一種電池剩余容量動態(tài)估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及電池狀態(tài)檢測技術(shù)，特別是涉及一種電池剩余容量動態(tài)估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 蓄電池的剩余容量(S0C)通常會受到環(huán)境溫度、放電電倍率、充電時間、老化程度 等眾多因素的影響。目前，使蓄電池用戶在使用前或在工況中了解電池實際所剩容量是非 常重要的。例如，汽駕駛員須了解目前狀態(tài)下還剩多少燃油，能否在燃油耗盡之前到達目的 地。但目前電池的剩余容量測量不能達到燃油汽車剩余油量的測量水平，因此容易造成電 動汽車在比如十字路口，或高速公路等工作狀況下臨時停車，對用戶而帶來不便甚至是危 害。剩余容量的非準確測量對電池的充電產(chǎn)生直接的影響，由于不能準確的預測是否"淺 放"或"過放"電，使電池發(fā)生"過充"或"欠充"，造成電池早衰壽命縮短，進而使成本增加。 由此看來，蓄電池的S0C的準確測量問題已成為其廣泛取代燃油能源的瓶頸。蓄電池 S0C的 檢測比較復雜，今年來常用的方法有:電池電壓分段折算容量法和安時法。
[0003] 電池分段折算容量法原理:通過外接一個處于工作狀態(tài)下電池周期性的恒定電流 負載，測得一系列的電池工作電壓，這些工作電壓采用階段斜率的計算方法求電池該時刻 的剩余時間，從而推算電池放電過程的S0C。此方法的容量計算優(yōu)點是通過監(jiān)測電池工作電 壓來折算電池容量，在電池放電過程中結(jié)合電池放電倍率，可以較為準確的計算出電池剩 余容量。但是，由于電池負載的不確定，在無負載時，電池靜置電壓無法正確反應電池的剩 余容量，而當負載突加突卸時，電池電壓突變導致剩余容量的突變，不符合容量漸進變化的 特點，且該法不適用于電池充電狀態(tài)。
[0004] 安時法原理:通過對電池充放電流的時間累積計算電池剩余容量，安時法計算過 程中會存在兩方面的誤差:初始容量的偏差及電流采樣偏差引起的累計誤差，隨著時間的 增加，以上產(chǎn)生的剩余容量累加積分值的誤差會線性增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出的一種電池剩余容量動態(tài)估算方法。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):在電池組放電狀態(tài)或靜置狀態(tài) 時，利用電壓分段折算法計算出放電容量VSoc(t)，利用安時法計算放電容量Soc(t)，通過 比較二者的差值計算得出修正系數(shù)匕;通過修正系數(shù)I對Soc(t)進行修正；在電池組充電 過程中將放電或靜置狀態(tài)下修正后的最終電池剩余容量作為充電安時法初始容量_或_5， 并在安時法的公式內(nèi)增加充電修正系數(shù)m計算得出電池剩余容量Soc(t)。
[0007] 在本發(fā)明一實施例中，當電池處于放電或靜置狀態(tài)時，采用以下公式計算電池剩 余容量_這〇，
其中，S〇c(te)為系統(tǒng)啟動時的電池初始容量，
Q:8為電池的額定安時數(shù)，&為電池處于放電或靜置工作狀態(tài)下的電池容量修正系數(shù)；當電 池處于充電狀態(tài)時，采用以下公式計算電池剩余容量 其中，為電池放電或靜置狀態(tài)下的最終電池剩余容量，為電池的額定安時數(shù)，m為 電池充電狀態(tài)下的電池容量修正系數(shù)。
[0008] 進一步的，當電池處于放電或靜置工作狀態(tài)時，電池剩余容量的計算包括以下步 驟:S1:根據(jù)采樣的電池電壓Vbat，采用電壓折算法獲得出t時刻電壓法電池容量V S0C(t); S2:將VSoc(t)賦值給，采用以下公式計算出t時刻安時法電池容量
實時比較Soc'（t)和Vsoc(t)，確定修正系數(shù)，當VSoc (t)> Soc'（t)時，_'c=k/(VSoc (t )_Soc，（t));當VSoc(t)〈 Soc'（t)時，故e=k*( Soc '（ t)-VSoc(t));當VSoc(t)=Soc'（t)時，l=k;其中：k值為電池恒流放電倍率，根據(jù)實時采樣的電 池放電電流Ib at和放電時間t利用peukert方程計算電池在不同放電電流下對應的放電倍 率;S4:根據(jù)S3確定的修正系數(shù)，采用以下公式對步驟S2計算出的⑩進行修正，獲得 修正的電池剩余容量= So啦(6)一S5:實時保存經(jīng)過修正的 電池剩余容量
