[發明專利]一種電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法

有效

• 申請號: 201310094803.3
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103217647A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 劉小飛;柳士江
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

1.一種電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）計算一定時間周期內電池端最小電壓和最大電流；

（2）計算電池電動勢EMF；

（3）對步驟（2）計算得到的電動勢EMF進行變化梯度限制，并進行濾波處理，得到有效電動勢；

（4）根據有效電動勢通過查表算法得到電池SOC。

2.如權利要求1所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，在步驟（1）之前還包括步驟：估計電池初始SOC，估算電池端電流。

3.如權利要求2所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，所述估計電池初始SOC步驟具體包括：

車輛鑰匙上電，整車高壓連接成功；

通過檢測高壓上電過程穩定后且無負載情況下的電池端直流母線電壓，即電池開路電壓計算得到初始SOC；

或者，進一步包括如下步驟：通過CAN總線發送給儀表，儀表顯示出電池當前的SOC值；或者

所述估算電池端電流步驟具體包括：

電池端電流由整車的低壓負載用電功率，制冷空調或者取暖的PTC功率綜合計算得到，估算得到的電池端電流在后面估算電池SOC的其它算法所使用。

4.如權利要求1-3中任一項所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，步驟（1）具體包括：檢測一定時間內，直流母線的電壓和電流值，統計該時間內，得到一個最小的直流母線電壓和最小的直流母線電壓對應的直流母線電流。

5.如權利要求1-4中任一項所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，步驟（2）中具體包括：基于簡單的內阻等效模型，根據步驟（1）中已計算得到的U?min和I?max，結合電池廠家實際的測試內阻數據，計算得到鉛酸動力電池的電動勢EMF，其中：EMF?=?U?min?+?I?max?*?R0，其中R0為電池當前內阻；U?min為一定時間周期內電池端最小直流母線電壓，I?max為一定時間周期內電池端最大直流母線電流。

6.如權利要求1-5中任一項所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，步驟（3）中具體包括考慮電池實際EMF的變化速率對計算得到的EMF進行變化梯度限制，通過濾波算法對該有效電動勢進行濾波處理，消除鉛酸電池浮電壓以及估算瞬態誤差的影響。

7.如權利要求1-6中任一項所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，步驟（4）中具體包括由于鉛酸動力電池的SOC與其電動勢有接近線性的關系，通過查表算法計算并修正初始SOC值，得到電池當前的SOC。

8.如權利要求3所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，所述電動汽車包括整車控制器VMS，電機控制器MCU，整車控制器VMS和電機控制器MCU通過CAN連接，所述SOC估計在VMS中完成，VMS根據MCU發送的MCU端電壓和電流實現SOC估計。

9.如權利要求4所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，根據車輛傳感器實時采集的驅動電機端電壓和負載電流，根據統計算法，提取出在一定時間周期內，電池端最小直流母線電壓和最小母線電壓對應的電池端電流，電池端最小直流母線電壓對應的直流母線電流就是該時間周期內電池端最大的直流母線電流。

10.如權利要求8所述的電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，其特征在于，具體包括：

VMS在估算鉛酸動力電池SOC時，需要的信號包括MCU端直流母線電壓，MCU端負載電流，電池單體電壓、電池溫度、加速踏板位置信號，鑰匙開關位置信號，鑰匙首次上電后，VMS根據上述信號通過策略算法和經驗測試數據計算出電池初始SOC，VMS通過CAN總線發送給儀表顯示；

VMS根據上述信號計算出一段時間周期內電池端最小的直流母線電壓U?min和與其對應的直流母線端最大電流I?max；

電池內阻R0通過I?max和當前電池的SOC值，根據電池廠家提供的內阻實際測試數據，通過查表的方式得到；

基于內阻等效模型，根據已計算得到的U?min，I?max，R0，計算鉛酸動力電池的電動勢EMF，即：EMF?=?U?min?+?I?max?*?R0，使用變化梯度限制以及濾波算法對電池的EMF滑行平滑、濾波處理，得到電池的有效電動勢；

根據鉛酸動力電池廠家提供的EMF與SOC之間的關系曲線，并結合實際測試的經驗數據，通過查表的方式得到鉛酸動力電池SOC，實現鉛酸動力電池SOC的估計。