专利名称：一种寿命状态自适应型soc估算方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于新能源汽车的电池系统领域，涉及一种动力电池SOC的估算方法。
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，发展节能、环保汽车已成为世界汽车工业技术创新的重要方向和汽车产业可持续发展的必然选择。新能源汽车的逐步发展扩大，目前应用在新能源汽车上的动力电池类型有铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池和锂电池。为能够保障电池的安全、性能优良，延长电池的使用寿命，必须对电池进行可靠有效的管理，电池SOC是表征电池状态的最重要的参数之一，能够准确的估算电池荷电状态SOC就能够很好的管理电池，保障电池的安全、性能和延长电池的使用寿命。在已有的专利中，也曾有估算电池SOC方法的描述，如名称为一种混合动力电池 SOC自适应控制方法的专利200910144366. 5，其通过荷电状态SOC区间划分，将再生制动回收能量补充的SOC与电机发电模式回收的能量区分开来，其中电机发电回收的能量只用来做效率辅助驱动，合理的控制了混合动力能量的使用，但其没有区分电池所处的状态是静态还是动态，都是在动态下对电池SOC进行的估算，电池所处状态不同表现出的特征也有很大的不同，只在动态下不能精确的估算电池的S0C。
发明内容
本发明为弥补上述缺陷，提出了一种寿命状态自适应型SOC估算方法。本发明的目的是提出一种用于准确估算电池不同寿命状态下SOC的方法，其能够在电池处于静态下，通过感知温度、开路电压和根据电池总充放电电量信息准确估算电池静态下的SOC值，同时也能够在电池处于动态下，通过感知电流、温度、电压和根据电池总充放电电量信息准确估算电池动态下的SOC值。为了达成本发明的上述目的，本发明采用以下技术方案
一种寿命状态自适应型SOC估算方法，其实现包括以下几个步骤在起始时刻检测电池温度，并通过温度得到温度参数；测量电池开路电压(OCV)值；且利用这些参数以及电池总充放电电量来估算电池的SOC值。根据本发明，此算法更包括以下步骤
首先采集电流值I，用于估算电池SOC期间安时积分此电流，并计算电池总充放电电量，进而利用总充放电电量估算出电池电容量的衰减状态；其次采集总电压V，并通过I、V 和时间T计算电压变换速率，并根据这些参数来计算电池能量的转换效率；再次通过容量衰减状态、总电压值、I、电压变换速率和能量转换效率来计算电池的内阻并估算其开路电压；最后通过参数模型估算器计算出电池的修正参数并对前一时刻SOCV1进行修正得到当前时刻SOCt并存储到EEPROM里。为了达到本发明的目的，还需要采用一些估算SOC值的辅助设施，包括温度传感器，用于测量电池的温度；电压采集器，用于实时的采集电池的电压；电流传感器，用于测
3量充放电电流；还有控制器，其通过对采集信号以及电池存储信息的分析和处理估算得到电池的SOC值。本发明通过建立寿命状态自适应模型对采集的电池电流、电压和温度信息进行处理，达到准确估算动力电池SOC的目的。本发明通过将电池状态划分为静态和动态，在不同状态下根据情况自适应调整估算参数对电池SOC进行估算，防止了使用过程中对电池过充过放情况的发生，从而达到提高电池使用安全以及寿命的目的。
图1为本发明提出的一种寿命状态自适应型SOC估算方法总体设计框图； 图2为本发明提出的一种寿命状态自适应型SOC估算方法程序流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明所述的一种寿命状态自适应型SOC估算方法包括信号采集模块、基于参数的估算模块、存储器模块和SOC算法模块。其中信号采集模块负责精确的采集电池的温度、电流、电压信息；存储器负责存储电池的变化状态和各个参数信息以备更好的跟踪电池的状态；基于参数的估算模块负责根据采集到的当前电池信息以及存储器里电池以前状态的信息计算得到SOC的修正参数；SOC算法模块负责对电池当前的状态信息以及修正参数进行处理并估算出当前的SOC值。如图2所示，本发明的实施过程如下
第一、测量电池的温度，通过温度计算得到温度参数； 第二、通过电流的情况判断电池处于静态还是动态； 当电池处于静态时
首先测量0CV，然后根据SOCtfOCV和温度参数得到电池的修正参数并对SOC值进行修正，得到当前SOCt并存储到EEPROM里； 当电池处于动态时
首先采集电流I，利用安时积分法估算当前S0C，同时计算电池总充放电电量，进而估算电池电容量的衰减状态；
其次采集总电压V，根据电流I、V和T计算出电压变换速率，并估算电池能量的转换效
率；
再次根据以上得到的电池容量衰减的状态，总电压V、电流I、电压变化速率Ku和能量转换效率来计算电池的内阻R，并估算电池的开路电压；
最后根据电池容量衰减状态、温度参数、总电压V、电压变化速率Ku、电池内阻R和估算的电池开路电压计算出电池的修正参数对前一时刻SOCV1进行修正得到当前时刻SOCt并存储到EEPROM里。
权利要求
1.一种动力电池寿命状态自适应型SOC估算方法，其特征在于，所述方法是将电池状态划分为静态和动态，在不同的状态下自适应调整估算参数来估算电池的SOC值；首先检测电池的温度，并根据电池温度计算温度参数，然后根据电流的情况判断电池处于静态还是动态；当判断电池状态为静态时首先测量0CV，然后根据前一时刻SOCtfOCV和温度参数得到电池的修正参数并对SOC 值进行修正，得到当前时刻SOCt并存储到EEPROM里； 当判断电池状态为动态时首先采集电流I，利用安式积分法估算当前时刻S0Ct，同时计算电池总充放电电量，进而估算电池电容量的衰减状态；其次采集总电压V，根据电流I、V和T计算出电压变换速率，并估算电池能量的转换效率；再次根据以上得到的电池容量衰减的状态，总电压V、电流I、电压变化速率Ku和能量转换效率来计算电池的内阻R，并估算电池的开路电压；最后根据电池容量衰减状态、温度参数、总电压V、电压变化速率Ku、电池内阻R和估算的电池开路电压计算出电池的修正参数对前一时刻SOCV1进行修正得到当前时刻SOCt并存储到EEPROM里。
2.一种实现权利要求1所述的动力电池寿命状态自适应型SOC估算的系统，其特征在于包括信号采集模块、基于参数的估算模块、存储器模块和SOC算法模块；其中，信号采集模块用于精确的采集电池的温度、电流、电压信息； 存储器用于存储电池的变化状态和各个参数信息以备更好的跟踪电池的状态； 基于参数的估算模块，用于根据采集到的当前电池信息以及存储器里电池以前状态的信息得到SOC的修正参数；SOC算法模块，根据电池当前状态信息以及修正参数进行处理估算出当前的SOC值。
全文摘要
本发明提出了一种动力电池寿命状态自适应型SOC估算方法，该算法通过建立寿命状态自适应模型对采集的电池电流、电压和温度信息进行处理，达到准确估算动力电池SOC(荷电状态)的目的。本发明通过将电池状态划分为静态和动态，在不同状态下根据情况自适应调整估算参数对电池SOC进行估算。本发明通过对动力电池不同寿命状态下SOC的准确估算，防止了使用过程中对电池过充过放情况的发生，从而达到提高电池使用安全以及寿命的目的。
文档编号H01M10/42GK102347517SQ201110179230
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者姚振辉, 朴昌浩, 杨辉前, 舒小农 申请人:重庆邮电大学, 重庆长安新能源汽车有限公司, 重庆长安汽车股份有限公司