專利名稱：一種電動汽車電池管理系統(tǒng)中soc估算修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動汽車動力電池管理領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車電池管理系統(tǒng) SOC估算修正方法。
背景技術(shù)：
在新能源汽車中，最有發(fā)展前途的是以電力為能源，以電動機(jī)為驅(qū)動裝置的電動汽車。電動汽車的電力源主要來自于蓄電池。發(fā)展電動汽車工業(yè)也是金融危機(jī)之后各國競相爭奪的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。動力電池及其管理系統(tǒng)是電動汽車的關(guān)鍵零部件。電池組荷電狀態(tài)(SOC)是電池管理系統(tǒng)中的重要參數(shù)，它是電池電量的直接反映，一方面為司機(jī)提供續(xù)駛里程的重要信息，另一方面也為電池組的管理和維護(hù)提供重要依據(jù)，為電池的最大功率輸出和輸入提供依據(jù)，因為電池的過充、過放都會導(dǎo)致電池壽命的下降，甚至發(fā)生燃燒或漏液，造成嚴(yán)重的后果。因此嚴(yán)格監(jiān)控電池組的SOC是電池管理系統(tǒng)的一項重要任務(wù)。準(zhǔn)確的預(yù)測電池組在不同充放電狀態(tài)下的SOC也一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點和難點。目前在現(xiàn)有電動汽車上，無論是混合動力車或者是純電動車，普遍采用安時積和開路電壓兩端修正相結(jié)合的方案；所謂開路電壓兩端修正是指在充滿電后依據(jù)電池最高電壓將SOC修正到 100% ；放電時，依據(jù)單體最小電壓達(dá)到最低限值時，將SOC修正到0%。但是SOC的估算受電流精度、電池溫度、電池老化、電池充放電倍率、電池自放電等多方面因素的影響，若只是單單的在充電結(jié)束和放電結(jié)束時利用開路電壓修正的方案，由于電池的安時積分累計誤差和其他因素的影響，電池管理系統(tǒng)顯示SOC值很難準(zhǔn)確的對應(yīng)電池當(dāng)前實際的荷電狀態(tài)。電池組SOC估算誤差太大，電池的充放電能力估算、整車的續(xù)駛里程估算就不準(zhǔn)確，對電池組的管理和維護(hù)也很難達(dá)到理想的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有電池組估算誤差大所帶來的電池的充放電能力估算和整車的續(xù)駛里程估算不準(zhǔn)確的問題，而提出一種電動汽車電池管理系統(tǒng)中SOC估算修正方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提出一種電動汽車電池管理系統(tǒng)中SOC估算修正方法，所述的SOC估算修正方法包括以下步驟
(1).計算修正前的電池荷電狀態(tài)S0C，S0C=Q/AH1，其中AHl為電池組的參考容量，一般為電池的額定容量，Q為以電池組參考容量為基準(zhǔn)的當(dāng)前剩余可用容量；
(2).根據(jù)電池組在當(dāng)前溫度下的可用容量，計算在此溫度下修正后的SOC，SOCl= (SOC-Al)/ (I-Al )，Al指的是溫度修正因子；
(3).根據(jù)電池組在經(jīng)過多次循環(huán)使用后的可用容量，計算該電池組因電池老化修正后的SOC, S0C2= (S0C-A2) / (1-A2)，A2指的是電池老化修正因子；
(4).判斷電池組放電電流是否小于電機(jī)空載時的放電電流，如果是且持續(xù)時間大于設(shè)定的分鐘數(shù)，查表找出在此溫度和放電電流下電池組對應(yīng)的S0C，并與當(dāng)前顯示的電池組SOC進(jìn)行比較，若二者的差值大于5%，則將當(dāng)前顯示的SOC逐步平滑過渡到所計算得到SOC 值，如果小于5%，則不進(jìn)行修正。
所述的步驟O)中電池組在當(dāng)前溫度下的可用容量是通過大量實驗得到的。
所述的步驟(3)中電池組在經(jīng)過多次循環(huán)使用后的可用容量是通過大量測試得到的。
所述的步驟中計算在此溫度和放電電流下電池組的S0C，是通過大量測試找出在不同溫度下、不同小電流充放電倍率下電池組SOC和開路電壓之間的關(guān)系而實現(xiàn)的。
所述的步驟(4)中將當(dāng)前顯示的SOC逐步平滑過渡到所計算得到SOC值的過程， 其平滑過渡的速率不大于2%/min。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過分別針對因電池溫度、電池老化和電流積分累積誤差對SOC所帶來的影響進(jìn)行修正，該方法能夠非常有效的消除誤差的影響因素，提高 SOC的估算精度。


圖1是本發(fā)明實施例SOC的行車修正流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進(jìn)一步說明，詳細(xì)介紹針對溫度因素、 電池老化因素、電流積分累計誤差因素造成SOC估算不準(zhǔn)確而采用的修正方法。該估算修正方法分別針對每個因素對SOC所帶來的影響對SOC進(jìn)行估算修正，主要包括以下幾個步驟溫度因素對SOC估算影響的修正假設(shè)一組額定容量為200AH的電池組，在某一時刻電池管理系統(tǒng)以額定容量為基準(zhǔn)計算的SOC為50%，溫度在-10°c下可以放出的有效容量為 160AH，則在該溫度下SOC的修正因子A= (AH1-AH2)/AHl= (200-160)/200=0. 2，則該溫度下修正后的 SOC (修)=(SOC-A)/ (I-A)= (0.5-0.2)/ (1-0. 2)=37. 5% ；同理假設(shè)一組額定容量為200AH的電池組，在某一時刻電池管理系統(tǒng)以額定容量為基準(zhǔn)計算的SOC為50%，溫度在40°C下可以放出的有效容量為210AH，則在該溫度下SOC的修正因子A=(AH1_AH2)/AH1= (200-210)/200=-0. 05 ；則該溫度下修正后的 SOC (修)=(SOC-A)/ (I-A)= (0.5+0.05)/ (1+0. 05) =52. 3%ο
