專利名稱：一種動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境污染和能源匱乏等問題對(duì)地球生態(tài)和人們生活帶來越來越大的影響，開發(fā)新能源汽車替代傳統(tǒng)的燃油車成為現(xiàn)今社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，而電動(dòng)汽車是目前國(guó)際上開發(fā)新能源汽車的主流方向。動(dòng)力電池系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的心臟，動(dòng)力電池系統(tǒng)的正確控制直接關(guān)系著電動(dòng)汽車的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。荷電狀態(tài)(SOC)反映動(dòng)力電池系統(tǒng)的電量狀態(tài)，是電池管理系統(tǒng)(BMS)乃至電動(dòng)汽車進(jìn)行控制的一項(xiàng)重要參數(shù)，直接對(duì)應(yīng)著整車剩余續(xù)駛里程及充電飽滿度。常見的SOC計(jì)算方法有安時(shí)積分法、開路電壓法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和卡爾曼濾波法等。目前，高校、研究所及企業(yè)里面對(duì)動(dòng)力電池系統(tǒng)SOC的研究主要還是集中在對(duì)傳統(tǒng)的SOC算法引入校正因子進(jìn)行完善方面，對(duì)于動(dòng)力電池系統(tǒng)應(yīng)用在電動(dòng)汽車上之后的適當(dāng)修正以滿足更好的使用需求研究得很少。專利200710143406.5介紹了一種電池荷電狀態(tài)的測(cè)定方法，該方法使用最小二乘法得到30(^與SOC^i間的差值與時(shí)間的修正函數(shù)φ (t)以對(duì)安時(shí)積分法得到的SOC進(jìn)行修正；專利201110441421.4介紹了一種SOC估算方法，使用多個(gè)步驟修正安時(shí)積分法計(jì)算得到的SOC值；專利201210013565.4介紹了一種用于磷酸鐵鋰動(dòng)力電池剩余容量估算自修正的方法，引入了溫度校正因子α、倍率校正因子β和老化率Y對(duì)安時(shí)積分法得到的SOC進(jìn)行校正。

目前批量使用的動(dòng)力電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)(SOC)的計(jì)算方法多為以安時(shí)積分法為主，再采用路端電壓進(jìn)行兩端修正，當(dāng)充電截止電壓閾值達(dá)到時(shí)將SOC修正為100%，當(dāng)放電截止電壓閾值達(dá)到時(shí)將SOC修正為0%。這種修正方法存在如下問題:1)充放電截止電壓閾值與進(jìn)行SOC修正的閾值一致，也就是說SOC修正后便不再進(jìn)行充放電；2)修正閾值單一，SOC只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的一次修正。應(yīng)用到電動(dòng)汽車上，這種修正方法帶來的實(shí)際問題是因?yàn)閯?dòng)力電池系統(tǒng)達(dá)不到充放電截止閾值(因?yàn)闄z測(cè)電壓精度問題或者充電機(jī)設(shè)計(jì)問題)而無法進(jìn)行SOC修正，或者是修正時(shí)幅度太大(只在充放電截止閾值達(dá)到時(shí)進(jìn)行一次修正)，事先無法給駕駛員足夠的警示。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明公開了一種新的動(dòng)力電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法。本發(fā)明實(shí)施例公開了一種動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法，包括以下步驟:a.對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電；
b.設(shè)定N個(gè)荷電狀態(tài)修正閾值，當(dāng)達(dá)到第i個(gè)修正閾值后，進(jìn)行第i次荷電狀態(tài)值修正，繼續(xù)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電，i=i+l, I ^ i<N ；C.當(dāng)達(dá)到第N個(gè)修正閾值后，將充電或放電荷電狀態(tài)值修正為100%或0% ；d.繼續(xù)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電，設(shè)定充電/放電截止閾值，當(dāng)達(dá)到充電/放電截止閾值后，停止充電/放電。進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述N優(yōu)選為3。進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述荷電狀態(tài)修正閾值根據(jù)溫度校正因子α進(jìn)行修正。進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述荷電狀態(tài)修正閾值根據(jù)倍率校正因子β進(jìn)行修正。進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述荷電狀態(tài)修正閾值根據(jù)老化率Y進(jìn)行修正。本發(fā)明通過設(shè)置多級(jí)修正閾值，并將充放電截止閾值與SOC修正閾值區(qū)分開，有效解決了現(xiàn)有方法存在的弊端，提高了電動(dòng)汽車的可靠性。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中:圖1為本發(fā)明實(shí)施例動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法流程圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)`行說明。為使上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，以三級(jí)修正閾值為例，一種動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法，包含如下步驟:S1、第一階段充電/放:電動(dòng)力電池系統(tǒng)開始充電/放電；S2、判斷動(dòng)力電池系統(tǒng)的三級(jí)修正閾值是否到達(dá)，若沒有到達(dá)則繼續(xù)充電/放電，若到達(dá)則根據(jù)三級(jí)修正閾值第一次對(duì)SOC進(jìn)行修正( S3 )后繼續(xù)充電/放電；S4、第二階段充電/放電；S5、判斷動(dòng)力電池系統(tǒng)的二級(jí)修正閾值是否到達(dá)，若沒有到達(dá)則繼續(xù)充電/放電，若到達(dá)則根據(jù)二級(jí)修正閾值第二次對(duì)SOC進(jìn)行修正(S6)后繼續(xù)充電/放電；S7、第三階段充電/放電；S8、判斷動(dòng)力電池系統(tǒng)的一級(jí)修正閾值是否到達(dá)，若沒有到達(dá)則繼續(xù)充電/放電，若到達(dá)則根據(jù)一級(jí)修正閾值第三次對(duì)SOC進(jìn)行修正(S9)( 一級(jí)修正閾值對(duì)應(yīng)SOC為100%(充電時(shí))或者是0%(放電時(shí)))后繼續(xù)充電/放電；S10、第四階段充電/放電；
