[發明專利]一種用于汽車起動照明型鉛酸蓄電池的狀態估算方法

有效

• 申請號: 201010152840.1
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN101813754A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 楊殿閣;連小珉;顧錚珉;李克強;鄭四發;羅禹貢;王建強;陸良;張新豐
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種蓄電池的狀態估算方法，特別是關于一種用于汽車起動照明 型鉛酸蓄電池的狀態估算方法，屬于汽車電子控制技術領域。

背景技術

隨著汽車電子電氣技術的發展，為了滿足乘客和駕駛員的舒適性和方便性要 求，現代汽車，尤其是高級轎車的車內引入了越來越多的大功率用電器，如電加 熱座椅、電熱除霜、大功率汽車音響等。因此，汽車的起動照明型鉛酸蓄電池所 需提供的電能已經遠遠超過起動發動機與照明這類簡單的任務。

大功率的用電電器使汽車的起動照明型蓄電池的電量很容易被消耗掉，并且 也加快了蓄電池的老化速度，面對這些問題，汽車電氣系統亟需一種簡單有效的 汽車起動照明型蓄電池的狀態估算方法，以用于提醒駕駛員注意蓄電池的電量和 蓄電池的老化，及時關閉大耗電量電器和更換舊蓄電池，同時提供發電機管理系 統控制蓄電池的充電過程。

現有的蓄電池狀態估算方法，比如專利：一種動力電池荷電狀態估計方法(公 開號：CN101212071)，針對動力電池的工作特征進行了設計，這種方法不適合普 通車輛上廣泛使用的起動照明型鉛酸蓄電池的狀態估算。專利：用于電池容量的 測量方法(公開號：CN1437031)，利用蓄電池開路電壓特性估算荷電狀態，僅適 用30％～70％荷電狀態的估算。專利：一種基于組合采樣點卡爾曼濾波的電池剩余 電量估計方法(公開號：CN101604005)，雖能在線獲得較為精確的蓄電池荷電狀 態，但其計算復雜，實現成本較高。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種用于汽車起動照明型鉛酸蓄電池的 狀態估算方法，該方法適合普通車輛，估算方法精確、可靠，計算量低，實現成 本低。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種用于汽車起動照明型鉛酸 蓄電池的狀態估算方法，其包括以下步驟：1)將起動照明型鉛酸蓄電池連接一電 流/電壓/溫度檢測裝置的輸入端，檢測裝置的輸出端連接一蓄電池狀態估算裝置； 2)檢測裝置將檢測到的蓄電池的電流/電壓/溫度數據傳送給蓄電池狀態估算裝 置，由蓄電池狀態估算裝置根據檢測到的數據，判斷蓄電池所處的工況，并針對 各個工況采用不同的估算方法，估算蓄電池的荷電狀態；3)將步驟2)中得到的 蓄電池的各種工況的荷電狀態進行綜合，以得到更為準確的蓄電池荷電狀態；4) 利用步驟3)中綜合得到的蓄電池荷電狀態與綜合前蓄電池荷電狀態的偏差，以及 蓄電池的累積充電量、各方法誤差，更新步驟1)中蓄電池荷電狀態估算方法中的 參數，通過更新后的參數計算得到蓄電池的健康狀態，進而對蓄電池的健康狀態 進行判斷；5)將步驟4)中更新后的參數存儲在蓄電池狀態估算裝置中，以用于 下一個周期的迭代估算過程中。

所述步驟2)中，汽車在使用過程中包括三種工況，三種工況下，蓄電池荷電 狀態的估算方法為：①在一般工況下，使用皮克特(Peukert)修正的安時積分法 進行積分計算，估算蓄電池的荷電狀態；一般工況，包括但不限于發動機工作時 的浮充工況、發電機停機時的放電工況，以及車輛鎖車后的車輛停放工況；并且 在使用安時積分法進行荷電狀態估算的同時，通過蓄電池充電過程中電壓與電流 的特征，對蓄電池進行荷電的充滿判斷；②在汽車鎖車長時靜置狀態時，使用開 路電壓測量法來估算蓄電池的荷電狀態；③在汽車啟動發動機工況時，使用等效 直流內阻法來估算蓄電池的荷電狀態。

所述步驟3)中，將汽車在使用過程中的各種工況下的蓄電池荷電狀態進行綜 合，具體方法如下：①汽車鎖車長時靜置狀態與一般工況的綜合：將安時積分方 法的荷電狀態與開路電壓方法獲得的荷電狀態，根據各自方法的誤差大小，按比 例進行綜合；②啟動發動機工況與一般工況的綜合：將安時積分方法的荷電狀態 與等效直流內阻方法獲得的荷電狀態，根據各自方法的誤差大小，按比例進行綜 合。

在綜合各種工況獲得荷電狀態后，可以利用綜合后的荷電狀態與參與綜合的 兩個荷電狀態數值的差作為依據，更新安時積分法中的參數；更新的參數包括充 電效率、蓄電池可用容量和累積放電量，通過更新后的蓄電池的可用容量與蓄電 池的溫度，計算得到蓄電池的健康狀態。

汽車鎖車長時靜置狀態和一般工況的綜合，啟動發動機工況和一般工況的綜 合，其具體步驟如下：采用安時積分法估算得到的蓄電池荷電狀態為α；采用開 路電壓方法估算得到的蓄電池荷電狀態為β；采用等效直流內阻法估算得到的蓄 電池荷電狀態為γ；