電池老化因素對SOC的影響假設(shè)一組額定容量為200AH的電池組，在某一時刻電池管理系統(tǒng)以額定容量為基準(zhǔn)計算的SOC為50%，電池組在經(jīng)過500次循環(huán)次數(shù)后可以放出的有效容量為160AH，則在電池組該循環(huán)壽命下SOC的修正因子A= (AH1-AH2)/ AHl= (200-160)/200=0. 2，則電池組該循環(huán)次數(shù)下修正后的SOC (修)=(SOC-A)/ (I-A) = (0. 5-0. 2) / (1-0. 2) =37. 5%。
行車修正方案對SOC的修正方法在某一時刻，BMS顯示電池組當(dāng)前SOC為50%，該車電機(jī)在空載時的放電電流為5A，整車在等紅燈怠速或者堵車時的放電電流為5A，且時間持續(xù)1分鐘以上，那么依據(jù)此時的溫度和5A的放電電流下的開路電壓查表找到其所對應(yīng)的電池組SOC為55%，兩者做差的絕對值在5%以內(nèi)，SOC不進(jìn)行修正。
在某一時刻，BMS顯示電池組當(dāng)前SOC為50%，整車在等紅燈或者堵車怠速時，此時放電電流小于5A，且持續(xù)時間1分鐘以上，那么依據(jù)此時的溫度和5A的放電電流下的開路電壓所對應(yīng)的電池組SOC為60%，此時BMS進(jìn)入行車修正，SOC的變化率以2%/分鐘逐步增加，直至將SOC修正到60%。在某一時刻，若BMS顯示電池組當(dāng)前SOC為50%，整車在等紅燈或者堵車怠速時，放電電流小于5A，且時間持續(xù)1分鐘以上，依據(jù)此時的溫度和5A的放電電流下的開路電壓所對應(yīng)的電池組SOC為40%，BMS進(jìn)入行車修正，SOC的變化率以2%/分鐘逐步降低，直至將SOC修正到40%為止。該方法能夠非常有效的消除誤差的影響因素，提高 SOC的估算精度。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車電池管理系統(tǒng)中SOC估算修正方法，其特征在于所述的修正方法包括以下步驟(1).計算修正前的電池荷電狀態(tài)S0C，S0C=Q/AH1，其中AHl為電池組的參考容量，一般為電池的額定容量，Q為以電池組參考容量為基準(zhǔn)的當(dāng)前剩余可用容量；(2).判斷電池當(dāng)前的狀態(tài)，如果電池處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)電池組在當(dāng)前溫度下的可用容量，計算在此溫度下修正后的S0C1，SOCl = (SOC-Al)/ (1-A1)，Al指的是溫度修正因子；(3).根據(jù)電池組在經(jīng)過多次循環(huán)使用后的可用容量，計算該電池組因電池老化修正后的S0C2, S0C2= (S0C-A2) / (1-A2)，A2指的是電池老化修正因子；(4).判斷電池組放電電流是否小于電機(jī)空載時的放電電流，如果是且持續(xù)時間大于設(shè)定的分鐘數(shù)，查表找出在此溫度和放電電流下電池組對應(yīng)的S0C，并與當(dāng)前顯示的電池組 SOC進(jìn)行比較，若二者的差值大于5%，則將當(dāng)前顯示的SOC逐步平滑過渡到所計算得到SOC 值，如果小于5%，則不進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)中SOC估算修正方法，其特征在于 所述的步驟O)中電池組在當(dāng)前溫度下的可用容量是通過大量實驗得到的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)中SOC估算修正方法，其特征在于 所述的步驟(3)中電池組在經(jīng)過多次循環(huán)使用后的可用容量是通過大量測試得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)中SOC估算修正方法，其特征在于 所述的步驟中計算在此溫度和放電電流下電池組的S0C，是通過大量測試找出在不同溫度下、不同小電流充放電倍率下電池組SOC和開路電壓之間的關(guān)系而實現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電動汽車電池管理系統(tǒng)中SOC估算修正方法，其特征在于所述的步驟(4)中將當(dāng)前顯示的SOC逐步平滑過渡到所計算得到SOC值的過程，其平滑過渡的速率不大于2%/min。
全文摘要
本發(fā)明屬于電動汽車動力電池管理領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車電池管理系統(tǒng)SOC估算修正方法。該方法主要包括以下步驟首先計算電池組當(dāng)前的SOC，然后分別針對因為電池溫度、電池老化和電流積分累積誤差對SOC所帶來的影響進(jìn)行修正，其中電池溫度和電池老化修正方法主要是通過計算它們各自的修正因子，并通過修正因子對電池的SOC進(jìn)行修正，電流積分累積誤差則通過判斷放電電流和持續(xù)時間來決定是否對SOC進(jìn)行修正。本發(fā)明通過分別針對因電池溫度、電池老化和電流積分累積誤差對SOC所帶來的影響進(jìn)行修正，該方法能夠非常有效的消除誤差的影響因素，提高SOC的修正精度。
文檔編號H02J7/00GK102496981SQ20111039527
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者周雪松, 李龍, 游祥龍, 秦兆東, 路丹花 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司