一種離線數據分段矯正的鋰電池soc估計方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電動汽車電池管理系統領域，特別涉及一種離線數據分段矯正的鋰電 池 S0C估計方法。
【背景技術】
[0002] 在電動車輛運行中，動力電池荷電狀態(S0C)是電池狀態的重要參數，被用來直接 反應電池的剩余電量，在混合動力系統中，電池 S0C也是整車控制系統制定最優能量管理策 略的重要依據。準確估計動力電池 S0C值，對于延長電池壽命、提高電池的安全可靠性和提 高電動汽車整車性能具有重要研究意義。
[0003] 電池 S0C受多種因素影響，無法通過傳感器直接測量，必須通過測量電池電壓、工 作電流和溫度等物理量并采用一定的數學模型和算法估計得到。目前，常用的方法有：
[0004] 開路電壓法，單獨使用只適用于電動汽車的駐車狀態，不能在線、動態估算。
[0005] 安時積分法，估算精度很大程度上取決于電流測量精度，累積誤差無法消除。
[0006] 神經網絡法，需要大量數據進行訓練。
[0007] 卡爾曼濾波法，對電池模型準確性和系統處理能力要求較高。
[0008] 因此需要建立一種簡單易行、估算精度較高且能消除累積誤差的S0C估計方法。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種離線數據分段矯正的鋰 電池 S0C估計方法，實現電動車輛動力電池 S0C的準確估計，以及累積誤差的分段消除。 [0010]本發明的目的通過如下技術方案實現:一種離線數據分段矯正的鋰電池 soc估計 方法，包括以下步驟：
[0011] S1、建立電池等效電路模型；
[0012] S2、辨識等效電路模型的離線參數；
[0013] S3、利用電池內阻求出S0H的值，確定當前狀態電池的實際可用容量CN，將其作為 安時積分法公式中的除數項；
[0014] S4、當電池處在工作狀態時，利用安時積分法求S0C;
[0015] S5、當S0C值為0.1的整數倍時，啟動對應的離線模型參數，計算出當前狀態的開路 電壓；
[0016] S6、利用開路電壓與S0C的函數關系，求出此時的S0C真實值，以此值作為安時積分 法的S0C初始值，再利用安時積分法繼續估算S0C值。
[0017] 所述步驟S1中的電池等效電路模型為一個電壓源Voc、一個歐姆電阻R和兩個RC環 路(R P、(^與心、Cs)，即二階RC等效電路模型。
[0018] 所述步驟S2中的離線參數辨識方法為：
[0019] S21、采用采用先恒流(0.2C)后恒壓(截止電壓4.25V)的方式對電池進行充電；
[0020] S22、對電池進行恒流恒容量(260mAh)放電；
[0021 ] S23、放電結束，靜置1小時以消除電池極化效應；
[0022] S24、重復步驟S22、S23,至電池放電結束；利用六次多項式= SOC5+a3 X S0C4+a4 X SOC3+a5 X S0C2+a6 X S0C擬合實驗數據可得0CV-S0C曲線，再根據電池放 電結束時的端電壓響應曲線可得等效模型的離線參數R、RP、CP、Rs、Cs。
[0023] 所述步驟S3中的S0H值求取公式
，其中Reel為鋰電池在壽 命完結時的內阻大小，為鋰電池出廠時的內阻大小，R為電池在使用過程中測得的內阻 大小。實際可用容量Cn = SOH X Q_inai，其中Q_inai表示電池的額定容量。
[0024] 所述步驟S4中的S0C估計值
'其中S0C(tQ)為初 始soc，cN為電池可用容量，i為電池電流，kt為溫度因素的修正因子，ktKi+n^Tis)]'式 中mt為溫度系數，是一個常數，一般取0.006~0.008，Τ是電池當前溫度。
[0025] 所述步驟S5中的整數倍中的整數為大于等于1小于等于9的整數。
[0026] 所述步驟S5中開路電壓計算由關系式Voc = ai X S0C6+a2 X SOC5+a3 X S0C4+a4X S0C3 +a5XS0C2+a6XS0C得出。
[0027] 所述步驟S6中根據0CV-S0C曲線以及開路電壓可以得到此時的SOC真實值，將此值 作為S0C初始值，再利用安時積分法繼續估算S0C值。
[0028] 本發明與現有技術相比，由于在電池 S0C估計中采用上述離線數據分段矯正的鋰 電池 S0C估計方法，能夠保證準確估計電動汽車動力電池 S0C的同時，消除安時積分法產生 的累積誤差。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發明所述的離線數據分段矯正的鋰電池 S0C估計方法中的分段矯正原理 圖。
[0030] 圖2為本發明所述的離線數據分段矯正的鋰電池 S0C估計方法中的電池等效電路 模型圖。
[0031] 圖3為本發明所述的離線數據分段矯正的鋰電池 S0C估計方法中的電池放電結束 時端電壓響應曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限 于此。
[0033] 一種離線數據分段矯正的鋰電池 S0C估計方法，包括以下步驟：
[0034] S1、建立電池等效電路模型；
[0035] S2、辨識等效電路模型的離線參數；
[0036] S3、利用電池內阻求出S0H的值，確定當前狀態電池的實際可用容量CN，將其作為 安時積分法公式中的除數項；
[0037] S4、當電池處在工作狀態時，利用安時積分法求S0C;
[0038] S5、當S0C值為0.1的整數倍時，啟動對應的離線模型參數，計算出當前狀態的開路 電壓；
[0039] S6、利用開路電壓與S0C的函數關系，求出此時的S0C真實值，以此值作為安時積分 法的S0C初始值，再利用安時積分法繼續估算S0C值。
[0040] 如圖1所示是分段矯正原理圖。首先，電池未開始工作前，根據內阻求出S0H的值， 確定當前狀態電池的實際可用容量Cn，作為安時積分法公式中的除數項;其次，當電池處在 工作狀態時，利用安時積分法求S0C，當S0C值為0.1的整數倍(大于等于1小于等于9的整數） 時，啟動對應的離線模型參數，計算出當前狀態電池的開路電壓;最后，利用開路電壓與S0C 的函數關系，求出此時的S0C真實值，然后以此值作為安時積分法的S0C初始值，再利用安時 積分法繼續估算S0C值。
[0041 ] 所述步驟S1中的電池等效電路模型為一個電壓源Voc、一個歐姆電阻R和兩個RC環 路(RP、C^Rs、Cs)，即二階RC等效電路模型。
[0042] 如圖2所示是電池等效電路模型圖。該模型包含一個電壓源Voc、一個歐姆電阻R和 兩個RC環路(RP、CP與