本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池最大放電功率在線估算方法。

背景技術(shù)：

電動汽車是未來汽車行業(yè)的重要發(fā)展、升級領(lǐng)域，其通過內(nèi)部電池系統(tǒng)作為動力來源，電池系統(tǒng)的最大放電功率直接決定了電動汽車的輸出功率和行駛速度，因此，在線實時估算電池的最大放電功率，對防止電池過放電、增加電池使用壽命具有重要意義。

現(xiàn)有的電池最大功率估算的方法主要有實驗室離線測試法以及基于電池模型的在線估算方法兩種。其中，實驗室離線測試法，例如，美國汽車聯(lián)盟(PNGV)提出的脈沖放電法(HPPC)，需要在實驗室中使用專用的測試設(shè)備對電池進行離線測試，測試時間長，并且需要相應(yīng)的測試設(shè)備，比如溫箱以及充放電負載儀等，而且不能實現(xiàn)在線估算。

基于電池模型的在線估算方法，例如，基于電池電化學(xué)模型和使用卡爾曼濾波的估算方法等，然而，該算法需要建立電池模型進行估算，估算的精度也依賴于模型參數(shù)，而模型參數(shù)會受到溫度等外部因素的影響，進而使得估算精度受到影響，且計算復(fù)雜度較高，還需要具有較高運算能力的芯片來支撐。

鑒于此，實有必要提供一種新的電池最大放電功率在線估算方法以克服上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電池最大放電功率在線估算方法，所述電池最大放電功率在線估算方法能夠在線實時估算、計算復(fù)雜度較低且估算精度較高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電池最大放電功率在線估算方法，包括如下步驟：

選定典型溫度工況；

獲取各溫度工況下的OCV-SOC曲線；

獲取各溫度工況下的R-SOC曲線；

設(shè)定電池電壓閾值；

獲取電池當(dāng)前溫度以及SOC值；

查表法計算當(dāng)前OCV值；

查表法計算當(dāng)前R值；

根據(jù)當(dāng)前OCV值、R值及電壓閾值計算當(dāng)前最大放電功率。

本發(fā)明提供的電池最大放電功率在線估算方法，通過實驗室離線測試一次性獲取電池不同溫度下的OCV-SOC曲線以及R-SOC曲線，進而相較于在線辨識參數(shù)的方法具有較高的精度；進一步地，本發(fā)明提供的電池最大放電功率在線估算方法在獲取電池不同溫度下的OCV-SOC曲線以及R-SOC曲線后還可以實現(xiàn)在線最大放電功率估算，進而相比每次都在實驗室進行離線測試估算最大放電功率的方法需要的時間更短、成本更低、效率更高、時效性更強。此外，本發(fā)明提供的電池最大放電功率在線估算方法相比基于電池模型的在線估算方法更簡單、運算復(fù)雜度更低且無需依賴較高運算能力的芯片。

【附圖說明】

圖1為本發(fā)明提供的電池最大放電功率在線估算方法的流程圖。

圖2為不同溫度的放電OCV-SOC曲線圖。

圖3為不同溫度的放電R-SOC曲線圖。

圖4為圖1中計算最大放電功率的具體流程圖。

【具體實施方式】

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，以下結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明。

請參閱圖1，其為本發(fā)明提供的一種電池最大放電功率在線估算方法的流程圖。所應(yīng)說明的是，本發(fā)明的方法并不受限于下述步驟的順序，且在其他實施例中，本發(fā)明的方法可以只包括以下所述步驟的其中部分，或者其中的部分步驟可以被刪除。

下面將結(jié)合圖1對本發(fā)明提供的電池最大放電功率在線估算方法的具體步驟進行詳細說明。

S210，選定典型溫度工況。

溫度是影響電池性能的重要參數(shù)，因此，依據(jù)所述電池的實際使用環(huán)境的溫度選定若干個典型溫度工況。例如，當(dāng)所述電池實際使用的環(huán)境溫度為0～40℃時，每隔20℃取一個典型溫度工況，具體地，在本實施方式中，分別以0℃、20℃及40℃進行說明?？梢岳斫?，在其他實施方式中，若所述電池實際使用的環(huán)境溫度為-30℃～50℃時，可以選取-30℃、0℃、20℃以及50℃，當(dāng)然，選取的典型溫度的數(shù)量以及間隔均可以依據(jù)具體情況而定，并不限于本實施例中所示的數(shù)據(jù)。

