[发明专利]动力电池系统及其荷电状态、最大充放电功率估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力电池系统荷电状态及最大充电功率、最大放电动率估算方法。

背景技术

当前，电动汽车作为节能减排的有效途径之一，国内外企业纷纷投入大量的资源来研发电动车。而动力电池系统、电机、电控作为电动汽车的3大核心零部件，其研发及产品化已持续了很多年，取得了很多成果，但仍然有部分技术难题未能克服，减慢了电动车市场化进程。

动力电池系统作为电动汽车的能量储存单元，包括由若干相互串联和/或并联的电芯(或称电池)组成的电池组。动力电池系统在充、放电过程中，需要实时监控其剩余电量，剩余电量与100％充满电的电池容量之比即为荷电状态(State Of Charge，简称SOC)，SOC值为一百分比数值。在实际使用过程中，SOC主要作为参考信息，用于保护电池、仪表显示(用户体验)、功率估算、整车控制器控制高压部件策略等的确定中。

现有SOC估算法中，包括安时计量法、开路电压法、神经网络法、模糊逻辑法等估算方法。目前比较常用的方法为先通过检测动力电池系统中电芯的各上电时的开路电压(Open Circuit Voltage，简称OCV)，将各开路电压OCV求平均后获得其平均OCV，根据该平均OCV估算实时SOC。

锂离子动力电池系统在将电芯组成电池组的过程中，需要考虑其一致性的问题，若其电芯一致性差，将大大影响该锂离子电池组的性能。所以一般会尽量采用电压、电流相同的电芯作为串联和/或并联形成电池组的基础。然而锂离子电池均存在自放电现象，每个电芯的自放电程度存在偏差，由此，电池组内的电芯电压之间难免存在压差，比如导致某节或某几节电芯电压偏高或偏低。此时如按照上述的平均OCV来估算SOC和上报功率值，将有非常大的偏差。比如其估算的SOC未到100％，但电池已充不进电；或者SOC未到0％，但是电池已放不出电了。这样带给用户非常差的使用体验，甚至造成迷惑，以为电池故障了。

发明内容

为克服现有技术中由于电池自放电不一致存在压差，导致现有动力电池系统荷电状态估算方法估算的荷电状态不准确的问题，本发明实施例提供了一种动力电池系统荷电状态的估算方法。

本发明实施例提供的动力电池系统荷电状态的估算方法，其动力电池系统包括若干相互串联和/或并联的电芯，估算方法包括如下步骤：

S1、获得开路电压及对应温度步骤：采集动力电池系统中各电芯的开路电压OCV及对应温度T；

S2、获得最小荷电状态SOC1及最大荷电状态SOC2步骤：获得所述各电芯的开路电压OCV中最小开路电压OCV1，及具有所述最小开路电压OCV1的电芯的第一温度T1；获得所述各电芯的开路电压OCV中最大开路电压OCV2，及具有所述最大开路电压OCV2的电芯的第二温度T2；

根据所述最小开路电压OCV1、所述第一温度T1查询OCV-SOC-T三维表，获得最小荷电状态SOC1；根据所述最大开路电压OCV2、所述第二温度T2查询所述OCV-SOC-T三维表，获得最大荷电状态SOC2；

S3、估算当前荷电状态SOC步骤：根据如下表达式估算当前荷电状态SOC，

其中，C₀为动力电池系统标称容量，C_实为安时积分容量。

采用本发明实施例提供的动力电池系统荷电状态的估算方法，由于其考虑了各电芯中的最小荷电状态及最大荷电状态，并基于此估算当前荷电状态，相对于现有采用平均开路电压法加安时积分法估算荷电状态的方法，其估算方法更加合理，估算结果更接近于实际的当前荷电状态SOC，精度更高，用户体验更好。

同时，为解决现有技术中由于电池自放电不一致存在压差，导致现有动力电池系统最大放电功率的估算方法估算的最大放电功率存在偏差的问题。本发明实施例提供了一种动力电池系统最大放电功率的估算方法。

本发明实施例提供的动力电池系统最大放电功率的估算方法，动力电池系统包括若干相互串联和/或并联的电芯，估算方法包括如下步骤：

SA、获得开路电压及对应温度步骤：采集动力电池系统中各电芯的开路电压OCV及对应温度T；

SB、获得最小荷电状态SOC1步骤：

获得所述各电芯的开路电压OCV中最小开路电压OCV1，及具有所述最小开路电压OCV1的电芯的第一温度T1；

根据所述最小开路电压OCV1、所述第一温度T1查询OCV-SOC-T三维表，获得最小荷电状态SOC1；