[0009] 進一步的，計算t時刻電壓法電池容量VSoc(t)，實現(xiàn)方式如下： 當Vbat>Vi時，VSocUMVbat-VD *h/ (Vf-VD +a1; 當Vi 2 Vbat >V2時，VSoc (t) = (Vbat_V2)*b2/(V1-V2) +a2; 當V2 2 Vbat >V3時，VSoc (t) = (Vbat_V3)*b3/(V2-V3) +a3; 當V3 2 Vbat >V4時，VSoc (t) = (Vbat-V4)*b4/(V3-V4) +a4; 參參參 當 Vn-i 2 Vbat > Vn時，VSo c (t) = (Vbat-Vn) *bn/(Vn-rVn)+an 當Vn 2 Vbat 2 0時，VSoc (t) =Vbat/Vn*bn+1; 其中，Vf為電池的浮充電壓，〇<Vn〈· · ?V3<V2<Vi<Vf，〇<a1<a2<a3〈· · .〈an< 1,0<bl<b2<b3 · · ?<bn+l<l〇
[0010] 在本發(fā)明一實施例中，當電池處于充電狀態(tài)時，根據(jù)實測充電量估算出電池充電 修正系數(shù)m，將放電或靜置狀態(tài)下的最終電池剩余容量賦值給細治化采用以下公式 計算出經(jīng)過修正的電池剩余容量= 攝/?，其中，1.2<m <1.5〇
[0011] 本發(fā)明將電池電壓分段折算容量法和安時法兩種方法有效的結(jié)合，避免電壓折算 法容量突變和安時法初始容量不準及累計誤差的問題，提高了電池剩余容量在充放電過程 的動態(tài)估算精度，延長電池使用壽命，降低系統(tǒng)工作成本。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的一種電池剩余容量動態(tài)估算的方法的系統(tǒng)流程圖； 圖2為電池剩余容量利用本方法的修正前和修正后的對比曲線。
【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0014] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出的一種電池剩余容量動態(tài)估算方法， 本方法采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)。一種電池剩余容量動態(tài)估算方法，實時采樣電池電壓V bajP 電池電流Ibat，根據(jù)電池工作狀態(tài)計算電池剩余容量;容量計算的實現(xiàn)過程分為放電和充電 過程，在電池組放電態(tài)下，利用電壓分段折算法計算出放電容量VSoc(t)，利用安時法計算 放電容量Soc(t)，由于放電過程VSoc(t)的精度高于Soc(t)，通過比較二者的差值得出修正 系數(shù)&，通過調(diào)節(jié)修正系數(shù)I對Soc(t)進行修正，使其精度接近VSoc(t);在電池組充電過 程不計算VSoc(t)，而將放電或靜置狀態(tài)修正后的最終電池剩余容量作為充電安時法初始 容量與并在安時法的公式內(nèi)增加充電修正系數(shù)m，保證安時法充電容量精度。
[0015] 當電池處于放電或靜置狀態(tài)時，采用以下公式計算電池剩余容量SbeCt)，
其中，為系統(tǒng)啟動時的電池初始容量，為電池的額定安時數(shù)，< 為電池處于 放電或靜置工作狀態(tài)下的電池容量修正系數(shù)； 當電池處于充電狀態(tài)時，采用以下公式計算電池剩余容量:???，
其中，轉(zhuǎn)為電池放電或靜置狀態(tài)下的最終電池剩余容量，％為電池的額定安時 數(shù)，m為電池充電狀態(tài)下的電池容量修正系數(shù)。
[0016] 進一步的，當電池處于放電或靜置工作狀態(tài)時，電池剩余容量的計算包括以下步 驟： S1:根據(jù)采樣的電池電壓Vbat，采用電壓折算法獲得出t時刻電壓法電池容量Vs〇c(t); S2:將Vsoc (t)賦值給雜<私9，采用以下公式