本發(fā)明涉及動力電池的管理技術(shù)，具體涉及動力電池soc(剩余電量)動態(tài)估算方法。

背景技術(shù)：

隨著汽車的普及與空氣質(zhì)量的不斷惡化，節(jié)能環(huán)保的新能源車尤其是電動汽車成為世界汽車工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重要方向，這也是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。當(dāng)前作為新能源汽車或電動汽車的動力源的動力電池相關(guān)技術(shù)成為制約電動汽車發(fā)展的一個關(guān)鍵技術(shù)之一，而為能使動力電池安全可靠運行，保障電池安全，延長電池使用時間，必須對電池的充放電過程進(jìn)行有效的管理，這其中最重要的是對電池剩余電量soc的準(zhǔn)確判斷。

soc是體現(xiàn)電池狀態(tài)的主要參數(shù)之一，它可以為整車控制策略提供判斷依據(jù)。因此，準(zhǔn)確的判斷電池組的soc能更好的管理整個電池組的充放電，保障電池的安全，延長電池使用壽命，避免發(fā)生安全事故。

影響電池soc的因素有很多，如溫度、充放電電流大小、內(nèi)阻等，而soc與這些因素之間并非線性關(guān)系，這就決定了很難通過某一因素判斷電池的soc狀態(tài)，因此如何利用影響電池soc的因素對電池的剩余電量進(jìn)行精確預(yù)測，一直以來都是動力電池管理系統(tǒng)的首要問題和技術(shù)難題。

目前電池管理系統(tǒng)的soc算法主要包括安時積分法、開路電壓法、內(nèi)阻法、卡爾曼濾波法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型算法等，安時積分法因其簡單易行被廣泛采用，但它容易產(chǎn)生累計誤差，致使soc判斷越來越不準(zhǔn)；開路電壓法只要電池模型準(zhǔn)確就能準(zhǔn)確預(yù)測其soc，但它只限于在靜態(tài)時即電路開路時使用，實際使用中多是作為輔助測算；內(nèi)阻法也能較準(zhǔn)確判斷電池soc，但由于影響電池內(nèi)容的因素很多，很難將內(nèi)阻法用于電池的soc測量；卡爾曼濾波算法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法也是這幾年比較流行的算法，但原理較為復(fù)雜，實現(xiàn)起來比較困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提出一種動力電池soc動態(tài)估算方法，實現(xiàn)簡單、準(zhǔn)確地對動力電池soc進(jìn)行動態(tài)估算。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種動力電池soc動態(tài)估算方法，包括：

a.在電池管理系統(tǒng)上電后，讀取存儲器模塊中的剩余電量soc和容量volume值；

b.判斷讀取的soc和volume值是否在規(guī)定范圍之內(nèi)，若是，則將讀取的soc和volume值作為本次上電的初始值，進(jìn)入步驟d；否則，進(jìn)入步驟c；

c.使用開路電壓法估算soc和volume值，并根據(jù)采集到的溫度狀態(tài)對soc和volume值進(jìn)行補償，將補償后的soc和volume值作為本次上電的初始值，進(jìn)入步驟d；

d.在正常充放電流程中，根據(jù)采集到的電流值判斷電池的工作狀態(tài)，并根據(jù)電池的相應(yīng)工作狀態(tài)進(jìn)行處理：

若電池為非充電和非放電狀態(tài)時，則當(dāng)前soc和volume值保持不變；

若電池為充電狀態(tài)，則根據(jù)充電電流ic，按安時積分法獲得當(dāng)前電池容量volume值，并計算soc；然后根據(jù)充電曲線的soc及其對應(yīng)電池電壓點cvn(n＝1～n，n為曲線上電壓點的個數(shù))對當(dāng)前電池容量volume值及計算的soc進(jìn)行修正；將修正后的soc和volume值存入存儲器模塊中；

若電池為放電狀態(tài)，則根據(jù)放電電流id，按安時積分法獲得當(dāng)前電池容量volume值，并計算soc；然后根據(jù)該放電電流條件下對應(yīng)的放電曲線的soc及其對應(yīng)電池電壓點dvn

