CN103884989A

CN103884989A - 一种用于动力电池soc估算的库伦效率检测方法

Info

Publication number: CN103884989A
Application number: CN201210560947.9A
Authority: CN
Inventors: 吴生先
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103884989B

Abstract

一种用于动力电池SOC估算的库伦效率检测方法，包括如下步骤：以电池工作温度范围内的某一温度作为测试温度，所有步骤均在此温度下进行；将电池的荷电状态调整为100%，在该荷电状态下将电池放完电，然后再充电至该荷电状态，记录电池放电电量Q_dis和充电电量Q_cha，计算该荷电状态下的库伦效率η=Q_dis/Q_cha；将电池荷电状态下调预设荷电状态，每下调一次荷电状态进行一次库伦效率的测试，直至荷电状态降为0；得到不同荷电状态下的库伦效率值。本发明优点在于考虑了电池库伦效率随温度和SOC的变化影响，在利用安时积分法估算SOC时通过插值表输入不同状态下的库伦效率值，消除了累积误差，提高了SOC的估算精度。

Description

一种用于动力电池SOC估算的库伦效率检测方法

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，具体涉及一种用于动力电池SOC估算的库伦效率检测方法。

背景技术

动力电池是各类电动汽车中最常用的储能元件，电池的性能对整车的性能起着决定性的作用，为了确保电池安全与整车控制策略的执行，电池管理系统的开发尤为重要，它直接影响到电池寿命与整车性能。电池荷电状态（SOC）是电池管理系统最重要的参数之一，它反映了电池剩余电量的多少，合理利用电池、确保电池安全、提高电池使用寿命、提高电能利用率、延长汽车续驶里程，必须将SOC控制在一个合理的范围内。SOC估算的准确性至关重要，目前对于国内外而言SOC的估算是一个难点。

安时积分法是目前电动汽车电池最常用的SOC估算方法，其原理是通过负载电流的积分来估算SOC，简单易用，算法稳定，公式如下：

SOC = {SOC}_{0} - \frac{1}{C_{A}} {&Integral;}_{t_{0}}^{t} η^{Idt}

式中SOC₀为初始SOC，C_A为电池可用容量，η为库伦效率。由以上公式可以看出库伦效率的准确计算直接影响安时积分法的计算精度。

现有技术在用安时积分法估算SOC时，一般都采用单一的库伦效率值，没有考虑电池库伦效率随温度和SOC的变化影响，这样造成累积误差越来越大，影响SOC的估算精度。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术没有充分考虑库伦效率随温度和SOC的变化影响，提供一种用于SOC估算的电池库伦效率检测方法，考虑环境温度、SOC对库伦效率的影响，根据在不同条件下测试得到的库伦效率值建立库伦效率插值表，用于安时积分法提高SOC估算精度。

为实现上述目的，本发明提出的电池库伦效率检测方法，包括如下步骤：

步骤一：选择电池工作温度范围内的某一温度作为预设温度，以下步骤均在此预设温度下进行；

步骤二：将电池的荷电状态调整为100%；

步骤三：将该荷电状态下的电池放完电，然后再充电至该荷电状态，记录电池放电电量Q_dis和充电电量Q_cha，在该荷电状态下，库伦效率的计算公式为η=Q_dis/Q_cha；

步骤四：将电池荷电状态下调预设荷电状态，每下调一次荷电状态进行一次步骤三，直至荷电状态降为0，计算得到不同荷电状态下的库伦效率。

上述的电池库伦效率检测方法，步骤一中的预设温度为-20℃~60℃，更进一步优选为-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃，步骤三中的电池放电的电流和充电电流的保持一致，步骤四中的预设荷电状态为10%。

本发明提供的用于SOC估算的电池库伦效率检测方法，充分考虑了电池在不同工作温度、不同SOC下库伦效率的变化，建立起了不同温度下SOC-库伦效率插值表。与现有技术相比，本发明的突出优点是考虑了电池库伦效率随温度和SOC的变化，在利用安时积分法估算SOC时通过插值表输入不同状态下的库伦效率值，消除了累积误差，这样提高了SOC的估算精度。并且该检测方法简单易行，可推广应用。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的用于荷电状态估算的电池库伦效率检测方法的流程框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参考图1描述根据本发明实施例的用于荷电状态估算的电池库伦效率检测方法。

如图1所示，本发明实施例提供的用于荷电状态估算的电池库伦效率检测方法，包括如下步骤：

步骤一，以电池工作温度范围内的某一温度作为测试温度，所有步骤均在此测试温度下进行。

根据该步骤的描述，电池测试温度为确定的在其工作温度范围内的某一温度，在本发明的一个实施例中，该温度可以为-20℃~60℃，更进一步优选为-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃。该步骤是为了确保测试在同一温度下完成，同时考虑不同温度对库伦效率的影响。

步骤二，将电池的荷电状态调整为100%。

根据该步骤的描述，将电池的荷电状态调整为100%，即为满电状态。

步骤三，在该荷电状态下将电池放完电，然后再充电至该荷电状态，记录电池放电电量Q_dis和充电电量Q_cha，在该荷电状态下，库伦效率的计算公式为η=Q_dis/Q_cha。

在本发明的一个实施例中，为了确保电池放电和充电在同一条件下进行，电池放电电流和充电电流保持一致。

步骤四，将电池荷电状态下调预设荷电状态，每下调一次荷电状态进行一次步骤三，直至荷电状态降为0，计算得到不同荷电状态下的库伦效率。

在本发明的一个实施例中，预设荷电状态可以为10%。根据本步骤的描述，需要测试电池在90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%SOC下的库伦效率，具体测试方法如步骤三所描述。例如将SOC调整至50%SOC后，电池先放完电，然后再以相同的电流充电至50%SOC，记录电池放电电量Q_dis和充电电量Q_cha。在50%SOC下，库伦效率的计算公式为η=Q_dis/Q_cha。库伦效率随着SOC的变化而变化，该步骤充分考虑不同SOC下库伦效率的变化，能提高库伦效率的计算精度。

步骤五，根据不同荷电状态下的库伦效率值，建立在该测试温度下的库伦效率插值表。

根据该步骤的描述，在某一测试温度下，建立SOC-库伦效率插值表。在本发明的一个实施例中，建立100%、90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、10%SOC下库伦效率一一对应值。同时根据不同温度下的计算结果，分别建立起该温度下SOC-库伦效率插值表。在本发明的一个实施例中，分别建立电池在-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃下SOC-库伦效率7张插值表。通过考虑电池库伦效率随温度和SOC的变化，在利用安时积分法估算SOC时根据当前的状态通过插值表输入对应的库伦效率值，消除了累积误差，提高了SOC的估算精度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种用于动力电池SOC估算的库伦效率检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤二：将电池的荷电状态调整为100%；

2.根据权利要求1所述的用于动力电池SOC估算的库伦效率检测方法，其特征在于：所述步骤一中的预设温度为-20℃~60℃。

3.根据权利要求2所述的用于动力电池SOC估算的库伦效率检测方法，其特征在于：所述步骤一中的预设温度优选为-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃。

4.根据权利要求1所述的用于动力电池SOC估算的库伦效率检测方法，其特征在于：所述步骤三中的电池放电的电流和充电的电流保持一致。

5.根据权利要求1所述的用于动力电池SOC估算的库伦效率检测方法，其特征在于：所述步骤四中的预设荷电状态为10%。