一种离线数据分段矫正的锂电池SOC估计方法技术

本发明专利技术公开了一种离线数据分段矫正的锂电池SOC估计方法，其主要应用于电动车辆的电池管理系统上，用于对锂电池的实际容量进行矫正，并消除传统安时积分法的累计误差，所述方法包括：电池等效电路模型的建立；获取OCV-SOC曲线；利用电池放电结束时的端电压响应曲线对等效电路模型进行离线参数辨识；电池健康状态SOH的计算；利用安时积分法实时计算SOC的当前值；利用电池健康状态对SOC值进行矫正；利用离线数据对安时积分法中的累积误差进行分段消除。本发明专利技术能准确估计电池SOC并消除安时积分法对电池SOC估计的累积误差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车电池管理系统领域，特别涉及一种离线数据分段矫正的锂电 池 S0C估计方法。
技术介绍
在电动车辆运行中，动力电池荷电状态(S0C)是电池状态的重要参数，被用来直接 反应电池的剩余电量，在混合动力系统中，电池 S0C也是整车控制系统制定最优能量管理策 略的重要依据。准确估计动力电池 S0C值，对于延长电池寿命、提高电池的安全可靠性和提 高电动汽车整车性能具有重要研究意义。 电池 S0C受多种因素影响，无法通过传感器直接测量，必须通过测量电池电压、工 作电流和温度等物理量并采用一定的数学模型和算法估计得到。目前，常用的方法有： 开路电压法，单独使用只适用于电动汽车的驻车状态，不能在线、动态估算。 安时积分法，估算精度很大程度上取决于电流测量精度，累积误差无法消除。 神经网络法，需要大量数据进行训练。 卡尔曼滤波法，对电池模型准确性和系统处理能力要求较高。 因此需要建立一种简单易行、估算精度较高且能消除累积误差的S0C估计方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种离线数据分段矫正的锂 电池 S0C估计方法，实现电动车辆动力电池 S0C的准确估计，以及累积误差的分段消除。 本专利技术的目的通过如下技术方案实现:一种离线数据分段矫正的锂电池 soc估计 方法，包括以下步骤： S1、建立电池等效电路模型； S2、辨识等效电路模型的离线参数； S3、利用电池内阻求出S0H的值，确定当前状态电池的实际可用容量CN，将其作为 安时积分法公式中的除数项； S4、当电池处在工作状态时，利用安时积分法求S0C; S5、当S0C值为0.1的整数倍时，启动对应的离线模型参数，计算出当前状态的开路 电压； S6、利用开路电压与S0C的函数关系，求出此时的S0C真实值，以此值作为安时积分 法的S0C初始值，再利用安时积分法继续估算S0C值。 所述步骤S1中的电池等效电路模型为一个电压源Voc、一个欧姆电阻R和两个RC环 路(R P、(^与心、Cs)，即二阶RC等效电路模型。 所述步骤S2中的离线参数辨识方法为： S21、采用采用先恒流(0.2C)后恒压(截止电压4.25V)的方式对电池进行充电； S22、对电池进行恒流恒容量(260mAh)放电； S23、放电结束，静置1小时以消除电池极化效应； S24、重复步骤S22、S23,至电池放电结束；利用六次多项式= SOC5+a3 X S0C4+a4 X SOC3+a5 X S0C2+a6 X S0C拟合实验数据可得0CV-S0C曲线，再根据电池放 电结束时的端电压响应曲线可得等效模型的离线参数R、RP、CP、Rs、Cs。 所述步骤S3中的S0H值求取公式，其中Reel为锂电池在寿 命完结时的内阻大小，为锂电池出厂时的内阻大小，R为电池在使用过程中测得的内阻 大小。实际可用容量Cn = SOH X Q_inai，其中Q_inai表示电池的额定容量。 所述步骤S4中的S0C估计值'其中S0C(tQ)为初 始soc，cN为电池可用容量，i为电池电流，kt为温度因素的修正因子，ktKi+n^Tis)]'式 中mt为温度系数，是一个常数，一般取0.006~0.008，Τ是电池当前温度。 所述步骤S5中的整数倍中的整数为大于等于1小于等于9的整数。 所述步骤S5中开路电压计算由关系式Voc = ai X S0C6+a2 X SOC5+a3 X S0C4+a4X S0C3 +a5XS0C2+a6XS0C得出。 所述步骤S6中根据0CV-S0C曲线以及开路电压可以得到此时的SOC真实值，将此值 作为S0C初始值，再利用安时积分法继续估算S0C值。 本专利技术与现有技术相比，由于在电池 S0C估计中采用上述离线数据分段矫正的锂 电池 S0C估计方法，能够保证准确估计电动汽车动力电池 S0C的同时，消除安时积分法产生 的累积误差。【附图说明】 图1为本专利技术所述的离线数据分段矫正的锂电池 S0C估计方法中的分段矫正原理 图。 图2为本专利技术所述的离线数据分段矫正的锂电池 S0C估计方法中的电池等效电路 模型图。 图3为本专利技术所述的离线数据分段矫正的锂电池 S0C估计方法中的电池放电结束 时端电压响应曲线示意图。【具体实施方式】下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限 于此。 一种离线数据分段矫正的锂电池 S0C估计方法，包括以下步骤： S1、建立电池等效电路模型； S2、辨识等效电路模型的离线参数； S3、利用电池内阻求出S0H的值，确定当前状态电池的实际可用容量CN，将其作为 安时积分法公式中的除数项； S4、当电池处在工作状态时，利用安时积分法求S0C; S5、当S0C值为0.1的整数倍时，启动对应的离线模型参数，计算出当前状态的开路 电压； S6、利用开路电压与S0C的函数关系，求出此时的S0C真实值，以此值作为安时积分 法的S0C初始值，再利用安时积分法继续估算S0C值。 如图1所示是分段矫正原理图。首先，电池未开始工作前，根据内阻求出S0H的值， 确定当前状态电池的实际可用容量Cn，作为安时积分法公式中的除数项;其次，当电池处在 工作状态时，利用安时积分法求S0C，当S0C值为0.1的整数倍(大于等于1小于等于9的整数） 时，启动对应的离线模型参数，计算出当前状态电池的开路电压;最后，利用开路电压与S0C 的函数关系，求出此时的S0C真实值，然后以此值作为安时积分法的S0C初始值，再利用安时 积分法继续估算S0C值。 所述步骤S1中的电池等效电路模型为一个电压源Voc、一个欧姆电阻R和两个RC环 路(RP、C^Rs、Cs)，即二阶RC等效电路模型。 如图2所示是电池等效电路模型图。该模型包含一个电压源Voc、一个欧姆电阻R和 两个RC环路(RP、CP与当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离线数据分段矫正的锂电池SOC估计方法，其特征在于包括以下步骤：S1、建立电池等效电路模型；S2、辨识等效电路模型的离线参数；S3、利用电池内阻求出SOH的值，确定当前状态电池的实际可用容量CN，将其作为安时积分法公式中的除数项；S4、当电池处在工作状态时，利用安时积分法求SOC；S5、当SOC值为0.1的整数倍时，启动对应的离线模型参数，计算出当前状态的开路电压；S6、利用开路电压与SOC的函数关系，求出此时的SOC真实值，以此值作为安时积分法的SOC初始值，再利用安时积分法继续估算SOC值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康龙云，李文彪，郭向伟，吴璟玥，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44