[发明专利]一种电动汽车锂电池剩余电荷估算方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车锂电池剩余电荷估算领域，特别是一种电动汽车锂电池剩余电荷估算方法及装置。

背景技术

随着电动汽车越来越多的普及，对动力电池的剩余电荷预估(SOC)的估算方法的研究也越来越深入。目前存在的主要预估方法有开路电压法、安时积分法、卡尔曼滤波法和神经网络法，其中开路电压法对于剩余电荷的预估精度相对最准确，由于电池的开路电压U_ocv是电池电解液浓度的函数，在数值上与电池两端的电动势成一定比例关系，可以通过开路电压对锂电池的剩余电荷进行预估，但是开路电压法缺点也较明显，就是该方法需要对电池静置时间较长，不能实现剩余电荷的实时预估。

发明内容

本发明的一个目的就是提供一种电动汽车锂电池剩余电荷估算方法，能够解决开路电压法估算锂电池剩余电荷方法的缺点，通过建立一种等效电路模型，实时估算开路电压的方法，实现了电动汽车锂电池剩余电荷实时估算的方法。

本发明的该目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：

确定待测锂电池及其开路电压U_ocv与剩余电荷SOC的曲线U_ocv-SOC；

根据所述待测锂电池的属性信息确定所述待测锂电池的开路电压U_ocv计算公式，所述属性信息包括有锂电池型号、充放电电流I、输出电压U_o、电阻以及电容；

将测量得到的充放电电流I和输出电压U_o输入至所述开路电压U_ocv计算公式中，得到当前锂电池的开路电压U_ocv值；

根据所述开路电压U_ocv值以及预先确定的U_ocv-SOC曲线，确定当前锂电池的剩余电荷SOC值。

进一步：所述根据所述待测锂电池的属性信息确定所述待测锂电池的开路电压U_ocv计算公式，包括：

根据所述待测锂电池的属性信息确定所述待测锂电池的等效电路模型；

根据所述待测锂电池的等效电路模型计算所述待测锂电池的开路电压U_ocv计算公式。

进一步：所述等效电路模型为三阶RC等效电路模型，其中开路电压U_ocv正极连接第一电容C₁与第一电阻R₁的并联电路，负极连接输出电压U_o；C₁与R₁的并联电路另一端连接第二电容C₂与第二电阻R₂的并联电路；C₂与R₂的并联电路另一端连接第三电容C₃与第三电阻R₃的并联电路；C₃与R₃的并联电路另一端连接第四电阻R₀；电阻R₀另一端连接输出电压U_o。

进一步：所述输出电压U_o的计算公式为：

此公式中U_o、U_ocv为已知量，e为自然底数，R₀、R₁、R₂、R₃、C₁、C₂、C₃为未知量；通过对等效电路模型参数辨识输入基于时间t的电流变量I，测量对应的实验数据U_o值和U_ocv值。

进一步：所述等效电路的参数辨识采用脉冲放电法，使用脉冲放电法测量电池的动态放电波形，脉冲放电法测试方法步骤如下：

6-1)确定脉冲电流，低电流水平脉冲25％I_max和高电流水平脉冲75％I_max，I_max为10s脉冲放电时厂商允许的最大电流，其中反馈电流为放电电流的3/4；

6-2)对电池或者模组进行一次静态容量的标定，得到容量C；

6-3)将电池以1C率恒流恒压充电至满电状态，并搁置1h以达到动力学平衡；

6-4)进行一次10％剩余电荷的容量移除；

6-5)按脉冲放电电压曲线图中的电流脉冲进行一次10s放电和10s反馈，随后再进行一次10％剩余电荷容量移除(脉冲+1C合计10％)；