(n＝1～n，n為曲線上電壓點的個數(shù))對當(dāng)前電池容量volume值及計算的soc進(jìn)行修正；將修正后的soc和volume值存入存儲器模塊中。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，該方法在步驟a之前，還包括步驟：

a0.通過實驗獲取充電狀態(tài)下電池電壓與soc曲線的n個soc值及其對應(yīng)的電池電壓cv1～cvn，并通過實驗獲取m種放電狀態(tài)下電池電壓與soc的曲線關(guān)系，并在每種特定放電電流曲線上標(biāo)注n個soc值及其對應(yīng)電池電壓dv1～dvn。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟d中，在電池為充電狀態(tài)下，所述根據(jù)充電曲線的soc及其對應(yīng)電池電壓點cvn(n＝1～n，n為曲線上電壓點的個數(shù))對當(dāng)前電池容量volume值及計算的soc進(jìn)行修正，具體包括：

若當(dāng)前電池電壓大于某一特定值cvt時，依據(jù)充電曲線上soc及其對應(yīng)電壓修正點cv1～cvn的關(guān)系進(jìn)行修正：若計算的soc小于充電曲線上當(dāng)前電壓所在修正點cvn對應(yīng)的soc值時，將計算的soc值修正為cvn對應(yīng)的soc。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟d中，在電池為放電狀態(tài)下，所述根據(jù)該放電電流條件下對應(yīng)的放電曲線的soc及其對應(yīng)電池電壓點dvn(n＝1～n，n為曲線上電壓點的個數(shù))對當(dāng)前電池容量volume值及計算的soc進(jìn)行修正，具體包括：

當(dāng)電池電壓小于某一特定值dvt時,開始對電池soc及volume值進(jìn)行修正：

首先判斷放電電流大小id，找出id條件下對應(yīng)的放電曲線，根據(jù)放電曲線上soc及其對應(yīng)電壓修正點dv1～dvn的關(guān)系進(jìn)行修正：若計算的soc大于放電曲線上當(dāng)前電壓所在修正點dvn對應(yīng)的soc時，將soc修正為dvn對應(yīng)的soc。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟d中，在電池為充電狀態(tài)下，按安時積分法獲得當(dāng)前電池容量volume值的方法為：

讀取上一時間段的容量vq，通過安時積分法獲取本時間段的的安時積分容量vz，將vq與vz相加即獲得當(dāng)前電池容量volume值。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟d中，在電池為放電狀態(tài)下，按安時積分法獲得當(dāng)前電池容量volume值的方法為：

讀取上一時間段的容量vq，通過安時積分法獲取本時間段的的安時積分容量vz，利用vq減去vz即獲得當(dāng)前電池容量volume值。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述電池管理系統(tǒng)包括：

參數(shù)采集模塊、主控制器模塊及存儲模塊；

所述參數(shù)采集模塊用于采集電池組的單體電壓、極值電壓、充放電電流及溫度值；

主控制器用于實時計算動力電池組當(dāng)前容量并根據(jù)電壓及電流狀態(tài)修正soc。

本發(fā)明的有益效果是：

通過建立動態(tài)soc估算模型對采集的電池電壓、電池溫度、充放電電流進(jìn)行處理，并根據(jù)電池充放電曲線若干soc點及其對應(yīng)電壓點對電池soc進(jìn)行修正或補償，達(dá)到精確估算動力電池soc的目的；

本發(fā)明能根據(jù)不同參數(shù)情況動態(tài)的估算電池soc，防止電池使用中出現(xiàn)過充過放的情況，有效延長電池使用壽命，提高電池安全使用等級。

