一種電動汽車用鋰電池剩餘電量統計方法與流程

2024-02-12 21:08:15

本發明涉及電動汽車鋰電池，具體涉及一種電動汽車用鋰電池剩餘電量統計方法。

背景技術：

隨著工業發展和社會需求的增加，汽車在社會進步和經濟發展中扮演著重要的角色。汽車工業的迅速發展，推動了機械、能源、橡膠、鋼鐵等重要行業的發展，但同時也日益面臨著環境保護、能源短缺的嚴重問題。為了解決這些問題，電動汽車獲得了長足的發展和很大的技術進步，同時電動汽車在電池系統、電驅動系統和整車控制等方面都取得了很大進步。

在電動汽車上，電池系統是一項關鍵核心的部件，蓄電池作為動力源，需要能量密度高、輸出功率密度高、工作溫度範圍寬廣、循環壽命長、無記憶效應、自放電率小。目前鋰電池因其優越的性能，在電動汽車領域被大規模使用。鋰電池擁有諸多優點，但是也有致命性的缺點，就是電池穩定性較差，在極端環境下極易發生自燃和爆炸，所以需要對鋰電池進行合理的管理。鋰電池剩餘電量是對鋰電池進行合理管理所需要的重要參數，目前對鋰電池剩餘電量的檢測方法單一，無法適用於各種類型的鋰電池和各種工作環境，適用性差。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是目前對鋰電池剩餘電量的檢測方法單一，無法適用於各種類型的鋰電池和各種工作環境，適用性差，目的在於提供一種電動汽車用鋰電池剩餘電量統計方法，解決上述問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種電動汽車用鋰電池剩餘電量統計方法，包括以下步驟：s1：通過兩個及以上統計方法獲取鋰電池的兩個及以上剩餘電量值qj；s2：根據鋰電池種類和工作環境獲取每個剩餘電量值qj對應的權重值vj；且s3：根據權重值vj得出兩個及以上剩餘電量值qj的平均值，式中qv為綜合剩餘電量值；qj為剩餘電量值；vj為qj所對應的權重值；j為自然數，n為自然數。

目前對鋰電池剩餘電量的檢測方法單一，無法適用於各種類型的鋰電池和各種工作環境，適用性差。不同類型的鋰電池，其特性不同，比如錳酸鋰電池循環性能差，內阻變化較大，檢測其開路電壓就會不準確，不適合用開路電壓法檢測剩餘電量。而溫度變化較大的地區，通過卡爾曼濾波法檢測剩餘電量，結果不易收斂，迭代次數過多後會出現迭代結果畸變。

本發明應用時，先通過兩個及以上統計方法獲取鋰電池的兩個及以上剩餘電量值qj，再根據鋰電池種類和工作環境獲取每個剩餘電量值qj對應的權重值vj；且最後根據權重值vj得出兩個及以上剩餘電量值qj的平均值，式中qv為綜合剩餘電量值；qj為剩餘電量值；vj為qj所對應的權重值；j為自然數，n為自然數。

對於不同類型的鋰電池和不同的環境，修改權重值vj，就可以使得本發明適用於不同類型的鋰電池和不同的環境。比如錳酸鋰電池循環性能差，內阻變化較大，檢測其電壓就會不準確，不適合用開路電壓法檢測剩餘電量，則降低通過開路電壓法檢測的剩餘電量的權重值，而提高通過卡爾曼濾波法檢測的剩餘電量的權重值，有效的提高了本發明的適用性。本發明通過針對不同類型的鋰電池和不同的環境設置不同的權重值，實現了本發明適用於各種類型的鋰電池和各種環境。

