电池荷电状态的测定方法技术

一种测定电池荷电状态ＳＯＣ的方法包括采用修正安时积分法（如图）测定ｔ时刻的电池荷电状态ＳＯＣ值，修正函数Φ（ｔ）的测定方法包括以下步骤：采用ＳＯＣ理论值计算公式计算多个时刻的电池荷电状态ＳＯＣ理论值ＳＯＣ↓［理］；测得在该多个时刻的电池荷电状态ＳＯＣ实际值ＳＯＣ↓［实］；采用最小二乘法计算得到用于表达ＳＯＣ↓［理］和ＳＯＣ↓［实］的差值与所述多个时刻之间的关系的修正函数Φ（ｔ）；其中，步骤ａ）中的ＳＯＣ理论值计算公式为基本安时积分法（见上式），ｘ为多个时刻中的一个时刻。采用本发明专利技术提供的方法可以得到准确的修正函数，从而得出比较精确的电池荷电状态ＳＯＣ值以充分发挥电池性能，保证整车系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种。
技术介绍
电池组作为电动汽车和混合动力汽车的主要或辅助动力源，是电动汽车 和混合动力汽车的关键组成部分。如何合理使用电池、充分利用电池中的能 量、以及延长电池的使用寿命是电动汽车和混合动力汽车进一步发展所必须 解决的问题。电池荷电状态SOC (State Of Charge)用于描述电池的剩余电量，是电 池使用过程中的重要参数，它不仅关系到汽车行驶里程的估算，而且关系到 动力电池的安全。汽车在运行时，大的电流很可能会造成电池过充或深放， 因此一定要对电池的SOC状态进行监测，对电池组中每块电池的端电压、 温度及充放电电流进行实时釆集，随时预报汽车蓄电池的剩余能量或荷电状 态，当蓄电池电量过低需要充电时，及时报警，从而提高蓄电池的使用寿命 和整车的运行性能。同时，SOC的准确估计也是进行能量管理策略研究的基 础，是电动汽车和混合动力汽车的关键技术之一。电池荷电状态(SOC)通过对电池外特性一电池电压，电池电流、电池 内阻、电池温度等参数的检测来推断。以上这些参数与SOC的关系随电池 老化的过程而改变，这中间含有很多不确定因素，而且动力电池的工作状态 及环境随电动汽车和混合动力汽车的行驶而随机改变，因此电池SOC的估 计已成为电动车和混合动力汽车领域的一个难题。目前常见的研究方法是通过研究电池复杂的外特性，如开路电压、恒流 放电时电压的变化规律、电池内阻特性等来获得SOC，由此产生了一些剩余 电量SOC的基本计算方法，如恒定电流电压法、开路电压法、安时(Ah) 积分法、内阻法、比重法等等。目前运用较多，也比较准确的是修正安时积分法，即采用实时电流积分 的安培小时算法进行基本计算，然后通过对影响电池SOC的温度、自放电 以及老化参数等进行修正，通过修正函数得出比较精确的SOC值。然而以上的修正只是理论的情况，实际上还同时存在着影响电池soc的其它许多因素，并且在实际试验和应用中很难得出修正函数。因此到目前为止，采用修正的安时积分算法仍然难以得出soc值达到较高的精度，与实际值仍存在着很大的偏差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的测定电动汽车和混合动力汽车的soc值的方法不够准确的问题，提供一种基于修正安时积分算法的能够比较精确的测 定soc值的方法。本专利技术提供的测定电池soc值的方法包括采用修正安时积分法 SOC(/)=——^-+0(/)测定/时刻的电池荷电状态soc值，其中c。为电池初始电量，C。为电池额定容量，O)(f)为修正函数，KO为电流f随时间r 变化的函数，所述修正函数OK/)的测定方法包括以下步骤a) 采用SOC理论值计算公式计算多个时刻的电池荷电状态SOC理论值SOC j!;b) 测得在该多个时刻的电池荷电状态soc实际值soc《；c) 采用最小二乘法计算得到用于表达所述soc理与所述soc实的差值与所述多个时刻之间的关系的修正函数O(0;其中，步骤a)中的SOC理论值计算公式为基本安时积分法SOC s<formula>formula see original document page 6</formula>x为所述多个时刻中的一个时刻。本专利技术釆用的方法引入了电池soc的实际值，通过soc实际值与计算 得到的soc理论值之间的差值来测定用于修正soc理论值的修正函数，以 使经过修正函数修正后的soc理论值与soc实际值更加接近。由于此soc实际值是经过多次对电池的实时测量而得到，最能体现电池的状态，比目前 将电池老化因素、自放电现象及温度变化等单个因素或某几个因素作为修正函数用于修正soc理论值更加接近实际，并且不需要考虑过多的因素，因此，采用本专利技术提供的方法可以得到准确的修正函数，采用该准确的修正函数进行修正能够得出比较精确的电池荷电状态soc值，从而能够充分发挥电池性能，对整车系统的安全性提供了一个重要的屏障。 