[发明专利]汽车动力电池SOC的估算方法有效

专利信息
申请号: 201510332864.8 申请日: 2015-06-12
公开(公告)号: CN104950263B 公开(公告)日: 2017-09-19
发明(设计)人: 梁荣荣;夏顺礼;赵久志;秦李伟;庞艳红 申请(专利权)人: 安徽江淮汽车集团股份有限公司
主分类号: H01M10/42 分类号: H01M10/42
代理公司: 北京维澳专利代理有限公司11252 代理人: 张春雨,逢京喜
地址: 230601 安徽*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 汽车 动力电池 soc 估算 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及汽车电池领域,具体涉及汽车动力电池SOC的估算方法。

背景技术

近年来,为应对汽车工业迅猛发展带来的环境污染、石油资源急剧消耗等影响,各国都在积极开展研究新能源汽车研究。汽车动力电池作为电动汽车的核心零部件,对整车的续驶里程、使用寿命、安全性能等有着直接的影响。汽车动力电池是由多个单体电池组成的电池模组(也被称为电池包),电池剩余电量又称电池的荷电状态(State of Charge,简称SOC)是电池状态的重要参数,保证汽车动力电池的SOC维持在合理的范围内,防止过充或者过放对电池的损伤,提高电池的使用寿命、降低维护成本提供技术支持,需要精确估算当前电池剩余电量,因此获得准确又可靠的当前动力电池的SOC值是电池管理系统的重要任务之一。

目前国内外在对电池SOC的准确估算方面已经做出了大量的研究,但常用的方法仍然是简单的开路电压法和安时积分法相结合。开路电压法是电池管理系统静止后再次上电工作时,根据单体电压查表静态OCV数据,估算电池的初始SOC值。安时积分法是将电池的充放电电流对时间进行积分运算,估算电池的动态SOC值。

开路电压法需要动力电池静置足够长的时间,这在工作条件下显然是不易实现的。安时积分法对电流采样精度要求较高,若动力电池长时间在SOC高端进行充放电,会产生较大的积累误差。另外,汽车动力电池SOC的使用区间一般在30-70%之间,若长时间无低端修正,使用安时积分法会造成较大误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种实时、准确的汽车动力电池SOC的估算方法,为此本发明的实施例提供了如下技术方案:

一种汽车动力电池SOC的估算方法,包括:

利用一列电流矩阵检测电池模组,获得一列相应的电池模组测试电压;

将相同的电流矩阵代入电池模组内阻模型,计算获得一列相应的电池模组预测电压;

根据所述电池模组测试电压和所述电池模组预测电压计算获得电池模组的内阻变化率;

根据所述内阻变化率计算电池模组模型的估算输出电压;

根据所述估算输出电压、所述电池模组测试电压估算所述汽车动力电池SOC。

优选地,所述电池模组预测电压的计算式为:

U模组预测=OCV+I×RAC+I×RCT×e-t/tao+I×RWB1×e-t/tao+I×RWB2×e-t/tao

其中,U模组预测代表所述电池模组预测电压,OCV代表对应所述电流矩阵中的电流的开路电压,I代表所述电流矩阵中的电流值,RAC代表电池模组模型的交流阻抗,所述交流阻抗包括电池模组内的单体电池本身阻抗和单体电池之间的连接件的阻抗之和,RCT代表电池模组模型的电荷转移电阻,RWB1、RWB2代表电池模组模型的韦伯阻抗,t为所述电流矩阵中的电流周期间隔,tao为修正参数。

优选地,根据所述电池模组测试电压和所述电池模组预测电压计算获得电池模组的内阻变化率的计算式为:

U模组预测-OCV=U过电压×(1+dR)+off;

U过电压=U模组测试-OCV;

其中,U过电压代表利用所述电流矩阵计算获得的电池模组的过电压,U模组测试代表所述电池模组测试电压,dR代表电池模组的内阻变化率,off为补偿值,将所述一列相应的电池模组测试电压和所述一列相应的电池模组预测电压代入内阻变化率的计算式后利用线性插值法求得dR。

优选地,所述估算输出电压的计算式为:

U模组估算=OCV+(I×RAC+I×RCT×e-t/tao+I×RWB1×e-t/tao+I×RWB2×e-t/tao)×(1+dR),

其中U模组估算代表电池模组模型的估算输出电压。

优选地,估算所述汽车动力电池SOC的计算式为:

SOC=SOC(OCV)+I×t/C0+(U模组估算-U模组测试)×K,

其中,SOC(OCV)为对电池模组进行标定试验获得的对应不同OCV的SOC值,C0为电池模组的初始电池容量,K为增益参数。

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