[发明专利]一种汽车电池电量状态动态监控方法

说明书

本发明提出一种汽车电池电量状态动态监控方法，通过汽车使用过程中自动进行电池探底，获取电池实际可用电量，用电池实际工作时的放电量与之比较，获取电池的电量状态SOE(StateofEnergy)。本发明在保证汽车起动能力的基础上，对电池进行探底以获取电池可用电量，及老化状态。与传统SOC(StateofCharge)计算方法相比，本发明不受限于电池类型、型号及老化状态，不受限于电池的特性参数变化，不必进行大量、长时间的特性参数获取试验，可对电池在汽车使用过程中进行实时电量状态监测和全生命周期监控，且收敛性好。本发明使电池拥有较大的容量空间回收制动能量，为燃油轿车制动能量回收的实现提供了基础。

技术领域

本发明涉及汽车电气技术领域，特别涉及一种用于燃油汽车电源系统的电池电量状态动态监控方法。

背景技术

蓄电池的传统电量状态定义(SOC，state of charge，荷电状态)，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与完全充满状态的容量比值(剩余容量、充满时容量，均要求是在一定放电倍率下所能放出的电量)。蓄电池的SOC计算一直是汽车行业研究领域中的热点和难点。目前，最为常用的方法有，开路电压法、安时积分法、内阻法、线性模型法、卡尔曼滤波法，以及近期提出的神经网络方法等等。每种方法均有其使用的条件和局限性。

以上传统的电池电量监测方法均是利用电池某小段的充放电过程推算出电池的总电量，因此，算法中需要目标电池的很多充放电特性参数。通常情况下，不同类型、不同型号，甚至同种型号不同批次的电池，充放电特性参数都不尽相同。另外，随着电池的不断老化，这些参数也会随之变化，其变化规律通常无法获得。因此，以这些参数为基础的传统电量监测算法无法摆脱电池类型、型号及老化状态的影响。目前的研究均未解决电量状态监测算法中这一最大瓶颈。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，提出一种全新的汽车电池电量状态动态监控方法，该方法首先对电池电量状态监测给出了全新的定义，该定义中以电池的可用电量为基础，用实际使用放电量与之比较，可用电量和实际放电量均非按照SOC定义所要求的标准放电倍率获取，可用电量是以探底的方式获取，实际放电量以汽车使用时实际负载电流进行累积计算。

可用电量是指电池在预留一定保护电量(能使车停置一段时间后能启动)的前提下，实际使用中可放出的电量即为电池的可用电量。

通过汽车使用过程中自动进行电池探底，获取电池实际可用电量，以该可用电量为基础，通过对电池工作中实际放电量的实时监测，实现对电池的电量状态SOE(StateofEnergy)的动态监测，电池的可用电量通过提出一种定期条件性“探底”的方法获取。该方法可实现在汽车行驶过程中自行获取电池电量状态(SOE)，并摆脱现有算法对电池大量特性参数的依赖。

该方法就此产生了一种新的概念——“可用电量”，所述“可用电量”是指，电池在预留一定保护电量的前提下，实际使用中可放出的电量即为电池的可用电量。探测可用电量时使电池从充满状态开始放电，放电至一定条件时(只剩下一定保护电量时)结束。

因此，该方法也由此产生了一种新的概念——“探底”，所述“探底”是指，以电池的充满状态为标准，使电池从充满状态放电至保护电压时结束，停止放电，从而获取电池的可用电量。设定该保护电压是为了保证汽车停驶一段时间(该时间自定义)后，电池仍有足够的电量使汽车启动的电压，这个“足够的电量”即指保护电量。

探底时电池放电至保护电压即可结束，使电池预留一定电量——保护电量，以保证汽车的启动能力。保护电压是通过实验进行获取的，实验中的放电电流取为汽车在最常见工况下工作时(城市路况下白天行驶)的用电负载电流，通过多次实验确认，在该放电电流下，当电池放电至某电压后，足以保证汽车停置自定义的一段时间后能顺利启动，则此时对应的电压值，即为保护电压。