[发明专利]一种混合动力车用锂离子电池功率性能的在线预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力车用锂离子电池功率性能的在线预测方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展，人民生活水平得到大幅提高，但同时 带来了能源需求的激增，环境问题也日益凸显。电动汽车因其能源需 求量低、污染小而得到广泛推广，缓解了能源压力，改善了传统燃油 汽车的废气污染问题。

作为主要的电动汽车类型之一，混合动力汽车采用汽油和锂离子 电池共同作为汽车的动力源，来提供车辆行驶过程中的功率需求。混 合动力车的实车运行工况变化十分剧烈，因此电池短时峰值功率性能 直接关系到车辆的安全性和可靠性。电池峰值功率性能的实时预测对 于整车控制策略而言十分重要，从而成为电池管理系统(battery managementsystem,BMS)的主要功能和研究重点之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种混合动力车用锂离子电池 功率性能的在线预测方法，以完善电池管理系统的功能，保证车辆行 驶过程中的可靠性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案；

一种混合动力车用锂离子电池功率性能的在线预测方法，包括以 下步骤：

S1、选取用以表征锂离子电池功率性能的参数，所述参数为10 秒峰值功率，是电池恰好保持10秒恒功率放电状态的功率值。

S2、选取影响锂离子电池功率性能的主要因素，包括：电池温 度、电池SOC(荷电状态)和电池内阻。

S3：为模拟锂离子电池在实车运行过程中的真实工况，人为调整 锂离子电池测试过程中的电池温度。例如设置8个不同的温度点，分 别为-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃和50℃。通过设 置温箱温度，然后将电池放入温箱充分静置(静置四个小时以上)， 使电池温度跟温箱温度保持一致。

通过对电池充放电来调节电池SOC，使锂离子电池工作在不同 的电池SOC下，例如电池SOC包括10％SOC、20％SOC、30％SOC、 40％SOC、50％SOC、60％SOC、70％SOC、80％SOC和90％SOC。

通过调整电池温度和电池SOC来模拟实车运行过程中的真实工 况。而电池内阻被认为是不可控的，通过在实验过程中测得并记录下 来。在每个温度值下，测试得到锂离子电池处于9个不同电池SOC 下的电池内阻和10秒峰值功率。

用恒功率测试方法得到若干组实验数据，例如120组实验数据。 每组实验数据包括主要因素(电池温度、电池SOC和电池内阻)以 及对应的10秒峰值功率。

S4、分析得到的主要因素之间、主要因素与10秒峰值功率之间 的相关关系，具体方法是用到皮尔逊相关系数。皮尔逊相关系数用来 衡量主要因素之间、主要因素与10秒峰值功率之间的线性相关程度， 皮尔逊相关系数的绝对值越接近1，说明相关性越强；反之，相关系 数越接近于0，则说明相关度越弱。

S5、基于支持向量机原理建立锂离子电池功率性能在线预测模 型。具体方法是，将电池温度、电池SOC和电池内阻作为模型的输 入，10秒峰值功率作为模型的输出。然后选取支持向量机的径向基 核函数：

K(xi,xj)=exp(-||xi-xj||2σ2)---(1)]]>