[发明专利]一种通用的电池荷电状态容量估算方法

说明书

本发明所设计的电池荷电状态容量估算方法，该方法当电池系统低压上电时，会根据目前时间距离上次下高压时间计算一个时间差ΔT。如果ΔT是否满足一定的时间，则采用OCV‑SOC曲线法算出一个SOC作为真实SOC。当电池系统进行正常的充放电过程中时，采用安时积分法计算ΔSOC。当电池系统达到充电末端时，满足一定条件情况下采用充电末端曲线算出一个SOC作为真实SOC。本发明能将基于安时积分法、OCV‑SOC曲线法和充放电末端曲线法融于一体，对实时SOC进行修正。

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，具体地指一种通用的电池荷电状态容量估算方法。

技术背景

电动汽车使用过程中需要电池动力系统提供实时的电池荷电状态(SOC，State ofCharge)，以此了解车辆电池包是否过放或者过充，同时用于估算剩余里程。因此，如何估算电池包的准确电池荷电状态这一问题在电动汽车技术领域中处于相当重要的地位。

国内外研究动力电池SOC估算的理论方法相当多，包括动力电池的电路模型也不少。其中比较著名的便有卡尔曼滤波法和模糊神经网络法。但基于目前动力电池和电池系统硬件的成熟度和算法的实现难度，包括以上两种算法在内的高级算法并未普及。目前使用最多的还是安时积分法、OCV-SOC曲线修正法、充放末端曲线修正法。

安时积分法是在充放电过程中采用电流值进行SOC动态计算的方法，是目前使用最广泛的方法。安时积分法的优点在于一段时间内，不管电流变化多么剧烈都可以得到一个精度相当高的SOC变化量。缺点在于需要有一个准确的SOC初始值才能保证计算后的SOC正确，同时经过长时间的充放电之后，SOC值的误差会逐渐累积。

OCV-SOC曲线修正法是基于动力电池的开路电压对应不同的SOC得来。尤其是三元动力电池的开路电路随着电池荷电状态的不同有着明显的变化。动力电池的开路电压需要经过一段时间的静置之后才会稳定下来。OCV-SOC曲线的优点在于动力电池经过静置之后可以根据开路电压获取一个准确的SOC值作为计算的初始值。不足之处在于需要相当长时间静置，且磷酸铁锂电池的OCV-SOC曲线中有很长的平坦区并不适用。

充放电末端曲线法是基于动力电池在充放电末端时电压曲线拥有明显的斜坡得来。不管是三元电池还是磷酸铁锂电池，在放电末端或者充电末端都有明显斜坡，且随着电流变化影响不大。这一个特性在充放电末端估算SOC值时很实用。优点在于充电末端易于达到，校正概率大。不足之处在于可以用来校正的区间相当小。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种通用的电池荷电状态容量估算方法，本发明能将基于安时积分法、OCV-SOC曲线法和充放电末端曲线法融于一体，对实时SOC进行修正。

为实现此目的，本发明所设计的通用的电池荷电状态容量估算方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：当电池管理系统上电时，电池管理系统的电池荷电状态初始化模块读取存储芯片中的原始电池荷电状态值作为初始值；初始化之后，如果车辆没有进行放电或充电，电池管理系统根据时钟芯片时间和存储的上次电池充放电结束时间计算车辆静置时长；

步骤2：如果车辆静置时长超过七天，电池管理系统采用平均单体电池电压进行单体电池开路电压曲线表查表得出对应平均单体电压在单体电池开路电压曲线表中的电池荷电状态值SOC_MEAN，然后用SOC_MEAN减去当前电池荷电状态值作为误差值，如果该误差值大于+A％，则使当前电池荷电状态值修正至SOC_MEAN+A％，如果该误差值小于-A％，则使当前电池荷电状态值修正至SOC_MEAN-A％；

步骤3：如果车辆静置时长不超过七天但是超过半个小时，电池管理系统采用最小单体电池电压和最大单体电池电压进行单体电池开路电压曲线表查表分别得出对应最小单体电池电压在单体电池开路电压曲线表中的电池荷电状态值SOC_MIN和对应最大单体电池电压的单体电池开路电压曲线表中的电池荷电状态值SOC_MAX；