CN102496981A - 一种电动汽车电池管理***中soc估算修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电动汽车动力电池管理领域，特别涉及一种电动汽车电池管理***SOC估算修正方法。该方法主要包括以下步骤：首先计算电池组当前的SOC，然后分别针对因为电池温度、电池老化和电流积分累积误差对SOC所带来的影响进行修正，其中电池温度和电池老化修正方法主要是通过计算它们各自的修正因子，并通过修正因子对电池的SOC进行修正，电流积分累积误差则通过判断放电电流和持续时间来决定是否对SOC进行修正。本发明通过分别针对因电池温度、电池老化和电流积分累积误差对SOC所带来的影响进行修正，该方法能够非常有效的消除误差的影响因素，提高SOC的修正精度。

Description

一种电动汽车电池管理***中SOC估算修正方法
技术领域
本发明属于电动汽车动力电池管理领域，特别涉及一种电动汽车电池管理***SOC估算修正方法。 
背景技术
在新能源汽车中，最有发展前途的是以电力为能源，以电动机为驱动装置的电动汽车。电动汽车的电力源主要来自于蓄电池。发展电动汽车工业也是金融危机之后各国竞相争夺的战略性新兴产业。动力电池及其管理***是电动汽车的关键零部件。电池组荷电状态（SOC）是电池管理***中的重要参数，它是电池电量的直接反映，一方面为司机提供续驶里程的重要信息，另一方面也为电池组的管理和维护提供重要依据，为电池的最大功率输出和输入提供依据，因为电池的过充、过放都会导致电池寿命的下降，甚至发生燃烧或漏液，造成严重的后果。因此严格监控电池组的SOC是电池管理***的一项重要任务。准确的预测电池组在不同充放电状态下的SOC也一直是国内外学者研究的重点和难点。目前在现有电动汽车上，无论是混合动力车或者是纯电动车，普遍采用安时积和开路电压两端修正相结合的方案；所谓开路电压两端修正是指在充满电后依据电池最高电压将SOC修正到100%；放电时，依据单体最小电压达到最低限值时，将SOC修正到0%。但是SOC的估算受电流精度、电池温度、电池老化、电池充放电倍率、电池自放电等多方面因素的影响，若只是单单的在充电结束和放电结束时利用开路电压修正的方案，由于电池的安时积分累计误差和其他因素的影响，电池管理***显示SOC值很难准确的对应电池当前实际的荷电状态。电池组SOC估算误差太大，电池的充放电能力估算、整车的续驶里程估算就不准确，对电池组的管理和维护也很难达到理想的效果。 
发明内容
本发明的目的是为了克服现有电池组估算误差大所带来的电池的充放电能力估算和整车的续驶里程估算不准确的问题，而提出一种电动汽车电池管理***中SOC估算修正方法。 
本发明为解决上述技术问题而提出一种电动汽车电池管理***中SOC估算修正方法，所述的SOC估算修正方法包括以下步骤： 
(1).计算修正前的电池荷电状态SOC，SOC=Q/AH1，其中AH1为电池组的参考容量，一般为电池的额定容量，Q为以电池组参考容量为基准的当前剩余可用容量；
(2).根据电池组在当前温度下的可用容量，计算在此温度下修正后的SOC，SOC1 =（SOC-A1）/（1-A1），A1指的是温度修正因子；
(3).根据电池组在经过多次循环使用后的可用容量，计算该电池组因电池老化修正后的SOC，SOC2=（SOC-A2）/（1-A2），A2指的是电池老化修正因子；
(4).判断电池组放电电流是否小于电机空载时的放电电流，如果是且持续时间大于设定的分钟数，查表找出在此温度和放电电流下电池组对应的SOC，并与当前显示的电池组SOC进行比较，若二者的差值大于5%，则将当前显示的SOC逐步平滑过渡到所计算得到SOC值，如果小于5%，则不进行修正。
所述的步骤(2)中电池组在当前温度下的可用容量是通过大量实验得到的。 
所述的步骤(3)中电池组在经过多次循环使用后的可用容量是通过大量测试得到的。 
所述的步骤(4)中计算在此温度和放电电流下电池组的SOC，是通过大量测试找出在不同温度下、不同小电流充放电倍率下电池组SOC和开路电压之间的关系而实现的。 
所述的步骤(4)中将当前显示的SOC逐步平滑过渡到所计算得到SOC值的过程，其平滑过渡的速率不大于2%/min。 
本发明的有益效果是:本发明通过分别针对因电池温度、电池老化和电流积分累积误差对SOC所带来的影响进行修正，该方法能够非常有效的消除误差的影响因素，提高SOC的估算精度。 
附图说明
图1是本发明实施例SOC的行车修正流程图。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明，详细介绍针对温度因素、电池老化因素、电流积分累计误差因素造成SOC估算不准确而采用的修正方法。该估算修正方法分别针对每个因素对SOC所带来的影响对SOC进行估算修正，主要包括以下几个步骤： 
温度因素对SOC估算影响的修正：假设一组额定容量为200AH的电池组，在某一时刻电池管理***以额定容量为基准计算的SOC为50%，温度在-10℃下可以放出的有效容量为160AH，则在该温度下SOC的修正因子A=（AH1-AH2）/AH1=（200-160）/200=0.2，则该温度下修正后的SOC（修）=（SOC-A）/（1-A）=（0.5-0.2）/（1-0.2）=37.5%；同理假设一组额定容量为200AH的电池组，在某一时刻电池管理***以额定容量为基准计算的SOC为50%，温度在40℃下可以放出的有效容量为210AH，则在该温度下SOC的修正因子A=（AH1-AH2）/AH1=（200-210）/200=-0.05；则该温度下修正后的SOC（修）=（SOC-A）/（1-A）=（0.5+0.05）/（1+0.05）=52.3%。
电池老化因素对SOC的影响：假设一组额定容量为200AH的电池组，在某一时刻电池管理***以额定容量为基准计算的SOC为50%，电池组在经过500次循环次数后可以放出的有效容量为160AH，则在电池组该循环寿命下SOC的修正因子A=（AH1-AH2）/AH1=（200-160）/200=0.2，则电池组该循环次数下修正后的SOC（修）=（SOC-A）/（1-A）=（0.5-0.2）/（1-0.2）=37.5%。 
行车修正方案对SOC的修正方法： 
在某一时刻，BMS显示电池组当前SOC为50%，该车电机在空载时的放电电流为5A，整车在等红灯怠速或者堵车时的放电电流为5A，且时间持续1分钟以上，那么依据此时的温度和5A的放电电流下的开路电压查表找到其所对应的电池组SOC为55%，两者做差的绝对值在5%以内，SOC不进行修正。
在某一时刻，BMS显示电池组当前SOC为50%，整车在等红灯或者堵车怠速时，此时放电电流小于5A，且持续时间1分钟以上，那么依据此时的温度和5A的放电电流下的开路电压所对应的电池组SOC为60%，此时BMS进入行车修正， SOC的变化率以2%/分钟逐步增加，直至将SOC修正到60%。在某一时刻，若BMS显示电池组当前SOC为50%，整车在等红灯或者堵车怠速时，放电电流小于5A，且时间持续1分钟以上，依据此时的温度和5A的放电电流下的开路电压所对应的电池组SOC为40%， BMS进入行车修正， SOC的变化率以2%/分钟逐步降低，直至将SOC修正到40%为止。该方法能够非常有效的消除误差的影响因素，提高SOC的估算精度。 

