发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力功率电池SOC校准方法,以解决现有的电池SOC的计算方法误差较大的技术问题。
本发明提供一种混合动力功率电池荷电状态校准方法,包括:
获取电池的荷电状态的使用下限和使用上限;
获取与所述使用下限对应的下限电压,以及与所述使用上限对应的上限电压;
当电池的电压低于所述下限电压时,将电池的荷电状态修正为使用下限;
当电池的电压高于所述上限电压时,将电池的荷电状态修正为使用上限。
优选的是,获取与所述使用下限对应的下限电压,以及与所述使用上限对应的上限电压,具体包括:
在电池的荷电状态为使用下限时,获取各个放电倍率下的电压和放电电流,并建立电压与放电电流的插值函数,作为下限电压函数;
在电池的荷电状态为使用上限时,获取各个充电倍率下的电压和充电电流,并建立电压与充电电流的插值函数,作为上限电压函数。
优选的是,当电池的电压低于所述下限电压时,将电池的荷电状态修正为使用下限,具体为:
利用所述下限电压函数,根据当前的放电电流计算出当前的下限电压;
当电池的电压低于当前的下限电压时,将电池的荷电状态修正为使用下限。
进一步的是,在将电池的荷电状态修正为使用下限之后,还包括:
启动ISG电机串联发电或启动驱动电机辅助发电,并降低电机驱动功率,使电池的荷电状态上升。
优选的是,在将电池的荷电状态修正为使用下限的同时,还将下限校准标识设置为是;
当电池的荷电状态上升至预设值时,将下限校准标识设置为否;
其中,所述下限校准标识为是时,不再对电池的荷电状态进行修正。
进一步的是,该方法还包括:
当电池满足开路电压法校准条件时,将荷电状态的校准方式设置为开路电压法,并将下限校准标识设置为否。
优选的是,当电池的电压高于所述上限电压时,将电池的荷电状态修正为使用上限,具体为:
利用所述上限电压函数,根据当前的充电电流计算出当前的上限电压;
当电池的电压高于当前的上限电压时,将电池的荷电状态修正为使用上限。
进一步的是,在将电池的荷电状态修正为使用上限之后,还包括:
降低驱动电机制动功率和ISG电机发电功率,并增加电机驱动功率,使电池的荷电状态下降。
优选的是,在将电池的荷电状态修正为使用上限的同时,还将上限校准标识设置为是;
当电池的荷电状态下降至预设值时,将上限校准标识设置为否;
其中,所述上限校准标识为是时,不再对电池的荷电状态进行修正。
进一步的是,该方法还包括:
当电池满足开路电压法校准条件时,将荷电状态的校准方式设置为开路电压法,并将上限校准标识设置为否。
本发明带来了以下有益效果:本发明提供的混合动力功率电池荷电状态校准方法中,首先获取电池的荷电状态的使用下限和使用上限,以及相应的下限电压和上限电压。当电池的电压低于下限电压时,则将电池的荷电状态修正为使用下限,以实现使用下限的校准,减少使用下限的累积误差,避免电池发生过放现象。当电池的电压高于上限电压时,则将电池的荷电状态修正为使用上限,以实现使用上限的校准,减少使用上限的累积误差,避免电池发生过充现象。
因此,本发明提供的混合动力功率电池荷电状态校准方法,能够有效减少电池的荷电状态的使用下限和使用上限的累积误差,从而避免了电池发生过放和过充现象,保证整车的正常运行。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分的从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本发明实施例提供一种混合动力功率电池荷电状态校准方法,可用于混合动力***中的功率电池SOC的校准。
如图1所示,混合动力***通常由发动机、ISG电机、离合器、驱动电机、功率电池构成。图1中较粗的实线表示机械连接,虚线表示电气连接,较细的实线表示CAN总线连接。本实施例中,功率电池通过发电机控制器连接ISG电机,通过电机控制器连接驱动电机,并且功率电池、ISG电机和驱动电机均通过CAN总线连接整车控制器。
如图2所示,本发明实施例提供功率电池SOC的校准方法主要包括:
S1:获取电池SOC的使用下限和使用上限。
其中,所获取的使用下限为s1,使用上限为s2,且s2>s1。
S2:获取与使用下限对应的下限电压,以及与使用上限对应的上限电压。具体包括:
S21:在电池实际soc=s1时,获取各个放电倍率下的电压和放电电流,并建立soc=s1时的电压与放电电流的一维插值函数,作为下限电压函数Ulow(I)。其中,I表示实时电流,I>0表示放电,I<0表示充电,并且仅在I>0时Ulow(I)有意义。
S22:在电池实际soc=s2时,获取各个充电倍率下的电压和充电电流,并建立soc=s2时的电压与充电电流的一维插值函数,作为上限电压函数Uhigh(I)。其中,I表示实时电流,I>0表示放电,I<0表示充电,并且仅在I<0时Uhigh(I)有意义。
上述步骤S21和步骤S22中,所提及的电压可以是电池单体电压,也可以是电池模组电压。
S3:在放电过程中,当电池的电压低于下限电压时,将电池SOC修正为使用下限。
