CN106597292A - 一种电动汽车剩余能量估算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动汽车剩余能量估算方法，包括以下步骤，步骤一：对电池组进行放电测试，设定第一温度、第一放电倍率为标准放电工况并获取该放电工况下电池组的容量‑电压曲线；步骤二：根据实际温度及实际放电倍率分别获取以实际温度、第一放电倍率为放电工况的容量‑电压曲线及第一温度、实际放电倍率为放电工况的容量‑电压曲线；步骤三：根据第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况的容量‑电压曲线获取温度系数ξT及倍率系数ξC；步骤四：通过电池管理系统得到在线SOC值并计算放电时间t；步骤五：根据放电时间t计算标准放电工况下的SOE，即SOE标准；步骤六：计算实际放电工况下的SOE，即SOE实际。

Description

一种电动汽车剩余能量估算方法
【技术领域】
本发明属于动力电池技术领域，尤其涉及一种电动汽车剩余能量估算方法。
【背景技术】
汽车的剩余行驶里程是司机十分关心的重要参数，目前电动汽车剩余里程通过电池的剩余电量(state of charge,SOC)这个参数来估算。但是，最能反映电动汽车剩余里程的参数是电池的剩余能量(state of energy,SOE)，该参数同时考虑了电量以及电压情况，相对于SOC更能表达剩余里程数。然而目前还没有得到公认使用的SOE估算方法，大多都以SOC作为剩余行驶里程的估算依据，所以当前电动汽车领域迫切需要一种准确可靠的SOE估算方法。
【发明内容】
本发明提出电动汽车剩余能量估算方法具有准确、稳定可靠的优点。
本发明提供的一种电动汽车剩余能量估算方法，包括以下步骤：
步骤一：对电池组进行放电测试，设定第一温度、第一放电倍率为标准放电工况并获取该放电工况下电池组的容量-电压曲线；
步骤二：根据实际温度及实际放电倍率分别获取以实际温度、第一放电倍率为放电工况的容量-电压曲线及第一温度、实际放电倍率为放电工况的容量-电压曲线；
步骤三：根据第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况的容量-电压曲线获取温度系数ξT及倍率系数ξC；
步骤四：通过电池管理系统得到在线的SOC值并计算放电时间t；
步骤五：根据放电时间t计算标准放电工况下的SOE，即SOE标准；
步骤六：计算实际放电工况下的SOE，即SOE实际。
在一个优选实施方式中，步骤三中，温度系数ξT及倍率系数ξC由以下公式获得：
E标准＝∫v1(c)dc；
ET＝∫v2(c)dc；
EC＝∫v3(c)dc；
ξT＝ET/E标准；
ξC＝EC/E标准；
其中，c为电池组的容量；v1(c)、v2(c)、v3(c)分别为第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况下对应的电压值；E标准、ET、EC分别为第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况下的总能量。
在一个优选实施方式中，步骤四中，t＝SOC*CAP/CUR，其中SOC为电池组的剩余电量，CAP为电池组的额定容量，CUR为标准放电工况下的放电电流。
在一个优选实施方式中，步骤五中，SOE标准＝∫VSOC*CUR*dt，VSOC为当前SOC对应的端电压值。
在一个优选实施方式中，步骤六中，SOE实际＝ξT*ξC*SOE标准。
在一个优选实施方式中，所述第一温度为25℃，所述第一放电倍率为1C。
本发明提供的电动汽车剩余能量估算方法通过定义标准剩余能量估算，经过温度、电流转换系数的校准，能够满足复杂放电工况的剩余能量估算，具有很强的实用性。
【附图说明】
图1为本发明电动汽车剩余能量估算方法的流程示意图。
图2为在一具体实施例中25℃、1C放电工况下的容量-电压曲线。
图3为在一具体实施例中45℃、1C放电工况下的容量-电压曲线。
图4为在一具体实施例中25℃、0.5C放电工况下的容量-电压曲线。
图5为在一具体实施例中25℃、1C放电工况下的容量-电压曲线。
【具体实施方式】
请参考图1，本发明提供一种电动汽车剩余能量估算方法，包括以下步骤：
步骤一：对电池组进行放电测试，设定第一温度、第一放电倍率为标准放电工况并获取该放电工况下电池组的容量-电压曲线；
步骤二：根据实际温度及实际放电倍率分别获取以实际温度、第一放电倍率为放电工况的容量-电压曲线及第一温度、实际放电倍率为放电工况的容量-电压曲线；
步骤三：根据第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况的容量-电压曲线获取温度系数ξT及倍率系数ξC，由以下公式获得：
E标准＝∫v1(c)dc；
ET＝∫v2(c)dc；
EC＝∫v3(c)dc；
ξT＝ET/E标准；
ξC＝EC/E标准；
