一种电动汽车蓄电池状态检测方法与流程

1.本发明涉及电动汽车蓄电池状态检测方法。


背景技术：

2.蓄电池是车辆低压电能的来源，其性能直接影响车辆的行驶安全及监控数据存储安全。但由于蓄电池本身的特性，随着使用时间增加，其容量衰减较快，尤其是在80％荷电容量以下，可能会出现跳水式衰减。在低压供电上，如果缺少异常情况下的低压供电保护，会对蓄电池存在过冲或过放的情况，造成蓄电池的寿命缩短，无法根据需求实施智能化控制。
3.现有技术一般利用专用的仪器进行定期的维护和检测，不仅需要耗费大量的人力、物力，还影响车辆的使用和运营。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种电动汽车蓄电池状态检测方法，用以解决现有方式资源消耗大、效率低的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出了一种电动汽车蓄电池状态检测方法，包括以下步骤：
6.确定车辆为停车状态；
7.检测蓄电池电量是否为满电状态，若不是满电状态，给蓄电池充电至满电状态；
8.满电状态下，切除除测试负载以外的所有负载，使蓄电池仅对测试负载放电；
9.采集、记录蓄电池两端电压，包括放电开始时的初始电压u1、放电时间t和终止电压u2；同时所述初始电压u1、放电时间t和终止电压u2与标准蓄电池进行比较，判断蓄电池状态是否合格。
10.进一步的，将采集的信号和检测结果上传到车辆监控平台和用户维保系统。
11.进一步的，计算放电时间段t内的电压变化量δu＝u1-u2，然后计算蓄电池的实际容量衰减度δu/t，比较实际容量衰减度δu/t与标准容量衰减度，若实际容量衰减度与标准容量衰减度的差异较大，则判定蓄电池状态不合格；其中，所述标准容量衰减度为标准蓄电池以对应的初始电压u1开始，经历放电时间t，达到终止电压u2’时得到的容量衰减度(u1-u2’)/t。
12.本发明还提供了一种电动汽车蓄电池状态检测方法，包括以下步骤：
13.确定车辆为停车状态；
14.断开蓄电池的其他负载，通过车辆中集成的dc/ac产生设定频率和幅值的交流电，加载到蓄电池上，进行蓄电池状态检测。
15.进一步的，将采集的信号和检测结果上传到车辆监控平台和用户维保系统。
16.进一步的，从车载dc/dc后端整流器之前引出交流电。
17.进一步的，在车载dc/dc中增加副边绕组，通过该增加的副边绕组引出交流电。
18.进一步的，通过车载dc/ac引出交流电。
19.本发明的有益效果是：提高了蓄电池的检测效率，减少了检测的人工成本，不会影响车辆使用和运营；而且可对车辆蓄电池状态提前预警，提前规避因蓄电池原因造成的车辆故障。
附图说明
20.图1是实施例1的直流检测方式的系统原理图；
21.图2是实施例1的检测流程图；
22.图3是实施例2的交流检测方式的系统原理图；；
23.图4是实施例2的dc/ac集成方式示意图；
24.图5是实施例2的检测流程图；
25.图6是实施例3的交流检测方式的系统原理图；
26.图7是实施例3的检测流程图；
27.图8是蓄电池检测与外界环境的专业数据库建立示意图。
具体实施方式
28.下面具体介绍两种蓄电池状态检测方式，一种是直流检测，另一种是交流检测。
29.实施例1，直流检测
30.直流检测的基本原理是检测蓄电池在放电一定时间时间后的电压变化，根据电压变化情况判断蓄电池状态是否合格。电压变化信息可以与整车车辆采集的温度，湿度，地区，海拔等外界因素关联，统一上传到车辆监控后台。
31.如图1所示，车载dc/dc的直流侧、蓄电池连接直流母线，为直流母线供电，直流母线上并联车载负载、电压检测模块(可以采用电压检测仪表)、电流传感器、动力转向系统、整车vcu等。车载dc/dc，蓄电池，车载负载、电压检测模块、动力转向系统、整车vcu等通过can总线连接，用于交互各种信息。整车vcu还与远程监控系统、客户维保系统进行通讯，用于传递检测结果。
32.客户维保系统将车辆的故障信息，状态信息数据传递给客户或者售后部门，用于车辆状态和零部件状态监控，提前识别运营风险，提前准备备件的客户服务系统。
33.为了实现直流检测，本实施例利用了测试负载，该测试负载借助车上已有的负载实现。图1中涉及的各种继电器k0、k1、k2、k3、k4均为车辆本身具有的继电器，用于控制对应设备与直流母线的连接。
34.如图2所示，检测过程如下：
35.确定车辆为停车状态；
36.检测蓄电池电量是否为满电状态，若不是满电状态，则通过闭合k1、k2给蓄电池充电；
37.满电状态下，断开k1，k4，k0，导通k3；即切除除测试负载以外的所有负载，使蓄电池对测试负载放电；
38.通过电压检测模块采集、记录蓄电池两端电压，包括放电开始时的初始电压u1、放电一段时间t后的终止电压u2；通过can总线将记录的信息发送到整车vcu，整车vcu计算放
电时间段t内的电压变化量δu＝u1-u2，然后计算电压变化量与所述放电设定时间的比值，得到蓄电池的实际容量衰减度δu/t，比较实际容量衰减度δu/t与标准容量衰减度，若实际容量衰减度与标准容量衰减度的差异较大，则判定蓄电池状态不合格；其中，所述标准容量衰减度为标准蓄电池以对应的初始电压u1开始，经历放电时间t，达到终止电压u2’时得到的容量衰减度，即(u1-u2’)/t。
