[發明專利]一種動力電池系統可用充放電功率的估算方法

在審

• 申請號: 202010135956.8
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN112327163A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 程海峰;王勇
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/396;B60L58/14;B60L58/15
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種動力電池系統可用充放電功率的估算方法，包括如下步驟：S1、根據HPPC實驗測試得到動力電池不同SOC和溫度下的最大靜態極限充、放電電流和S2、根據測試數據擬合得到不同溫度和SOC下的一階RC等效電路模型參數Emf，R₀，R_p，C_p；S3、采用一階RC等效電路模型建立系統的平均極化電壓模型；S4、采用一階RC等效電路模型建立單體動力電池動態極限電流與靜態極限電流的關系；S5、通過動態極限電流與靜態極限電流的關系以及靜態極限電流表在線實時估算單體動力電池當前的動態極限電流；S6、計算系統的可用電流和功率。采用該估算方法估算的動力電池系統可用充放電功率準確，能夠很好的保護電池系統避免因過充過放而導致的電池損傷。

技術領域

本發明涉及電池充放電技術領域，具體的，涉及一種動力電池系統可用充放電功率的估算方法。

背景技術

實時估計電動汽車動力電池的峰值功率(SoP)可評估動力電池在不同健康狀態(SoH)和荷電狀態(SoC)下充放電功率的極限能力、優化匹配動力電池組在汽車動力性之間的關系以及最大程度發揮電機再生制動能量回收能力。準確估計SoP對電動汽車整車控制單元的能量管理和優化有十分重要的理論意義和實用價值，是電動汽車電池管理系統的重要功能和研究熱點。

中國專利，授權公告號CN106842056B，公開日：2019年2月19日，公開了一種基于雙步在線智能優化算法動力電池峰值功率估計方法，基于第一步智能優化算法類型，在所述第一優化變量邊界中尋找使得第一優化目標函數J1最大化的第一優化變量值，解得所述第一優化變量值所對應的J1值即為下一時刻動力電池的最大放電功率；基于第二步智能優化算法類型，在所述第二優化變量邊界中尋找使得第二優化目標函數J2最小化的第二優化變量值，解得所述第二優化變量值所對應的J2值即下一時刻動力電池的最小充電功率；該方法尋優算法計算量大，同時在線辨識參數會導致功率不穩定，因為電流和電壓同步性很難保證，且恒流的情況下很難準確辨識電池模型參數。

中國專利，授權公告號104298793A，公開日：2015年1月21日，公開了一種動力電池組極限功率的模型反推動態算法，用于通過數學模型推算電池的電動勢，避免了極限功率估值受電池的荷電狀態精度的影響，它包括下述步驟：采用電池的Thevenin等效電路建立單體電池的極化電壓模型和單體電池的端電壓模型；根據HPPC實驗測試計算出電池直流電阻R、極化參數Rp和τ，并通過SOC與溫度建立對應關系；由當前采樣的電壓值U(t)和電流I(t)計算出當前的EMF(t)；根據Up(t)計算脈沖時間后的極化電壓Up(t+dt)；根據EMF(t)和Up(t+dt)推算極限電流I和極I；并與系統設計要求值Imax比較，選擇較小的電流推算脈沖時間后的電壓值U(t+dt)；計算極限功率P和充電極限功率P。該方案再計算可用充放電功率過程中未考慮電池極化內阻參數隨電流和SOC而變化，從而導致大電流或SOC處于兩端的情況下，精度較差。

中國專利，授權公告號CN104393636A，公開日：2015年3月4日，公開了一種電池系統可用充電或放電功率的估算方法，通過電池當前的SOC值與溫度值通過查表的方式得出初步估算可用充電功率和初步估算可用放電功率，再進一步通過公式PC＝KC*PB_C，其中KC＝a-kf1_C*(tC-bC)和PD＝KD*PB_D，其中KD＝a-kf1_D*(tD-bD)計算出可用充電功率和可用放電功率；該方案利用查表的方法未考慮極化對可用充放電功率的影響，動態情況下估算精度會很差。

發明內容

本發明的目的是解決現有電池系統功率估算方法計算量大、精度低的問題，提出了一種動力電池系統可用充放電功率的估算方法；采用該估算方法估算的動力電池系統可用充放電功率準確，能夠很好的保護電池系統避免因過充過放而導致的電池損傷。

為實現上述技術目的，本發明提供的一種技術方案是，一種動力電池系統可用充放電功率的估算方法，包括如下步驟：