一种动力电池SOC动态修正估算方法技术

本发明专利技术涉及新能源电动汽车动力电池技术领域，公开了一种动力电池SOC动态修正估算方法，针对目前电动汽车SOC估算算法普遍采用的安时积分法结合单体电压校正法所存在的缺陷，在采用安时积分法计算的过程中以及单体电压校正法修正的过程中，通过引入SOC增量和修正系数k的方法，不仅克服了传统安时积分法带来的累积误差，而且还避免了SOC在修正时发生“陡降”、“陡升”等跳变现象，使SOC的校正过程实时并能动态跟随汽车行驶工况，整个修正过程让SOC的估算与显示更加平稳、自然，有效地改善了驾乘人员的出行体验，具有较大的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池SOC动态修正估算方法
本专利技术涉及新能源电动汽车动力电池
，特别涉及一种动力电池SOC动态修正估算方法。
技术介绍
节能环保，提倡低碳生活已经成为当今社会发展的主题，锂离子电池因具有体积小、质量轻、比能量大、循环寿命长、无记忆效应和无污染等诸多优点，在新能源汽车领域被广泛利用，而电池荷电状态(SOC)作为电动汽车运行过程中非常重要的一个指标，测量的准确性很大程度上影响着汽车性能的好坏。动力电池的SOC描述了电池剩余电量的实际可用状态，准确合理的估算SOC不仅能延长电池的使用寿命，防止电池出现过充、过放现象，还能提高电池的性能，减少电池的成本。因此，提高SOC估算的准确性已经成为当下SOC研究的一个重要方向，对新能源汽车产业和电池管理系统(BMS)的发展至关重要。现阶段，电动汽车动力电池BMS估算SOC普遍采用安时积分法结合单体电压校正法，具体过程是：电动汽车在充电和运行过程中，动力电池被充电或放电，BMS实时对充电电流或放电电流进行时间累积求和，因为充电和放电电流方向不同，那么充电时SOC值增加，放电时SOC值降低；因为安时积分法的数学原理是假设积分时间段内电流恒定不变，而实际上充电电流特别是放电电流是处于动态的变化之中，经过几个充放电循环后，就会出现积分累计误差，除此以外，电流采样误差和电流传感器零漂也会引起安时积分误差，这些误差因素累加起来足以导致SOC精度出现较大偏差。为了克服这个偏差，行业内常规做法是BMS会在充放电间隙利用单体电芯电压对应的SOC值来修正SOC估算值，电池厂一般都能提供不同温度下(例如-25℃、0℃、25℃、45℃这几个温度点)电芯开路电压(OCV)和SOC理论值的对应关系表，同时电池充满电时SOC强行置1，电池放空时SOC强行置0，这样当SOC安时积分计算发生较大累计偏差时，通过单体电压修正的方法就可以将SOC控制在一定精度范围之内。然而，现阶段所采用的安时积分法结合单体电压校正法来估算动力电池SOC普遍存在一个问题：SOC值易发生“陡降”、“陡升”等跳变现象，在充电和行车末期SOC甚至出现快速上升和下降现象，严重影响了用户对SOC估算精度的评判，降低了驾乘人员的出行体验。SOC估算的技术难点在于如何做到实时跟随汽车行驶工况进行动态的SOC修正与估算，让驾乘人员几乎感受不到SOC的修正过程和异常变化。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种动力电池SOC动态修正估算方法，旨在克服电动汽车在充电和行车过程中采用传统安时积分法估算SOC带来的累积误差，避免SOC在修正时发生“陡降”、“陡升”等跳变现象，实现实时跟随汽车行驶工况进行动态的SOC修正与估算，有效地改善驾乘人员的出行体验。为实现上述目的，本专利技术提出的动力电池SOC动态修正估算方法，包括以下步骤：根据动力电池电化学特性和电子电路原理，设定SOC校正时间间隔为5小时，电流传感器采样零漂为1A，SOC预期估算精度为5％，电流方向取充电为正，放电为负；BMS上电后先校准电流零漂，读取铁电存储器存储的上一次下电时刻的时间t0、SOC储存值SOC存储，以及当前时钟芯片实时计时时间t1；BMS根据采集到的单体电芯电压数据，找出最高和最低单体电压，并查表得到最高和最低单体电压分别对应的SOCH和SOCL；BMS计算上一次掉电至本次上电的校正时间间隔Δt＝t1-t0，判断校正时间间隔Δt≥5h是否成立；校正时间间隔Δt如果不满足要求，SOC则不校准，BMS进行正常的SOC计算；校正时间间隔Δt如果满足要求，BMS准备进入SOC校正流程，同时根据上一级控制器操作指令开合相关高压继电器，进入行车或充电模式；BMS判断母线电流绝对值是否大于电流传感器零漂，即母线电流∣I∣≥1A是否成立，若不成立，SOC则不校准，BMS进行正常的SOC计算；若成立，BMS判断电流方向和电池充、放电状态；如果母线电流I≥1A，说明电动汽车处于充电状态，此时BMS判断∣SOC存储-SOCH∣≥5％是否成立，若不成立，SOC则不校准，BMS进行正常的SOC计算；若成立，SOC进入充电校准流程并根据SOCH进行修正；如果母线电流I≤-1A，说明电动汽车处于行车状态，此时BMS判断∣SOC存储-SOCL∣≥5％是否成立，若不成立，SOC则不校准，BMS进行正常的SOC计算；若成立，SOC进入放电校准流程并根据SOCL进行修正。