蓄電池荷電狀態的在線估算方法及系統技術方案

本發明專利技術提出一種蓄電池荷電狀態的在線估算方法，包括如下步驟：對蓄電池進行測試以建立在線參數補償數據庫，在線參數補償數據庫包括第一至第四類參數；采集蓄電池的電流值和電壓值，并判斷蓄電池的當前狀態；如果蓄電池的當前狀態為靜止狀態，則調取第二類參數，獲取蓄電池的荷電狀態；如果蓄電池的當前狀態為恢復狀態，則調取第三類參數，獲取蓄電池的荷電狀態；如果蓄電池的當前狀態為充放電狀態，則調取第三類參數和第四類參數獲取蓄電池的荷電狀態。本發明專利技術還公開了一種蓄電池荷電狀態的在線估算系統。本發明專利技術可以在線估算蓄電池的荷電狀態，并且具有較高的估算精度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及車輛制造
，特別涉及一種蓄電池荷電狀態的在線估算方法及 系統。
技術介紹
節能和減排是未來汽車技術發展的主攻方向，發展電動汽車將是實現該趨勢的最 佳途徑。由上可知，提高電動汽車的能源系統——車載電池的性能及加強電池管理系統開 發顯得尤為重要。電池S0C(State of Charge，荷電狀態)參數是電動汽車車載電池系統的 重要參數，是防止電池過充和過放的主要依據。只有準確估算電池組的SOC才能保證電池的正常使用，有效提高電池的利用效 率，保證電池組的使用壽命。SOC的準確辨識不僅有利于充分發揮電池的性能，提高整車的 性能并優化駕駛，而且能夠降低對動力蓄電池的要求，提高系統的可靠性，也大大降低后期 的維護成本。在車輛運行過程中，電池端電壓，電池工作電流，電池的溫度是可以通過傳感器直 接測量得到的。電池當前的SOC狀態、最大可充放電功率等物理量都是不可直接通過傳感 器測量得到的，因此電池管理系統的首要任務之一就是估計當前的SOC值。但是由于電池 結構復雜，電池的荷電狀態受放電電流、電池內部溫度、自放電、老化等因素的影響，SOC的 估算顯得極為困難。電池溫度、開路電壓、電池內部的電解液密度、電池內阻、電池反應的激 活狀態、電池老化程度等參數都直接影響著SOC狀態，因此可以通過計算這些參數的值來 估計S0C。由于在線測量電解液密度或量化電池內部化學反應的劇烈程度都是不可實現的， 因此不直接采用量化方法來估算這些參數對SOC的影響。傳統的SOC預測方法包括放電實驗法、電流積分估計方法、電池內阻估計方法、負 載電壓法、利用電池電動勢與荷電狀態的關系模型即開路電壓估計方法來估算SOC的方 法，以及通過測量電池端電壓和端電流的估計方法等。但是，傳統的估算方法存在不少缺 陷。例如內阻法和開路電壓法都是利用電池內阻或開路電壓與電池的電量存在的一定的 函數關系來判定電池的S0C，判斷誤差較大而且是離線估計的方法，估算精度不高。
技術實現思路
本專利技術的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一。為此，本專利技術的第一個目的在于提供一種蓄電池荷電狀態的在線估算方法。該方 法可以在線估算蓄電池的荷電狀態，并且具有較高的估算精度。本專利技術的第二個目的在于提供一種蓄電池荷電狀態的在線估算系統。為實現上述目的，本專利技術的第一方面的實施例在于提供一種蓄電池荷電狀態的在 線估算方法，包括如下步驟對蓄電池進行測試以建立在線參數補償數據庫，所述在線參數補償數據庫包括 第一至第四類參數，其中，第一類參數包括靜態修正量、第二類參數包括所述第一類參數和電池容量修正量、第三類參數包括所述第二類參數和自恢復修正量、第四類參數包括充放 電修正量；采集所述蓄電池的電流值和電壓值，并根據所述電流值和所述電壓值判斷所述蓄 電池的當前狀態；如果所述蓄電池的當前狀態為靜止狀態，則調取所述在線參數補償數據庫中的所 述第二類參數，并根據所述第二類參數獲取所述蓄電池的荷電狀態；如果所述蓄電池的當前狀態為恢復狀態，則調取所述在線參數補償數據庫中的所 述第三類參數，并根據所述第三類參數獲取所述蓄電池的荷電狀態；如果所述蓄電池的當前狀態為充放電狀態，則調取所述在線參數補償數據庫中的 所述第三類參數和所述第四類參數，并根據所述第三類參數和所述第四類參數獲取所述蓄 電池的荷電狀態。根據本專利技術實施例的蓄電池荷電狀態的在線估算方法，根據蓄電池所處的不同狀 態，選取不同的SOC估算策略，減少了 SOC估算誤差。并且綜合考慮電動車運行過程中影響 SOC狀態的各種因素，具有較強的通用性，提高了電池管理系統的開發效率，減少開發成本。 此外，本專利技術實施例提供的蓄電池荷電狀態的在線估算方法在線估算蓄電池的荷電狀態， 可以有效地避免電池使用中的累計誤差，具有較高的估算精度。在本專利技術的一個實施例中，在檢測所述蓄電池的電流值和電壓值的同時，進一步 包括檢測所述蓄電池的溫度值。