòng) 汽車應(yīng)用中，人們對(duì)電動(dòng)汽車的智能化提出了更高的需求，要求在充電的時(shí)候，特別是在快速充電的充電站充電時(shí)，能夠顯示剩余充電時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種電池組剩余充電時(shí)間估算方法，以獲得電池組剩余充電時(shí)間。一種電池組剩余充電時(shí)間估算方法，包括步驟
由設(shè)置在電池組的各電池單元上的溫度傳感器獲得各電池單元的溫度；
由采樣電路獲得各電池單元的電壓；
電池控制單元根據(jù)所述電壓獲得電池組的電池荷電狀態(tài)；
電池控制單元在所述電池荷電狀態(tài)小于恒流充電門限時(shí)，根據(jù)公式(I)計(jì)算剩余充電時(shí)間，反之根據(jù)公式(2)計(jì)算剩余充電時(shí)間，其中所述恒流充電門限是充電機(jī)從較大充電電流轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的較小充電電流的門限
t=(THR-SOC)*C/(KT*C)+2%*C/0. IC(I)
t=(100%-S0C)*C/0. IC(2)
其中，t為剩余充電時(shí)間，THR為恒流充電門限，SOC為電池荷電狀態(tài)，C為電池組容量，T為溫度，K為溫度系數(shù)；
顯示單元顯示所述剩余充電時(shí)間。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述恒流充電門限為98%。電池控制單元控制充電機(jī)在以較大充電電流充電時(shí)的充電電流為KT與電池組容量C的乘積，以穩(wěn)定的較小充電電流充電時(shí)的充電電流為O. I倍的電池組容量。本發(fā)明的電池組剩余充電時(shí)間估算方法依據(jù)電池充電的規(guī)律，利用電池荷電狀態(tài)(SOC)、電池溫度和電池容量估算出電池組的剩余充電時(shí)間，使電池管理系統(tǒng)能夠顯示剩余充電時(shí)間，為車載電池相關(guān)其它部分的應(yīng)用提供支持。
具體實(shí)施例方式下面以具體實(shí)施例對(duì)發(fā)明電池組剩余充電時(shí)間估算方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明方法主要應(yīng)用于電池組管理系統(tǒng)中，該電池組管理系統(tǒng)主要包括電池控制單元(battery control unit, BQJ),與電池控制單元相連的監(jiān)控設(shè)備以及多個(gè)電池管理單元(battery management unit, BMU),以及設(shè)置在各電池單元上的溫度傳感器以及采樣電路。其中，每個(gè)電池單元可以僅包括一個(gè)單體電池，也可以包括通過并聯(lián)或串并聯(lián)的方式連接起來的多個(gè)單體電池。電池控制單元在電池組充電時(shí)通過充電CAN與充電機(jī)相連，獲取充電機(jī)的參數(shù)并反饋電池管理系統(tǒng)控制信號(hào)。多個(gè)電池管理單元分別與設(shè)置在各電池單元上的溫度傳感器以及采樣電路相連，并從溫度傳感器和采樣電路上獲得各電池單元的溫度和電壓。本實(shí)施例中，電池組采用磷酸鐵鋰電池，電池組的充電過程分為兩個(gè)階段，前期為恒流充電階段，后期降流充電階段。恒流充電階段的充電電流較大，且與電池組溫度有關(guān)，后期降流充電階段的充電電流較小。電池控制單元控制充電機(jī)在以較大充電電流充電時(shí)的充電電流為K、T與電池組容量C的乘積，以穩(wěn)定的較小充電電流充電時(shí)的充電電流為O. I倍的電池組容量。其中，T為電池組溫度，可采用電池組平均溫度，也可采用電池組中的最低溫度。K為溫度系數(shù)。本發(fā)明的電池組剩余充電時(shí)間估算方法主要包括以下步驟 步驟一，由溫度傳感器獲得各電池單元的溫度；
步驟二，由采樣電路獲得各電池單元的電壓；
步驟三，電池控制單元根據(jù)前述步驟獲得的電壓獲得電池組的電池荷電狀態(tài)(stateof Charge, SOC);一般的，通過查表的方式獲得電池組的SOC ；
