本發(fā)明屬于鋰電池充放電管理領(lǐng)域，尤其涉及一種電動工具電池管理系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前電動工具普遍采用鋰電池，但鋰電池在使用過程中，會發(fā)生化學(xué)和物理變化，表現(xiàn)為鋰電池的老化程度和健康狀態(tài)，這些變化會影響鋰電池的性能和壽命。鋰電池的老化程度和健康狀態(tài)通常由以下幾個因素決定：（1）充放電循環(huán)次數(shù)：鋰電池的充電和放電次數(shù)越多，其老化程度就越高。這是因?yàn)槊看纬潆姾头烹姸紩?dǎo)致鋰離子電池中的電解質(zhì)和電極材料發(fā)生化學(xué)變化，從而減少鋰電池的容量和性能。（2）溫度：鋰電池的工作溫度越高，其老化程度就越高。這是因?yàn)楦邷貢铀黉囯姵貎?nèi)部化學(xué)反應(yīng)的速度，從而導(dǎo)致鋰電池的容量和性能降低。（3）充電和放電電流大?。轰囯姵氐某潆姾头烹娝俾试娇?，即電流越大，充電和放電時(shí)間越短，其老化程度就越高。這是因?yàn)榭焖俪浞烹姇?dǎo)致鋰離子電池中的電解質(zhì)和電極材料發(fā)生化學(xué)變化，從而降低鋰電池的容量和性能。（4）多串電芯不均衡充放電：多串鋰電池由于電池特性的不一致，可能會存在電壓差，導(dǎo)致存在壓差的電芯在充放電過程中，會頻繁過壓和欠壓，從而導(dǎo)致電池老化程度加劇。

2、鋰電池在老化程度加劇和健康狀態(tài)變差后會產(chǎn)生以下問題；（1）容量衰減：鋰電池的容量衰減是指鋰電池在充電和放電過程中容量的減少。當(dāng)鋰電池老化程度增加時(shí)，其容量衰減會更快。容量衰減會導(dǎo)致鋰電池的續(xù)航能力降低。（2）內(nèi)阻增加：鋰電池的內(nèi)阻增加是指鋰電池在充電和放電過程中內(nèi)部電阻的增加。當(dāng)鋰電池老化程度增加時(shí)，其內(nèi)阻會增加，從而導(dǎo)致鋰電池的輸出功率降低。（3）安全性下降：鋰電池的安全性下降是指鋰電池在充電和放電過程中出現(xiàn)泄漏、短路、爆炸等安全問題的概率增加。當(dāng)鋰電池老化程度增加時(shí)，其安全性會降低，從而可能導(dǎo)致安全事故發(fā)生。

3、現(xiàn)目前電動工具鋰電池在電池管理系統(tǒng)中充放電保護(hù)參數(shù)比較固定，無法在工作過程中根據(jù)鋰電池使用的老化和健康程度進(jìn)行相對應(yīng)的充電和放電相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，也不能根據(jù)電池實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行充放電電流的實(shí)時(shí)調(diào)整，無法減慢鋰電池在老化程度和健康狀態(tài)變差，這樣會影響鋰電池的老化以及實(shí)際使用時(shí)間，導(dǎo)致鋰電池在使用過程中越來越不耐用，存在壽命越來越短的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種電動工具電池管理系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法，針對電池包不同的實(shí)時(shí)工作溫度，調(diào)整相對應(yīng)的充放電電流，使電池包更加不容易達(dá)到過溫保護(hù)，充電時(shí)間更短，放電時(shí)間更長。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明的電動工具電池管理系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法，包括如下步驟：

3、步驟1：通過bms基本模塊實(shí)時(shí)采集目標(biāo)電池的狀態(tài)信息以及目標(biāo)電池的過充、過放、過溫、過流、自均衡累計(jì)次數(shù)和；