具体实施例方式本专利技术提供的测定电池soc值的方法包括采用修正安时积分法C0 - j '(OSOC(/)=——^-+ 0>(,)测定/时刻的电池荷电状态soc值，其中c。为电池初始电量，C"为电池额定容量，(P(O为修正函数，/(0为电流f随时间r变化的函数，所述修正函数OK/)的测定方法包括以下步骤a) 采用SOC理论值计算公式计算多个时刻的电池荷电状态SOC理论值SOCa;b) 测得在该多个时刻的电池荷电状态SOC实际值SOC《；c) 采用最小二乘法计算得到用于表达所述SOC g与所述soc《的差值与所述多个时刻之间的关系的修正函数o(O;其中，步骤a)中的SOC理论值计算公式为基本安时积分法SOC理;c为所述多个时刻中的一个时刻。在步骤a)中，SOC理论值的计算公式为SOC理=~~^——，其中C。为电池初始电量，C"为电池额定容量，，'(0为电流/随时间r变化的函数，可 通过测定充电电流或放电电流与时间的关系得到。其中，充电电流与时间的 关系可由充电器设定，放电电流与时间的关系可以通过测定不同放电时间的 放电电流得到，放电电流可以通过电流传感器测量得到。首先采用电量测量装置测得电池的初始电量C。，接着测量电池在多个时刻的放电(充电)电流"所述放电(充电)电流''在不同的测量时刻具有 不同的电流值，这里的x为多个时刻中的一个时刻，例如以秒为单位测量， 当规则地每5秒测一次，贝Ux为5秒的倍数，即5秒、10秒、15秒；当不规 则地在任意时刻测量，贝Ux可以为l秒、5秒、7秒、8秒等等。将初始电量 C。、电池额定容量C"以及在多个时刻测得的放电(充电)电流''代入上述公 式计算，可得到在多个时刻的SOC理论值SOCg。在与上述步骤中相同的时刻通过测量并计算得到电池SOC实际值SOC 实，SOC实际值SOC实可以通过下列方法中的任意一种得到1. 测量电池从零时刻到所述时刻的电量变化量AC，并根据公式SOC实=^￡得出soc实际值soc《；该公式中的c。、 c。均为上文中测得的值，电量变化量AC为已放电(充电)电量，同样在不同的测量时刻有不同 的值；将C。、 C"以及在与上述步骤中相同的时刻测得的电量变化量AC代入所述公式中，可得出与上文中soc理论值soc理对应的soc实际值soc实。2.测量在所述时刻时电池剩余电量C"并根据公式SOC自=^得出soc实际值soc实，该公式中的电池剩余电量c,为放电(充电)之后电池中的剩余电量，同样在不同的时刻具有不同的值，采用此公式也能得到与上文中soc理论值soc理对应的soc实际值soc实。接着，采用最小二乘法计算得到用于表达SOC a和SOC《的差值与多个时刻之间的关系的修正函数o(O。SOC g和SOC《的差值与多个时刻之间的关系可以以坐标轴上的点来表 示，例如x轴代表多个时刻，y轴代表SOCg和SOC《的差值，则每个时刻 的SOC 3和SOC《的差值都可以用坐标轴上的一个点来表示，则在多个时刻 的多个soc ^和soc $的差值会在坐标轴上形成多个点，经过这些点的图像 的函数关系式即为表达SOCg和SOC《的差值与多个时刻之间的关系的修正函数o(O。所述最小二乘法为本领域技术人员公知的数学计算方法，其原理为对这些坐标轴上的点进行比较精确的曲线拟合，以求出其方程式。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定电池荷电状态ＳＯＣ的方法，该方法包括采用修正安时积分法ＳＯＣ（ｔ）＝＊＊＊＋Φ（ｔ）测定ｔ时刻的电池荷电状态ＳＯＣ值，其中Ｃ↓［０］为电池初始电量，Ｃ↓［ｎ］为电池额定容量，Φ（ｔ）为修正函数，ｉ（τ）为电流ｉ随时间τ变化的函数，其特征在于，所述修正函数Φ（ｔ）的测定方法包括以下步骤：　ａ）采用ＳＯＣ理论值计算公式计算多个时刻的电池荷电状态ＳＯＣ理论值ＳＯＣ↓［理］；　ｂ）测得在该多个时刻的电池荷电状态ＳＯＣ实际值ＳＯＣ↓［实］；　ｃ）采用最小二乘法计算得到用于表达所述ＳＯＣ↓［理］和所述ＳＯＣ↓［实］的差值与所述多个时刻之间的关系的修正函数Φ（ｔ）；　其中，步骤ａ）中的ＳＯＣ理论值计算公式为基本安时积分法ＳＯＣ↓［理］＝＊＊＊，ｘ为所述多个时刻中的一个时刻。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]