專利名稱：一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線估算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新能源汽車的鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線估算方法。
背景技術(shù)：
隨著全球氣候逐步惡化、城市大氣污染加劇和石油資源過度消耗，汽車領(lǐng)域越來越多的人將目光投到了新能源汽車上。鋰離子電池具有體積小、能量密度高、儲存壽命長、無記憶效應(yīng)、高電壓和自放電率低等優(yōu)良性能，逐漸成為新能源汽車動力電池的贏家。如何利用好電池已成為電池及其集成領(lǐng)域一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其中準(zhǔn)確監(jiān)控電池荷電狀態(tài)(Stateof Charge, S0C)，已成為電池管理系統(tǒng)乃至電動汽車研究的難點(diǎn)與熱點(diǎn)問題。因此提高SOC 估算精度及SOC算法的實(shí)用性具有很高的理論價(jià)值和實(shí)際意義。目前常用的SOC估算方法主要有安時(shí)積分法、開路電壓法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。其中安時(shí)積分法是最通用的方法。但在應(yīng)用中存在下面幾個主要的問題(I)受初始SOC值、電流采集精度、充放電效率影響大；(2)該方法在電池老化容量衰減后嚴(yán)重失效，因此實(shí)際應(yīng)用中常與其他方法聯(lián)合使用。開路電壓法主要利用開路電壓(0CV，0pen Circuit Voltage)與SOC的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行估算，但由于動力電池工作過程中開路電壓難以測量，使得該方法使用受限。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法需要使用大量的數(shù)據(jù)樣本對算法進(jìn)行離線仿真，方法復(fù)雜不易實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，且不能用于SOC的在線監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線估算方法，以實(shí)現(xiàn)提高電池特征參數(shù)的在線估算能力，使得對荷電狀態(tài)的估算自適應(yīng)能力更強(qiáng)，具有更高的可靠性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線在線估算方法，包括在線辨識電池的特征參數(shù)值；在線辨識電池的實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)；修正通過安時(shí)積分估算的電池的荷電狀態(tài)，得出修正后的荷電狀態(tài)；加權(quán)所述實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)和所述經(jīng)過修正后獲得的荷電狀態(tài)，獲得電池最終的荷電狀態(tài)。優(yōu)選地，所述特征參數(shù)包括開路電壓、歐姆電阻、極化電阻和極化電容。優(yōu)選地，所述在線辨識電池的特征參數(shù)值具體為獲取電池負(fù)載的電壓信號V(k)、電流信號I (k)和電池的溫度信號T ;根據(jù)電池的等效電路模型建立最小二乘模型，模型數(shù)學(xué)關(guān)系式為V=Voc-IR0-Vp (I)
dlCpRp 十 I-Ip(2)
其中，V。。為電池開路電壓，R0為歐姆電阻，I為總放電電流，Ip為通過極化電阻上的電流，V為電池的負(fù)載電壓，Rp為極化電阻，Cp為極化電容；對上述(I)式和(2)式進(jìn)行離散化整理得到V (k) = Θ J (k-Ι) + Θ 2I (k) + Θ 3I (k-1) + Θ 4V0CU (k) (3)其中，Θ是電池特征參數(shù)的函數(shù)，k為當(dāng)前時(shí)刻值，k-Ι為上一時(shí)刻值；通過改進(jìn)遞推最小二乘算法對所述特征參數(shù)進(jìn)行迭代計(jì)算向量矩陣φ (k) = [V(k-1) I (k) I (k-1) 1]τ ；增益矩陣
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線估算方法，其特征在于，包括 在線辨識電池的特征參數(shù)值； 在線辨識電池的實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)； 修正通過安時(shí)積分估算的電池的荷電狀態(tài)，得出修正后的荷電狀態(tài)； 加權(quán)所述實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)和所述經(jīng)過修正后獲得的荷電狀態(tài)，獲得電池最終的荷電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述特征參數(shù)包括開路電壓、歐姆電阻、極化電阻和極化電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述在線辨識電池的特征參數(shù)值具體為 獲取電池負(fù)載的電壓信號V(k)、電流信號I (k)和電池的溫度信號T ; 根據(jù)電池的等效電路模型建立最小二乘模型，模型數(shù)學(xué)關(guān)系式為 V=Voc-IR0-Vp (I)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述在線辨識電池的實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)具體為 根據(jù)所述開路電壓V。。、溫度T與荷電狀態(tài)曲線，查表得出實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)SOCrts。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述修正通過安時(shí)積分估算的電池的荷電狀態(tài)，得出修正后的荷電狀態(tài)具體為 將前一時(shí)刻通過安時(shí)積分估算的荷電狀態(tài)soc(k-l)加上電流積分κ^κτ*^·獲得修正后的荷電狀態(tài)SOCah (k) SOCah(k)=SOC(k-l 卜 K, Kd- V 爺: 其中，K。、Kd為充放電電流修正因子，Kt為溫度修正因子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述加權(quán)所述實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)和所述經(jīng)過修正后獲得的荷電狀態(tài)，獲得電池最終的荷電狀態(tài)具體為 將安時(shí)積分法估算SOCah與辨識法估算SOCrls加權(quán)獲得最終SOC估算值 SOC=WSOCah+(I-W) SOCrls ； 其中，w動態(tài)可調(diào)且O < w < I0
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池荷電狀態(tài)在線估算方法，包括在線辨識電池的特征參數(shù)值；在線辨識電池的實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)；修正通過安時(shí)積分估算的電池的荷電狀態(tài)，得出修正后的荷電狀態(tài)；加權(quán)所述實(shí)時(shí)荷電狀態(tài)和所述經(jīng)過修正后獲得的荷電狀態(tài)，獲得電池最終的荷電狀態(tài)。本發(fā)明能夠提高電池特征參數(shù)的在線估算能力，使得對荷電狀態(tài)的估算自適應(yīng)能力更強(qiáng)，具有更高的可靠性。
文檔編號G06F19/00GK102930173SQ20121046407
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者鄭英, 姚振輝, 張友群, 袁昌榮, 鄧柯軍, 周安健, 朱華榮, 張新瑩 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司