4、步驟2：對目標(biāo)電池的過充、過放、過溫、過流、自均衡累計(jì)次數(shù)和進(jìn)行判斷，定義目標(biāo)電池的健康系數(shù)和老化系數(shù)；

5、步驟3：將健康系數(shù)和老化系數(shù)結(jié)合充放電參數(shù)調(diào)整的算法，獲得調(diào)整后的充放電電流參數(shù)；

6、步驟4：通過通訊模塊將目標(biāo)電池的狀態(tài)信息和充放電電流參數(shù)傳輸給充電設(shè)施，充電設(shè)施根據(jù)通訊的實(shí)時(shí)信息和調(diào)整后的充放電參數(shù)，對目標(biāo)電池的充放電電流做出自適應(yīng)調(diào)整。

7、進(jìn)一步的，步驟1中，所述目標(biāo)電池的狀態(tài)信息包括各節(jié)單體電芯的電壓、電池回路中的電流、電池內(nèi)部各個溫度采集點(diǎn)的溫度信息和電池包的荷電信息。

8、進(jìn)一步的，步驟2具體包括：從bms基本模塊讀取過充、過放、過溫、過流、自均衡的累計(jì)次數(shù)和，并進(jìn)行判斷，循環(huán)次數(shù)不超過300時(shí)，選取健康系數(shù)α=1；當(dāng)次數(shù)介于300和500之間時(shí)，選取健康系數(shù)α=0.95；當(dāng)次數(shù)超過500時(shí)，選取健康系數(shù)α=0.93；并且同時(shí)從bms基本模塊讀取電池充放電循環(huán)累計(jì)次數(shù)，并進(jìn)行判斷，循環(huán)次數(shù)不超過500時(shí)，選取老化系數(shù)β=1；當(dāng)循環(huán)次數(shù)介于500和1000之間時(shí)，選取老化系數(shù)β=0.98；當(dāng)循環(huán)次數(shù)超過1000時(shí)，選取老化系數(shù)β=0.95。

9、進(jìn)一步的，所述充電設(shè)施包括充電器或電動工具。

10、進(jìn)一步的，當(dāng)選擇充電器時(shí)，先針對充電器的充電截止電壓vcof、充電不均衡壓差vcdif、恒流充電電流icon、充電高溫截止溫度tcof等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算更新，結(jié)合α、β值進(jìn)行運(yùn)算得到調(diào)整后的充放電電流參數(shù)；其中計(jì)算方法如下：v'cof=vcof*α*β；v'cdif=vcdif*α*β；i'con= icon *α*β*d，d為充電電流溫度系數(shù)；t'cof= tcof*α*β；其中 v'cof為調(diào)整后的充電截止電壓，v'cdif為調(diào)整后的充電不均衡壓差，i'con為調(diào)整后的恒流充電電流，t'cof為調(diào)整后的充電高溫截止溫度。當(dāng)實(shí)時(shí)電壓的單節(jié)最高電池電壓vmax大于等于v'cof時(shí)，停止充電，否則正常充電，當(dāng)實(shí)時(shí)充電不均衡壓差（單節(jié)最高電池電壓vmax-單節(jié)最低電池電壓vmin）大于等于v'cdif時(shí)，停止充電，否則正常充電；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度與調(diào)整后的充電高溫截止溫度比值大于等于0.6時(shí)，恒流充電電流需要乘以實(shí)時(shí)充電電流溫度系數(shù)d，d的數(shù)值與比值相對應(yīng)，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度大于等于充電高溫截止溫度t'cof時(shí)，停止充電。