在本專利技術的一個實施例中，對所述蓄電池進行測試，包括對所述蓄電池進行能量 和容量測試、內阻和功率測試、充放電狀態-開路電壓測試、自放電測試、能量效率測試、冷 /熱啟動測試、功率測試、模擬工況測試、使用壽命測試。由此，通過上述性能測試可以綜合考慮電池工作過程中可能遇到的各種因素，為 計算蓄電池的荷電狀態值提供修正系數。在本專利技術的一個實施例中，所述靜態修正量包括溫度補償系數和自放電補償系數。在本專利技術的一個實施例中，所述電池容量修正量包括荷電狀態系數和壽命補償系數。在本專利技術的一個實施例中，所述自恢復修正量包括端電壓修正系數、極化內阻效 應系數和自恢復效應系數。在本專利技術的一個實施例中，所述充放電修正量包括所述蓄電池的容量差異值、充 放電效率、充放電電流差異和充放電倍率補償系數。在本專利技術的一個實施例中，所述判斷所述蓄電池的當前狀態，包括如下步驟當所 述蓄電池的所述電流值為0，所述蓄電池的所述電壓值不變且為開路電壓時，則判斷所述蓄 電池的當前狀態為靜止狀態，在所述靜止狀態下，所述蓄電池停止工作；當所述蓄電池的所 述電流值為0，所述蓄電池的所述電壓值變化時，則判斷所述蓄電池的當前狀態為恢復狀 態，在所述恢復狀態下，所述蓄電池從荷電狀態向所述靜止狀態過渡或所述蓄電池從放電 狀態向所述靜止狀態過渡；當所述蓄電池的所述電流值不為0，所述蓄電池的電壓值變化 時，則判斷所述蓄電池的當前狀態為充放電狀態，在所述充放電狀態下，所述蓄電池進行充 電或放電。通過對蓄電池的當前狀態進行分析，根據不同的狀態采用相應的策略估算蓄電池 的荷電狀態，提高了估算的準確度。在本專利技術的一個實施例中，當所述蓄電池的當前狀態為靜止狀態時，進一步包括 如下步驟根據所述蓄電池的電壓值實時估算所述蓄電池的當前荷電狀態值，其中，所述蓄 電池的電壓值和所述蓄電池的當前荷電狀態值為一一對應的，將所述蓄電池的當前荷電狀 態值存入所述在線參數補償數據庫；利用所述第二類參數中的所述溫度補償系數、所述自 放電補償系數和所述壽命補償系數對所述蓄電池的當前荷電狀態值進行修正；根據修正后 的兩個時刻的當前荷電狀態值的差值以及所述蓄電池的容量差異值估算所述蓄電池的當 前容量，實時獲取所述蓄電池的當前荷電狀態。采用上述方法計算靜止狀態下的蓄電池的荷電狀態可以有效地避免電池使用中 的累計誤差，具有較高的估算精度。在本專利技術的一個實施例中，當所述蓄電池的當前狀態為恢復狀態時，進一步包括 如下步驟根據所述蓄電池的電壓值、電流值和溫度值在所述在線參數補償數據庫的第二 類參數中調用當前荷電狀態值；利用所述第三類參數中的端電壓修正系數、極化內阻效應 系數和自恢復效應系數對所述當前荷電狀態值進行修正，并將修正后的所述蓄電池的當前 荷電狀態值存入所述在線參數補償數據庫；利用所述第二類參數中的所述溫度補償系數、 所述自放電補償系數和所述壽命補償系數對所述蓄電池的修正后的所述蓄電池的當前荷 電狀態值再次進行修正。采用上述方法計算恢復狀態下的蓄電池的荷電狀態可以有效地避免電池使用中 的累計誤差，提聞了實時性，具有較聞的估算精度。在本專利技術的一個實施例中，當所述蓄電池的當前狀態為充放電狀態時，進一步包 括如下步驟獲取所述蓄電池的初始荷電狀態值，其中所述蓄電池的初始荷電狀態值為所 述蓄電池在所述靜止狀態或所述恢復狀態下估算的荷電狀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蓄電池荷電狀態的在線估算方法，其特征在于，包括如下步驟：對蓄電池進行測試以建立在線參數補償數據庫，所述在線參數補償數據庫包括：第一至第四類參數，其中，第一類參數包括靜態修正量、第二類參數包括所述第一類參數和電池容量修正量、第三類參數包括所述第二類參數和自恢復修正量、第四類參數包括充放電修正量；采集所述蓄電池的電流值和電壓值，并根據所述電流值和所述電壓值判斷所述蓄電池的當前狀態；如果所述蓄電池的當前狀態為靜止狀態，則調取所述在線參數補償數據庫中的所述第二類參數，并根據所述第二類參數獲取所述蓄電池的荷電狀態；如果所述蓄電池的當前狀態為恢復狀態，則調取所述在線參數補償數據庫中的所述第三類參數，并根據所述第三類參數獲取所述蓄電池的荷電狀態；如果所述蓄電池的當前狀態為充放電狀態，則調取所述在線參數補償數據庫中的所述第三類參數和所述第四類參數，并根據所述第三類參數和所述第四類參數獲取所述蓄電池的荷電狀態。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉彩紅，卜永平，楊重科，李峰，李瀟，潘垂宇，李秀維，吳志杰，
申請(專利權)人：北汽福田汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：