S11、判斷動(dòng)力電池系統(tǒng)的充電/放電截止閾值是否到達(dá)，若沒有到達(dá)則繼續(xù)充電/放電，若到達(dá)則停止充電/放電(S12)。本發(fā)明實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有:(I)將充電/放電截止電壓閾值與SOC修正閾值區(qū)分開，SOC修正閾值比充電/放電截止電壓閾值先到達(dá)，可有效解決動(dòng)力電池系統(tǒng)裝車使用后可能出現(xiàn)的SOC無法修正問題；(2)設(shè)置三級(jí)SOC修正閾值，SOC可根據(jù)三級(jí)修正閾值進(jìn)行三次有效修正，可有效解決動(dòng)力電池系統(tǒng)一次修正時(shí)存在的修正幅度太大問題。并且，上述設(shè)定的修正閾值可根據(jù)溫度校正因子α、倍率校正因子β和老化率Y進(jìn)行適時(shí)修正，溫度校正因子α、倍率校正因子β和老化率Y根據(jù)動(dòng)力電池系統(tǒng)裝上電動(dòng)汽車之后的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得。實(shí)施例1:對(duì)于336V66Ah的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)，在15 40°C范圍內(nèi)，充電/放電三級(jí)修正閾值設(shè)定為3.50V/2.75V，二級(jí)修正閾值設(shè)定為3.55V/2.65V，一級(jí)修正閾值設(shè)定為3.60V/2.55V，截止閾值設(shè)定為3.70V/2.50V,當(dāng)?shù)竭_(dá)三級(jí)修正閾值時(shí)，將SOC修正為95%/8%，當(dāng)?shù)竭_(dá)二級(jí)修正閾值時(shí)，將SOC修正為99%/3%，當(dāng)?shù)竭_(dá)三級(jí)修正閾值時(shí)，將SOC修正為100%/0%。當(dāng)溫度為-10°C、放電倍率為1.5C、動(dòng)力電池系統(tǒng)已經(jīng)使用半年時(shí)，查表得到溫度校正因子α、倍率校正因子β和老化率Y，此時(shí)充電/放電三級(jí)修正閾值設(shè)定為(3.50Χ α X β X y)V/(2.75X α X β X Y )V，二級(jí)修正閾值設(shè)定為(3.55 X α X β X y)V/(2.65 X α X β X Y) V，一級(jí)修正閾值設(shè)定為(3.60 X α X β X y)V/(2.55Χ α X β X y)V,截止閾值設(shè)定為(3.70 X α X β X γ ) V/ (2.50 X α X β X γ ) V。實(shí)施例2:對(duì)于345V80Ah的錳酸鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)，在15 40°C范圍內(nèi)，充電/放電三級(jí)修正閾值設(shè)定為4.15V/3.00V，二級(jí)修正閾值設(shè)定為4.10V/2.85V，一級(jí)修正閾值設(shè)定為4.20V/2.70V，截止閾值設(shè)定為4.30V/2.50V,當(dāng)?shù)竭_(dá)三級(jí)修正閾值時(shí)，將SOC修正為95%/8%，當(dāng)?shù)竭_(dá)二級(jí)修正閾值時(shí)，將SOC修正為99%/3%，當(dāng)?shù)竭_(dá)三級(jí)修正閾值時(shí)，將SOC修正為 100%/0%。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些具體實(shí)施方式
僅是舉例說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的情況下，可以對(duì)上述方法和系統(tǒng)的細(xì)節(jié)進(jìn)行各種省略、替換和改變。例如，合并上述方法步驟，從而按照實(shí)質(zhì)相同的方法執(zhí)行實(shí)質(zhì)相同的功能以實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)相同的結(jié)果則屬于本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法，其特征在于，包括以下步驟: a.對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電； b.設(shè)定N個(gè)荷電狀態(tài)修正閾值，當(dāng)達(dá)到第i個(gè)修正閾值后，進(jìn)行第i次荷電狀態(tài)值修正，繼續(xù)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電，i=i+l, I ^ i<N ； c.當(dāng)達(dá)到第N個(gè)修正閾值后，將充電或放電荷電狀態(tài)值修正為100%或0%; d.繼續(xù)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電,設(shè)定充電/放電截止閾值,當(dāng)達(dá)到充電/放電截止閾值后，停止充電/放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法，其特征在于，所述N優(yōu)選為3。
3.根根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法，其特征在于，所述荷電狀態(tài)修正閾值根據(jù)溫度校正因子α進(jìn)行修正。
4.根根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法，其特征在于，所述荷電狀態(tài)修正閾值根據(jù)倍率校正因子β進(jìn)行修正。
5.根根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法，其特征在于，所述荷電狀態(tài)修正閾值根據(jù)老化率Y進(jìn)行修正。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動(dòng)力電池系統(tǒng)的荷電狀態(tài)修正及充放電控制方法，包括以下步驟a.對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電；b.設(shè)定N個(gè)荷電狀態(tài)修正閾值，當(dāng)達(dá)到第i個(gè)修正閾值后，進(jìn)行第i次荷電狀態(tài)值修正，繼續(xù)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電，i=i+1,1≤i<N；c.當(dāng)達(dá)到第N個(gè)修正閾值后，將充電或放電荷電狀態(tài)值修正為100%或0%；d.繼續(xù)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電/放電，設(shè)定充電/放電截止閾值，當(dāng)達(dá)到充電/放電截止閾值后，停止充電/放電。
文檔編號(hào)H01M10/44GK103078153SQ20131001802
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者盛軍, 俞會(huì)根, 周瑾, 李寧 申請(qǐng)人:北京汽車新能源汽車有限公司