S220，獲取各溫度工況下的OCV-SOC曲線。

請再結(jié)合參閱圖2，其為不同溫度的放電OCV-SOC曲線圖。其中，OCV-SOC曲線是指電池開路電壓(OCV，Open Circuit Voltage)與電池荷電狀態(tài)(SOC，State of Charge)的關(guān)系曲線。圖2所示為步驟S210中的三個典型溫度工況(0℃、20℃及40℃)下對應(yīng)的三條OCV-SOC曲線。具體地，在不同溫度下，每個SOC值都對應(yīng)一個OCV值。進一步地，所述OCV-SOC曲線的獲取方法為：在實驗室使用恒溫箱創(chuàng)造所述步驟S210中的三個典型溫度環(huán)境，在每個典型溫度環(huán)境中使用放電設(shè)備獲取相應(yīng)的SOC與OCV關(guān)系曲線，其中，在相應(yīng)溫度下的SOC值與OCV值存在一一對應(yīng)關(guān)系，例如，所述電池在0℃下工作時，當(dāng)SOC值為50％時，存在一個OCV值與之對應(yīng)。

S230，獲取各溫度工況下的R-SOC曲線。

請再結(jié)合參閱圖3，為不同溫度的放電等效內(nèi)阻R-SOC曲線圖。其中，R-SOC曲線是指電池等效內(nèi)阻(R)與電池荷電狀態(tài)(SOC)的關(guān)系曲線。圖3所示為步驟S210中的三個典型溫度工況(0℃、20℃及40℃)下對應(yīng)的三條R-SOC曲線。具體地，在不同溫度下，每個SOC值都對應(yīng)一個R值。進一步地，所述R-SOC曲線的獲取方法為：在實驗室使用恒溫箱創(chuàng)造所述步驟S210中的三個典型溫度環(huán)境，在每個典型溫度環(huán)境中使用放電設(shè)備獲取相應(yīng)的R與OCV關(guān)系曲線，其中，在相應(yīng)溫度下的SOC值與R值存在一一對應(yīng)關(guān)系，例如，所述電池在20℃下工作時，當(dāng)SOC值為80％時，存在一個R值與之對應(yīng)。

S240，設(shè)定電池電壓閾值。

具體地，在實際使用中，為了防止電池過度放電，電池管理系統(tǒng)會設(shè)置一個放電電壓保護閾值，當(dāng)所述電池的電壓低于該閾值時，所述電池管理系統(tǒng)觸發(fā)保護措施，以停止對所述電池的使用。在本實施方式中，所述電池的放電電壓閾值Vlim為2.5V。可以理解，該閾值僅是為了進行實例說明，本發(fā)明的要保護的電壓閾值并不局限于此。

S250，獲取電池當(dāng)前溫度以及SOC值。

具體地，電池在實際應(yīng)用中會有電池管理系統(tǒng)(BMS，Battery Management System)與之對應(yīng)，并對其進行管理。所述BMS的主要功能包括電池電壓、電流、溫度等信息采集以及電池荷電狀態(tài)估算(SOC)等。因此，所述電池的溫度以及SOC值，可以直接通過所述BMS獲取。

S260，查表法計算當(dāng)前OCV值。

具體地，依據(jù)步驟S250中所獲得的電池的當(dāng)前溫度以及SOC值，并結(jié)合步驟S220中的不同溫度下的OCV-SOC曲線，通過查表法計算所述電池當(dāng)前對應(yīng)的OCV值。

S270，查表法計算當(dāng)前R值。

具體地，依據(jù)步驟S250中所獲得的電池的當(dāng)前溫度以及SOC值，并結(jié)合步驟S230中的不同溫度下的R-SOC曲線，通過查表法計算所述電池當(dāng)前對應(yīng)的R值。

S280，根據(jù)當(dāng)前OCV值、R值及電壓閾值計算當(dāng)前最大放電功率。

具體地，請再參閱圖4，其為計算最大放電功率的具體流程圖。所述根據(jù)當(dāng)前OCV、R以及電壓閾值計算當(dāng)前最大放電功率之步驟還包括如下步驟：

S281，計算全局最優(yōu)放電電流CURmax。

CURmax＝OCV/(2*R)

