[發明專利]一種充電過程中校準鋰電池組SOC的方法

在審

• 申請號: 201611216038.8
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN107045108A
• 公開（公告）日: 2017-08-15
• 發明（設計）人: 徐際華
• 申請（專利權）人: 安徽廣通汽車制造股份有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 黃素萍,徐關壽

技術領域

本發明涉及鋰電池SOC的校準方法，特別是用于純電動車的鋰電池組在充電過程中校準SOC的方法。

背景技術

下面的背景技術用于幫助讀者理解本發明，而不能被認為是現有技術。

近年來，鋰電池以及鋰電池組以其高能量密度、環保性等優勢逐漸成為電動汽車的主流動力來源。鋰電池以及鋰電池組的荷電狀態(State-of-Charge，SOC)是電動汽車的一項關鍵參數。SOC的準確估計可以發揮鋰電池組的最大性能，并且準確預估電動汽車的剩余里程。

當前鋰電池SOC估計有開路電壓法、安時積分法、卡爾曼等先進濾波法、神經網絡等方法。其中開路電壓法需要在靜置長時間后，根據SOC與開路電壓的對應關系得到鋰電池當前的SOC，但是不適用于電動汽車在行駛或者充電過程中的SOC估計。卡爾曼等先進濾波算法以及神經網絡法算法復雜，這些算法常常因為占用電池管理系統(BMS)計算資源過多、耗時過長等原因而不在電動汽車運行過程中使用。而安時積分法算法簡單，計算迅速，目前常用于BMS對鋰電池的SOC估計中。但是安時積分法存在的初值問題以及累計誤差等問題需要解決，同時鋰電池在不同溫度下的性能差異很大，因此在安時積分法實際使用過程中需要對其進行溫度以及初值進行修正，以提高鋰電池SOC估計的精度。

發明內容

本發明針對現有技術的不足提出了一種在充電過程中對SOC校準的方法，具體是在充電過程中，由電池管理系統依據當前環境溫度等參數對SOC估計的關鍵參數進行校準，以提高電池組SOC估計的精度。

本發明的在充電過程校準鋰電池SOC的方法，主要在電池實際使用前，對其容量與溫度之間的關系進行測量與擬合，并且在充電前依據靜置時間，對SOC 的初值進行校準，在充電過程中通過BMS測量的電池溫度，設定修正后的電池參數，以提升安時積分法估算鋰電池SOC的準確性。

具體來說，本發明的一種校準充電過程中鋰電池組SOC的方法，用于計算充電過程中鋰電池組的SOC值，其中，具體步驟如下：

S1.鋰電池組在開始使用前，對其容量與溫度之間的關系進行測量與擬合，建立電池組的容量-溫度模型，得出容量溫度補償系數λ_C；

S2.判斷鋰電池組處于充電過程或放電過程；

S3.鋰電池組處于充電過程中，先通過電池管理系統判斷鋰電池組上次工作后的靜置時間，若靜置時間≥3小時，通過開路電壓對鋰電池組SOC初值SOC(0)進行校準；若靜置時間＜3小時，則不校準，SOC初值SOC(0)為上次電池組使用結束時SOC估計的末值；

S4.再通過電池管理系統測量鋰電池組的平均溫度，結合步驟S1的容量溫度補償系數λ_C對鋰電池組容量進行修正，得到C_T；

S5.將SOC初值SOC(0)和修正后的鋰電池組容量C_T代入安時積分法計算鋰電池組SOC：具體公式：

其中，式中i(t)是t時刻鋰電池組的測量電流；η為庫倫效率，通常取η＝1；

SOC(t)是t時刻的瞬時荷電狀態。

一些實施方式中，根據步驟S2，若電池組處于放電過程中，依據安時積分法估算鋰電池組SOC

一些優選的實施方式中，步驟S1中根據容量-溫度模型得出λ_C的計算公式：λ_C＝C_T/C₀＝aT²+bT+c，

其中，λ_C是容量溫度補償系數；C_T為T溫度下的鋰電池組容量；C₀為20℃時的電池組標稱容量；a,b,c是擬合模型的常數，測量不同溫度下電池組容量值，然后進行二次多項式擬合，得到a，b，c的值。

另一些優選的實施方式中，步驟S4中C_T＝λ_CC₀。其中,C₀為20℃時的電池組標稱容量。

一些實施方式中，步驟S1中通過對不同溫度下鋰電池組容量進行測量并多項式擬合，獲取不同溫度下鋰電池組容量，建立鋰電池組的容量-溫度模型；所述對不同溫度的設定及容量測量在恒溫箱中進行。

一些實施方式中，步驟S3中通過BMS與充電機進行通信判斷鋰電池組是充電過程或放電過程；或者測量一段時間內的電流值是否變化判斷是否鋰電池組是充電過程或放電過程。

有益效果

該發明的有益效果體現在：