一種基於優化初始值的荷電狀態估算方法

2023-12-01 06:47:31

一種基於優化初始值的荷電狀態估算方法
【專利摘要】本發明屬於汽車動力電池【技術領域】，尤其涉及汽車動力電池SOC估算的方法。通過對電池進行多次充放電，再進行靜置，並檢測電池在所述充放電到靜置的過程中電壓值，記錄電壓穩定的時間t(off)，得出初始值SOC(t0+Δt)。在恢復時間內使用電池，能給電池提供一個較為精確的SOC初值，使擴展卡爾曼濾波法估算出的SOC值能更快收斂。
【專利說明】一種基於優化初始值的荷電狀態估算方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於汽車動力電池【技術領域】，尤其涉及汽車動力電池SOC估算的方法。
【背景技術】
[0002]SOC是電池的重要參數之一，指的是電池的剩餘電量，SOC為電池的運行狀態提供了重要依據。但SOC受很多因素影響，它的值只能通過測量這些因素值進行估算。
[0003]目前國內外動力電池SOC的估計方法主要有放電試驗法、開路電壓法、安時計量法、內阻測量法、卡爾曼濾波法、負載電壓法和神經網絡法等。最常用的是:開路電壓法，安時計量法，卡爾曼濾波法。
[0004]開路電壓法:通過開路電動勢和SOC的函數關係來確定SOC大小。在放電末期，測試的效果較好，但在電池使用過後有一個恢復階段，在這個階段電壓和SOC的對應關係不
是非常明顯。
[0005]安時計量法:安時計量法是通過計算電池在充電或放電時的累積電量來估計電池的S0C，但不準確的電流測量將增大SOC估計誤差，經過長時間累積，該誤差會變得越來越大。
[0006]卡爾曼濾波法:卡爾曼濾波法是一種遞推的最小方差估計法，利用上一時刻的值和實時測量的參數值進行估計。卡爾曼濾波法用於動力電池SOC估計時，是一個離散系統，需要一個精確的模型，而且計算量很大。在動力電池SOC的研究中，出現了很多卡爾曼濾波法的修正算法，這些算法很大程度上優化了估算精度。
[0007]由於卡爾曼濾波法有誤差修正作用，所以大多數基於卡爾曼濾波的SOC算法都傾向於對其校正因子進行完善或用結合其他算法來使用，而忽略初始值誤差帶來的精度下降。比如鎮江恆馳科技的SOC算法(申請號201110142292.9)就是用安時計量法和卡爾曼濾波法來綜合使用，以提高其魯棒性，收斂性，和自適應性。在LG的專利中(申請號200680016312.5)修正了效率係數。但在SOC初始值的設置中，還是使用經驗法進行加權估計。其精度不是很聞。

【發明內容】

[0008]本發明的目的在於提供一種基於優化初始值的荷電狀態估算方法，包括如下步驟:
[0009]S1、對電池的各項參數初始化；
[0010]S2、估算出電池在上一使用階段因為極化效應累積的電荷量；
[0011]S3、對電池進行多次充放電，再進行靜置，並檢測電池在所述充放電到靜置的過程中電壓值，記錄電壓穩定的時間t (off)；
[0012]S4、對S3所述t (off)進行線性化處理；
[0013]S5、得出初始值義+ Δ0 = S0C(tf))+f" [Q{up) ItioffYflt。[0014]進一步地，S2所述累積的電荷量計算方法如下:
[0015]恆定溫度下:
[0016]充電:用電量=SOC增量+累積電荷量
[0017]即
【權利要求】
1.一種基於優化初始值的荷電狀態估算方法，其特徵在於:包括如下步驟: 51、對電池的各項參數初始化； 52、估算出電池在上一使用階段因為極化效應累積的電荷量； 53、對電池進行多次充放電，再進行靜置，並檢測電池在所述充放電到靜置的過程中電壓值，記錄電壓穩定的時間t (off)； 54、對S3所述t(off)進行線性化處理；
55、得出初始值
2.根據權利要求1所述的一種基於優化初始值的荷電狀態估算方法，其特徵在於:S2所述累積的電荷量計算方法如下: 恆定溫度下: 充電:用電量=SOC增量+累積電荷量 即
3.根據權利要求1所述的一種基於優化初始值的荷電狀態估算方法，其特徵在於: (off) ο
【文檔編號】G01R31/36GK103728567SQ201310753696
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】向勇, 範正航, 畢闖, 向俊傑 申請人:電子科技大學