专利名称：一种锂离子电池荷电状态在线估算方法
技术领域：
本发明涉及新能源汽车的锂离子电池技术领域，更具体地说，涉及一种锂离子电池荷电状态在线估算方法。
背景技术：
随着全球气候逐步恶化、城市大气污染加剧和石油资源过度消耗，汽车领域越来越多的人将目光投到了新能源汽车上。锂离子电池具有体积小、能量密度高、储存寿命长、无记忆效应、高电压和自放电率低等优良性能，逐渐成为新能源汽车动力电池的赢家。如何利用好电池已成为电池及其集成领域一项关键技术，其中准确监控电池荷电状态(Stateof Charge, S0C)，已成为电池管理系统乃至电动汽车研究的难点与热点问题。因此提高SOC 估算精度及SOC算法的实用性具有很高的理论价值和实际意义。目前常用的SOC估算方法主要有安时积分法、开路电压法、神经网络法等。其中安时积分法是最通用的方法。但在应用中存在下面几个主要的问题(I)受初始SOC值、电流采集精度、充放电效率影响大；(2)该方法在电池老化容量衰减后严重失效，因此实际应用中常与其他方法联合使用。开路电压法主要利用开路电压(0CV，0pen Circuit Voltage)与SOC的对应关系进行估算，但由于动力电池工作过程中开路电压难以测量，使得该方法使用受限。神经网络法需要使用大量的数据样本对算法进行离线仿真，方法复杂不易实现和应用，且不能用于SOC的在线监测。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种锂离子电池荷电状态在线估算方法，以实现提高电池特征参数的在线估算能力，使得对荷电状态的估算自适应能力更强，具有更高的可靠性。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种锂离子电池荷电状态在线在线估算方法，包括在线辨识电池的特征参数值；在线辨识电池的实时荷电状态；修正通过安时积分估算的电池的荷电状态，得出修正后的荷电状态；加权所述实时荷电状态和所述经过修正后获得的荷电状态，获得电池最终的荷电状态。优选地，所述特征参数包括开路电压、欧姆电阻、极化电阻和极化电容。优选地，所述在线辨识电池的特征参数值具体为获取电池负载的电压信号V(k)、电流信号I (k)和电池的温度信号T ;根据电池的等效电路模型建立最小二乘模型，模型数学关系式为V=Voc-IR0-Vp (I)
dlCpRp 十 I-Ip(2)
其中，V。。为电池开路电压，R0为欧姆电阻，I为总放电电流，Ip为通过极化电阻上的电流，V为电池的负载电压，Rp为极化电阻，Cp为极化电容；对上述(I)式和(2)式进行离散化整理得到V (k) = Θ J (k-Ι) + Θ 2I (k) + Θ 3I (k-1) + Θ 4V0CU (k) (3)其中，Θ是电池特征参数的函数，k为当前时刻值，k-Ι为上一时刻值；通过改进递推最小二乘算法对所述特征参数进行迭代计算向量矩阵φ (k) = [V(k-1) I (k) I (k-1) 1]τ ；增益矩阵
权利要求
1.一种锂离子电池荷电状态在线估算方法，其特征在于，包括 在线辨识电池的特征参数值； 在线辨识电池的实时荷电状态； 修正通过安时积分估算的电池的荷电状态，得出修正后的荷电状态； 加权所述实时荷电状态和所述经过修正后获得的荷电状态，获得电池最终的荷电状态。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述特征参数包括开路电压、欧姆电阻、极化电阻和极化电容。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在线辨识电池的特征参数值具体为 获取电池负载的电压信号V(k)、电流信号I (k)和电池的温度信号T ; 根据电池的等效电路模型建立最小二乘模型，模型数学关系式为 V=Voc-IR0-Vp (I)
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在线辨识电池的实时荷电状态具体为 根据所述开路电压V。。、温度T与荷电状态曲线，查表得出实时荷电状态SOCrts。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述修正通过安时积分估算的电池的荷电状态，得出修正后的荷电状态具体为 将前一时刻通过安时积分估算的荷电状态soc(k-l)加上电流积分κ^κτ*^·获得修正后的荷电状态SOCah (k) SOCah(k)=SOC(k-l 卜 K, Kd- V 爷: 其中，K。、Kd为充放电电流修正因子，Kt为温度修正因子。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述加权所述实时荷电状态和所述经过修正后获得的荷电状态，获得电池最终的荷电状态具体为 将安时积分法估算SOCah与辨识法估算SOCrls加权获得最终SOC估算值 SOC=WSOCah+(I-W) SOCrls ； 其中，w动态可调且O < w < I0
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池荷电状态在线估算方法，包括在线辨识电池的特征参数值；在线辨识电池的实时荷电状态；修正通过安时积分估算的电池的荷电状态，得出修正后的荷电状态；加权所述实时荷电状态和所述经过修正后获得的荷电状态，获得电池最终的荷电状态。本发明能够提高电池特征参数的在线估算能力，使得对荷电状态的估算自适应能力更强，具有更高的可靠性。
文档编号G06F19/00GK102930173SQ20121046407
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者郑英, 姚振辉, 张友群, 袁昌荣, 邓柯军, 周安健, 朱华荣, 张新莹 申请人:重庆长安汽车股份有限公司, 重庆长安新能源汽车有限公司