步驟四，電池控制單元在電池荷電狀態(tài)小于一個(gè)預(yù)設(shè)值(本實(shí)施例中稱為恒流充電門限)時(shí)，根據(jù)公式(I)計(jì)算剩余充電時(shí)間，反之根據(jù)公式(2)計(jì)算剩余充電時(shí)間t=(THR-SOC)*C/(KT*C)+2%*C/0. IC(I)
t=(100%-S0C)*C/0. IC(2)
其中，恒流充電門限也是恒流充電階段和降流充電階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。公式中t為剩余充電時(shí)間，THR為恒流充電門限，SOC為電池荷電狀態(tài)，C為電池組容量；
步驟五，監(jiān)控設(shè)備的顯示單元顯示步驟四獲得的剩余充電時(shí)間。 本實(shí)施例中，恒流充電門限THR為98%。利用本發(fā)明的電池組剩余充電時(shí)間估算方法能夠估算由多節(jié)串并聯(lián)單體電池組成的電池組的剩余充電時(shí)間。在符合上述充電規(guī)律的電池系統(tǒng)中，都可以用此方法進(jìn)行剩余充電時(shí)間的計(jì)算。從而電池管理系統(tǒng)可具有剩余充電時(shí)間提醒功能，在快速充電站、大型儲(chǔ)能站等可以幫助工作人員合理安排、協(xié)調(diào)充電設(shè)備。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電池組剩余充電時(shí)間估算方法，其特征在于，包括步驟 由設(shè)置在電池組的各電池單元上的溫度傳感器獲得各電池單元的溫度； 由采樣電路獲得各電池單元的電壓； 電池控制單元根據(jù)所述電壓獲得電池組的電池荷電狀態(tài)； 電池控制單元在所述電池荷電狀態(tài)小于恒流充電門限時(shí)，根據(jù)公式(I)計(jì)算剩余充電時(shí)間，反之根據(jù)公式(2)計(jì)算剩余充電時(shí)間，其中所述恒流充電門限是充電機(jī)從較大充電電流轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的較小充電電流的門限 t=(THR-SOC)*C/(KT*C)+2%*C/0. IC(I) t=(100%-S0C)*C/0. IC(2) 其中，t為剩余充電時(shí)間，THR為恒流充電門限，SOC為電池荷電狀態(tài)，C為電池組容量，T為溫度，K為溫度系數(shù)； 顯示單元顯示所述剩余充電時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池組剩余充電時(shí)間估算方法，其特征在于，所述恒流充電門限為98%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組剩余充電時(shí)間估算方法，其特征在于，電池控制單元控制充電機(jī)在以較大充電電流充電時(shí)的充電電流為KT與電池組容量C的乘積，以穩(wěn)定的較小充電電流充電時(shí)的充電電流為0. I倍的電池組容量。
全文摘要
本發(fā)明涉及電池組剩余充電時(shí)間估算方法，其包括步驟由設(shè)置在電池組的各電池單元上的溫度傳感器獲得各電池單元的溫度；由采樣電路獲得各電池單元的電壓；電池控制單元根據(jù)所述電壓獲得電池組的電池荷電狀態(tài)；電池控制單元在所述電池荷電狀態(tài)小于恒流充電門限時(shí)，根據(jù)公式(1)計(jì)算剩余充電時(shí)間，反之根據(jù)公式(2)計(jì)算剩余充電時(shí)間，其中所述恒流充電門限是充電機(jī)從較大充電電流轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的較小充電電流的門限；顯示單元顯示所述剩余充電時(shí)間。本發(fā)明的電池組剩余充電時(shí)間估算方法依據(jù)電池充電的規(guī)律，利用電池荷電狀態(tài)、電池溫度和電池容量估算出電池組的剩余充電時(shí)間，使電池管理系統(tǒng)能夠顯示剩余充電時(shí)間，為相關(guān)其它部分的應(yīng)用提供支持。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102707234SQ20121013615
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者劉飛, 張金靈, 文鋒, 阮旭松 申請(qǐng)人:惠州市億能電子有限公司