Claims (5)

1.一种电动汽车电池管理***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骤：
(1).计算修正前的电池荷电状态SOC，SOC=Q/AH1，其中AH1为电池组的参考容量，一般为电池的额定容量，Q为以电池组参考容量为基准的当前剩余可用容量；
(2).判断电池当前的状态，如果电池处于静止状态，根据电池组在当前温度下的可用容量，计算在此温度下修正后的SOC1，SOC1 =（SOC-A1）/（1-A1），A1指的是温度修正因子；
(3).根据电池组在经过多次循环使用后的可用容量，计算该电池组因电池老化修正后的SOC2，SOC2=（SOC-A2）/（1-A2），A2指的是电池老化修正因子；
(4).判断电池组放电电流是否小于电机空载时的放电电流，如果是且持续时间大于设定的分钟数，查表找出在此温度和放电电流下电池组对应的SOC，并与当前显示的电池组SOC进行比较，若二者的差值大于5%，则将当前显示的SOC逐步平滑过渡到所计算得到SOC值，如果小于5%，则不进行修正。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理***中SOC估算修正方法，其特征在于：所述的步骤(2)中电池组在当前温度下的可用容量是通过大量实验得到的。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理***中SOC估算修正方法，其特征在于：所述的步骤(3)中电池组在经过多次循环使用后的可用容量是通过大量测试得到的。
4.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理***中SOC估算修正方法，其特征在于：所述的步骤(4)中计算在此温度和放电电流下电池组的SOC，是通过大量测试找出在不同温度下、不同小电流充放电倍率下电池组SOC和开路电压之间的关系而实现的。
5.根据权利要求1或4所述的电动汽车电池管理***中SOC估算修正方法，其特征在于：所述的步骤(4)中将当前显示的SOC逐步平滑过渡到所计算得到SOC值的过程，其平滑过渡的速率不大于2%/min。
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