[发明专利]一种校准锂离子动力电池SOC的方法有效

专利信息
申请号: 201310261830.5 申请日: 2013-06-26
公开(公告)号: CN103344919B 公开(公告)日: 2017-02-15
发明(设计)人: 王润鑫;何斌;柴晓飞 申请(专利权)人: 天津市松正电动汽车技术股份有限公司
主分类号: G01R31/36 分类号: G01R31/36
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 300308 天*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 校准 锂离子 动力电池 soc 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种锂离子电池校准方法,适用于电动汽车及混合动力汽车。

背景技术

随着新能源汽车的推广和普及,电驱动车辆越来越多地受到关注。油电混合动力车辆常用的电池有铅酸电池,镍镉电池,镍氢电池及锂电池,锂动力电池由于其比能量高、重量轻、寿命长等特点优于其它电池,成为越来越多油电混合动力车辆的首选。混合动力,尤其是重度混合动力车辆在行车中通过协调发动机与电池之间的能量输出,以达到节能的效果,这需要电池管理系统时刻显示和报告准确的电池电量(SOC),整车控制机构才能决定电池以多大的能量比例输出。如果SOC检测不准会使电池管理系统发出错误报告,引起锂电池的过充或者过放。而对于锂电池而言,频繁和长期的过充或者过放都会对电池造成损害,轻则减少锂电池使用寿命,重则引发安全事故。如何安全合理地使用锂电池,充分利用电量,延长电池寿命,是锂电池在电动汽车及混合动力汽车领域推广所必须解决的问题。与铅酸电池不同的是,锂离子电池的SOC与电压之间并不是直接的线性对应关系,锂离子电池SOC与电压对应的充放电曲线关系如图1所示。在SOC较低时,SOC与电压呈近似的正比线性关系,当SOC上升到一定的量,SOC随着电压的变化的趋势并不明显;但当SOC接近满状态时,SOC与电压又呈现出另一种近似的正比线性关系。这样导致锂离子电池无法像铅酸电池一样通过测量电池电压得出SOC状态。目前常用的SOC估算方法是采用安时积分法,即采用积分的方式,取某一时刻的电量SOC0作为初始电量,以时间作为变量,取某一小段时间t对SOC(t)作积分运算,估算t时刻后电池电量SOCt。但是,在实际应用中,由于温度、电流等因素的影响,电池的充电效率或放电倍率不恒定,通过累计电流积分来计算SOC存在累计误差。如果没有定期修正,该误差会随时间而逐渐增大,造成SOC估算错误。

发明内容

本发明提供了一种锂离子电池SOC的校准方法,该方法包括:由电池管理系统(BMS)执行以下步骤:

a.判断电池是否满足SOC校准条件,若满足,执行步骤b,若不满足,退出;

b.发送SOC校准命令。

c.接收SOC校准模式信号,若接收到信号,执行步骤d,若没有接收到信号,回到步骤a;

d.判断电池电压是否达到上限阈值电压或者下限阈值电压,若达到上限阈值电压,则电池SOC置100%;若达到下限截至电压,则电池SOC置0;

e.发送校准完成命令并退出校准。

所述判断电池是否满足SOC校准条件的方法为:测量电池SOC与电压的对应关系;测量某一时刻t的电压,通过上述的对应关系得出该时刻的电池电量SOCt;利用安时积分法计算出t时刻的电池电量SOCt’;判断SOCt与SOCt’差值的绝对值是否大于设定值,是则满足SOC校准条件,否则不满足SOC校准条件。

所述步骤b还包括判断电池电压,若电压高于电池最高电压50%,发送SOC充电校准命令;若电压低于电池最高电压50%,发送SOC放电校准命令;

进一步地,由整车控制机构执行以下步骤:

f.接收步骤b的电池SOC校准命令;

g.判断工况是否满足,若是,则发送SOC校准模式信号并执行步骤g,若否,则不响应该命令;

h.控制电机以设定电流工作;

i.接收步骤e的校准完成命令并退出校准;

更进一步,所述电池SOC校准命令包括充电校准命令和放电校准命令。

再更进一步,若步骤e中电池SOC校准命令是充电校准命令,步骤g中电机以设定电流给电池充电;若步骤e中电池SOC校准命令是放电校准例命令,步骤g中电机以设定电流消耗电池电能。

所述设定电流是恒定电流。

与使用现有SOC校准和测量方法相比,本SOC校准方法以电池电压阈值为基准点,校准精度高;通过整车控制器进行操作参与校准,实现容易,稳定可靠;可以根据需要在行车过程中随时校准,更加节省能量。

附图说明

图1是测量所得锂离子电池放电SOC-电压曲线关系图;

图2是本发明锂离子电池SOC校准条件判断流程;

图3是本发明锂离子电池管理系统SOC校准流程;

图4是本发明锂离子电池SOC充电校准方法流程;

图5是本发明锂离子电池SOC放电校准方法流程;

图6是锂离子电池常温下倍率充电曲线;

图7是锂离子电池常温下倍率放电曲线。

具体实施方式

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