其中，CURmax為全局最優(yōu)放電電流；OCV為步驟S260中依據(jù)當(dāng)前電池溫度以及SOC值查表得到的開路電壓OCV值；R為步驟S270中依據(jù)當(dāng)前電池溫度以及SOC值查表得到的放電等效內(nèi)阻R值。

S282，計算全局最優(yōu)放電電壓Vmin。

Vmin＝OCV-CURmax*R

其中，Vmin為全局最優(yōu)放電電壓；為步驟S260中依據(jù)當(dāng)前電池溫度以及SOC值查表得到的開路電壓OCV值；R為步驟S270中依據(jù)當(dāng)前電池溫度以及SOC值查表得到的放電等效內(nèi)阻R值；CURmax為步驟S281中計算得到的全局最優(yōu)放電電流CURmax值。

S283，判斷全局最優(yōu)放電電壓Vmin是否小于電壓閾值Vlim。若全局最優(yōu)放電電壓Vmin不小于電壓閾值Vlim，則表示全局最優(yōu)放電電壓Vmin沒超過保護閾值，因此，直接進入步驟S284；若全局最優(yōu)放電電壓Vmin小于電壓與閾值Vlim，則表示全局最優(yōu)放電電壓Vmin超過了保護閾值，CURmax則不適用，因此，需進入步驟S285。

S284，計算全局最優(yōu)放電電流CURmax對應(yīng)的最大放電功率Pmax。

使用全局最優(yōu)放電電流CURmax計算最大放電功率Pmax的相應(yīng)的公式如下：

Pmax＝Vmin*CURmax

其中，Pmax為最終輸出的最大放電功率；Vmin為步驟S282中計算到的全局最優(yōu)放電電壓；CURmax為步驟S281中計算得到的全局最優(yōu)放電電流。

S285，計算與電壓閾值Vlim匹配的最優(yōu)放電電流CURbest。

具體地，計算與電壓閾值Vlim匹配的最優(yōu)放電電流CURbest的公式如下：

CURbest＝(OCV-Vlim)/R

其中，CURbest為電壓閾值Vlim匹配的最優(yōu)放電電流；OCV為步驟S260中依據(jù)當(dāng)前電池溫度以及SOC值查表得到的開路電壓OCV值；Vlim為步驟S240中設(shè)置的電池閾值；R為步驟S270中依據(jù)當(dāng)前電池溫度以及SOC值查表得到的放電等效內(nèi)阻R值。

S286，計算與最優(yōu)放電電流CURbest對應(yīng)的最大放電功率Pmax。

具體地，計算與最優(yōu)放電電流CURbest對應(yīng)的最大放電功率Pmax的公式如下：

Pmax＝Vlim*CURbest

其中，Pmax為最終輸出的最大放電功率；Vlim為步驟S240中設(shè)置的電池電壓閾值；CURbest為步驟S285中計算得出的與電壓閾值Vlim匹配的最優(yōu)放電電流。

S287，輸出最大放電功率Pmax。

在本實施方式中，依據(jù)全局最優(yōu)放電電壓Vmin與保護閾值電壓Vlim的大小關(guān)系，可以得到步驟S284以及步驟S286中的兩種Pmax的計算方法，在實際使用中可以選擇一個符合實際情況的Pmax值作為最終輸出，例如，若計算出來Vmin>＝Vlim，則選擇步驟S284中的Pmax計算方法；若計算出來Vmin<Vlim，則選擇步驟S286中的Pmax計算方法。

本發(fā)明所提供的一種電池最大放電功率在線估算方法，過實驗室離線測試一次性獲取電池不同溫度下的OCV-SOC曲線以及R-SOC曲線，進而相較于在線辨識參數(shù)的方法具有較高的精度；進一步地，本發(fā)明提供的電池最大放電功率在線估算方法在獲取電池不同溫度下的OCV-SOC曲線以及R-SOC曲線后還可以實現(xiàn)在線最大放電功率估算，進而相比每次都在實驗室進行離線測試估算最大放電功率的方法需要的時間更短、成本更低、效率更高、時效性更強。此外，本發(fā)明提供的電池最大放電功率在線估算方法相比基于電池模型的在線估算方法更簡單，且運算復(fù)雜度更低，無需依賴較高運算能力的芯片。

本發(fā)明并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述，因此對于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實現(xiàn)另外的優(yōu)點和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。