[發明專利]一種基于CHVT模型的車載鉛酸蓄電池電量在線估計方法

有效

• 申請號: 201711078943.6
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107861073B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 王躍飛;孫召輝;吳源;劉白雋;郭中飛;鄭成
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01R31/387
• 分類號: G01R31/387;G01R31/389
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種基于CHVT模型的車載鉛酸蓄電池電量在線估計方法，其特征是以智能電池傳感器為核心，智能電池傳感器實時獲取蓄電池端電壓、蓄電池電路電流和蓄電池內部溫度并由端電壓、電路電流和內部溫度進行電量估計系數的估計，然后通過估計出的電量估計系數計算時變參數，再通過計算出的時變參數估計出蓄電池健康系數并同時計算出蓄電池開路電壓；建立CHVT蓄電池電量估計模型，最后由蓄電池健康系數、蓄電池開路電壓和蓄電池內部溫度通過CHVT模型對蓄電池電量進行估計。本發明能在蓄電池輸出功率以及負載需求事先未知的情況下，實時在線地估計蓄電池電量，優化蓄電池的使用情況，從而延長車載鉛酸蓄電池的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種蓄電池能量監測技術，具體的說是一種通過函數模型在線估計來實現汽車鉛酸蓄電池蓄電池電量的估計方法。

背景技術

為了應對政府日益嚴格的汽車燃油經濟性以及有害氣體排放的標準，同時滿足車輛動力性以及駕駛人員舒適性的需求，汽車制造業正在不遺余力地開發和實施多種能量管理策略和控制策略延長蓄電池的使用壽命，盡可能地提高汽車能量管理策略的效率和準確性。蓄電池作為整車能量源之一，需要對蓄電池進行更加精準的電量估計才能有效提高汽車能量管理，優化蓄電池的使用情況，延長車載鉛酸蓄電池的使用壽命。

現階段的蓄電池電量估計大都是在駐車狀態下對電池內部狀態離線估計。MORITAY等使用神經網絡算法對蓄電池進行估計，雖有效預測蓄電池的剩余容量，但卻只能在駐車離線狀態下進行預測；I-KunTseng等采用模擬數據算法對電池荷電狀態進行估算，雖提高了蓄電池荷電狀態估計的精度，但卻需要大量的訓練數據；C.R.Gould等通過實驗對蓄電池模型中的參數進行檢測估計，確認其中的一個電容和蓄電池的健康狀態有著線性的關系，雖利用此線性關系建立出蓄電池健康狀態估計的公式，但線性關系變量單一，是一種理想狀態下的蓄電池健康狀態估計。因此，這些方法無法在真實的汽車行駛中得到應用。

現有的蓄電池電量估計中，蓄電池的開路電壓是估計蓄電池電量的唯一研究對象，蓄電池電量的變化是由開路電壓單個因素引起的，未考慮蓄電池健康系數和蓄電池溫度對蓄電池電量的影響。由于蓄電池電量與蓄電池健康系數、蓄電池開路電壓以及蓄電池溫度之間相互關聯，分開單獨研究會影響蓄電池電量的估計精度，就會導致蓄電池經常過充放電，影響發動機正常啟動和蓄電池的使用壽命；同時還會造成車輛動力性不足。

因此，在蓄電池輸出功率以及負載需求事先未知的情況下，如何設計燃油汽車鉛酸蓄電池電量實時在線估計方法，優化蓄電池的使用情況，延長車載鉛酸蓄電池的使用壽命，已經成為燃油汽車蓄電池電量管理技術的重要研究方向。

發明內容

本發明為了克服上述現有技術的不足，提出了一種基于CHVT模型的車載鉛酸蓄電池電量在線估計方法，以期能在蓄電池輸出功率以及負載需求在事先未知的情況下，實時在線估計蓄電池電量，優化蓄電池的使用情況，從而延長車載鉛酸蓄電池的使用壽命。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

本發明一種基于CHVT模型的車載鉛酸蓄電池電量在線估計方法的特點是按如下步驟進行：

步驟1、實時采集t時刻蓄電池的端電壓V₀(t)、電路電流I(t)和蓄電池的內部溫度T(t)，并根據蓄電池在t時刻的端電壓增量ΔV(t)＝V(t)-V(t-1)和蓄電池在t時刻的電路電流增量ΔI(t)＝I(t)-I(t-1)，利用式(1)估計t時刻蓄電池電量估計電阻系數α₁(t)和α₂(t)以及電容系數β₁(t)和β₂(t)：