[發明專利]一種壽命狀態自適應型SOC估算方法及系統

有效

• 申請號: 201110179230.5
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102347517A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 樸昌浩;舒小農;楊輝前;姚振輝
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司;重慶長安新能源汽車有限公司;重慶郵電大學
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明屬于新能源汽車的電池系統領域，涉及一種動力電池SOC的估算方法。

背景技術

隨著全球氣候逐步惡化、城市大氣污染加劇和石油資源過度消耗,?發展節能、環保汽車已成為世界汽車工業技術創新的重要方向和汽車產業可持續發展的必然選擇。新能源汽車的逐步發展擴大，目前應用在新能源汽車上的動力電池類型有：鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鎳鎘電池和鋰電池。為能夠保障電池的安全、性能優良，延長電池的使用壽命，必須對電池進行可靠有效的管理，電池SOC是表征電池狀態的最重要的參數之一，能夠準確的估算電池荷電狀態SOC就能夠很好的管理電池，保障電池的安全、性能和延長電池的使用壽命。

在已有的專利中，也曾有估算電池SOC方法的描述，如名稱為一種混合動力電池SOC自適應控制方法的專利200910144366.5，其通過荷電狀態SOC區間劃分，將再生制動回收能量補充的SOC與電機發電模式回收的能量區分開來，其中電機發電回收的能量只用來做效率輔助驅動，合理的控制了混合動力能量的使用，但其沒有區分電池所處的狀態是靜態還是動態，都是在動態下對電池SOC進行的估算，電池所處狀態不同表現出的特征也有很大的不同，只在動態下不能精確的估算電池的SOC。?

發明內容

本發明為彌補上述缺陷，提出了一種壽命狀態自適應型SOC估算方法。

本發明的目的是提出一種用于準確估算電池不同壽命狀態下SOC的方法，其能夠在電池處于靜態下，通過感知溫度、開路電壓和根據電池總充放電電量信息準確估算電池靜態下的SOC值，同時也能夠在電池處于動態下，通過感知電流、溫度、電壓和根據電池總充放電電量信息準確估算電池動態下的SOC值。

為了達成本發明的上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種壽命狀態自適應型SOC估算方法，其實現包括以下幾個步驟：在起始時刻檢測電池溫度，并通過溫度得到溫度參數；測量電池開路電壓（OCV）值；且利用這些參數以及電池總充放電電量來估算電池的SOC值。

根據本發明，此算法更包括以下步驟：

首先采集電流值I，用于估算電池SOC期間安時積分此電流，并計算電池總充放電電量，進而利用總充放電電量估算出電池電容量的衰減狀態；其次采集總電壓V，并通過I、V和時間T計算電壓變換速率，并根據這些參數來計算電池能量的轉換效率；再次通過容量衰減狀態、總電壓值、I、電壓變換速率和能量轉換效率來計算電池的內阻并估算其開路電壓；最后通過參數模型估算器計算出電池的修正參數并對前一時刻SOC_t-1進行修正得到當前時刻SOC_t并存儲到EEPROM里。

為了達到本發明的目的，還需要采用一些估算SOC值的輔助設施，包括：溫度傳感器，用于測量電池的溫度；電壓采集器，用于實時的采集電池的電壓；電流傳感器，用于測量充放電電流；還有控制器，其通過對采集信號以及電池存儲信息的分析和處理估算得到電池的SOC值。

本發明通過建立壽命狀態自適應模型對采集的電池電流、電壓和溫度信息進行處理，達到準確估算動力電池SOC的目的。本發明通過將電池狀態劃分為靜態和動態，在不同狀態下根據情況自適應調整估算參數對電池SOC進行估算，防止了使用過程中對電池過充過放情況的發生，從而達到提高電池使用安全以及壽命的目的。

附圖說明

圖1為本發明提出的一種壽命狀態自適應型SOC估算方法總體設計框圖；

圖2為本發明提出的一種壽命狀態自適應型SOC估算方法程序流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明所述的一種壽命狀態自適應型SOC估算方法包括信號采集模塊、基于參數的估算模塊、存儲器模塊和SOC算法模塊。其中信號采集模塊負責精確的采集電池的溫度、電流、電壓信息；存儲器負責存儲電池的變化狀態和各個參數信息以備更好的跟蹤電池的狀態；基于參數的估算模塊負責根據采集到的當前電池信息以及存儲器里電池以前狀態的信息計算得到SOC的修正參數；SOC算法模塊負責對電池當前的狀態信息以及修正參數進行處理并估算出當前的SOC值。

如圖2所示，本發明的實施過程如下：

第一、測量電池的溫度，通過溫度計算得到溫度參數；

第二、通過電流的情況判斷電池處于靜態還是動態；

當電池處于靜態時：

首先測量OCV，然后根據SOC_t-1、OCV和溫度參數得到電池的修正參數并對SOC值進行修正，得到當前SOC_t并存儲到EEPROM里；

當電池處于動態時：