[发明专利]一种纯电动车用电池组SOC估算装置及其估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池电量的估算装置，尤其是涉及一种纯电动汽车电池组的电量估算装置及估算方法。

背景技术

随着工业的快速发展，城市交通系统面临的压力越来越大。为减少对环境的破坏，零排放、无污染的纯电动汽车正逐步成为市场主流，人们对纯电动汽车的各项性能、参数及其管理也提出了更高的要求。目前，在纯电动汽车上都配置动力电池组用于供电，由于电池组中电池被不断重复地充电和放电，电池的过充、过放都会导致电池寿命的下降。而作为电池管理系统的一项重要参数，电池的荷电状态(SOC，State of Charge)能直接反映某一时刻电池中含有的可用电量，为电池组的管理和维护提供重要依据。

理论上，SOC的定义如下：

SOC=QtQ0×100%---(1)]]>

其中：Q_t——电池在计算时刻的剩余容量；Q₀——电池组预先设定的总电量值。放电完毕时SOC为0，完全充满电时SOC则为1。

目前，对电池SOC估算的方法有电流积分法、电压开路法、电阻测量法、线性模型法、神经网络法、卡尔曼滤波法等，其中应用最普遍的是开路电压法及电流积分法。

开路电压法是利用电池的开路电压与电池放电深度的对应关系，通过测量电池的开路电压来估算SOC，但由于影响电压波动和差异的因素较多，如环境温度越低，同等容量电池电压也越低；循环使用得越多，放电平台会影响电压所代表的容量等，因此，不适用于动态估算电池的SOC值。

电流积分法是通过积累电池在充电或放电时的电量来估算电池的SOC，并根据电池的温度、放电率对SOC进行补偿。

电流积分法SOC的理论计算公式如下：

Qt=Q0+∫0tItdt---(2)]]>

其中，Q_t——t时刻的电池电量；Q₀——电池总电量；I_t——流入/出电池组的实时电流值。

由于电流积分法未对电池的老化和循环次数进行补偿，还有没法解决由于电流测量误差带来电量的累积误差，未考虑放电电流对容量的影响具有恢复性等因素，因此，直接用电流积分法估算SOC值会存在较大的误差，并且随着时间的推移该误差会越来越大，估算所得的SOC值可靠性较低。目前，尚未出现既能动态测量又具有高精度、高准确度、实用可靠的纯电动车电池组SOC估算装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，在结合电流积分法和开路电压法的基础上，提供一种能满足动态测量要求、精度高、可靠性好的电池组SOC估算装置。此外，本发明还提供所述SOC估算方法，该方法加入SOC校验过程，并在某些特定电压区间内提供校验后的SOC值，可降低偶然误差的影响，提高校验精度及效果。

一种纯电动车用电池组SOC估算装置，包括主控模块、充/放电回路和电压检测模块，该充/放电回路中串联一电池组，该电池组由两个以上单体电池串联而成，每个单体电池均与电压检测模块对应连接；该充/放电回路中还串联一分流器，该分流器上的电压信号连接至一差分放大器的输入端，经该差分放大器放大后的电压信号输出连接至一电量计，所述电量计通过一条总线(1-wire-bus)与主控模块连接。