[發明專利]一種動力電池實際容量估算方法

有效

• 申請號: 201310323596.4
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103399277A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 趙天林;姚振輝;鄭英;鄧柯軍;袁昌榮;楊輝前
• 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
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及一種動力電池實際容量估算方法。

背景技術

隨著能源和環保問題的日益突出，純電動汽車及混合動力汽車受到世界各國的高度重視。因此開發以優良性能的鋰電池為動力源的電動汽車成為了目前研究方向。為了在電動汽車運行過程中安全地使用鋰電池，就需使用專用的電池管理系統對鋰電池進行監控。其中監控的關鍵指標是鋰電池的荷電狀態（State?of?Charge,SOC）和電池的健康狀態（State?of?Health,SOH），而SOC值和SOH值的估算精度與電池實際容量有直接或者間接關系。電池的實際容量在電池實際使用時很難得到，因為實際使用時，不像在試驗室里電池循環測試那樣按照某個固定的工況全充全放。但是隨著循環次數和使用時間的增加，電池會逐漸老化，實際容量逐漸減小。如不能定期對實際容量更新，則會影響使用AH積分算法估算電池SOC值的精度和使用電池實際容量估算電池SOH的精度。從而對電池的監控和管理出現失誤，導致電池出現充電過充或放電過放的情況，影響電池使用過程中的穩定定性、安全性和壽命。目前得到電池的實際容量是在試驗室里通過完全充放電得到，此方法操作簡單且準確度較高，但是不符合電池的廣泛和長久使用，更不適應電動汽車的量產和推廣。

發明內容

本發明針對以上的問題提出一種動力電池實際容量估算方法，以對動力電池實際容量實現車載在線估算，為電池的監控和管理系統提供可靠、準確的電池實際容量。

本發明公開了一種動力電池實際容量估算方法，其總體是基于電池數學模型，利用在線系統辨識算法辨識電池的開路電壓和容量，并記電池開路電壓OCV1、OCV2對應的電池容量為Cap1、Cap2，同時運用AH積分算法估算出電池容量Cap3，再對Cap1、Cap2、Cap3進行加權、濾波方法處理獲得電池容量Cap0，最后對Cap0進行濾波處理得到符合工程化應用要求的電池實際容量。

該方法包括一下步驟：

步驟1：檢測電池電流(I)、電壓(V)和溫度值(T)，獲取電池實時數據；

步驟2：利用系統辨識算法(包含并不限于卡爾曼濾波算法、最小二乘算法)實時估算動力電池的開路電壓和實際容量；

步驟3：記錄當開路電壓估算值分別達到OCV1、OCV2時對應的電池容量Cap1、Cap2，并計算這兩個時刻之間的電流積分量Q(Q=∑I△t)，式中△t表示電流采樣時間；

具體內容包括：

步驟3.1：判斷估算的電池開路電壓(OCV)是否達到預設開路電壓閾值OCV1，如果沒有達到預設開路電壓閾值OCV1，則結束當前計算流程，進入下一次計算流程；如果達到預設閾值，則進入下一步；

步驟3.2：根據估算的實際容量(Cap),記錄開路電壓閾值OCV1對應的電池容量Cap1并開始計算電流積分量Q，Q=∑I△t；

步驟3.3：判斷估算的電池開路電壓(OCV)是否達到預設開路電壓閾值OCV2，如果沒有達到預設開路電壓閾值OCV2，則結束當前計算流程，進入下一次計算流程；如果達到預設開路電壓閾值OCV2，則進入一下步；步驟3.1與步驟3.3中設定的OCV1與OCV2是兩個根據電池開路電壓特性確定的有較大差異的開路電壓值；

步驟3.4：根據估算的實際容量(Cap)，記錄開路電壓閾值OCV2對應的電池容量Cap2并結束計算電流積分量Q；

步驟4：使用SOC=F(OCV,T)函數關系估算開路電壓OCV1、OCV2對應的荷電狀態SOC1、SOC2，并計算兩者之差△SOC=SOC2-SOC1；

步驟5：計算電池實際容量Cap3(Cap3=Q/△SOC)；

步驟6：使用加權、濾波方法處理電池容量Cap1、Cap2、Cap3進行融合得到電池實際容量Cap0，并對電池實際容量Cap0進行濾波處理，使Cap0達到工程化應用要求，避免了Cap0變化大小不一致的質量問題。

本發明的優點在于：

1、本發明能夠避免辨識算法和電池運行工況對實際容量估算的影響，適用但不限于純電動汽車、混合動力汽車以及插電式混合動力汽車動力電池的容量估算。

2、本發明可實現車載在線估算，計算速度快。

3、本發明估算的實際容量具有較高的可靠性、準確性。

4、本發明能夠適應各種工況。

附圖說明

圖1動力電池使用過程容量估算方法流程圖。

具體實施方式

為了便于本領域技術人員的理解，下面結合附圖和具體實施例子，描述本發明的實施過程。

本實施例具體步驟如下：