一種基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電池荷電狀態(tài)的估算是電池管理系統(tǒng)最基本最重要的功能之一，其為駕駛員提供能量信息，保證電動(dòng)汽車安全行駛。電池滿電狀態(tài)下的實(shí)際容量對電池荷電狀態(tài)估算的準(zhǔn)確性有著至關(guān)重要的影響。當(dāng)前的電池管理系統(tǒng)往往將電池出廠時(shí)的額定容量作為電池滿電狀態(tài)下的實(shí)際容量，事實(shí)上隨著電池充放電循環(huán)次數(shù)的增加、行駛里程的增加電池會(huì)不斷老化，其實(shí)際容量呈下降的趨勢。在電池運(yùn)行兩三年、行駛里程達(dá)幾萬公里后，其實(shí)際容量與額定容量已相差甚遠(yuǎn)。此時(shí)計(jì)算出的荷電狀態(tài)值會(huì)嚴(yán)重偏離正確值，給駕駛員提供錯(cuò)誤的信息，往往導(dǎo)致車輛在行駛過程中突然斷電拋錨，易發(fā)生交通事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種有效、方便的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]—種基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，包括以下步驟:
[0006](I)獲取若干相同工況不同行駛里程、不同充放電次數(shù)下的電池組實(shí)際滿電容量的歷史測試數(shù)據(jù)，構(gòu)建電池組實(shí)際滿電容量關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的計(jì)算回歸模型；
[0007](2)獲取當(dāng)前行駛里程和充放電次數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述計(jì)算回歸模型，計(jì)算出當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量；
[0008](3)利用以下公式，得到校準(zhǔn)后的當(dāng)前電池組SOC值:
[0009]SOCa= [l-(l-S0Cb)*K]*100%
[0010]其中，SOCa表示校準(zhǔn)后的當(dāng)前電池組SOC值，SOCb表示校準(zhǔn)前利用電池組額定容量計(jì)算得到的當(dāng)前電池組SOC值，K表示校準(zhǔn)系數(shù)，是電池組額定容量與當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量的比值。
[0011]所述的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，步驟(I)中，所述電池組實(shí)際滿電容量關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的計(jì)算回歸模型為:
[0012]Capacity (s，n) =as+bn+c
[0013]其中，Capacity(s，n)表示電池組實(shí)際滿電容量，s表示行駛里程，η表示充放電次數(shù)，a、b、c為常數(shù)，是將若干相同工況不同行駛里程、不同充放電次數(shù)下的電池組實(shí)際滿電容量的歷史測試數(shù)據(jù)代入所述計(jì)算回歸模型中擬合得到的。
[0014]所述的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，步驟(I)中，所述電池組實(shí)際滿電容量關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的計(jì)算回歸模型為:
[0015]Capacity(s，n) =as2+bn2+cs+dn+e
[0016]其中，Capacity(s，n)表示電池組實(shí)際滿電容量，s表示行駛里程，η表示充放電次數(shù)，a、b、c、d、e為常數(shù)，是將若干相同工況不同行駛里程、不同充放電次數(shù)下的電池組實(shí)際滿電容量的歷史測試數(shù)據(jù)代入所述計(jì)算回歸模型中擬合得到的。
[0017]所述的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，步驟(2)中，所述行駛里程數(shù)據(jù)記錄在整車系統(tǒng)的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，具體通過電池管理系統(tǒng)的MCU與整車系統(tǒng)進(jìn)行CAN通訊，將所述行駛里程數(shù)據(jù)讀入到電池管理系統(tǒng)的MCU中。
[0018]所述的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，步驟(2)中，所述充放電次數(shù)數(shù)據(jù)記錄在FLASH存儲(chǔ)單元內(nèi)，電池管理系統(tǒng)的M⑶直接從FLASH存儲(chǔ)單元內(nèi)讀取所述充放電次數(shù)數(shù)據(jù)。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明將電池組實(shí)際滿電容量設(shè)置為關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的函數(shù)，利用計(jì)算得到的當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量得到校準(zhǔn)后的當(dāng)前電池組SOC值；本發(fā)明依照電池的老化特性對電池的荷電狀態(tài)進(jìn)行校準(zhǔn)，使得對電池組剩余能量的估算更加準(zhǔn)確，引導(dǎo)駕駛員在不同工況下做出正確的駕駛行為，減少車輛由于能量問題而造成的事故，給駕駛員的出行帶來方便。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0022]一種基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，包括以下步驟:
[0023]S1、獲取若干相同工況不同行駛里程、不同充放電次數(shù)下的電池組實(shí)際滿電容量的歷史測試數(shù)據(jù)，構(gòu)建電池組實(shí)際滿電容量關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的計(jì)算回歸模型；
[0024]在電池管理系統(tǒng)的MCU主程序中將電池組實(shí)際滿電容量定義為一個(gè)函數(shù)Capacity(s，n)，其中函數(shù)的自變量為行駛里程s和充放電次數(shù)n，函數(shù)的具體形式通過對大量相同工況下的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合得到，可以是關(guān)于行駛里程s和充放電次數(shù)η的線性函數(shù)或二次函數(shù)等。
[0025]行駛里程數(shù)據(jù)記錄在整車系統(tǒng)的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，具體可通過電池管理系統(tǒng)的MCU與整車系統(tǒng)進(jìn)行CAN通訊，將行駛里程數(shù)據(jù)讀入到電池管理系統(tǒng)的MCU主程序中。