11、進(jìn)一步的，當(dāng)選擇電動工具時(shí)，先針對放電截止電壓vdof、放電不均衡壓差vddif、放電最大允許電流imax、額定工作電流idret、放電高溫截止溫度tdof參數(shù)結(jié)合α、β值進(jìn)行運(yùn)算得到調(diào)整后的充放電電流參數(shù)，運(yùn)算公式如下：v'dof=vdof*α*β；v'ddif=vdif*α*β；i'max= imax *α*β；i'dret= idret*f，f為放電電流溫度系數(shù)；t'dof= tdof*α*β；其中 v'dof為調(diào)整后的放電截止電壓，v'ddif為調(diào)整后的放電不均衡壓差，i'max為調(diào)整后的放電最大允許電流，i'dret為調(diào)整后的額定工作電流， t'dof為調(diào)整后的放電高溫截止溫度。當(dāng)實(shí)時(shí)電壓的單節(jié)最低電池電壓vmin小于等于v'dof時(shí)，停止充電，否則正常充電；當(dāng)實(shí)時(shí)放電不均衡壓差（單節(jié)最高電池電壓vmax-單節(jié)最低電池電壓vmin）大于等于v'ddif時(shí)，停止放電，否則正常放電；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度與調(diào)整后的放電高溫截止溫度比值大于等于0.6時(shí)，額定工作電流idret需要乘以實(shí)時(shí)放電電流溫度系數(shù)f，f的數(shù)值與比值相對應(yīng)，當(dāng)電機(jī)實(shí)時(shí)工作電流大于等于放電最大允許電流i'max時(shí)，停止放電；當(dāng)實(shí)時(shí)溫度大于等于放電高溫截止溫度t'dof時(shí)，停止放電。

12、本發(fā)明還公開一種電動工具電池管理系統(tǒng)，包括bms基本模塊、老化和健康系數(shù)計(jì)算模塊、通訊模塊、充電參數(shù)調(diào)整模塊和放電參數(shù)調(diào)整模塊；所述bms基本模塊，實(shí)現(xiàn)對電池包的電壓、充放電電流、充放電溫度、均衡信息、電池荷電狀態(tài)的采集；所述老化和健康系數(shù)計(jì)算模塊，針對bms基本模塊采集的信息進(jìn)行分析計(jì)算得出老化和健康系數(shù)；所述通訊模塊，完成老化和健康系數(shù)和實(shí)時(shí)溫度、電壓通訊給相對應(yīng)工作的充電器或者電動工具；所述充電和放電參數(shù)調(diào)整模塊指的是相對應(yīng)的充電器或電動工具經(jīng)過通訊的信息，進(jìn)行充電參數(shù)運(yùn)算，并結(jié)合實(shí)時(shí)電壓、溫度，進(jìn)行限電流或者停止充放電保護(hù)。

13、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

14、（1）此電池管理系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法充放電參數(shù)調(diào)整模塊針對電池包在不同階段的生命周期中實(shí)時(shí)調(diào)整充放電參數(shù)。（2）針對電池包不同的實(shí)時(shí)工作溫度，調(diào)整相對應(yīng)的充放電電流，使電池包更加不容易達(dá)到過溫保護(hù)，充電時(shí)間更短，放電時(shí)間更長。（3）通過將老化和健康參數(shù)以及實(shí)時(shí)電壓、溫度通訊給相對應(yīng)的充電器和機(jī)器，可以圍繞電池包做平臺，具有一定的平臺通用性。

相關(guān)知識

人工智能電池管理系統(tǒng)
電動汽車電池管理系統(tǒng)
智慧電動車解決方案之BMS電池管理系統(tǒng)
為什么電動車電池需要BMS鋰電池智能管理系統(tǒng)？
EIS：電動汽車電池管理系統(tǒng)的下一階段？
【電池健康管理系統(tǒng)】
無線電池管理系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)智能電池生態(tài)系統(tǒng)解決方案
智能電池管理系統(tǒng)優(yōu)化
《電池管理系統(tǒng)BMS》課件：優(yōu)化電池性能與安全
廠家供應(yīng)電動打包機(jī) 工具電池18V5.0Ah大電流供電定制容量

網(wǎng)址: 一種電動工具電池管理系統(tǒng)自適應(yīng)控制方法 http://www.u1s5d6.cn/newsview1295809.html