一种动力电池荷电状态估算方法技术

本发明专利技术涉及一种动力电池荷电状态估算方法，其特征在于，包含以下步骤：综合电池上一次的充放电状态、上一次使用后的电池SOC值及电池的静置时间估算电池的SOC初始值；计算电池内阻及电池的极化电压；实时采集电池的工作电流、电池两端电压，根据基于扩展卡尔曼滤波法和安时计量法的SOC综合估算算法估算电池的SOC；存储电池的SOC及对应的电池工作电流、电池两端电压；系统关机前存储当前的时间、电池SOC、电池充放电状态，完成后关闭系统。本方法具有SOC初始值误差小、算法简单、计算量小、精确度高的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池荷电状态的估算方法，具体涉及到一种电动汽车用动力电池的荷电状态估算方法。
技术介绍
电池的荷电状态(SOC-State Of Charge)是反映电池性能的重要参数之一，它为电池组的管理和维护提供重要依据。对于电动车驾驶员而言，电池的SOC就如同普通汽车的油量计一样，只有准确的知道了电池当前的S0C，才能判断出汽车的续驶里程。但是由于电池的高度非线性，影响电池SOC的因素众多，估算电池的SOC远比计算油量复杂的多。理论上，电池的SOC的定义为电池组当前电池剩余电量Q。与电池组额定容量Qtl的比值，可以通过下式表述权利要求1 . ，其特征在于，依次含有以下步骤 步骤(I)测量电池的开路电压； 步骤(2)判断系统是否第一次运行，判断方法为通过存放上一次关机时间的Flash存储区中的数据来判断系统是否第一次运行，如果数据为OxFFFFFF，则系统为第一次运行，如果数据不为OxFFFFFF，则系统不是第一次运行。步骤(2. I)若系统是第一次运行，通过将电池开路电压应用到相关函数计算本次开机时电池的初始S0C，其中，SOC为英文State Of Charge的缩写，表示电池组的荷电状态。其中，所述相关函数通过下式表达 y = P0 * χη+Ρι · Xlri+...+Plri · χ+Ρη 其中，y为电池的SOC，X为电池的开路电压，PfPnS多项式系数，η为自然数，表示多项式的次数。该公式由预先的实验得出数据并通过MATLAB数据拟合工具得出P。…P1^Pn的值。步骤(2. 2)若系统不是第一次运行，则读取本次开机时间以及上一次关机的时间，并计算两者之间的差值为AT; 步骤(2. 2. I)若AT彡6小时，则读取Flash区中表示上一次关机时电池的充放电状态ex_state中的数据，将电池开路电压和上一次电池的充放电状态应用到相关函数计算电池的初始S0C,其中所述的相关函数通过下式表示\y - ρ ·χη + ργ· xnA H-----l· ρη_γ ·χ + pHexstate = I [y = q0 +^1 · xn~x H-----h qn_x -x + q ex state = 2 其中，y为电池的荷电状态，X为电池的开路电压，Po…Pn及qfqn为多项式系数，η为自然数，表示多项式的次数，ex_state = I表示上一次电池处于充电状态,ex_state = 2表示上一次电池处于放电状态。这个公式由预先的实验得出数据，并通过MATLAB数据拟合工具得出η和P。…Pn及qcT“qn的值。步骤(2. 2. 2)若4小时彡AT <6小时，则读取Flash区中表示上一次关机时电池的充放电状态_ex_state和表示上一次关机时电池的荷电状态_ex_soc中的数据，并将电池开路电压和电池上一次的充放电状态应用到相关公式得出本次开机时重新计算的电池S0C，将ex_S0C和开机时计算得到的电池SOC取均值作为本次开机时电池的初始S0C。其中所涉的相关公式通过下式表达I y = P0 ■ xn + Pt ■ l H— + ρη—\ ·χ λ- pnex state = IIy = Qo ·χη +cIi-Xn'1+·'· +Qn-I 义+ q ex_state = 2 其中，y为电池的荷电状态，X为电池的开路电压，Po…Pn及qfqn为多项式系数，η为自然数，表示多项式的次数，ex_state = I表示上一次电池处于充电状态,ex_state = 2表示上一次电池处于放电状态。这个公式由预先的实验得出数据，并通过MATLAB数据拟合工具得出η和P。…Pn及qcT“qn的值。步骤(2. 2. 3)若AT < 4小时，则读取上一次关机时电池的荷电状态-ex_soc作为本次开机时电池的初始S0C。步骤⑶控制电池进行工作，检测电池的工作电流、电池开始工作瞬间的电池端电压，根据下式计算电池内阻全文摘要本专利技术涉及，其特征在于，包含以下步骤综合电池上一次的充放电状态、上一次使用后的电池SOC值及电池的静置时间估算电池的SOC初始值；计算电池内阻及电池的极化电压；实时采集电池的工作电流、电池两端电压，根据基于扩展卡尔曼滤波法和安时计量法的SOC综合估算算法估算电池的SOC；存储电池的SOC及对应的电池工作电流、电池两端电压；系统关机前存储当前的时间、电池SOC、电池充放电状态，完成后关闭系统。