[發明專利]基于特征溫度和倍率的短時靜置SOC和開路電壓估算方法

有效

• 申請號: 201710672440.5
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107656206B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 王蕾;薄麗麗;王棟梁
• 申請（專利權）人: 中航鋰電(洛陽)有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/387
• 代理公司: 41119 鄭州睿信知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳敏

本發明涉及基于特征溫度和倍率的短時靜置SOC和開路電壓估算方法，獲取靜置前運行工況的電池運行狀態、特征溫度、特征倍率和斷電靜置時間，并確定特征溫度所處的溫度測試范圍，以及特征倍率所處的倍率測試范圍；然后得到上述兩個測試范圍的邊界值形成的數據組合所對應的擬合函數的參數，進而得到各數據組合對應的開路電壓；最后根據開路電壓差值運算得到特征溫度和特征倍率對應的SOC。該SOC估算方法能夠有效估算電池的SOC，解決了電動汽車短時靜置條件下無法使用開路電壓法修正電池組初始SOC的問題，增加了電池組充/放電后修正的可能性，消除安時積分法的累積誤差，提高SOC估算精度。而且，該方法簡單可行，容易推廣和應用。

技術領域

本發明涉及基于特征溫度和倍率的短時靜置SOC和開路電壓估算方法。

背景技術

隨著電動汽車的發展，電池管理系統(Battery Management System，BMS)也得到了廣泛應用。為了充分發揮電池系統的動力性能，防止電池過充和過放，保障使用安全性，延長電池使用壽命，優化駕駛和提高電動汽車的使用性能，BMS系統需要對電池荷電狀態(State Of Charge，SOC)進行準確估算。

SOC是當前動力電池剩余容量的簡稱，用來描述電池使用過程中可充入和放出容量的重要參數，一方面為司機提供續駛里程的重要信息，直接關系到用戶在使用電動汽車時能否完成行程；另一方面為電動汽車整車控制策略提供依據。

目前SOC估算方法工程上常用的為安時積分法和開路電壓法。安時積分法是目前應用最廣泛、最簡單易行的估算方法，在電池系統工作過程中，將電池的充放電電流對時間進行積分運算，然后估算電池的動態SOC值。但是，安時積分法對電流采樣精度、電流采樣間隔、數據上傳周期等要求較高，且電動汽車長時間運行可能產生較大的累積誤差。開路電壓法根據電池靜置開路電壓(OCV)與SOC的對應關系來計算，當BMS經過靜置再次上電工作時，根據單體電壓查表OCV數據估算初始SOC值。但是，開路電壓法需要動力電池靜置足夠長的時間，這在實際工作中不易實現，因此很難有機會直接使用OCV該估算和修正SOC。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于特征溫度和倍率的短時靜置SOC估算方法，用以解決傳統的SOC估算方法無法有效估算SOC的問題。本發明同時提供一種基于特征溫度和倍率的短時靜置開路電壓估算方法。

為實現上述目的，本發明的方案包括一種基于特征溫度和倍率的短時靜置SOC估算方法，包括以下步驟：

(1)獲取靜置前運行工況的電池運行狀態、特征溫度、特征倍率和斷電靜置時間，并確定特征溫度所處的溫度測試范圍，以及特征倍率所處的倍率測試范圍；

(2)根據特征溫度所處的溫度測試范圍，以及特征倍率所處的倍率測試范圍，結合相應的對應關系表得到所述溫度測試范圍的任意一個邊界值和所述倍率測試范圍的任意一個邊界值構成的數據組合所對應的擬合函數的參數，根據得到的擬合函數的參數，并結合與開路電壓的對應關系得到各數據組合對應的開路電壓；

(3)插值計算所述特征溫度和特征倍率對應的開路電壓，為所需開路電壓，根據所述所需開路電壓以及特征溫度得到對應的SOC；

所述對應關系表的獲取過程為：1)獲取不同溫度、不同充放電倍率、不同SOC以及不同斷電靜置時間所對應的開路電壓；2)建立斷電靜置時間與開路電壓的函數模型，并通過曲線擬合處理得到相應的擬合函數的參數。