一種離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰電池soc估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰電 池 S0C估計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電動(dòng)車輛運(yùn)行中，動(dòng)力電池荷電狀態(tài)(S0C)是電池狀態(tài)的重要參數(shù)，被用來直接 反應(yīng)電池的剩余電量，在混合動(dòng)力系統(tǒng)中，電池 S0C也是整車控制系統(tǒng)制定最優(yōu)能量管理策 略的重要依據(jù)。準(zhǔn)確估計(jì)動(dòng)力電池 S0C值，對于延長電池壽命、提高電池的安全可靠性和提 高電動(dòng)汽車整車性能具有重要研究意義。
[0003] 電池 S0C受多種因素影響，無法通過傳感器直接測量，必須通過測量電池電壓、工 作電流和溫度等物理量并采用一定的數(shù)學(xué)模型和算法估計(jì)得到。目前，常用的方法有：
[0004] 開路電壓法，單獨(dú)使用只適用于電動(dòng)汽車的駐車狀態(tài)，不能在線、動(dòng)態(tài)估算。
[0005] 安時(shí)積分法，估算精度很大程度上取決于電流測量精度，累積誤差無法消除。
[0006] 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，需要大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。
[0007] 卡爾曼濾波法，對電池模型準(zhǔn)確性和系統(tǒng)處理能力要求較高。
[0008] 因此需要建立一種簡單易行、估算精度較高且能消除累積誤差的S0C估計(jì)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰 電池 S0C估計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車輛動(dòng)力電池 S0C的準(zhǔn)確估計(jì)，以及累積誤差的分段消除。 [0010]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰電池 soc估計(jì) 方法，包括以下步驟：
[0011] S1、建立電池等效電路模型；
[0012] S2、辨識等效電路模型的離線參數(shù)；
[0013] S3、利用電池內(nèi)阻求出S0H的值，確定當(dāng)前狀態(tài)電池的實(shí)際可用容量CN，將其作為 安時(shí)積分法公式中的除數(shù)項(xiàng)；
[0014] S4、當(dāng)電池處在工作狀態(tài)時(shí)，利用安時(shí)積分法求S0C;
[0015] S5、當(dāng)S0C值為0.1的整數(shù)倍時(shí)，啟動(dòng)對應(yīng)的離線模型參數(shù)，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)的開路 電壓；
[0016] S6、利用開路電壓與S0C的函數(shù)關(guān)系，求出此時(shí)的S0C真實(shí)值，以此值作為安時(shí)積分 法的S0C初始值，再利用安時(shí)積分法繼續(xù)估算S0C值。
[0017] 所述步驟S1中的電池等效電路模型為一個(gè)電壓源Voc、一個(gè)歐姆電阻R和兩個(gè)RC環(huán) 路(R P、(^與心、Cs)，即二階RC等效電路模型。
[0018] 所述步驟S2中的離線參數(shù)辨識方法為：
[0019] S21、采用采用先恒流(0.2C)后恒壓(截止電壓4.25V)的方式對電池進(jìn)行充電；
[0020] S22、對電池進(jìn)行恒流恒容量(260mAh)放電；
[0021 ] S23、放電結(jié)束，靜置1小時(shí)以消除電池極化效應(yīng)；
[0022] S24、重復(fù)步驟S22、S23,至電池放電結(jié)束；利用六次多項(xiàng)式= SOC5+a3 X S0C4+a4 X SOC3+a5 X S0C2+a6 X S0C擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得0CV-S0C曲線，再根據(jù)電池放 電結(jié)束時(shí)的端電壓響應(yīng)曲線可得等效模型的離線參數(shù)R、RP、CP、Rs、Cs。
[0023] 所述步驟S3中的S0H值求取公式
，其中Reel為鋰電池在壽 命完結(jié)時(shí)的內(nèi)阻大小，為鋰電池出廠時(shí)的內(nèi)阻大小，R為電池在使用過程中測得的內(nèi)阻 大小。實(shí)際可用容量Cn = SOH X Q_inai，其中Q_inai表示電池的額定容量。
