一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測方法，以鉛酸蓄電池的內(nèi)阻作為判斷該鉛酸蓄電池健康狀態(tài)是否合格的指標。首先以設(shè)定頻率采集汽車發(fā)動機啟動開始到結(jié)束整個過程中的鉛酸蓄電池放電電流和電壓數(shù)據(jù)，然后用線性最小二乘擬合的方法計算出鉛酸蓄電池內(nèi)阻，并參考當時充電狀態(tài)和蓄電池溫度判斷出該蓄電池的健康狀態(tài)是否合格。本方法計算簡單且檢測精度高。
【專利說明】一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電池檢測方法，特別涉及一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車上的電子設(shè)備越來越多，不斷增加的電力負荷就給汽車鉛酸蓄電池帶來挑 戰(zhàn)。使用了 3年的鉛酸蓄電池，故障率可能攀升至lOOOOppm。很多汽車故障都可以追溯到鉛 酸蓄電池失效，如果能夠準確知道蓄電池狀態(tài)，這些故障是可以避免的，另外，汽車起停系 統(tǒng)（Start-Stop)、混合動力汽車和純電動汽車也必須要求了解電池狀態(tài)。在汽車能量管理 系統(tǒng)（BEM)里汽車電池管理系統(tǒng)（BMS)成為不可缺少的一部分，BMS為車身控制模塊（BCM) 提供電池狀態(tài)信息，BMS可以最大限度地降低因為電池意外故障而導致的汽車故障次數(shù)，從 而實現(xiàn)最長電池使用時間和最大電池能效，而且可以支持二氧化碳減排功能。
[0003] 鉛酸蓄電池的狀態(tài)包括充電狀態(tài)（SOC)和健康狀態(tài)（SOH)。充電狀態(tài)（SOC)代表 了鉛酸蓄電池中可以使用的電量，充電狀態(tài)（SOC)通常以百分數(shù)的形式表示，其值為鉛酸 蓄電池可使用的電量除以標稱電量，所以完全充電的電池 SOC為100%，完全放電的電池充 電狀態(tài)（SOC)為0%，充電狀態(tài)（SOC)值的大小隨電池的充電和放電改變。健康狀態(tài)（SOH) 代表汽車鉛酸蓄電池為發(fā)動機啟動提供的能力，對鉛酸蓄電池來說，發(fā)動汽車發(fā)動機是非 常重要的功能，因此，BMS-個非常重要的任務是預測在實際電量條件下是否能夠啟動汽 車，啟動預測通過健康狀態(tài)（SOH)表示。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是針對鉛酸蓄電池失效導致汽車故障率上升的問題，提出了一種汽車鉛酸 蓄電池健康狀態(tài)檢測方法，以監(jiān)測鉛酸蓄電池放電電流和電壓數(shù)據(jù)，計算電池內(nèi)阻來判讀 蓄電池健康狀態(tài)，及時報故障。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測方法，具體包括如下步 驟： 1) 、在發(fā)動機啟動時檢測鉛酸蓄電池的充電狀態(tài)S0C0和鉛酸蓄電池溫度TO ; 2) 、根據(jù)鉛酸蓄電池溫度TO通過查找表，獲得蓄電池溫度TO下的充電狀態(tài)的閾值 SOCTh和健康狀態(tài)的閾值RTh ; 3) 、在汽車發(fā)動機啟動開始到結(jié)束整個過程中，以設(shè)定頻率同時采集鉛酸蓄電池兩端 放電電壓Vb和放電電流Ib數(shù)據(jù)，放電電流數(shù)據(jù)通過采集鉛酸蓄電池陰極和負載之間串聯(lián) 的采樣電阻上電壓計算得到； 4) 、將采集的使用過程中所有的Vb和Ib數(shù)據(jù)組用線性最小二乘擬合的方法，計算得到 發(fā)動起動時鉛酸蓄電池的內(nèi)阻值Rb ; 5) 、如果Rb < RTh，判斷鉛酸蓄電池的健康狀態(tài)合格， 如果Rb > RTh，則進行下面判斷： a、 SOCO > SOCTh，判斷鉛酸蓄電池的健康狀態(tài)不合格，需要更換蓄電池； b、 SOCO < SOCTh，蓄電池需要充電。
[0006] 所述獲取的每組鉛酸蓄電池放電電流Ib和放電電壓Vb數(shù)據(jù)的關(guān)系為：Vb=Vocv+Ib*Rb，Vocv為鉛酸蓄電池開路電壓，Rb為采集對象鉛酸蓄電池的內(nèi)阻。
[0007] 所述用線性最小二乘擬合的方法得到發(fā)動啟動時鉛酸蓄電池的內(nèi)阻值Rb計算公 式：

【權(quán)利要求】
1. 一種汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，具體包括如下步驟： 1) 、在發(fā)動機啟動時檢測鉛酸蓄電池的充電狀態(tài)SOCO和鉛酸蓄電池溫度TO ; 2) 、根據(jù)鉛酸蓄電池溫度TO通過查找表，獲得蓄電池溫度TO下的充電狀態(tài)的閾值 SOCTh和健康狀態(tài)的閾值RTh ; 3) 、在汽車發(fā)動機啟動開始到結(jié)束整個過程中，以設(shè)定頻率同時采集鉛酸蓄電池兩端 放電電壓Vb和放電電流Ib數(shù)據(jù)，放電電流數(shù)據(jù)通過采集鉛酸蓄電池陰極和負載之間串聯(lián) 的采樣電阻上電壓計算得到； 4) 、將采集的使用過程中所有的Vb和Ib數(shù)據(jù)組用線性最小二乘擬合的方法，計算得到 發(fā)動起動時鉛酸蓄電池的內(nèi)阻值Rb ; 5) 、如果Rb < RTh，判斷鉛酸蓄電池的健康狀態(tài)合格， 如果Rb > RTh，則進行下面判斷： a、 SOCO > SOCTh，判斷鉛酸蓄電池的健康狀態(tài)不合格，需要更換蓄電池； b、 S0C0 < SOCTh，蓄電池需要充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述獲取的 每組鉛酸蓄電池放電電流Ib和放電電壓Vb數(shù)據(jù)的關(guān)系為： Vb=Vocv+Ib*Rb，Vocv為鉛酸蓄電池開路電壓，Rb為采集對象鉛酸蓄電池的內(nèi)阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車鉛酸蓄電池健康狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述用線性 最小二乘擬合的方法得到發(fā)動啟動時鉛酸蓄電池的內(nèi)阻值Rb計算公式：
其中X為啟動過程獲取的鉛酸蓄電池放電電流Ib數(shù)據(jù)矩陣，Y為啟動過程獲取的鉛酸 蓄電池兩端放電電壓Vb數(shù)據(jù)矩陣，
其中η為采集點數(shù)。
【文檔編號】G01R31/36GK104391252SQ201410726034
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】吳凡, 穆平安, 戴曙光 申請人:上海理工大學