[0026]充放電次數(shù)數(shù)據(jù)記錄在FLASH存儲(chǔ)單元內(nèi)，在充電使用過程中，電池組總電壓達(dá)到設(shè)定的截止電壓且電流下降到0.0lC認(rèn)為充滿電一次，此時(shí)，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)單元中的充放電次數(shù)增加I次。電池管理系統(tǒng)的MCU直接對FLASH存儲(chǔ)單元中的充放電次數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，無需外部接線。
[0027]相同工況不同行駛里程、不同充放電次數(shù)下的電池組實(shí)際滿電容量的歷史測試數(shù)據(jù)可通過現(xiàn)有的常規(guī)測試方法獲得。
[0028]S2、獲取當(dāng)前行駛里程和充放電次數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)構(gòu)建的計(jì)算回歸模型，計(jì)算出當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量；
[0029]電池管理系統(tǒng)的M⑶主程序通過電池管理系統(tǒng)的M⑶與整車系統(tǒng)之間的CAN通訊讀取到當(dāng)前行駛里程數(shù)據(jù)，同時(shí)讀取FLASH存儲(chǔ)單元中的當(dāng)前充放電次數(shù)數(shù)據(jù)，然后代入構(gòu)建的計(jì)算回歸模型，計(jì)算出當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量。
[0030]S3、利用以下公式，得到校準(zhǔn)后的當(dāng)前電池組SOC值:
[0031]SOCa= [ 1-( l-S0Cb)*K]*100%
[0032]其中，SOCa表示校準(zhǔn)后的當(dāng)前電池組SOC值，SOCb表示校準(zhǔn)前利用電池組額定容量計(jì)算得到的當(dāng)前電池組SOC值，K表示校準(zhǔn)系數(shù)，是電池組額定容量與當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量的比值。
[0033]以上所述實(shí)施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)獲取若干相同工況不同行駛里程、不同充放電次數(shù)下的電池組實(shí)際滿電容量的歷史測試數(shù)據(jù)，構(gòu)建電池組實(shí)際滿電容量關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的計(jì)算回歸模型； (2)獲取當(dāng)前行駛里程和充放電次數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述計(jì)算回歸模型，計(jì)算出當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量； (3)利用以下公式，得到校準(zhǔn)后的當(dāng)前電池組SOC值:SOCa= [ 1-( l-S0Cb)*K]*100% 其中，SOCa表示校準(zhǔn)后的當(dāng)前電池組SOC值，SOCb表示校準(zhǔn)前利用電池組額定容量計(jì)算得到的當(dāng)前電池組SOC值，K表示校準(zhǔn)系數(shù)，是電池組額定容量與當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量的比值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(I)中，所述電池組實(shí)際滿電容量關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的計(jì)算回歸模型為:Capac ity(s，n) = as+bn+c 其中，Capacity (s，n)表示電池組實(shí)際滿電容量，s表示行駛里程，η表示充放電次數(shù)，a、b、c為常數(shù)，是將若干相同工況不同行駛里程、不同充放電次數(shù)下的電池組實(shí)際滿電容量的歷史測試數(shù)據(jù)代入所述計(jì)算回歸模型中擬合得到的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(I)中，所述電池組實(shí)際滿電容量關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的計(jì)算回歸模型為: Capacity(s，n) =as2+bn2+cs+dn+e 其中，Capacity (s，n)表示電池組實(shí)際滿電容量，s表示行駛里程，n表示充放電次數(shù)，a、b、c、d、e為常數(shù)，是將若干相同工況不同行駛里程、不同充放電次數(shù)下的電池組實(shí)際滿電容量的歷史測試數(shù)據(jù)代入所述計(jì)算回歸模型中擬合得到的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(2)中，所述行駛里程數(shù)據(jù)記錄在整車系統(tǒng)的非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，具體通過電池管理系統(tǒng)的MCU與整車系統(tǒng)進(jìn)行CAN通訊，將所述行駛里程數(shù)據(jù)讀入到電池管理系統(tǒng)的MCU中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟(2)中，所述充放電次數(shù)數(shù)據(jù)記錄在FLASH存儲(chǔ)單元內(nèi)，電池管理系統(tǒng)的MCU直接從FLASH存儲(chǔ)單元內(nèi)讀取所述充放電次數(shù)數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于電池老化特性的電池荷電狀態(tài)校準(zhǔn)方法，包括：構(gòu)建電池組實(shí)際滿電容量關(guān)于行駛里程和充放電次數(shù)的計(jì)算回歸模型；根據(jù)所述計(jì)算回歸模型，計(jì)算出當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量；根據(jù)所述當(dāng)前電池組實(shí)際滿電容量，得到校準(zhǔn)后的當(dāng)前電池組SOC值。本發(fā)明依照電池的老化特性對電池的荷電狀態(tài)進(jìn)行校準(zhǔn)，使得對電池組剩余能量的估算更加準(zhǔn)確，引導(dǎo)駕駛員在不同工況下做出正確的駕駛行為，減少車輛由于能量問題而造成的事故，給駕駛員的出行帶來方便。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號(hào)】CN105548912
【申請?zhí)枴緾N201610121889
【發(fā)明人】汪平, 吳建忠, 王奔
【申請人】合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年3月3日