[发明专利]一种基于分段电压识别法的动力锂电池组SOC估算方法

说明书

本发明涉及电动汽车动力电池技术，具体涉及一种基于分段电压识别法的动力锂电池组SOC估算方法，动力锂电池组通过锂电池管理系统BMS采样得到动力锂电池组中各电池单体两端电压，取任意两个电池单体之间的端电压差值，将所述的端电压差值按照降序排列后存入动力锂电池组的BMS中。取所有端电压差值的平均值，并实时判断端电压差值平均值与初始端电压差值平均值的大小关系，并根据比较结果将动力电池放电过程分为第一放电阶段与第二放电阶段。将计算得到的端电压值代入基于多元自适应遗忘因子的最小二乘法递推矩阵中，计算动力锂电池组的开路电压值，再通过查询OCV‑SOC对应关系表的方式得到动力锂电池组的SOC值。该方法有效地简化了动力锂电池组SOC估算的计算过程，提高了精确度，减少了估算过程中的计算量，为安全稳定运行提供了保障。

技术领域

本发明属于电动汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种基于分段电压识别法的动力锂电池组SOC估算方法。

背景技术

电池管理系统BMS是电动汽车的重要组成部分，SOC的估计是电池管理系统BMS的核心，SOC代表的是电池的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，精度直接影响到电池的使用寿命、安全性能、均衡控制和热管理策略的定制，因此精确的SOC估算对于电池管理系统BMS极为重要。由于电动汽车行驶过程中电压和能量的需求，电池管理系统BMS需将数百个单体电池进行串联或并联。然而，由于电池生产过程中材料的差异，以及充放电过程中电池参数的变化，会使得同一动力锂电池组中的电池单体存在一定程度的不一致性，进而导致各电池单体的SOC存在差异，使得动力锂电池组整体的SOC难以估算。现有技术中，对动力锂电池组整体的SOC估算通常用最小SOC单体的SOC或者电池组平均SOC来代替整体SOC，若以电池组平均SOC为整体SOC，则会导致动力锂电池组中SOC最小的单体过充，或者电池单体的电压达到充电截至时动力锂电池组整体的SOC不为100％；以SOC最小单体的SOC作为整体SOC虽然具有足够的精确性，但估算过程需要寻找极端SOC单体，这就要求计算出所有电池单体的SOC值，计算量很大，不利于动力锂电池组SOC的实时在线估算。

为了减小寻找极端SOC单体的计算量，现有算法中有一种估算方法是寻找最小端电压的电池单体，用这个单体的SOC作为最小SOC，从而作为动力锂电池组的SOC值。但是由于每个电池单体的内阻存在差异，导致电池单体间的不一致性，无法保证最小端电压单体就是极端SOC单体，所以这种方法的准确性显然不满足BMS的要求。采用的最小SOC来估算整体SOC满足计算精确度以及连续性的要求。

因此，在保证动力锂电池组SOC估算的精确度的同时，如何减小计算量实现实时在线的精准估算是本领域技术人员目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于分段电压识别法的动力锂电池组SOC估算方法，旨在提高动力锂电池组SOC估算精确度的同时，减小估算过程的计算量，从而实现动力锂电池组SOC实时在线的精准估算。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于分段电压识别法的动力锂电池组SOC估算方法，包括以下步骤：

S1.动力锂电池组通过电池管理系统BMS采样得到动力锂电池组中各电池单体两端电压，取任意两个电池单体之间的端电压差值ΔU_ij，并将ΔU_ij按照降序排列后存入电池管理系统BMS；

S2.取ΔU_ij的平均值，并计算端电压差的平均值ΔU_avg，且实时判断初始状态端电压差的平均值ΔU_avg(0)和采样时间T_s的端电压差的平均值ΔU_avg(T_s)是否满足状态判别不等式ΔU_avg(T_s)＜kΔU_avg(0)；并采集动力锂电池组的端电压平均值与各电池单体的端电压最小值；