[發(fā)明專利]一種校準鋰離子動力電池SOC的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310261830.5
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103344919B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王潤鑫;何斌;柴曉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市松正電動汽車技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池校準方法，適用于電動汽車及混合動力汽車。

背景技術(shù)

隨著新能源汽車的推廣和普及，電驅(qū)動車輛越來越多地受到關(guān)注。油電混合動力車輛常用的電池有鉛酸電池，鎳鎘電池，鎳氫電池及鋰電池，鋰動力電池由于其比能量高、重量輕、壽命長等特點優(yōu)于其它電池，成為越來越多油電混合動力車輛的首選。混合動力，尤其是重度混合動力車輛在行車中通過協(xié)調(diào)發(fā)動機與電池之間的能量輸出，以達到節(jié)能的效果，這需要電池管理系統(tǒng)時刻顯示和報告準確的電池電量（SOC），整車控制機構(gòu)才能決定電池以多大的能量比例輸出。如果SOC檢測不準會使電池管理系統(tǒng)發(fā)出錯誤報告，引起鋰電池的過充或者過放。而對于鋰電池而言，頻繁和長期的過充或者過放都會對電池造成損害，輕則減少鋰電池使用壽命，重則引發(fā)安全事故。如何安全合理地使用鋰電池，充分利用電量，延長電池壽命，是鋰電池在電動汽車及混合動力汽車領(lǐng)域推廣所必須解決的問題。與鉛酸電池不同的是，鋰離子電池的SOC與電壓之間并不是直接的線性對應(yīng)關(guān)系，鋰離子電池SOC與電壓對應(yīng)的充放電曲線關(guān)系如圖1所示。在SOC較低時，SOC與電壓呈近似的正比線性關(guān)系，當(dāng)SOC上升到一定的量，SOC隨著電壓的變化的趨勢并不明顯；但當(dāng)SOC接近滿狀態(tài)時，SOC與電壓又呈現(xiàn)出另一種近似的正比線性關(guān)系。這樣導(dǎo)致鋰離子電池?zé)o法像鉛酸電池一樣通過測量電池電壓得出SOC狀態(tài)。目前常用的SOC估算方法是采用安時積分法，即采用積分的方式，取某一時刻的電量SOC₀作為初始電量，以時間作為變量，取某一小段時間t對SOC(t)作積分運算，估算t時刻后電池電量SOC_t。但是，在實際應(yīng)用中，由于溫度、電流等因素的影響，電池的充電效率或放電倍率不恒定，通過累計電流積分來計算SOC存在累計誤差。如果沒有定期修正，該誤差會隨時間而逐漸增大，造成SOC估算錯誤。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池SOC的校準方法，該方法包括：由電池管理系統(tǒng)（BMS）執(zhí)行以下步驟：

a.判斷電池是否滿足SOC校準條件，若滿足，執(zhí)行步驟b，若不滿足，退出；

b.發(fā)送SOC校準命令。

c.接收SOC校準模式信號，若接收到信號，執(zhí)行步驟d，若沒有接收到信號，回到步驟a；

d.判斷電池電壓是否達到上限閾值電壓或者下限閾值電壓，若達到上限閾值電壓，則電池SOC置100%；若達到下限截至電壓，則電池SOC置0；

e.發(fā)送校準完成命令并退出校準。

所述判斷電池是否滿足SOC校準條件的方法為：測量電池SOC與電壓的對應(yīng)關(guān)系；測量某一時刻t的電壓，通過上述的對應(yīng)關(guān)系得出該時刻的電池電量SOCt；利用安時積分法計算出t時刻的電池電量SOCt’；判斷SOCt與SOCt’差值的絕對值是否大于設(shè)定值，是則滿足SOC校準條件，否則不滿足SOC校準條件。

所述步驟b還包括判斷電池電壓，若電壓高于電池最高電壓50%，發(fā)送SOC充電校準命令；若電壓低于電池最高電壓50%，發(fā)送SOC放電校準命令；

進一步地，由整車控制機構(gòu)執(zhí)行以下步驟:

f.接收步驟b的電池SOC校準命令；

g.判斷工況是否滿足，若是，則發(fā)送SOC校準模式信號并執(zhí)行步驟g,若否，則不響應(yīng)該命令；

h.控制電機以設(shè)定電流工作；

i.接收步驟e的校準完成命令并退出校準；

更進一步，所述電池SOC校準命令包括充電校準命令和放電校準命令。

再更進一步，若步驟e中電池SOC校準命令是充電校準命令，步驟g中電機以設(shè)定電流給電池充電；若步驟e中電池SOC校準命令是放電校準例命令，步驟g中電機以設(shè)定電流消耗電池電能。

所述設(shè)定電流是恒定電流。

與使用現(xiàn)有SOC校準和測量方法相比，本SOC校準方法以電池電壓閾值為基準點，校準精度高；通過整車控制器進行操作參與校準，實現(xiàn)容易，穩(wěn)定可靠；可以根據(jù)需要在行車過程中隨時校準，更加節(jié)省能量。

附圖說明

圖1是測量所得鋰離子電池放電SOC-電壓曲線關(guān)系圖；

圖2是本發(fā)明鋰離子電池SOC校準條件判斷流程；

圖3是本發(fā)明鋰離子電池管理系統(tǒng)SOC校準流程；

圖4是本發(fā)明鋰離子電池SOC充電校準方法流程；

圖5是本發(fā)明鋰離子電池SOC放電校準方法流程；

圖6是鋰離子電池常溫下倍率充電曲線；

圖7是鋰離子電池常溫下倍率放電曲線。

具體實施方式