[发明专利]一种基于辅助功率的SOP控制方法

说明书

本发明公开了一种基于辅助功率的SOP控制方法。相比于常用的“峰值‑持续功率切换”方法计算SOP，本专利提出辅助功率概念以及计算方式，用辅助功率取代持续功率用于功率切换。该方法基于峰值功率表和持续功率表，计算辅助功率表；当电池输出功率超过辅助功率时，累积超出辅助功率的能量，同时计算从当前功率降到辅助功率时需要的预留能量；当累积能量+预留能量大于一定能量阈值时，将电池输出功率逐步限制到辅助功率；汽车电池功率被限制后，开始计时，累计时间超过功率恢复时间时，将允许的最大功率恢复到峰值功率。相比于目前常用的“峰值‑持续功率切换”方法，本发明降低了电动汽车电池过充、过放的风险。

技术领域

本发明涉及新能源BMS和大数据结合的技术领域，特别是一种基于辅助功率的SOP控制方法。

背景技术

随着国家对新能源汽车产业大力支持，新能源汽车产业不断发展。电池管理系统作为电动汽车的一个重要组成部分，其核心在于SOX的估算。SOX包括SOC(剩余电量)、SOH(电池健康程度)以及SOP(电池功率状态)。相比于SOC、SOH，对于SOP的关注度相对较少，但优秀的SOP算法可以优化电池运行工况、提高电池使用寿命、提升用户体验。

SOP表示电池的能力，即在不过充、过放情况下，当前汽车电池所能输入和输出的最大功率。运行过程中，过充、过放都会对电池造成不可逆转的损害，因此，电池实际输入和输出功率不能超过SOP值。汽车运行工况、SOC、温度、老化程度等因素都会对SOP产生影响，其中汽车运行工况对SOP影响最大。电池的SOP是随着工况不断变化的，由于电池存在极化现象，当电池大功率放电时，初始时电压可能并没有超过截止电压，但是持续十几秒后，过程中SOC和温度没变化多少，电压却会快速降低，以至于超过截止电压，造成过放。通过降功率后，持续一段时间，电池恢复，又可以进行大功率放电。

由于SOP的受工况、温度、SOC等多种因素影响，很难实时估算SOP值，目前绝大数厂家采用的方法是，依据峰值功率和持续功率切换来作为SOP近似值。峰值功率：固定周期时间T₁(10s-15s)，在指定SOC、温度条件下，电池以峰值功率持续放电T₁时刻，电池电压刚好到达截止电压。持续功率和峰值功率类似，固定周期时间T₂(30s-100s)，在指定SOC、温度条件下，电池以持续功率持续放电T₂时刻，电池电压刚好到达截止电压。回充功率的峰值和持续功率的测试截止条件是充电截止电压。

常用的SOP控制方法为“峰值-持续功率切换”方法，该方法采用“水箱原理”，基于实际累计消耗能量，将电池最大输出功率在峰值功率(P_peak)和持续功率(P_cont)之间动态调整。汽车运行时，电池允许的最大输出功率为峰值功率，当输出功率超过持续功率时，开始累加额外输出的能量Q＝∑(P_t-Pcont)*Δt，Δt是算法调用周期，P_t是电池实际输出的功率值，当累加能量Q超过Q_peak＝(P_t-P_peak)*T₁时，最大输出功率逐步调整为P_cont；当功率小于P_cont时，累加(P_cont-P)*Δt，当累加值Q大于等于Q_peak时，最大输出功率从P_cont变为P_peak。专利号为201910490123.0公开了一种电动汽车锂电池SOP估算方法，属于该类方法。

“峰值-持续功率切换”方法计算量不大，鲁棒性强，适合在乘用车中应用，但是该类方法却存在如下两个问题：

1、峰值功率和持续功率对功率都是具有限制作用，只不过相比于峰值功率，持续功率的测试周期时间更长，即持续功率属于长周期的功率限制，峰值功率属于短周期的功率限制。上述方法只注重峰值功率的限制作用，忽略了持续功率的功率限制。鉴于过充、过放都会对电池造成不可逆的影响，因此需要充分利用持续功率的限制作用。