[發(fā)明專利]一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線估算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210464071.8
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102930173A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭英;姚振輝;張友群;袁昌榮;鄧柯軍;周安健;朱華榮;張新瑩
• 申請（專利權(quán)）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
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京信遠(yuǎn)達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11304
• 代理人: 趙百令;劉大玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源汽車的鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線估算方法。

背景技術(shù)

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，汽車領(lǐng)域越來越多的人將目光投到了新能源汽車上。鋰離子電池具有體積小、能量密度高、儲存壽命長、無記憶效應(yīng)、高電壓和自放電率低等優(yōu)良性能，逐漸成為新能源汽車動力電池的贏家。如何利用好電池已成為電池及其集成領(lǐng)域一項關(guān)鍵技術(shù)，其中準(zhǔn)確監(jiān)控電池荷電狀態(tài)(State?of?Charge，SOC)，已成為電池管理系統(tǒng)乃至電動汽車研究的難點與熱點問題。因此提高SOC估算精度及SOC算法的實用性具有很高的理論價值和實際意義。

目前常用的SOC估算方法主要有：安時積分法、開路電壓法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。其中安時積分法是最通用的方法。但在應(yīng)用中存在下面幾個主要的問題：(1)受初始SOC值、電流采集精度、充放電效率影響大；(2)該方法在電池老化容量衰減后嚴(yán)重失效，因此實際應(yīng)用中常與其他方法聯(lián)合使用。開路電壓法主要利用開路電壓(OCV，Open?Circuit?Voltage)與SOC的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行估算，但由于動力電池工作過程中開路電壓難以測量，使得該方法使用受限。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法需要使用大量的數(shù)據(jù)樣本對算法進(jìn)行離線仿真，方法復(fù)雜不易實現(xiàn)和應(yīng)用，且不能用于SOC的在線監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線估算方法，以實現(xiàn)提高電池特征參數(shù)的在線估算能力，使得對荷電狀態(tài)的估算自適應(yīng)能力更強(qiáng)，具有更高的可靠性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線在線估算方法，包括：

在線辨識電池的特征參數(shù)值；

在線辨識電池的實時荷電狀態(tài)；

修正通過安時積分估算的電池的荷電狀態(tài)，得出修正后的荷電狀態(tài)；

加權(quán)所述實時荷電狀態(tài)和所述經(jīng)過修正后獲得的荷電狀態(tài)，獲得電池最終的荷電狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述特征參數(shù)包括：開路電壓、歐姆電阻、極化電阻和極化電容。

優(yōu)選地，所述在線辨識電池的特征參數(shù)值具體為：

獲取電池負(fù)載的電壓信號V(k)、電流信號I(k)和電池的溫度信號T；

根據(jù)電池的等效電路模型建立最小二乘模型，模型數(shù)學(xué)關(guān)系式為：

V=V_oc-IR₀-V_p????(1)

CpRpdIpdt=I-Ip---(2)]]>

其中，V_oc為電池開路電壓，R₀為歐姆電阻，I為總放電電流，I_p為通過極化電阻上的電流，V為電池的負(fù)載電壓，R_p為極化電阻，C_p為極化電容；

對上述（1）式和（2）式進(jìn)行離散化整理得到：

V(k)=θ₁V(k-1)+θ₂I(k)+θ₃I(k-1)+θ₄V_ocU(k)????(3)

其中，θ是電池特征參數(shù)的函數(shù)，k為當(dāng)前時刻值，k-1為上一時刻值；

通過改進(jìn)遞推最小二乘算法對所述特征參數(shù)進(jìn)行迭代：

計算向量矩陣：

φ(k)=[V(k-1)I(k)I(k-1)1]^T；

增益矩陣：