[发明专利]一种估计电动汽车的动力电池组的荷电状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车的车载电池管理系统的设计领域，尤其涉及一种对电动汽车的动力电池组的荷电状态进行估计的方法。

背景技术

日益严重的能源危机以及环境污染问题，促使汽车工业从采用内燃机作为动力源的传统汽车方向向新能源汽车方向转变。电动汽车作为新能源汽车的主要力量，已成为汽车领域的研发重点，而电动汽车车载的动力电池组作为电动汽车的能量源，是目前阻碍电动汽车发展的主要技术瓶颈。

动力电池的荷电状态(stateofcharge，简称SOC，用符号z表示)表示动力电池内剩余电量与其额定容量的比值，能够清晰准确地表征动力电池当前的状态。车主可以根据动力电池的荷电状态直接判断出何时给电动汽车充电，还可以在行驶过程中根据动力电池的荷电状态SOC预估电动汽车还能行驶的里程数。但是，荷电状态SOC是动力电池的隐含状态量，难以直接通过测试或计算得出，只能通过估计方法估计得出。

目前，常用的估计动力电池的荷电状态SOC的方法大体可分为如下三类：

第一类：查表法

由于作为电动汽车的动力电池的锂电池的开路电压(opencircuitvoltage，简称OCV)与其荷电状态SOC之间存在一种非线性单调对应关系，即动力电池的开路电压随着其荷电状态SOC的增长而增长，随着其荷电状态SOC的降低而降低，且是一一对应关系。这样，在获得动力电池的开路电压后，可直接利用动力电池供应商提供的开路电压与荷电状态SOC的对应表查找出相应的荷电状态SOC的值。该方法简单易实现，且估计成本低，但是实时性差；另外，动力电池的开路电压与荷电状态SOC之间的对应关系会随着动力电池的老化而发生变化，进而导致估计误差增大。

第二类：安时积分法

安时积分法又称为库仑计数法，在测出动力电池的荷电状态SOC的初始值z₀和充放电电流I_L后，根据式(1)积分得出该动力电池当前荷电状态SOC的值z：

z=z0-1Cn∫0tηILdτ---(1)]]>

其中，C_n为该动力电池的额定容量，η为该动力电池的充放电效率，t为该动力电池的充放电时间。

由式(1)可知，在使用该估计方法动力电池的荷电状态SOC的值z进行估计时，必须精确地测量出该动力电池的荷电状态SOC的初始值z₀、充放电电流I_L以及额定容量C_n。但是，在实际操作中，动力电池的荷电状态SOC的初始值z₀及额定容量C_n的测量精度会因动力电池的温度、充放电倍率的变化及电池老化等原因而降低；动力电池的充放电电流I_L的测量精度易受测量用的电流传感器的测量精度的影响，而电流传感器的测量精度易因受到噪声、温度漂移及其他未知的随机扰动的干扰而降低。故，在进行积分计算的过程中，计算结果容易因上述参数的测量精度低而形成误差，且该误差在长期积累后，越来越大，估计精度较低。

第三类：建立动力电池的等效电路模型+自适应滤波