[0024] 所述步驟S4中的S0C估計(jì)值
'其中S0C(tQ)為初 始soc，cN為電池可用容量，i為電池電流，kt為溫度因素的修正因子，ktKi+n^Tis)]'式 中mt為溫度系數(shù)，是一個(gè)常數(shù)，一般取0.006~0.008，Τ是電池當(dāng)前溫度。
[0025] 所述步驟S5中的整數(shù)倍中的整數(shù)為大于等于1小于等于9的整數(shù)。
[0026] 所述步驟S5中開路電壓計(jì)算由關(guān)系式Voc = ai X S0C6+a2 X SOC5+a3 X S0C4+a4X S0C3 +a5XS0C2+a6XS0C得出。
[0027] 所述步驟S6中根據(jù)0CV-S0C曲線以及開路電壓可以得到此時(shí)的SOC真實(shí)值，將此值 作為S0C初始值，再利用安時(shí)積分法繼續(xù)估算S0C值。
[0028] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于在電池 S0C估計(jì)中采用上述離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰 電池 S0C估計(jì)方法，能夠保證準(zhǔn)確估計(jì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池 S0C的同時(shí)，消除安時(shí)積分法產(chǎn)生 的累積誤差。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明所述的離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰電池 S0C估計(jì)方法中的分段矯正原理 圖。
[0030] 圖2為本發(fā)明所述的離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰電池 S0C估計(jì)方法中的電池等效電路 模型圖。
[0031] 圖3為本發(fā)明所述的離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰電池 S0C估計(jì)方法中的電池放電結(jié)束 時(shí)端電壓響應(yīng)曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0033] 一種離線數(shù)據(jù)分段矯正的鋰電池 S0C估計(jì)方法，包括以下步驟：
[0034] S1、建立電池等效電路模型；
[0035] S2、辨識等效電路模型的離線參數(shù)；
[0036] S3、利用電池內(nèi)阻求出S0H的值，確定當(dāng)前狀態(tài)電池的實(shí)際可用容量CN，將其作為 安時(shí)積分法公式中的除數(shù)項(xiàng)；
[0037] S4、當(dāng)電池處在工作狀態(tài)時(shí)，利用安時(shí)積分法求S0C;
[0038] S5、當(dāng)S0C值為0.1的整數(shù)倍時(shí)，啟動(dòng)對應(yīng)的離線模型參數(shù)，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)的開路 電壓；
[0039] S6、利用開路電壓與S0C的函數(shù)關(guān)系，求出此時(shí)的S0C真實(shí)值，以此值作為安時(shí)積分 法的S0C初始值，再利用安時(shí)積分法繼續(xù)估算S0C值。
[0040] 如圖1所示是分段矯正原理圖。首先，電池未開始工作前，根據(jù)內(nèi)阻求出S0H的值， 確定當(dāng)前狀態(tài)電池的實(shí)際可用容量Cn，作為安時(shí)積分法公式中的除數(shù)項(xiàng);其次，當(dāng)電池處在 工作狀態(tài)時(shí)，利用安時(shí)積分法求S0C，當(dāng)S0C值為0.1的整數(shù)倍(大于等于1小于等于9的整數(shù)） 時(shí)，啟動(dòng)對應(yīng)的離線模型參數(shù)，計(jì)算出當(dāng)前狀態(tài)電池的開路電壓;最后，利用開路電壓與S0C 的函數(shù)關(guān)系，求出此時(shí)的S0C真實(shí)值，然后以此值作為安時(shí)積分法的S0C初始值，再利用安時(shí) 積分法繼續(xù)估算S0C值。
[0041 ] 所述步驟S1中的電池等效電路模型為一個(gè)電壓源Voc、一個(gè)歐姆電阻R和兩個(gè)RC環(huán) 路(RP、C^Rs、Cs)，即二階RC等效電路模型。
[0042] 如圖2所示是電池等效電路模型圖。該模型包含一個(gè)電壓源Voc、一個(gè)歐姆電阻R和 兩個(gè)RC環(huán)路(RP、CP與