[發(fā)明專利]一種動力電池SOC估算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910601310.1
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110244226B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘天紅;靳博文;陳山
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

本發(fā)明提供了一種動力電池SOC估算方法，包括：A：在不同電流強度下對動力電池進行放電，獲取動力電池的容量與電流強度的關(guān)系；B：在恒定電流下對動力電池進行放電，獲得動力電池的穩(wěn)態(tài)開路電壓得到SOC值與穩(wěn)態(tài)開路電壓之間的關(guān)系；C：利用仿真實驗臺模擬使用動力電池驅(qū)動的車輛在不同加速度和加速時間下的SOC消耗量；D：引入S型函數(shù)和動態(tài)容量的安時積分算法計算SOC消耗量，并通過步驟C得到的SOC消耗量計算S型函數(shù)的參數(shù)；E：標定不同加速度下的S型函數(shù)的參數(shù)關(guān)系，得到與加速度相關(guān)的S型函數(shù)，在傳統(tǒng)的安時積分算法上引入動態(tài)容量與S型函數(shù)，得到SOC的計算公式。本發(fā)明提供的動力電池SOC估算方法在提高SOC估算精度的同時減少了算法的計算量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源汽車人電池管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動力電池SOC估算方法。

背景技術(shù)

汽車工業(yè)的快速發(fā)展，使得全球的煤炭、石油、天然氣等不可再生能源的消耗急劇增加，傳統(tǒng)燃料的巨大消耗不僅加速了全球能源的枯竭速度，而且給地球環(huán)境帶來極大的破壞。不斷惡化的環(huán)境問題和能源危機迫使汽車行業(yè)朝著清潔、高效、可持續(xù)化的方向發(fā)展。

近年來，隨著人們的環(huán)保理念不斷深入以及電力驅(qū)動載具的成功應(yīng)用，使得以純電驅(qū)動的汽車(Electric Vehicles)得到飛速的發(fā)展。純電動汽車憑借其節(jié)能、零排放、低噪音、底散熱、易操作、易維護等優(yōu)點，已被全球眾多國家列為首要發(fā)展戰(zhàn)略，投入大量的人力、物力資源進行研究。鋰離子電池已經(jīng)成為新能源汽車的主流動力源之一，為延長鋰電池使用壽命，提升鋰電池使用安全，必須對其進行科學有效的管理。伴隨著電池的監(jiān)管與使用應(yīng)運而生的BMS(Battery Management System，電池管理系統(tǒng))設(shè)計的好壞直接影響著整車的性能及電池的安全性。電池管理系統(tǒng)中各功能的實現(xiàn)依賴于電池的SOC(State ofcharge，荷電狀態(tài))，電池的SOC定義為電池的剩余容量占額定容量的百分比，準確的估計出動力電池的SOC是BMS系統(tǒng)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。然而，在實際應(yīng)用中SOC的值不能通過直接測量得到，想要獲取較為精準的SOC值，必須通過其他外部參數(shù)如，開路電壓、端電壓、電流、溫度等間接計算得到。

目前，電池管理系統(tǒng)SOC估算主要采用安時積分法，而電池可用容量受到溫度、放電倍率、壽命等因素的影響。這會導(dǎo)致SOC的估算在不同放電環(huán)境、不同放電工況下產(chǎn)生不同程度的誤差，特別是極溫或電流波動劇烈的情況下，誤差更大。SOC估算的精度直接影響整車行駛的安全性、舒適性、經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種能夠消除加速過程中的誤差從而提高計算精度的動力電池SOC估算方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：

一種動力電池SOC估算方法，包括以下步驟：

步驟A：在不同電流強度下對動力電池進行放電，獲取動力電池的總?cè)萘颗c放電電流強度的關(guān)系；

步驟B：在恒定電流下對動力電池進行放電，在不同SOC值下測量動力電池的穩(wěn)態(tài)開路電壓得到SOC值與穩(wěn)態(tài)開路電壓之間的關(guān)系；

步驟C：利用仿真實驗臺模擬使用動力電池驅(qū)動的車輛在不同加速度和加速時間下的SOC消耗量；

步驟D：引入S型函數(shù)和動態(tài)容量的安時積分算法計算SOC消耗量，并通過步驟C得到的SOC消耗量計算S型函數(shù)的參數(shù)；

步驟E：標定不同加速度下的S型函數(shù)的參數(shù)關(guān)系，得到與加速度相關(guān)的S型函數(shù)，在傳統(tǒng)的安時積分算法上引入動態(tài)容量與S型函數(shù)，得到SOC的計算公式。

優(yōu)選地，步驟A所述的動力電池總?cè)萘颗c放電電流強度的關(guān)系為：

其中，表示該動力電池在放電電流為i時的總?cè)萘浚?Sub>x,x∈[1,n]和均為常數(shù)。