本方法具有SOC初始值误差小、算法简单、计算量小、精确度高的优点。文档编号G01R31/36GK102788957SQ20111014229公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日专利技术者刘贤兴, 刘锦娟, 孙金虎, 张育华 申请人:镇江恒驰科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池荷电状态估算方法，其特征在于，依次含有以下步骤：步骤(1)测量电池的开路电压；步骤(2)判断系统是否第一次运行，判断方法为：通过存放上一次关机时间的Flash存储区中的数据来判断系统是否第一次运行，如果数据为0xFFFFFF，则系统为第一次运行，如果数据不为0xFFFFFF，则系统不是第一次运行。步骤(2.1)若系统是第一次运行，通过将电池开路电压应用到相关函数计算本次开机时电池的初始SOC，其中，SOC为英文State？Of？Charge的缩写，表示电池组的荷电状态。其中，所述相关函数通过下式表达：y＝p0·xn+p1·xn？1+…+pn？1·x+pn其中，y为电池的SOC，x为电池的开路电压，p0…pn为多项式系数，n为自然数，表示多项式的次数。该公式由预先的实验得出数据并通过MATLAB数据拟合工具得出p0…pn和n的值。步骤(2.2)若系统不是第一次运行，则读取本次开机时间以及上一次关机的时间，并计算两者之间的差值为ΔT；步骤(2.2.1)若ΔT≥6小时，则读取Flash区中表示上一次关机时电池的充放电状态ex_state中的数据，将电池开路电压和上一次电池的充放电状态应用到相关函数计算电池的初始SOC，其中所述的相关函数通过下式表示：y=p0·xn+p1·xn-1+···+pn-1·x+pnex_state=1y=q0·xn+q1·xn-1+···+qn-1·x+qnex_state=2其中，y为电池的荷电状态，x为电池的开路电压，p0…pn及q0…qn为多项式系数，n为自然数，表示多项式的次数，ex_state＝1表示上一次电池处于充电状态，ex_state＝2表示上一次电池处于放电状态。这个公式由预先的实验得出数据，并通过MATLAB数据拟合工具得出n和p0…pn及q0…qn的值。步骤(2.2.2)若4小时≤ΔT＜6小时，则读取Flash区中表示上一次关机时电池的充放电状态？ex_state和表示上一次关机时电池的荷电状态？ex_soc中的数据，并将电池开路电压和电池上一次的充放电状态应用到相关公式得出本次开机时重新计算的电池SOC，将ex_soc和开机时计算得到的电池SOC取均值作为本次开机时电池的初始SOC。其中所涉的相关公式通过下式表达：y=p0·xn+p1·xn-1+···+pn-1·x+pnex_state=1y=q0·xn+q1·xn-1+···+qn-1·x+qnex_state=2其中，y为电池的荷电状态，x为电池的开路电压，p0…pn及q0…qn为多项式系数，n 为自然数，表示多项式的次数，ex_state＝1表示上一次电池处于充电状态，ex_state＝2表示上一次电池处于放电状态。这个公式由预先的实验得出数据，并通过MATLAB数据拟合工具得出n和p0…pn及q0…qn的值。步骤(2.2.3)若ΔT＜4小时，则读取上一次关机时电池的荷电状态？ex_soc作为本次开机时电池的初始SOC。步骤(3)控制电池进行工作，检测电池的工作电流、电池开始工作瞬间的电池端电压，根据下式计算电池内阻：R=|V-EI|其中，R为电池内阻，V为电池开始工作瞬间的电池端电压，E为电池的开路电压，I为电池的工作电流。步骤(4)根据电池的SOC及表征电池极化电压和电池SOC关系的数据，通过插值法计算电池的极化电压，其中，表征电池极化电压和电池的SOC关系的数据由预先的实验获得。步骤(5)将电池初始SOC作为扩展卡尔曼滤波算法的初值，根据扩展卡尔曼滤波法，每隔1s计算一次电池的荷电状态，并记录扩展卡尔曼滤波算法的执行次数kalman_count。若kalman_count＞100，则将最后一次扩展卡尔曼滤波算法得出的电池荷电状态SOCk作为安时计量法的初始值，根据安时计量法，每隔1s计算一次电池的荷电状态。步骤(6)每隔5s，将步骤(5)计算得到的电池SOC及对应的电池电压、电流、充放电状态存入Flash存储模块，完成一次SOC值的计算和记录过程，如此循环，直至系统关机。步骤(7)系统给出关机信号后，将当前的时间、电池的SOC、电池充放电状态存储在Flash存储区，完成后关闭系统。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张育华，刘锦娟，刘贤兴，孙金虎，
申请(专利权)人：镇江恒驰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：