[发明专利]混合动力汽车锂离子电池可变频率脉冲充电方法

说明书

技术领域

本发明属于节能与新能源汽车领域，涉及一种混合动力汽车锂离子电池可变频率脉冲充电方法。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，能源和环境问题日益突出。为了减少燃油汽车的能源消耗和污染的问题，混合动力汽车（HEV）应运而生。混合动力汽车动力电池的荷电状态(State of Charge,SOC)是电池管理系统的重要数据，HEV动力电池组的SOC要求实时、在线、准确估算,它是HEV整车能量控制策略的前提，是不使电池组因过充、过放而提前损坏的保证。传统的电池充电方法主要有：恒压法、恒流法、分段恒流法、恒压和恒流法相结合的方法等。目前，蓄电池组的充电方式主要采用三段式充电方式，然而这种充电方式充电时间较长，不能满足人们希望快速充电的需求。脉冲充电法是比较有效的快速充电方法，然而脉冲充电法的脉冲周期较难确定。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，采用变频技术对脉冲充电法进行改进，提供一种快速有效的混合动力汽车锂离子电池可变频率脉冲充电方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种混合动力汽车锂离子电池可变频率脉冲充电方法，包括如下步骤：

（1）首先进行程序的初始化：检测时间t=0，开始计时；

（2）根据电池的二阶RC模型，建立非线性系统的状态方程和系统方程x(k)＝f(x(k-1),u(k))+w(k)，y(k)＝g(x(k),u(k))+v(k)；w(k)和v(k)是高斯白噪声，x(k)是待估计值，为电池荷电状态，y(k)是观测值，k是正整数，f(x(k),u(k))是非线性系统的状态转移函数，g(x(k),u(k))是非线性系统的测量函数；然后将其线性化处理得到以下方程，x(k)≈A(k)x(k-1)+f(x',u(k))-A(k)x'+w(k)，y(k)≈C(k)x(k)+g(x',u(k))-C(k)x'+v(k)，A和C是线性相关系数；采用扩展卡尔曼滤波法进行迭代，电池荷电状态估算矫正，同时测量电池端电压V_B；

（3）如果此时电池的SOC>95%或者V_B>V_Sup，其中V_Sup表示的是电池的充电阀值电压，则结束充电；否则进行步骤（4）；

（4）根据不同频率充电方式下的平均电流值计算出最优充电频率f_op；

（5）根据确定的最优充电频率f_op来控制可变频率脉冲发生器进行脉冲充电；

（6）若检测时间t≥T_SUM，则结束充电；否则继续进行步骤（5）的充电；T_SUM为预先设定的最长充电时间。

步骤（4）包括如下步骤：

(a)计算以f_n为脉冲充电频率充电时的平均充电电流:

设在脉冲充电频率为f_n下，第m个电流采样值为D_ib,n(m)，设采样电流之和为D_acc(n)，设初始值D_acc(n)=0，则：

D_acc(n)＝D_acc(n)+D_ib,n(m);m=m+1；

计算M次采样的平均值D_avg(n)：

Davg(n)=Dacc(n)M;]]>

(b)在不同脉冲充电频率下采样电流的平均值，即n=n+1: