[发明专利]一种电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法有效

专利信息
申请号: 201310094803.3 申请日: 2013-03-22
公开(公告)号: CN103217647A 公开(公告)日: 2013-07-24
发明(设计)人: 刘小飞;柳士江 申请(专利权)人: 奇瑞汽车股份有限公司
主分类号: G01R31/36 分类号: G01R31/36
代理公司: 芜湖安汇知识产权代理有限公司 34107 代理人: 张小虹
地址: 241009 安徽*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 电动汽车 动力电池 状态 估算 方法
【权利要求书】:

1.一种电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)计算一定时间周期内电池端最小电压和最大电流;

(2)计算电池电动势EMF;

(3)对步骤(2)计算得到的电动势EMF进行变化梯度限制,并进行滤波处理,得到有效电动势;

(4)根据有效电动势通过查表算法得到电池SOC。

2.如权利要求1所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,在步骤(1)之前还包括步骤:估计电池初始SOC,估算电池端电流。

3.如权利要求2所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,所述估计电池初始SOC步骤具体包括:

车辆钥匙上电,整车高压连接成功;

通过检测高压上电过程稳定后且无负载情况下的电池端直流母线电压,即电池开路电压计算得到初始SOC;

或者,进一步包括如下步骤:通过CAN总线发送给仪表,仪表显示出电池当前的SOC值;或者

所述估算电池端电流步骤具体包括:

电池端电流由整车的低压负载用电功率,制冷空调或者取暖的PTC功率综合计算得到,估算得到的电池端电流在后面估算电池SOC的其它算法所使用。

4.如权利要求1-3中任一项所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,步骤(1)具体包括:检测一定时间内,直流母线的电压和电流值,统计该时间内,得到一个最小的直流母线电压和最小的直流母线电压对应的直流母线电流。

5.如权利要求1-4中任一项所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,步骤(2)中具体包括:基于简单的内阻等效模型,根据步骤(1)中已计算得到的U min和I max,结合电池厂家实际的测试内阻数据,计算得到铅酸动力电池的电动势EMF,其中:EMF = U min + I max * R0,其中R0为电池当前内阻;U min为一定时间周期内电池端最小直流母线电压,I max为一定时间周期内电池端最大直流母线电流。

6.如权利要求1-5中任一项所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,步骤(3)中具体包括考虑电池实际EMF的变化速率对计算得到的EMF进行变化梯度限制,通过滤波算法对该有效电动势进行滤波处理,消除铅酸电池浮电压以及估算瞬态误差的影响。

7.如权利要求1-6中任一项所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,步骤(4)中具体包括由于铅酸动力电池的SOC与其电动势有接近线性的关系,通过查表算法计算并修正初始SOC值,得到电池当前的SOC。

8.如权利要求3所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,所述电动汽车包括整车控制器VMS,电机控制器MCU,整车控制器VMS和电机控制器MCU通过CAN连接,所述SOC估计在VMS中完成,VMS根据MCU发送的MCU端电压和电流实现SOC估计。

9.如权利要求4所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,根据车辆传感器实时采集的驱动电机端电压和负载电流,根据统计算法,提取出在一定时间周期内,电池端最小直流母线电压和最小母线电压对应的电池端电流,电池端最小直流母线电压对应的直流母线电流就是该时间周期内电池端最大的直流母线电流。

10.如权利要求8所述的电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法,其特征在于,具体包括:

VMS在估算铅酸动力电池SOC时,需要的信号包括MCU端直流母线电压,MCU端负载电流,电池单体电压、电池温度、加速踏板位置信号,钥匙开关位置信号,钥匙首次上电后,VMS根据上述信号通过策略算法和经验测试数据计算出电池初始SOC,VMS通过CAN总线发送给仪表显示;

VMS根据上述信号计算出一段时间周期内电池端最小的直流母线电压U min和与其对应的直流母线端最大电流I max;

电池内阻R0通过I max和当前电池的SOC值,根据电池厂家提供的内阻实际测试数据,通过查表的方式得到;

基于内阻等效模型,根据已计算得到的U min,I max,R0,计算铅酸动力电池的电动势EMF,即:EMF = U min + I max * R0,使用变化梯度限制以及滤波算法对电池的EMF滑行平滑、滤波处理,得到电池的有效电动势;

根据铅酸动力电池厂家提供的EMF与SOC之间的关系曲线,并结合实际测试的经验数据,通过查表的方式得到铅酸动力电池SOC,实现铅酸动力电池SOC的估计。

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