[发明专利]一种电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车控制领域，通过简易、有效的算法，实现了对纯电动汽车铅酸动力电池荷电状态的估计，具体涉及一种电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法。

背景技术

电动汽车动力电池SOC的估计，目前国内外采用方法主要有安时计量法、开路电压法、负载电压法、内阻法、神经网络法和卡尔曼滤波法。目前电动汽车上最为常用的算法是用开路电压法结合安时计量法。公开号为CN 101022178A的中国专利文献，公开了一种“基于标准电池模型的镍氢动力电池荷电状态的估计方法”，其中详细描述了安时计量法存在的固有缺陷。公开号为CN 102419422A的中国专利文献，公开了一种荷电状态的估计方法，其中描述的铅酸动力电池的SOC估计方法是通过估算两种电动势EMF1和EMF2，通过对这两种电动势取不同的加权系数，从而得到铅酸电池当前的SOC。该方法存在一定的缺陷，当整车处于一直行驶状态，电池不会出现无负载的情况下，EMF1计算会出现较大误差，从而导致铅酸电池的SOC估算出现较大的误差。同理，EMF2是通过对整车动态电压进行补偿计算得到的，EMF2本身的误差也是比较大，最终导致估算的电池SOC误差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供种估计误差小，计算简单，可以解决铅酸动力电池充电浮压以及自放电影响的SOC估计方法，特别适合于配置铅酸动力电池的纯电动汽车。能够有效解决公开号为CN 102419422A的中国专利文献中存在的缺陷。本发明通过检测一定时间内，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直流母线电压对应的直流母线电流。一般情况下，最小直流母线电压对应的直流母线电流也就是该时间内，最大的电流值。依据简易的内阻等效模型，计算出一个有效电动势，通过滤波算法对该有效电动势进行滤波处理，然后通过查表等算法得到电池当前的SOC。该算法不考虑电池当前是否有负载情况，从而能够有效的避免公开号为CN 102419422A的中国专利文献中计算EMF1存在的缺陷。

本发明是基于负载端直流母线电压，通过简单有效的算法，同时参考了铅酸动力电池理论和实际测试的数据，能够准确估计出铅酸动力电池SOC。和公开号为CN 102419422A的中国专利文献中的算法一样，由于铅酸动力电池在充电时，产生的浮压较大，所以该方法的缺点是不能准确估计充电中以及充电一段时间后铅酸动力电池的SOC值，但该算法利用铅酸动力电池实际的测试和经验数据，考虑了充电后浮压的影响，能够快速逼近真实的SOC值，弥补了算法固有的缺陷。

本发明的方法是通过检测一定时间内，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。一般情况下，最小直流母线电压对应的直流母线电流也就是该时间内，最大的电流值。依据简易的内阻等效模型，计算出一个有效电动势，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，由于铅酸动力电池的SOC与其电动势有接近线性的关系。所以，最后通过查表算法得到电池当前的SOC。本方法只是基于负载端直流母线电压和电流，通过简单有效的算法，同时参考了铅酸动力电池理论和实际测试的数据，能够准确估计出铅酸动力电池SOC。

具体技术方案如下：

一种电动汽车铅酸动力电池荷电状态估算方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。