[發明專利]一種動力電池荷電狀態值估算方法及估算系統、工程車輛

在審

• 申請號: 202211528754.5
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115792633A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 劉月
• 申請（專利權）人: 三一電動車科技有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 北京布瑞知識產權代理有限公司 11505
• 代理人: 尚文文

本申請提供了一種動力電池荷電狀態值估算方法及估算系統、工程車輛，解決了現有技術中動力電池的荷電狀態值估算精度不高，進而影響了動力電池在使用過程的安全性以及壽命。本申請提供的動力電池荷電狀態值的估算方法，采用的動力電池為磷酸鐵鋰動力電池，通過研究在測試不同溫度下的SOC?OCV曲線，在30％以下，曲線較為陡峭，OCV與SOC變化的差異性較小，因此，在對動力電池的荷電狀態值進行估算時，當荷電狀態值低于30％時，即采用EKF算法對荷電狀態值進行估算并精準修正，提高了磷酸鐵鋰動力電池對于荷電狀態低于30％時的荷電狀態值的估算精確度，進而提高了磷酸鐵鋰動力電池的荷電狀態值的整體精度。

技術領域

本申請涉及動力電池管理系統技術領域，具體涉及一種動力電池荷電狀態值估算方法及估算系統、工程車輛。

背景技術

“安全、節能、環保”是汽車技術發展的永恒主題。在全球能源危機及環保問題日益嚴峻的今天，以電動汽車為代表的新能源汽車已是當下最具市場競爭力的產品之一，不僅是乘用車輛，工程車輛亦是如此。因此，電動汽車應具備完善的對動力電池狀態的控制和監控能力，即配備必要的動力電池管理系統，以實現動力電池優化運行與安全管理。而荷電狀態值作為表征動力電池剩余容量的一個狀態量，其精確估算是動力電池管理系統中最核心的技術之一，荷電狀態值是動力電池使用過程中的重要參數，由于過充電或過放電會對動力電池造成不可逆的損傷，造成動力電池容量衰減，壽命縮短，甚至發生危險；另一方面，對于純電動汽車來說，準確地顯示動力電池的荷電狀態值有助于打消用戶對續航里程的顧慮。因此，為充分發揮動力電池的性能，提高動力電池的安全性，需要對荷電狀態值進行準確的估計。

目前，國內外已提出多種荷電狀態值估計方法，常用的荷電狀態值估算方法包括電流積分法和開路電壓法，但是采用開路電壓法估算荷電狀態值時運算簡單，因此估算得出的荷電狀態值精度較低；電流積分法來估算荷電狀態值時，在充放電效率和測量的精度等干擾下，隨著動力電池的使用次數的增加，估算得出的荷電狀態值誤差較大，即荷電狀態值的估算精度隨著動力電池的使用次數的增加而降低，降低了用戶的體驗。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種動力電池荷電狀態值估算方法及估算系統、工程車輛，解決了現有技術中動力電池的荷電狀態值估算精度不高，進而影響了動力電池在使用過程的安全性以及壽命。

作為本申請的第一方面，本申請提供了一種動力電池荷電狀態值的估算方法，包括：

搭建動力電池的等效電路模型，所述動力電池為磷酸鐵鋰動力電池；基于所述等效電路模型，估算動力電池放電后的當前時刻的荷電狀態值；當所述動力電池的當前時刻時的荷電狀態值小于或者等于30％時，對所述等效電路模型的模型參數進行辨識以確定所述等效電路模型的模型參數；以及基于所述模型參數，采用擴展卡爾曼濾波算法對所述動力電池的實時荷電狀態值進行估算并修正，以估算出所述動力電池的實時荷電狀態值。

在一種可能的實現方式中，所述基于所述模型參數，基于所述模型參數，采用擴展卡爾曼濾波算法對所述動力電池的實時荷電狀態值進行估算并修正，以估算出所述動力電池的實時荷電狀態值，包括：獲取所述動力電池在上一時刻的荷電狀態值；基于上一時刻的荷電狀態值采用擴展卡爾曼濾波算法估算所述動力電池的當前時刻的初始荷電狀態值；以及采用擴展卡爾曼濾波算法對所述當前時刻的所述初始荷電狀態值進行修正，確定所述當前時刻的實時荷電狀態值。

在一種可能的實現方式中，所述基于上一時刻的荷電狀態值采用擴展卡爾曼濾波算法估算所述動力電池的當前時刻的初始荷電狀態值，包括：確定第一狀態參數矩陣、第二狀態參數矩陣以及第三狀態參數矩陣；以及基于上一時刻的荷電狀態值、第一狀態參數矩陣以及第二狀態參數矩陣，采用擴展卡爾曼濾波算法對所述動力電池的當前時刻的初始荷電狀態值進行計算，以估算所述動力電池的當前時刻的初始荷電狀態值。

在一種可能的實現方式中，所述第一狀態參數矩陣為：