進一步的，所述兩個及以上剩餘電量值包括通過電流積分法得到的庫倫剩餘電量值qj。

再進一步的，所述通過電流積分法得到的庫倫剩餘電量值qj，其獲取公式如下：所述η為效率修正值，f(t)為電流函數，k為充放電時間。

本發明應用時，通過公式計算庫倫剩餘電量值qj，式中所述η為效率修正值，f(t)為電流函數，k為充放電時間。

進一步的，所述兩個及以上剩餘電量值包括通過開路電壓法得到的電壓剩餘電量值qj。

再進一步的，通過開路電壓法得到的電壓剩餘電量值qj，其獲取公式如下：所述α為電壓修正係數，qmax為電池最大容量，wk為當前電壓，wmax為電池最大電壓。

本發明應用時，通過公式計算電壓剩餘電量值qj，式中所述α為電壓修正係數，qmax為電池最大容量，wk為當前電壓，wmax為電池最大電壓。

進一步的，所述兩個及以上剩餘電量值包括通過卡爾曼濾波法得到的卡爾曼剩餘電量值qj。

再進一步的，所述卡爾曼濾波法，其均方差通過迭代無法收斂時，其對應的權重值取0。

本發明應用時，通過卡爾曼濾波法得到的卡爾曼剩餘電量值qj，在卡爾曼濾波法迭代過程中，均方差通過迭代無法收斂時，其對應的權重值取0，提高了剩餘電量檢測的準確性。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明一種電動汽車用鋰電池剩餘電量統計方法，通過針對不同類型的鋰電池和不同的環境設置不同的權重值，實現了本發明適用於各種類型的鋰電池和各種環境。

2、本發明一種電動汽車用鋰電池剩餘電量統計方法，在卡爾曼濾波法迭代過程中，均方差通過迭代無法收斂時，其對應的權重值取0，提高了剩餘電量檢測的準確性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明步驟示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例1

如圖1所示，本發明一種電動汽車用鋰電池剩餘電量統計方法，包括以下步驟：s1：通過兩個及以上統計方法獲取鋰電池的兩個及以上剩餘電量值qj；s2：根據鋰電池種類和工作環境獲取每個剩餘電量值qj對應的權重值vj；且根據權重值vj得出兩個及以上剩餘電量值qj的平均值，式中qv為綜合剩餘電量值；qj為剩餘電量值；vj為qj所對應的權重值；j為自然數，n為自然數。。

本實施例實施時，先通過兩個及以上統計方法獲取鋰電池的兩個及以上剩餘電量值qj，再根據鋰電池種類和工作環境獲取每個剩餘電量值qj對應的權重值vj；且最後根據權重值vj得出兩個及以上剩餘電量值qj的平均值，式中qv為綜合剩餘電量值；qj為剩餘電量值；vj為qj所對應的權重值；j為自然數，n為自然數。

實施例2

本實施例在實施例1的基礎上，所述兩個及以上剩餘電量值包括通過電流積分法得到的庫倫剩餘電量值qj。所述通過電流積分法得到的庫倫剩餘電量值qj，其獲取公式如下：所述η為效率修正值，f(t)為電流函數，k為充放電時間。

本實施例實施時，通過公式計算庫倫剩餘電量值qj，式中所述η為效率修正值，f(t)為電流函數，k為充放電時間。

實施例3

本實施例在實施例1的基礎上，所述兩個及以上剩餘電量值包括通過開路電壓法得到的電壓剩餘電量值qj。通過開路電壓法得到的電壓剩餘電量值qj，其獲取公式如下：所述α為電壓修正係數，qmax為電池最大容量，wk為當前電壓，wmax為電池最大電壓。

本實施例實施時，通過公式計算電壓剩餘電量值qj，式中所述α為電壓修正係數，qmax為電池最大容量，wk為當前電壓，wmax為電池最大電壓。

實施例4

本實施例在實施例1的基礎上，所述兩個及以上剩餘電量值包括通過卡爾曼濾波法得到的卡爾曼剩餘電量值qj。所述卡爾曼濾波法，其均方差通過迭代無法收斂時，其對應的權重值取0。

本實施例實施時，通過卡爾曼濾波法得到的卡爾曼剩餘電量值qj，在卡爾曼濾波法迭代過程中，均方差通過迭代無法收斂時，其對應的權重值取0，提高了剩餘電量檢測的準確性。

實施例5

本實施例在實施例1至4的基礎上，電池採用錳酸鋰電池。

本實施例實施時，通過電流積分法得到的庫倫剩餘電量值為q1＝40ah，通過開路電壓法得到的電壓剩餘電量值為q2＝36ah，通過卡爾曼濾波法得到的卡爾曼剩餘電量值為q3＝43ah，由於錳酸鋰電池循環性能差，內阻變化較大，檢測其電壓就會不準確，不適合用開路電壓法檢測剩餘電量，所以降低電壓剩餘電量值對應的權重值，選取權重值如下：v1＝0.5，v2＝0.1，v3＝0.4；

實施例6

本實施例在實施例5的基礎上，溫度為38℃。

本實施例實施時，通過電流積分法得到的庫倫剩餘電量值為q1＝40ah，通過開路電壓法得到的電壓剩餘電量值為q2＝36ah，通過卡爾曼濾波法得到的卡爾曼剩餘電量值為q3＝43ah，但是卡爾曼濾波法最終均方差不收斂。

所以選取權重值如下：v1＝0.8，v2＝0.2，v3＝0；

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。