SOC估算方法和SOC估算装置以及电动汽车制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动力电池的SOC估算方法，该SOC估算方法包括：获得动力电池的电压‑容量曲线；计算电压‑容量曲线的变化率；根据变化率对电压‑容量曲线进行区域划分；根据当前电压在电压‑容量曲线的所属区域的曲线以及所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及，根据估算方程对动力电池的SOC进行估算。该SOC估算方法，在不增加成本的情况，适用范围广泛，尤其适用于电压曲线变化不明显的情况。本发明专利技术还公开一种动力电池的SOC估算装置和电动汽车。

【技术实现步骤摘要】
SOC估算方法和SOC估算装置以及电动汽车
本专利技术属于车辆
，尤其涉及一种动力电池的SOC(StateofCharge,荷电状态)估算方法，以及动力电池的SOC估算装置和电动汽车。
技术介绍
目前，动力电池的SOC估算方法主要包括以下几种：安时法，根据电流的累积对电量进行计算，该方法是最普遍的一种SOC计算方法，操作简单，资源要求低。但是，依赖于电流的精度，对满充满放到达高/低压进行校准的要求高；因为电流采样必定有误差，如果在中间电压段进行充放电，会增加电量累积的不准确性。适用于单向满充满放的电池系统，不适用于充放电状况复杂或较复杂的系统。实时电压修正方法，根据实时的电压点、以及实时电流，根据已知的各电流充放电电压曲线来判断SOC值。这种方法在电压-容量曲线明显递增的情况下，有着有效的应用。该方法，基于准确的实验数据作为基准曲线，同时要求电流对电压的抬升具有的一致性。实时电压修正方法优点在于，对于电压变化明显的曲线，可以准确地确认SOC，误差小；但其缺点在于，不适用于电压平缓曲线，以及，由于老化电流的抬升，电压出现了变化，对电压判断进行影响。适用于电压变化明显、电池老化速度较慢(或者使用频率不高)的系统上；电压曲线平缓和电池使用频率高的系统不太适用。开路电压法，非实时计算方法，需要电池静止不充放电几个小时后进行测量，此时只需要开路电压曲线，则可以算出电池SOC，此方法通过静置电池，保证电池不受到电流和其它方面的影响。神经网络法，系统需要大量的运行，会根据运行不停地较正累算，需要大量稳定的运行工况过后，才能计算出比较准确的SOC数据。当运行工况足够多时，根据不同算法，有不同的准确性，如果算法先进，会非常准确。该方法需要足够的运行工况，而且使用的记录数据在电池老化同时需要更新，同时此算法需要占用很多资源。在动力电池的一致性、采样误差、控制模组的资源、实验数据以及不同电池的特性等限制条件下，需要根据实际情况，选择不同的SOC估算方法，以下为各个估算方法的存在的不足：安时法，通常以高低压为依托，即只有两个准确修正点，如果在中段电压进行长时间充放电，由于电流采样误差会导致安时累计误差不停加大；实时电压修正方法，需要大量实验数据，同时会根据电池的老化，使基础数据的对应性变差，变得不正确；此方法在电压变化平缓的电池系统内不适合应用；开路电压法，基于实验条件，在现实应用中少有静置多个小时情况，况且电池系统多数需要实时估计，这种非实时估计不适用于通常电池系统使用；神经网络法，以各种特点为准点，构建一张影响网，能够得到一个准确SOC估算值，但其控制器要求、工况运行数据要求高。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种动力电池的SOC估算方法，该SOC估算方法，在不增加成本的情况，适用范围广泛。本专利技术还提出一种动力电池的SOC估算装置和电动汽车。为了达到上述目的，本专利技术一方面提出的动力电池的SOC估算方法，包括：获得动力电池的电压-容量曲线；计算所述电压-容量曲线的变化率；根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分；根据当前电压在所述电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所述所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及，根据所述估算方程对所述动力电池的SOC进行估算。根据本专利技术实施例的动力电池的SOC估算方法，采用区域保守算法，将电压-容量曲线进行区域划分，以区域为估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，尤其适用于电压曲线变化不明显，同时控制器资源不足以采用神经网络算法等高级算法的情况，满足SOC估算，适用范围更加广泛。为了达到上述目的，本专利技术另一方面提出的动力电池的SOC估算装置，包括：获取模块，用于获得动力电池的电压-容量曲线；计算模块，用于计算所述电压-容量曲线的变化率；划分模块，用于根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分；生成模块，用于根据当前电压在所述电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所述所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及，估算模块，用于根据所述估算方程对所述动力电池的SOC进行估算。根据本专利技术实施例的动力电池的SOC估算装置，采用区域保守算法，通过划分模块将电压-容量曲线进行区域划分，生成模块和估算模块以区域为估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，尤其适用于电压曲线变化不明显，同时控制器资源不足以采用神经网络算法等高级算法的情况，满足SOC估算，适用范围更加广泛。基于上述方面的SOC估算装置，本专利技术再一方面提出的电动汽车，包括：车体，所述车体包括动力电池；和，如上述的动力电池的SOC估算装置。本专利技术实施例的电动汽车，通过SOC估算装置将电压-容量曲线进行区域划分，以区域为SOC估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，提高动力电池充放电性能。附图说明图1是根据本专利技术实施例的动力电池的SOC估算方法的流程图；图2是根据本专利技术的一个实施例的动力电池的电压-容量曲线示意图；图3是针对图2的电压-容量曲线的变化率曲线示意图；图4是根据本专利技术的一个实施例的电压-容量曲线的区域划分的临界点的选取示意图；图5是采用现有的修正方法和采用本专利技术的修正方法的容量曲线对比示意图；图6是采用现有的修正方法和采用本专利技术的修正方法对于错误修正的显示对比示意图；图7是根据本专利技术实施例的动力电池的SOC估算装置的框图；图8是根据本专利技术的一个实施例的动力电池的SOC估算装置的框图；图9是根据本专利技术的一个实施例的动力电池的SOC估算装置的框图；图10是根据本专利技术的一个实施例的动力电池的SOC估算装置的框图；以及图11是根据本专利技术实施例的电动汽车的框图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。