S4:在充电过程中,当电池的电压高于上限电压时,将电池SOC修正为使用上限。
以下详细描述在放电和充电过程中,电池SOC校准方式。另外,作为一个优选方案,电池管理***可以设置有下限校准标识flow和上限校准标志fhigh,并且下限校准标识和上限校准标志的初始值设置为否,即flow=false、fhigh=false,表示此时电池SOC处于可校准状态。
上述步骤S3具体为:
S31:电池管理***实时检测电池的电压U和放电电流I。
S32:利用下限电压函数,根据当前的放电电流I计算出当前的下限电压Ulow(I)。
S33:当电池的电压低于当前的下限电压时,将电池SOC修正为使用下限。
也就是,当首次检测到U<Ulow(I)时,则电池管理***修正soc=s1。
因为利用安时积分法计算电池SOC存在累积误差,所以很有可能在电池实际SOC已经低至s1时,安时积分法的计算结果还在s1之上,这将会造成电池发生过放现象。
相比之下,步骤S21中得到的下限电压函数Ulow(I)则更加准确,因此当U<Ulow(I)时,则表示电池实际SOC已经低至s1,所以立即修正soc=s1,以实现电池SOC的使用下限的校准。在此之后,利用安时积分法对电池SOC进行计算时,均以s1作为初始值。
优选的,在修正soc=s1的同时,还将下限校准标识设置为是,即flow=true。而当flow=true时,即便再次出现U<Ulow(I)的情况,也不再对电池SOC进行修正,以避免无效的重复修正。
进一步的是,在步骤S33之后,还包括:
S34:启动ISG电机串联发电或启动驱动电机辅助发电,并降低电机驱动功率,使电池SOC上升。
S35:当电池SOC上升至预设值时,将下限校准标识设置为否。
在步骤S34使电池SOC上升的同时,电池管理***实时利用安时积分法计算电池SOC。当计算出soc>s1+Δs时,则设置flow=false。其中,Δs>0,Δs通常可以取值在1%至2%之间。
上述步骤S4具体为:
S41:电池管理***实时检测电池的电压U和充电电流I。
S42:利用上限电压函数,根据当前的充电电流I计算出当前的上限电压Uhigh(I)。
S43:当电池的电压高于当前的上限电压时,将电池SOC修正为使用上限。
也就是,当首次检测到U>Uhigh(I)时,则电池管理***修正soc=s2。
因为利用安时积分法计算电池SOC存在累积误差,所以很有可能在电池实际SOC已经达到s2时,安时积分法的计算结果还在s2以下,这将会造成电池发生过充现象。
相比之下,步骤S22中得到的上限电压函数Uhigh(I)则更加准确,因此当U>Uhigh(I)时,则表示电池实际SOC已经达到s2,所以立即修正soc=s2,以实现电池SOC的使用上限的校准。在此之后,利用安时积分法对电池SOC进行计算时,均以s2作为初始值。
优选的,修正soc=s2的同时,还将上限校准标识设置为是,即fhigh=true。而当fhigh=true时,即便再次出现U>Uhigh(I)的情况,也不再对电池SOC进行修正,以避免无效的重复修正。
进一步的是,在步骤S43之后,还包括:
S44:降低驱动电机制动功率和ISG电机发电功率,并增加电机驱动功率,使电池SOC下降。
S45:当电池SOC下降至预设值时,将上限校准标识设置为否。
在步骤S44使电池SOC下降的同时,电池管理***实时利用安时积分法计算电池SOC。当计算出soc<s2-Δs时,则设置fhigh=false。其中,Δs>0,Δs通常可以取值在1%至2%之间。
进一步的是,本发明提供的混合动力功率电池荷电状态校准方法还包括:
S5:当电池满足开路电压法校准条件时,将荷电状态的校准方式设置为开路电压法,并将下限校准标和上限校准标识设置为否。
当车辆停止运行,功率电池静置了足够时间后,即满足了开路电压法校准条件。此时,将电池SOC的校准方式设置为开路电压法,电池管理***就可以采用准确度较高的开路电压法对电池SOC进行校准。同时,设置flow=false,fhigh=false。
本发明实施例提供的混合动力功率电池荷电状态校准方法中,首先获取电池SOC的使用下限s1和使用上限s2,以及相应的下限电压函数Ulow(I)和上限电压函数Uhigh(I)。当电池的电压U<Ulow(I)时,则将电池SOC修正为s1,以实现使用下限的校准,减少使用下限的累积误差,避免电池发生过放现象。当电池的电压U>Uhigh(I)时,则将电池SOC修正为s2,以实现使用上限的校准,减少使用上限的累积误差,避免电池发生过充现象。
因此,本发明提供的混合动力功率电池荷电状态校准方法,能够有效减少电池的荷电状态的使用下限和使用上限的累积误差,从而避免了电池发生过放和过充现象,保证整车的正常运行。
另外,本实施例中还基于电池管理***与整车控制器的联合控制方法,实现校准后电池使用功率的限制,确保了电池容量的恢复与使用安全。
虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。