进一步地，当电动汽车处于充电状态时，SOC校正分两种情况：其一，如果SOC存储＜SOCH，在SOC计算值基础上引入一个正的SOC增量，使SOC实时值增长速率加快，其增长速度取决于修正系数k，计算公式表述为：其二，如果SOC存储＞SOCH，在SOC计算值基础上引入一个负的SOC增量，使SOC实时值增长速率减慢，其增长速度取决于修正系数k，计算公式表述为：进一步地，当电动汽车处于行车状态时，SOC校正亦分两种情况：其一，如果SOC存储＜SOCL，在SOC计算值基础上引入一个正的SOC增量，使SOC实时值降低速率减慢，其降低速度取决于修正系数k，计算公式表述为：其二，如果SOC存储＞SOCL，在SOC计算值基础上引入一个负的SOC增量，使SOC实时值降低速率加快，其降低速度取决于修正系数k，计算公式表述为：进一步地，在充电状态下，当SOC增量≥∣SOCH－SOC存储∣时；在放电状态下，当SOC增量≥∣SOCL－SOC存储∣时，SOC校正过程就结束，后面按照正常的安时积分法进行SOC计算，计算公式表述为：进一步地，所述的SOC校正时间间隔Δt、电流传感器采样零漂以及SOC预期估算精度可以根据实际电芯特性和具体应用环境进行设置。采用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：本专利技术的技术方案，在采用安时积分法计算的过程中以及单体电压校正法修正的过程中，通过引入SOC增量和修正系数k的方法，不仅克服了传统安时积分法带来的累积误差，而且还避免了SOC在修正时发生“陡降”、“陡升”等跳变现象，使SOC的校正过程实时并能动态跟随汽车行驶工况，整个修正过程让SOC的估算与显示更加平稳、自然，有效地改善了驾乘人员的出行体验，具有较大的实用价值。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术提出的一种动力电池SOC动态修正估算方法的流程图；图2为本专利技术提出的一种动力电池SOC动态修正估算方法的SOC充电校准流程图；图3为充电修正系数k取值表；图4为本专利技术提出的一种动力电池SOC动态修正估算方法的SOC放电校准流程图；图5放电修正系数k取值表。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池SOC动态修正估算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n根据动力电池电化学特性和电子电路原理，设定SOC校正时间间隔为5小时，电流传感器采样零漂为1A，SOC预期估算精度为5％，电流方向取充电为正，放电为负；/nBMS上电后先校准电流零漂，读取铁电存储器存储的上一次下电时刻的时间t

【技术特征摘要】
1.一种动力电池SOC动态修正估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据动力电池电化学特性和电子电路原理，设定SOC校正时间间隔为5小时，电流传感器采样零漂为1A，SOC预期估算精度为5％，电流方向取充电为正，放电为负；
BMS上电后先校准电流零漂，读取铁电存储器存储的上一次下电时刻的时间t0、SOC储存值SOC存储，以及当前时钟芯片实时计时时间t1；
BMS根据采集到的单体电芯电压数据，找出最高和最低单体电压，并查表得到最高和最低单体电压分别对应的SOCH和SOCL；
BMS计算上一次掉电至本次上电的校正时间间隔Δt＝t1-t0，判断校正时间间隔Δt≥5h是否成立；
校正时间间隔Δt如果不满足要求，SOC则不校准，BMS进行正常的SOC计算；校正时间间隔Δt如果满足要求，BMS准备进入SOC校正流程，同时根据上一级控制器操作指令开合相关高压继电器，进入行车或充电模式；
BMS判断母线电流绝对值是否大于电流传感器零漂，即母线电流∣I∣≥1A是否成立，若不成立，SOC则不校准，BMS进行正常的SOC计算；若成立，BMS判断电流方向和电池充、放电状态；
如果母线电流I≥1A，说明电动汽车处于充电状态，此时BMS判断∣SOC存储-SOCH∣≥5％是否成立，若不成立，SOC则不校准，BMS进行正常的SOC计算；若成立，SOC进入充电校准流程并根据SOCH进行修正；
如果母线电流I≤-1A，说明电动汽车处于行车状态，此时BMS判断∣SOC存储-SOCL∣≥5％是否成立，若不成立，SOC则不校准，BMS进行正常的SOC计算；若成立，SOC进...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建华，潘继雄，周幼华，
申请(专利权)人：深圳市誉娇诚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44