其中，c为电池组的容量；v1(c)、v2(c)、v3(c)分别为第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况下对应的电压值；E标准、ET、EC分别为第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况下的总能量；
步骤四：通过电池管理系统得到在线的SOC值并计算放电时间t：t＝SOC*CAP/CUR，其中SOC为电池组的剩余电量，CAP为电池组的额定容量，CUR为标准放电工况下的放电电流；
步骤五：根据放电时间t计算标准放电工况下的SOE，SOE标准＝∫VSOC*CUR*dt，VSOC为当前SOC对应的端电压值；
步骤六：计算实际放电工况下的SOE，SOE实际＝ξT*ξC*SOE标准。
在一个具体实施例中，将25℃、1C的放电工况定义为标准工况，该放电工况下的容量-电压曲线如图2所示。根据图2中虚线之间电压曲线与x轴包围的面积能够得到此工况下的标准总能量，即E标准。
在一个具体实施例中，实际放电工况为45℃、0.5C，对电池组进行放电测试得到45℃、1C与25℃、0.5C两种放电工况下的容量-电压曲线，结果如图3及图4所示。根据图3中虚线之间电压曲线与x轴包围的面积，得到45℃、1C放电工况下的总能量ET；根据图4中虚线之间电压曲线与x轴包围的面积，得到25℃、0.5C放电工况下的总能量EC。本实施例中，E标准＝15.7074Wh；ET＝15.9665Wh；EC＝15.9611Wh。根据温度转换系数及放电倍率转换系数公式ξT＝ET/E标准，ξC＝EC/E标准可知ξT＝15.9665/15.7074＝1.0165；ξC＝15.9611/15.7074＝1.0162。
在一个具体实施例中，假设电池组的额定容量CAP为100Ah，放电电流CUR为50A，当前SOC为50％时，放电时间t＝50％*100Ah/50A＝1h。
在一个具体实施例中，假设放电总容量为5.5Ah，SOC为50％时等于2.75Ah，即当前SOE标准值等于图5中两虚线之间电压曲线与x轴包围的面积,则SOE标准＝7.6165Wh；SOE实际＝ξT*ξC*SOE标准＝1.0165*1.0162*7.6165＝7.8676Wh。
本发明提供的电动汽车剩余能量估算方法通过定义标准剩余能量估算，经过温度、电流转换系数的校准，能够满足复杂放电工况的剩余能量估算，具有很强的实用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施局限于这些说明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电动汽车剩余能量估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对电池组进行放电测试，设定第一温度、第一放电倍率为标准放电工况并获取该放电工况下电池组的容量-电压曲线；
步骤二：根据实际温度及实际放电倍率分别获取以实际温度、第一放电倍率为放电工况的容量-电压曲线及第一温度、实际放电倍率为放电工况的容量-电压曲线；
步骤三：根据第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况的容量-电压曲线获取温度系数ξT及倍率系数ξC；
步骤四：通过电池管理系统得到在线的SOC值并计算放电时间t；
步骤五：根据放电时间t计算标准放电工况下的SOE，即SOE标准；
步骤六：计算实际放电工况下的SOE，即SOE实际。
2.如权利要求1所述的电动汽车剩余能量在线估算方法，其特征在于，步骤三中，温度系数ξT及倍率系数ξC由以下公式获得：
E标准＝∫v1(c)dc；
ET＝∫v2(c)dc；
EC＝∫v3(c)dc；
ξT＝ET/E标准；
ξC＝EC/E标准；
其中，c为电池组的容量；v1(c)、v2(c)、v3(c)分别为第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况下对应的电压值；E标准、ET、EC分别为第一温度及第一放电倍率、实际温度及第一放电倍率、第一温度及实际放电倍率三种放电工况下的总能量。
3.如权利要求2所述的电动汽车剩余能量在线估算方法，其特征在于，步骤四中，t＝SOC*CAP/CUR，其中SOC为电池组的剩余电量，CAP为电池组的额定容量，CUR为标准放电工况下的放电电流。
4.如权利要求3所述的电动汽车剩余能量在线估算方法，其特征在于，步骤五中，SOE标准＝∫VSOC*CUR*dt，VSOC为当前SOC对应的端电压值。
5.如权利要求4所述的电动汽车剩余能量在线估算方法，其特征在于，步骤六中，SOE实际＝ξT*ξC*SOE标准。
6.如权利要求1所述的电动汽车剩余能量在线估算方法，其特征在于，所述第一温度为25℃，所述第一放电倍率为1C。
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