目前，动力电池的SOC估算多数以几个电压点为辅，以电流累积为主，由于动力电池多数会充电到高压，不会产生长时间无电压校准；手机电池包括锂电池，锂电池的电压-容量比较明显，加之能量电压明显，使用实时电压估算方法比较实用。非采用磷酸铁锂电池的储能系统，多数厂商会使用电压估算方法。而针对电压曲线变化不明显的电池系统例如磷酸铁锂电池，直接使用电流累计的方法，无法适应PJM(一个区域电力市场的缩写)在中段浮动产生的误差，造成最终的SOC跳变；使用实时电压估算方法，由于曲线变化的不明显，即使数据准确，相差2-3mV的采样偏差或内阻影响偏差，也可能造成SOC估算误差达到5％。本专利技术实施例的动力电池的SOC估算方法，按照区域将电压-容量曲线分段，同时将估算SOC直接影响到电流积累，综合电压修正与安时修正的两种方法，形成区域保守算法结合平滑变化显示的方法，提高估算准确性，适用更多的工况，尤其适用于电压-容量曲线变化不明显的动力电池的SOC估算，例如磷酸铁锂类型的电池，但不局限于此类型电池，其他情况也基本可适用。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的动力电池的SOC估算方法。图1是根据本专利技术实施例的动力电池的SOC估算方法的流程图，如图1所示，该SOC估算方法包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池的SOC估算方法，其特征在于，包括：获得动力电池的电压‑容量曲线；计算所述电压‑容量曲线的变化率；根据所述变化率对所述电压‑容量曲线进行区域划分；根据当前电压在所述电压‑容量曲线的所属区域的曲线以及所述所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及根据所述估算方程对所述动力电池的SOC进行估算。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池的SOC估算方法，其特征在于，包括：获得动力电池的电压-容量曲线；计算所述电压-容量曲线的变化率；根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分；根据当前电压在所述电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所述所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及根据所述估算方程对所述动力电池的SOC进行估算。2.如权利要求1所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分，进一步包括：根据所述变化率确定区域临界点；以及根据所述区域临界点确定所述电压-容量曲线的划分区域。3.如权利要求1或2所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，所述电压-容量曲线被划分为变化率不变区域、变化率稳定区域和平滑区域。4.如权利要求3所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，所述变化率不变区域满足一次方程，所述变化率稳定区域和所述平滑区域分别满足二次方程。5.如权利要求1所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：根据当前容量在所述电压-容量的容量区域以及所述当前容量与SOC估算值的差值进行容量修正以获得修正容量。6.如权利要求5所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，根据当前容量在所述电压-容量的容量区域以及所述当前容量与SOC估算值的差值进行修正以获得修正容量，进一步包括：当所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域外时，将所述SOC估算值作为为所述修正容量；或者，当所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域内且所述SOC估算值与所述当前容量的差值小于容量阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量；或者，当所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域内且所述SOC估算值与所述当前容量的差值大于容量阈值时，将所述SOC估算值与所述当前容量的平均值作为所述修正容量。7.如权利要求3所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：根据每个划分区域内的所述电压-容量曲线的变化率进行容量修正以获得修正容量。8.如权利要求7所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，根据每个划分区域内的所述电压-容量曲线的变化率进行容量修正以获得修正容量，进一步包括：在所述变化率不变区域内，当变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述当前容量或者SOC估算值作为所述修正容量；在所述变化率稳定区域内，当所述变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述SOC估算值作为所述修正容量；在所述平滑区域内，当所述变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述SOC估算值作为所述修正容量。9.如权利要求8所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：当在所述电压-容量曲线的极值点时，将所述SOC估算值作为所述修正容量。10.如权利要求5-9任一项所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：根据预设修正量最大值和预设修正量最小值将所述修正容量赋值于所述当前容量。11.如权利要求10所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：根据所述修正容量、所述当前容量和当前电流计算电流系数，并根据所述电流系数实时调节电流累计值以平滑所述当前容量的赋值变化。12.一种动力电池的SOC估算装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获得动力电池的电压-容量曲线；计算模块，用于计算所述电压-容量曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹韶文，孙嘉品，林培锦，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44