一種混合動力車用動力電池soc估算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合動力車用動力電池SOC估算方法，首先通過實驗方法，得到電池在不同溫度、電流、SOC值下的充放電能力數(shù)據(jù)，通過分析，擬合數(shù)據(jù)，得到電池的充放電能力系數(shù)，然后在電池實際運行過程中，通過BMS采樣數(shù)據(jù)，計算Ah積分，同時判斷是否滿足SOC修正條件，如果滿足，則進(jìn)行SOC修正，將當(dāng)前Ah積分得到的SOC值按步長修正到通過修正條件計算的SOC值；如果修正不滿足，則不進(jìn)行SOC修正。本發(fā)明降低了Ah積分的累積誤差，避免了頻繁修正的同時，可以得到更加精確的SOC值，適用于所有的混合動力汽車電池控制系統(tǒng)。
【專利說明】—種混合動力車用動力電池SOC估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充電電池控制方法，尤其是涉及一種基于CCV修正的混合動力車用動力電池SOC估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在新能源汽車發(fā)展過程中，作為由傳統(tǒng)燃油汽車向純電動汽車的過渡產(chǎn)品，混合動力汽車的發(fā)展具有舉足輕重的戰(zhàn)略意義。動力電池作為混合動力汽車的關(guān)鍵儲能元件，在使用過程中的表現(xiàn)具有高度非線性，使得SOC的準(zhǔn)確估計更加困難。SOC (state ofcharge，荷電狀態(tài))作為電池特性最主要的參數(shù)，是動力電池管理系統(tǒng)研究的重點和難點。只有準(zhǔn)確的估算電池的S0C，才能使得電池SOC始終維持在合理的目標(biāo)范圍內(nèi)。避免了由于電池過充或過放對電池造成的損害，提高了電池的使用壽命，從而降低了混合動力汽車的運行成本。
[0003]目前的SOC估算算法通常為Ah(安時，電流和時間的乘積)積分結(jié)合CCV(閉路電壓)或OCV (開路電壓)修正的方式，在充電電流很小并維持一定時間或者放電電流很小并維持一定時間后，通過計算或者查表得到當(dāng)前狀態(tài)下電池的理論SOC值，然后對比當(dāng)前SOC值和理論SOC值，決定是否需要對電池SOC值進(jìn)行修正。如果當(dāng)前SOC值和理論SOC值的差值超出一定范圍，則進(jìn)行修正，將當(dāng)前電池SOC值修正到理論電池SOC值，從而完成SOC的判斷、修正過程。此方案存在如下問題:
[0004]1、SOC修正會過于頻繁，修正結(jié)果存在較大誤差
[0005]在混合動力汽車運行過程中，包括純電動、混合動力等多種運行工況，僅簡單地以當(dāng)前時間段統(tǒng)計的電流大小和持續(xù)時間作為SOC修正的條件，則在實際運行過程中會經(jīng)常觸發(fā)修正條件。電池的極化效應(yīng)是影響SOC修正的難點。電池在瞬態(tài)變化的電流工況下運行時，由于在一定程度上受到電池極化效應(yīng)的影響，并且極化效應(yīng)的影響程度無法計算，從而成為SOC修正的難點。電池受到極化效應(yīng)的影響后，電池的電壓特性會發(fā)生變化，電壓值會比正常值偏高或者偏低。此時，如果修正條件滿足，很容易導(dǎo)致SOC進(jìn)行修正。由于電壓的偏高或者偏低會造成SOC修正偏離實際SOC值，造成誤修正。
[0006]2、Ah積分的累積誤差大
[0007]電池在不同電流、溫度、SOC下的充放電效率不同。尤其表現(xiàn)在電池過充階段，大量的能量轉(zhuǎn)化為電池的熱量。如果不考慮充放電效率，則Ah積分過程中會存在較大的誤差，并且隨著時間的進(jìn)行，累積誤差會越來越大。
[0008]3、容量衰減造成SOC計算誤差大
[0009]隨著電池的持續(xù)使用，電池的容量會發(fā)生衰減。容量的衰減會給SOC帶來較大的
計算誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的修正過于頻繁以及充放電效率、容量衰減帶來較大誤差等的技術(shù)問題，提供一種只在必要時進(jìn)行修正、考慮充放電效率和容量衰減帶來的誤差、精度高的混合動力車用動力電池SOC估算方法。
[0011]本發(fā)明針對上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:1.一種混合動力車用動力電池SOC估算方法，包括以下步驟:
[0012]步驟一、電池管理系統(tǒng)運行中，通過安時積分法計算當(dāng)前的SOC值，記為SOCnw ;通過電流傳感器采集電池當(dāng)前電流、通過電壓傳感器采集電池當(dāng)前電壓、通過溫度傳感器采集電池溫度，然后查表獲得當(dāng)前的電流、電壓和溫度所對應(yīng)的放電效率η ;通過查表獲得當(dāng)前累計使用Ah下電池容量的衰減因子λ ；
[0013]步驟二、計算電池當(dāng)前時刻的修正后SOC值，計算公式如下:
[0014]SOCi = SOC1-1-ASOC (I)
【權(quán)利要求】
1.一種混合動力車用動力電池SOC估算方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、電池管理系統(tǒng)運行中，通過安時積分法計算當(dāng)前的SOC值，記為SOCnw ;通過電流傳感器采集電池當(dāng)前電流、通過電壓傳感器采集電池當(dāng)前電壓、通過溫度傳感器采集電池溫度，然后查表獲得當(dāng)前的電流、電壓和溫度所對應(yīng)的放電效率n ;通過查表獲得當(dāng)前累計使用Ah下電池容量的衰減因子λ ； 步驟二、計算電池當(dāng)前時刻的修正后SOC值,計算公式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合動力車用動力電池SOC估算方法，其特征在于，步驟三中，更新電流的最大值或最小值的具體操作是:如果電池為放電狀態(tài)，將當(dāng)前電流和存儲的電流最大值作比較，選擇較大值作為新的電流最大值Imax ;如果電池為充電狀態(tài)，將當(dāng)前電流和存儲的電流最小值作比較，選擇較小值作為新的電流最小值Imin ;系統(tǒng)初始化時，電流最大值和電流最小值都為O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混合動力車用動力電池SOC估算方法，其特征在于，步驟五中，如果是系統(tǒng)運行初始化后進(jìn)行的第一次采樣，則平均電流等于第一次采樣電流值，flag 為 O。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混合動力車用動力電池SOC估算方法，其特征在于，ΛI(xiàn)取值為2Α~3Α ; Λ I1取值為OA~3Α ; Iehg取值為-12Α~-6Α ;Idehg取值為為6Α~12Α ；Cnst的取值在Imin~5min之間；SOCd的取值為5%~10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合動力車用動力電池SOC估算方法，其特征在于，所述將SOCnw按步長修正到S OCi具體為每秒修正SOCnmt和SOCi的差值的5%~10%。
【文檔編號】G01R31/36GK103969587SQ201410022085
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】朱建新, 孫志文, 儲愛華, 于海生, 馬智濤, 張彤, 王瑞平 申請人:浙江吉利控股集團(tuán)有限公司, 寧波吉利羅佑發(fā)動機零部件有限公司, 浙江吉利羅佑發(fā)動機有限公司, 濟南吉利汽車零部件有限公司, 湖南羅佑發(fā)動機部件有限公司, 山東吉利變速器有限公司, 寧波上中下自動變速器有限公司, 湖南吉盛國際動力傳動系統(tǒng)有限公司