一種鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，包括以下步驟，步驟1、根據(jù)整車運行模式判斷是否進(jìn)入怠速模式，若是，執(zhí)行步驟2；若否，結(jié)束；步驟2、計算怠速時間t；步驟3、根據(jù)動力電池包的溫度T、總電壓V及不同溫度下開路電壓與SOC對應(yīng)關(guān)系曲線，查表估算開路電壓荷電狀態(tài)SOCocv；步驟4、根據(jù)怠速時間t及開路電壓荷電狀態(tài)SOCocv，對當(dāng)前狀態(tài)下SOCcurrent進(jìn)行修正得最終SOC。本發(fā)明能夠減小安時積分法電流誤差及動力電池長時間工作帶來的累積誤差。
【專利說明】一種鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車電池管理技術(shù)，具體涉及一種鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在石油和天然氣等能源日漸匱乏的今天，開發(fā)和尋找新的能源是當(dāng)務(wù)之急。對于既有的動力源，例如各種類型的蓄電池，人們也給與了高度重視，投入了大量的人力、物力來研究和開發(fā)。隨著面向汽車領(lǐng)域的能源存儲應(yīng)用，如風(fēng)力發(fā)電、光伏電池和混合動力汽車的發(fā)展，鋰電池的應(yīng)用日益普遍，進(jìn)而提出了對更安全、更高性能電池監(jiān)控和保護系統(tǒng)的需求。為確保電池性能良好，延長電池使用壽命，必須對電池進(jìn)行合理有效地管理和控制。動力電池的荷電狀態(tài)SOC是表征電池狀態(tài)的重要參數(shù)之一，因此準(zhǔn)確估算SOC是電池安全的重要保證。
[0003]由于動力電池在使用過程中表現(xiàn)的高度非線性，使得對SOC的準(zhǔn)確估計具有很大難度。電池的荷電狀態(tài)跟放電電流、工作溫度、老化程度及自放電等主要參數(shù)有關(guān)系，但無法由一個精確的數(shù)學(xué)模型定義。傳統(tǒng)的SOC基本估算方法有開路電壓法、內(nèi)阻法和安時積分法，近年來又相繼研發(fā)出許多估算電池SOC的新型算法，例如自適應(yīng)神經(jīng)推斷模型、卡爾曼濾波算法等。開路電壓適用于測試穩(wěn)定狀態(tài)下的電池S0C，在汽車行駛過程中不宜單獨使用。內(nèi)阻法是根據(jù)蓄電池的內(nèi)阻與SOC之間的關(guān)系估算S0C。但電池的內(nèi)阻受多方面的因素影響，測試結(jié)果易受干擾，可信度不高。安時積分算法通過對電流積分的方法記錄從蓄電池輸出的能量或者輸入蓄電池的能量，再根據(jù)充放電的起始SOC狀態(tài)，就可以計算出蓄電池的S0C。該方法最為直接明顯，而且簡單易行，具有較高精度，但長時間工作會帶來較大的累積誤差。
[0004]目前已有許多專利對安時積分法帶來的累計誤差進(jìn)行研究，如CN 103529393 A公開了一種汽車動力鋰電池SOC估算方法，該專利申請根據(jù)動力電池擱置時間對初始SOC進(jìn)行估算，但沒有考慮動力電池使用過程中，特別是搭載到整車上，如何消除安時積分帶來的累計誤差；又如CN 103616646 A公開了一種利用0CV_S0C曲線修正SOC的方法，該專利申請是根據(jù)最小單體電壓進(jìn)行開路電壓查表估算初始S0C，亦是重點解決初始SOC的問題，同樣沒有對整車動態(tài)下安時積分累計誤差進(jìn)行考慮。
[0005]因此，有必要開發(fā)一種的新的鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，以減小了安時積分法電流誤差及動力電池長時間工作帶來的累積誤差。
[0007]本發(fā)明所述的鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1、根據(jù)整車運行模式判斷是否進(jìn)入怠速模式，若是，執(zhí)行步驟2 ;若否，結(jié)束；
[0009]步驟2、計算怠速時間t ；
[0010]步驟3、根據(jù)動力電池包的溫度T、總電壓V及不同溫度下開路電壓與SOC對應(yīng)關(guān)系曲線，查表估算開路電壓荷電狀態(tài)SOCtcv ；
[0011]步驟4、根據(jù)怠速時間t及開路電壓荷電狀態(tài)SOCtjev，對當(dāng)前狀態(tài)下SOCeunent進(jìn)行修正得最終SOC ；
[0012]4a、判斷怠速時間t是否大于M分鐘，若是，執(zhí)行4b ;若否，則SOC = SOCcurrent ；
[0013]4b、判斷是否滿足 ISOCcurrent-SOCtJ 彡 AS0C，若是，SOC = SOCciment土 ΛΚ，其中，Λ SOC是系統(tǒng)要求中對估算SOC的具體精度誤差值，Λ K為修正量；若否，則SOC = SOCeunent。
[0014]所述步驟3中的開路電壓荷電狀態(tài)SOCtcv估算具體為:通過試驗得到不同溫度T下 OCV 和 SOC 的關(guān)系:socQC;v = SOCocv (T, V)。
[0015]所述步驟4b中，
[0016]當(dāng)SOCcurrent-SOCocv 彡 ASOC 時，SOC = SOCcurrent-AK ；
[0017]當(dāng)SOCcurrent-SOCtjcv 彡-Λ SOC 時，SOC = SOCcurrent+ Δ K。
