[发明专利]一种均衡电池的SOC估算方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车电池管理系统，尤其是涉及一种均衡电池的SOC估算方法。

背景技术

电池管理系统是电动汽车的重要组成部分，其主要功能之一就是实现对电池组荷电状态(SOC)的在线估计。安时积分法、卡尔曼(kalman)滤波方法是工程上目前应用最广的SOC在线估计方法。在多单体串联锂离子动力电池系统充放电时，各个单体之间存在能量差异性问题，从而造成电池单元不均衡以及电池寿命缩短，因此需要通过均衡控制来平衡这种差异。主动均衡的电池组和单体之间的均衡控制电路已经提出，但是当系统开启均衡时，进出电池的电流不仅有线上电流，还有均衡电流，由于均衡电流难以准确测量，因此在均衡时仅采用传统的安时积分法估算SOC势必造成很大误差。因此需要建立一种考虑均衡电路的电池模型，以及一种能根据这种模型准确估算均衡电流从而精确校正电池SOC的方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决多单体串联锂离子动力电池系统在均衡时，由于均衡电流难以准确测量所引起的电池荷电状态(SOC)估算误差问题。

本发明为解决上述技术问题提出一种均衡电池的SOC估算方法，该估算方法包括如下步骤：

(1).利用安时积分法估计电池均衡前的SOC；

(2).建立均衡电池等效模型及该均衡电池的等效均衡电路；

(3).在均衡电池模型的基础上结合安时法，建立相应的数学模型其中S(t₀)为初始SOC，C_A为电池可用容量，η为库仑效率，Is为该单体均衡电路中均衡电流，Ic为线上充电电流；

(4).将该数学模型进行离散化处理，得到状态空间方程；

(5).使用扩展卡尔曼滤波算法对电池端电压的荷电状态进行估算。

上述技术方案中，所述的步骤(1)中电池均衡前的SOC估计值为：其中S(t₀)为初始SOC，C_A为电池可用容量，η为库仑效率，I为充放电电流。

所述的步骤(2)中的均衡电池等效模型为一个理想电源和一个内阻R1，均衡电池的等效均衡电路为在电池的两端并联一个电感器L，电池等效为，E(t)＝V(t)+R₁×I(t)，其中E(t)为理想电源电动势，I(t)为流入电池的电流，Is为该单体均衡电路中均衡电流，R2为等效均衡电路的阻抗。

所述的步骤(4)中的离散化状态空间方程和输出方程分别为：