[发明专利]一种动力电池SOC动态修正估算方法

说明书

本发明涉及新能源电动汽车动力电池技术领域，公开了一种动力电池SOC动态修正估算方法，针对目前电动汽车SOC估算算法普遍采用的安时积分法结合单体电压校正法所存在的缺陷，在采用安时积分法计算的过程中以及单体电压校正法修正的过程中，通过引入SOC增量和修正系数k的方法，不仅克服了传统安时积分法带来的累积误差，而且还避免了SOC在修正时发生“陡降”、“陡升”等跳变现象，使SOC的校正过程实时并能动态跟随汽车行驶工况，整个修正过程让SOC的估算与显示更加平稳、自然，有效地改善了驾乘人员的出行体验，具有较大的实用价值。

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车动力电池技术领域，特别涉及一种动力电池SOC动态修正估算方法。

背景技术

节能环保，提倡低碳生活已经成为当今社会发展的主题，锂离子电池因具有体积小、质量轻、比能量大、循环寿命长、无记忆效应和无污染等诸多优点，在新能源汽车领域被广泛利用，而电池荷电状态(SOC)作为电动汽车运行过程中非常重要的一个指标，测量的准确性很大程度上影响着汽车性能的好坏。

动力电池的SOC描述了电池剩余电量的实际可用状态，准确合理的估算SOC不仅能延长电池的使用寿命，防止电池出现过充、过放现象，还能提高电池的性能，减少电池的成本。因此，提高SOC估算的准确性已经成为当下SOC研究的一个重要方向，对新能源汽车产业和电池管理系统(BMS)的发展至关重要。

现阶段，电动汽车动力电池BMS估算SOC普遍采用安时积分法结合单体电压校正法，具体过程是：电动汽车在充电和运行过程中，动力电池被充电或放电，BMS实时对充电电流或放电电流进行时间累积求和，因为充电和放电电流方向不同，那么充电时SOC值增加，放电时SOC值降低；因为安时积分法的数学原理是假设积分时间段内电流恒定不变，而实际上充电电流特别是放电电流是处于动态的变化之中，经过几个充放电循环后，就会出现积分累计误差，除此以外，电流采样误差和电流传感器零漂也会引起安时积分误差，这些误差因素累加起来足以导致SOC精度出现较大偏差。为了克服这个偏差，行业内常规做法是BMS会在充放电间隙利用单体电芯电压对应的SOC值来修正SOC估算值，电池厂一般都能提供不同温度下(例如-25℃、0℃、25℃、45℃这几个温度点)电芯开路电压(OCV)和SOC理论值的对应关系表，同时电池充满电时SOC强行置1，电池放空时SOC强行置0，这样当SOC安时积分计算发生较大累计偏差时，通过单体电压修正的方法就可以将SOC控制在一定精度范围之内。

然而，现阶段所采用的安时积分法结合单体电压校正法来估算动力电池SOC普遍存在一个问题：SOC值易发生“陡降”、“陡升”等跳变现象，在充电和行车末期SOC甚至出现快速上升和下降现象，严重影响了用户对SOC估算精度的评判，降低了驾乘人员的出行体验。SOC估算的技术难点在于如何做到实时跟随汽车行驶工况进行动态的SOC修正与估算，让驾乘人员几乎感受不到SOC的修正过程和异常变化。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种动力电池SOC动态修正估算方法，旨在克服电动汽车在充电和行车过程中采用传统安时积分法估算SOC带来的累积误差，避免SOC在修正时发生“陡降”、“陡升”等跳变现象，实现实时跟随汽车行驶工况进行动态的SOC修正与估算，有效地改善驾乘人员的出行体验。

为实现上述目的，本发明提出的动力电池SOC动态修正估算方法，包括以下步骤：

根据动力电池电化学特性和电子电路原理，设定SOC校正时间间隔为5小时，电流传感器采样零漂为1A，SOC预期估算精度为5％，电流方向取充电为正，放电为负；

BMS上电后先校准电流零漂，读取铁电存储器存储的上一次下电时刻的时间t₀、SOC储存值SOC_存储，以及当前时钟芯片实时计时时间t₁；

BMS根据采集到的单体电芯电压数据，找出最高和最低单体电压，并查表得到最高和最低单体电压分别对应的SOC_H和SOC_L；