[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

技術領域

本發明涉及電動汽車控制領域，通過簡易、有效的算法，實現了對純電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態的估計，具體涉及一種電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法。

背景技術

電動汽車動力電池SOC的估計，目前國內外采用方法主要有安時計量法、開路電壓法、負載電壓法、內阻法、神經網絡法和卡爾曼濾波法。目前電動汽車上最為常用的算法是用開路電壓法結合安時計量法。公開號為CN?101022178A的中國專利文獻，公開了一種“基于標準電池模型的鎳氫動力電池荷電狀態的估計方法”，其中詳細描述了安時計量法存在的固有缺陷。公開號為CN?102419422A的中國專利文獻，公開了一種荷電狀態的估計方法，其中描述的鉛酸動力電池的SOC估計方法是通過估算兩種電動勢EMF1和EMF2，通過對這兩種電動勢取不同的加權系數，從而得到鉛酸電池當前的SOC。該方法存在一定的缺陷，當整車處于一直行駛狀態，電池不會出現無負載的情況下，EMF1計算會出現較大誤差，從而導致鉛酸電池的SOC估算出現較大的誤差。同理，EMF2是通過對整車動態電壓進行補償計算得到的，EMF2本身的誤差也是比較大，最終導致估算的電池SOC誤差較大。

發明內容

本發明的目的在于提供種估計誤差小，計算簡單，可以解決鉛酸動力電池充電浮壓以及自放電影響的SOC估計方法，特別適合于配置鉛酸動力電池的純電動汽車。能夠有效解決公開號為CN?102419422A的中國專利文獻中存在的缺陷。本發明通過檢測一定時間內，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直流母線電壓對應的直流母線電流。一般情況下，最小直流母線電壓對應的直流母線電流也就是該時間內，最大的電流值。依據簡易的內阻等效模型，計算出一個有效電動勢，通過濾波算法對該有效電動勢進行濾波處理，然后通過查表等算法得到電池當前的SOC。該算法不考慮電池當前是否有負載情況，從而能夠有效的避免公開號為CN?102419422A的中國專利文獻中計算EMF1存在的缺陷。

本發明是基于負載端直流母線電壓，通過簡單有效的算法，同時參考了鉛酸動力電池理論和實際測試的數據，能夠準確估計出鉛酸動力電池SOC。和公開號為CN?102419422A的中國專利文獻中的算法一樣，由于鉛酸動力電池在充電時，產生的浮壓較大，所以該方法的缺點是不能準確估計充電中以及充電一段時間后鉛酸動力電池的SOC值，但該算法利用鉛酸動力電池實際的測試和經驗數據，考慮了充電后浮壓的影響，能夠快速逼近真實的SOC值，彌補了算法固有的缺陷。

本發明的方法是通過檢測一定時間內，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。一般情況下，最小直流母線電壓對應的直流母線電流也就是該時間內，最大的電流值。依據簡易的內阻等效模型，計算出一個有效電動勢，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，由于鉛酸動力電池的SOC與其電動勢有接近線性的關系。所以，最后通過查表算法得到電池當前的SOC。本方法只是基于負載端直流母線電壓和電流，通過簡單有效的算法，同時參考了鉛酸動力電池理論和實際測試的數據，能夠準確估計出鉛酸動力電池SOC。

具體技術方案如下：

一種電動汽車鉛酸動力電池荷電狀態估算方法，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。

進一步地，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。

進一步地，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。