[发明专利]蓄电池荷电状态的在线估算方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，特别涉及一种蓄电池荷电状态的在线估算方法及系统。

背景技术

节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向，发展电动汽车将是实现该趋势的最佳途径。由上可知，提高电动汽车的能源系统——车载电池的性能及加强电池管理系统开发显得尤为重要。电池SOC(State of Charge，荷电状态)参数是电动汽车车载电池系统的重要参数，是防止电池过充和过放的主要依据。

只有准确估算电池组的SOC才能保证电池的正常使用，有效提高电池的利用效率，保证电池组的使用寿命。SOC的准确辨识不仅有利于充分发挥电池的性能，提高整车的性能并优化驾驶，而且能够降低对动力蓄电池的要求，提高系统的可靠性，也大大降低后期的维护成本。

在车辆运行过程中，电池端电压，电池工作电流，电池的温度是可以通过传感器直接测量得到的。电池当前的SOC状态、最大可充放电功率等物理量都是不可直接通过传感器测量得到的，因此电池管理系统的首要任务之一就是估计当前的SOC值。但是由于电池结构复杂，电池的荷电状态受放电电流、电池内部温度、自放电、老化等因素的影响，SOC的估算显得极为困难。电池温度、开路电压、电池内部的电解液密度、电池内阻、电池反应的激活状态、电池老化程度等参数都直接影响着SOC状态，因此可以通过计算这些参数的值来估计SOC。由于在线测量电解液密度或量化电池内部化学反应的剧烈程度都是不可实现的，因此不直接采用量化方法来估算这些参数对SOC的影响。

传统的SOC预测方法包括放电实验法、电流积分估计方法、电池内阻估计方法、负载电压法、利用电池电动势与荷电状态的关系模型即开路电压估计方法来估算SOC的方法，以及通过测量电池端电压和端电流的估计方法等。但是，传统的估算方法存在不少缺陷。例如：内阻法和开路电压法都是利用电池内阻或开路电压与电池的电量存在的一定的函数关系来判定电池的SOC，判断误差较大而且是离线估计的方法，估算精度不高。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为此，本发明的第一个目的在于提供一种蓄电池荷电状态的在线估算方法。该方法可以在线估算蓄电池的荷电状态，并且具有较高的估算精度。

本发明的第二个目的在于提供一种蓄电池荷电状态的在线估算系统。

为实现上述目的，本发明的第一方面的实施例在于提供一种蓄电池荷电状态的在线估算方法，包括如下步骤：

对蓄电池进行测试以建立在线参数补偿数据库，所述在线参数补偿数据库包括：第一至第四类参数，其中，第一类参数包括静态修正量、第二类参数包括所述第一类参数和电池容量修正量、第三类参数包括所述第二类参数和自恢复修正量、第四类参数包括充放电修正量；

采集所述蓄电池的电流值和电压值，并根据所述电流值和所述电压值判断所述蓄电池的当前状态；

如果所述蓄电池的当前状态为静止状态，则调取所述在线参数补偿数据库中的所述第二类参数，并根据所述第二类参数获取所述蓄电池的荷电状态；

如果所述蓄电池的当前状态为恢复状态，则调取所述在线参数补偿数据库中的所述第三类参数，并根据所述第三类参数获取所述蓄电池的荷电状态；

如果所述蓄电池的当前状态为充放电状态，则调取所述在线参数补偿数据库中的所述第三类参数和所述第四类参数，并根据所述第三类参数和所述第四类参数获取所述蓄电池的荷电状态。

根据本发明实施例的蓄电池荷电状态的在线估算方法，根据蓄电池所处的不同状态，选取不同的SOC估算策略，减少了SOC估算误差。并且综合考虑电动车运行过程中影响SOC状态的各种因素，具有较强的通用性，提高了电池管理系统的开发效率，减少开发成本。此外，本发明实施例提供的蓄电池荷电状态的在线估算方法在线估算蓄电池的荷电状态，可以有效地避免电池使用中的累计误差，具有较高的估算精度。

在本发明的一个实施例中，在检测所述蓄电池的电流值和电压值的同时，进一步包括检测所述蓄电池的温度值。

在本发明的一个实施例中，对所述蓄电池进行测试，包括：对所述蓄电池进行能量和容量测试、内阻和功率测试、充放电状态-开路电压测试、自放电测试、能量效率测试、冷/热启动测试、功率测试、模拟工况测试、使用寿命测试。

由此，通过上述性能测试可以综合考虑电池工作过程中可能遇到的各种因素，为计算蓄电池的荷电状态值提供修正系数。

在本发明的一个实施例中，所述静态修正量包括：温度补偿系数和自放电补偿系数。

在本发明的一个实施例中，所述电池容量修正量包括荷电状态系数和寿命补偿系数。