[0018]所述步驟4b 中，ΔΚ = I SOCcurrent-SOCocv|。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明綜合考慮整車怠速模式下，不同溫度開路電壓特性、電池擱置時間等因素對荷電狀態(tài)估算的影響，有效地減小了安時積分法因電流誤差及動力電池長時間工作帶來的累積誤差，與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明在整車動態(tài)下，增加怠速模式修正策略，增加了修正計劃，提高了 SOC估算精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的流程圖。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0022]如圖1所示的鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，包括以下步驟:
[0023]步驟1、根據(jù)整車運行模式判斷是否進(jìn)入怠速模式，若是，執(zhí)行步驟2 ;若否，結(jié)束。整車處于怠速模式下，動力電池并無動力輸出，默認(rèn)為擱置狀態(tài)。
[0024]具體的,通過整車控制器HCU(Hybrid Controlling Unit)判斷發(fā)動機轉(zhuǎn)速及動力電池總電流等因素來判斷整車是否進(jìn)入怠速模式。
[0025]步驟2、計算怠速時間t。
[0026]具體的，當(dāng)判斷整車進(jìn)入怠速模式后，開始計算怠速時間t。
[0027]步驟3、根據(jù)動力電池包的溫度T、總電壓V及不同溫度下開路電壓與SOC對應(yīng)關(guān)系曲線，查表估算開路電壓荷電狀態(tài)SOCtcv ；
[0028]具體的:通過試驗得到不同溫度T下OCV(Open Circuit Voltage)和SOC (Stateof Charge)的關(guān)系:SOCocv = SOCocv (T, V)。
[0029]步驟4、根據(jù)怠速時間t及開路電壓荷電狀態(tài)SOCtjev，對當(dāng)前狀態(tài)下SOCeunent進(jìn)行修正得最終SOC。
[0030]具體如下:
[0031]4a、判斷怠速時間t是否大于M分鐘，M分鐘是通過實驗標(biāo)定出來的，若是，執(zhí)行4b ;若否，則SOC = SOCeiment，結(jié)束本流程。
[0032]4b、判斷是否滿足 |S0Ccurrent-S0C?！贯?AS0C，若是，SOC = SOCcurrent土 ΛΚ，其中，Λ SOC是系統(tǒng)要求中對估算SOC的具體精度誤差值，其根據(jù)汽車用動力電池荷電狀態(tài)估算精度國家標(biāo)準(zhǔn)《QC_T897-2011電動汽車用電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件》進(jìn)行設(shè)定，ΛΚ為修正量，ΛΚ = SOCcurrent-SOCocvI ；即當(dāng) SOCcurrent-SOCtjcv 彡 ASOC 時，SOC = SOCcurrent-AK5 當(dāng)SOCcurrent-SOCocv 彡-Λ SOC 時，SOC = SOCcurrent+ Λ K ;若否，則 SOC = SOCcurrent,結(jié)束本流程。
[0033]本發(fā)明使用的一種鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，除根據(jù)擱置時間進(jìn)行SOC初始值估算外，還增加了一種整車動態(tài)過程中的SOC修正方法。根據(jù)怠速模式時間長短，確定對當(dāng)前SOC的修正系數(shù)，增加了 SOC修正機會，更加有效地減小了安時積分法因電流精度及長時間工作帶來的累積誤差，大大提高了安時積分法的適用性。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、根據(jù)整車運行模式判斷是否進(jìn)入怠速模式，若是，執(zhí)行步驟2 ;若否，結(jié)束； 步驟2、計算怠速時間t ； 步驟3、根據(jù)動力電池包的溫度T、總電壓V及不同溫度下開路電壓與SOC對應(yīng)關(guān)系曲線，查表估算開路電壓荷電狀態(tài)SOCtjev ； 步驟4、根據(jù)怠速時間t及開路電壓荷電狀態(tài)SOCtcv，對當(dāng)前狀態(tài)下SOCmt進(jìn)行修正得最終SOC ； 4a、判斷怠速時間t是否大于M分鐘，若是，執(zhí)行4b ;若否，則SOC = SOCcurrent ； 4b、判斷是否滿足 ISOCeurrent-SOCtJ 彡 AS0C，若是，則 SOC = SOCeurrent土 Λ K，其中，Λ SOC是系統(tǒng)要求中對估算SOC的具體精度誤差值，Λ K為修正量；若否，則SOC = SOCeunent。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，其特征在于:所述步驟3中的開路電壓荷電狀態(tài)S0C.估算具體為:通過試驗得到不同溫度T下OCV和SOC的關(guān)系:SOCocv = SOCocv (Τ，V)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，其特征在于:所述步驟4b 中，當(dāng) SOCcurrent-SOCocv 彡 Λ SOC 時，SOC = SOCcurrent- Δ K ；
當(dāng) SOCcurrent-SOCtjcv 彡-Λ SOC 時，SOC = SOCcurrent+ Δ K。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的鋰離子電池荷電狀態(tài)估算修正方法，其特征在于:所述步驟 4b 中，Λ K = I SOCcurrent-SOCocv I。
【文檔編號】G01R31/36GK104360286SQ201410718627
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】趙立波, 楊輝前, 姚振輝, 周安健, 蘇嶺, 鄧柯軍, 賀剛, 劉波 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司