[發明專利]一種動力電池組峰值功率估計方法

有效

• 申請號: 201810908020.7
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108983108B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 張承慧;周忠凱;段彬;崔納新;商云龍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842;G01R31/388;G01R31/392
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本發明公開了一種動力電池組峰值功率估計方法，它解決了缺乏考慮動力電池組內部電池單體之間的不一致性的問題，具有顯著提高動力電池組峰值功率估計的準確性的效果，其技術方案為：采用在線辨識方法實時更新動力電池一階RC等效電路模型參數；基于動力電池一階RC等效電路模型的狀態空間表達式在線估計動力電池荷電狀態SoC；考慮動力電池單體的荷電狀態SoC、電壓、電流和功率限制，計算動力電池單體的峰值功率；由得出的動力電池單體的峰值功率計算得到動力電池組的峰值功率，峰值充電功率由電壓最高的動力電池單體決定，而峰值放電功率由電壓最低的動力電池單體決定。

技術領域

本發明涉及動力電池技術領域，特別是涉及一種動力電池組峰值功率估計方法。

背景技術

為了保障電動汽車的安全高效運行，車載動力電池管理系統需要準確估計動力電池組的荷電狀態、峰值功率和健康狀態等。其中，峰值功率代表著電動汽車瞬間加速能力、能量回饋能力，如果峰值功率估計過高，會引起動力電池組過充電或者過放電，從而導致動力電池組壽命的快速衰退；相反，如果峰值功率估計過低，則會降低車輛駕駛性能，從而影響駕駛員對車輛的穩定操作，甚至引發安全事故。因此，峰值功率的準確估計直接關系到電動汽車的整車安全，極為重要。

傳統的峰值功率估計方法一般是將動力電池組作為一個整體，缺乏考慮動力電池組內部動力電池單體之間的不一致性，導致估計結果過高或者過低，誤差大。實際上，在充放電過程中需要全面考慮動力電池單體的電壓、荷電狀態SoC和電流等限制條件，忽略其中任何一個限制條件不僅很難得到準確的估計結果，而且會導致部分動力電池單體過充或過放，甚至引發安全問題。

現有技術中，雖然存在是關于電池單體的峰值功率估計方法，但本申請著重提出了一種關于多個電池單體串聯組成的電池組的峰值功率估計方法。本申請在功率估計方面針對的對象是電池組，現有技術針對的對象是電池單體。

發明內容

本發明針對上述問題，提出了一種動力電池組峰值功率估計方法，該方法充分考慮了串聯動力電池單體之間的不一致性，在估計典型動力電池單體的峰值功率的基礎上，估算動力電池組的峰值功率，準確度高。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種動力電池組峰值功率估計方法，其特征是，

步驟1：采用在線辨識方法實時更新動力電池一階RC等效電路模型參數；

步驟2：基于動力電池一階RC等效電路模型的狀態空間表達式在線估計動力電池荷電狀態SoC，并預測動力電池的端電壓；

步驟3：考慮動力電池單體的最大和最小荷電狀態SoC、動力電池單體的最高和最低電壓、動力電池單體的最大充電電流和最小放電電流、動力電池單體的最大放電功率和最小充電功率限制，計算動力電池單體的峰值功率；

步驟4：由步驟3得出的動力電池單體的峰值功率計算得到動力電池組的峰值功率，動力電池組的峰值充電功率由電壓和SoC最高的動力電池單體決定，而動力電池組的峰值放電功率由電壓和SoC最低的動力電池單體決定。

進一步優選的技術方案，所述步驟1中的動力電池一階等效電路模型表示為如下格式

將上式離散化可以得到：

U_t,k＝(1-a₁)U_oc,k+a₁U_t,k-1+a₂i_k+a₃i_k-1 (2)