附圖說明

圖1是實驗測得的動力電池充電狀態(tài)下soc與電池電壓的關(guān)系圖；

圖2是實驗測得的動力電池在特定放電電流下soc與電池電壓的關(guān)系曲線；

圖3是實施例中上電之初動力電池soc估算算法流程圖；

圖4是實施例中正常充放電狀態(tài)下動力電池soc動態(tài)估算算法流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明旨在提出一種動力電池soc動態(tài)估算方法，實現(xiàn)簡單、準(zhǔn)確地對動力電池soc進(jìn)行動態(tài)估算。其核心思想為：在電池管理系統(tǒng)上電后根據(jù)eeprom中的soc與volume確定是否使用開路電壓法估算soc值，若使用開路電壓法估算soc值，會根據(jù)溫度特征做一定的補償，補償后的soc與volume作為本次上電的初始值，若不需使用開路電壓法，則將從eeprom中讀取的soc與volume直接作為本次上電的初始值；

然后，在正常的充放電狀態(tài)下根據(jù)充放電電流ic、id按安時積分法獲得當(dāng)前電池容量volume，在充電狀態(tài)下根據(jù)充電曲線的soc及其對應(yīng)電池電壓點cvn對電池容量volume及soc進(jìn)行修正，在放電狀態(tài)下根據(jù)放電電流大小及此種放電電流條件下放電曲線的soc及其對應(yīng)電池電壓點dvn對電池容量volume及soc進(jìn)行修正。最后將修正之后的電池容量volume及soc存入eeprom中。

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的方案作進(jìn)一步的描述：

本實施例的動力電池soc動態(tài)估算方法包括以下步驟：

1、多次重復(fù)試驗獲取動力電池充電曲線上soc及其修正點電壓cv1～cvn的對應(yīng)關(guān)系，其中n為修正點的個數(shù)，如圖1所示；

通過多次重復(fù)試驗獲取動力電池在m種放電電流情況下放電曲線，每一個放電曲線上均有n個soc點及其電壓修正點dv1～dvn的對應(yīng)關(guān)系，其中一種特定放電電流情況下soc與電壓修正點dv1～dvn的關(guān)系如圖2所示；

2、電池管理系統(tǒng)上電后首先讀取存儲在eeprom中的soc及volume信息，判斷soc及volume是否在規(guī)定范圍內(nèi)，若不在規(guī)定范圍內(nèi)則依據(jù)開路電壓法估算電池soc及volume，并根據(jù)采集到的溫度狀態(tài)對該soc及volume進(jìn)行補償，算法流程如圖3所示，處理完畢切換到正常充放電循環(huán)檢測狀態(tài)中；若soc及volume在規(guī)定范圍內(nèi)，則直接切換到正常充放電循環(huán)檢測狀態(tài)中；

3、在正常充放電流程中首先根據(jù)采集到的電流值判斷電池處于充電狀態(tài)、放電狀態(tài)或非充非放的狀態(tài)，如圖4所示；

4、當(dāng)電池處于非充非放狀態(tài)時，當(dāng)前soc及volume值保持不變；

5、當(dāng)電池處于充電狀態(tài)時，將前一時間段的容量vq加上本時間段的的安時積分容量vz就是當(dāng)前的電池容量vd，并計算當(dāng)前socd，若當(dāng)前電池電壓大于某一特定值cvt時依據(jù)充電曲線上soc及其對應(yīng)電壓修正點cv1-cvn的關(guān)系進(jìn)行修正：當(dāng)socd小于當(dāng)前電壓對應(yīng)充電曲線上的電壓修正點cvn對應(yīng)的soc時，將socd修正為cvn對應(yīng)的soc，并且保證充電時soc的修正只能正向修正，即朝著soc增加的方向修正；

6、當(dāng)電池處于放電狀態(tài)時，將前一時間段的容量vq減去本時間段的安時積分容量vz就是當(dāng)前的電池容量vd，并計算當(dāng)前socd，當(dāng)電池電壓小于某一特定值dvt時開始對電池soc及volume進(jìn)行修正：首先判斷放電電流大小id，找出id條件下的放電曲線上當(dāng)前電壓所在修正點dvn對應(yīng)的soc，當(dāng)socd大于dvn對應(yīng)的soc時，將soc修正為dvn對應(yīng)的soc，并且保證放電時soc的修正只能正向修正，即朝著soc減小的方向修正；

7、最后將修正后的soc及volume值存入eeprom中。