39.等效的，除了比较容量衰减度，也可以比较终止电压u2与u2’的大小关系。另外，还可以比较初始电压和终止电压相同情况下所经历时间的大小关系。
40.实施例2，交流检测方式一
41.交流法电导测量是向蓄电池两端加一个已知频率和振幅的交流电压信号，测量出与电压同相位的交流电流值，其交流电流分量与交流电压的比值即为电池的电导。电导是频率的函数，不同的测试频率下有不同的电导值，电池的容量越小，电池电阻越大，电导值越小。该检测方法是一种根据电池电导值或者内阻值，进行蓄电池性能检测的方法。蓄电池检测结果同样与整车车辆采集的温度，湿度，海拔等外界因素关联，统一上传到车辆监控后台。
42.如图3所示，车载dc/dc的直流侧连接蓄电池。车辆正常供电时，k1，k2闭合，由车载dc/dc给蓄电池充电和整车供电；车载dc/dc集成的dc/ac通过继电器k20连接蓄电池。
43.其中车载dc/dc如图4所示，车载dcdc将动力电池的高压电v
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转化为直流低压电，需经过全桥或半桥调制电路，llc谐振电路，输出侧整流滤波几个环节。谐振电路将直流高压电转换为阶梯方波信号，经过llc谐振产生ac交流电，经变压器将电压按绕组比传递至输出侧，输出侧经过整流二极管输出直流电v0。
44.由于车载dc/dc为直-交-直的llc拓扑结构，因此，其前端的直-交部分可以用于提供本实施例所需要的交流电vac，实现所谓的集成dc/ac，具体的方式包括两种：
45.方式1：vac1信号产生电路，借助于输出侧变压器线圈在整流二极管前的交流信号，与地形成交流电，借用此交流电进行蓄电池检测。
46.方式2：vac2信号产生电路，方式为在dcdc的输出侧新增一个副边绕组，新增绕组与原边绕组的匝比可根据测试需要方便进行最优设计。
47.llc为dc/dc的一种拓扑方式，作为其他实施方式，也可以其他类型的dc/dc拓扑。
48.如图5所示，测试流程为：
49.车辆停车状态下，下发蓄电池状态检测指令；
50.开始蓄电池状态检测时，断开其他整车负载，k1断开，k20闭合，控制产生设定频率和幅值的交流电信号vac进行蓄电池状态检测。
51.所示检测指令由整车vcu下发，继电器等由整车vcu控制，由电压电流检测模块来检测蓄电池的电压信息，电流传感器来检测电流信息，电导的计算由整车vcu完成，检测信号和计算结果将上传车辆监控平台(即监控后台，例如云平台)，并同步给仪表和用户维保系统。维保人员获知相关信息后，能够对蓄电池状态有一定了解，若认为有必要，可以主动进行维修，或者定时进行维修。
52.本实施例中，vac产生电路、k20属于为实施测试新增的，其他硬件均为车辆本身带有的。
53.实施例3，交流检测方式二
54.本实施例与实施例2的区别在于，借助车载dc/ac逆变器输出交流电压，给蓄电池进行状态检测。
55.如图6所示，车载dc/ac的交流侧通过继电器k3连接到直流母线。车辆正常工作时，k1，k2，k5闭合，k3断开；车载dc/dc给蓄电池供电，车载dc/ac给其对于的空压机等交流负载供电。
56.如图7所示，在进入蓄电池检测模式后，k1，k5断开，k2，k30闭合，整车负载断开，由车载dc/ac给蓄电池提供交流电压输入，并记录测试时的电压和电流信息。
57.所示检测指令由整车vcu下发，继电器等由整车vcu控制，由电压电流检测模块来检测蓄电池的电压信息，电流传感器来检测电流信息，电导的计算由整车vcu完成。在蓄电池检测状态时，vcu通过控制车载dc/ac，进行调幅实现合适的蓄电池检测交流电压。检测信号和计算结果将上传车辆监控平台，并同步给仪表和用户维保系统。
58.本实施例中，k30是为了实现检测而独立设置的，其他设备均为车辆已有设备。
59.如图8所示，利用车辆的空调等监控车内外温度和湿度，利用车辆的定位系统监控车辆地区和海拔等信息。对上传车辆监控后台的检测结果，温度，湿度，地区，海拔等外界因素进行处理，归纳蓄电池在不同湿度，温度，海拔下的状态，建立专业数据库。一方面可以做为检测结果的重要参照，提高检测准确性。另一方面可以实现指导蓄电池的使用及保养，利于实现不同使用环境对蓄电池进行针对性优化。
60.综上以上实施例，本专利主要通过利用车辆已有的低压蓄电池、低压放电负载(直流检测)/dcac模块(交流检测)、接触器/继电器等开关、整车控制器等设备实现蓄电池状态的自动检测，只有极少设备需要安装。提高了蓄电池的检测效率，减少了检测的人工成本，不会影响车辆使用和运营；而且可对车辆蓄电池状态提前预警，提前规避因蓄电池原因造成的车辆故障。
61.检测结果可以通过整车can通讯网络，在仪表，整车监控平台，客户维保系统等多维度体现，方便进行故障及时处理,辅助客户或售后部门提前发现风险及进行备件更换管理，还可结合车辆使用环境，建立蓄电池专业数据库作为检测结果和针对性优化的参照。