CN107589374A - 电动汽车电池包容量估算方法 - Google Patents

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胡秋仔
尹旭勇
文明
李瑶
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Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
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Abstract

一种电动汽车电池包容量估算方法，包括以下步骤：首先，记录充电前电池包中单体最低电压和单体最高电压对应的SOC值分别为SOC10和SOC20；其次，根据本次充电数据画出电池包中最低单体电压和最高单体电压对应的ICA曲线；再次，根据ICA曲线两个峰之间充入电池电量及两个峰对应SOC值的变化量求得最低单体电池电压和最高单体电池电压对应的电池包容量分别为C1和C2；最后，计算电池包的实际容量。本发明在任何一次充电完成都可以进行，可实时在线对电池的实际容量进行估算，消除因电池老化等因素引起的电池容量衰减误差，适合所有电动汽车电池包容量的在线估计。

Description

电动汽车电池包容量估算方法
【技术领域】
本发明涉及电动汽车电池包技术领域，尤其涉及一种电动汽车电池包容量估算方法。
【背景技术】
目前，电动汽车上电池包的容量基本都是在出厂时进行标定的，其标定方法主要是对电池包进行完整的充放电，标定电池包在放空电状态能够充入的电量为电池包的额定容量。实际应用中随着电池使用时间、循环次数的增加、运行工况及环境温度的变化等电池包的实际可用容量会有一定的衰减，和标定的电池包容量之间有一定误差。影响电动汽车电池包容量变化的因素很多，主要包括电池的循环次数、运行环境温度等，电动汽车上电池包容量的准确估计，为电动汽车的安全行驶、续航里程及SOC(State of Charge，荷电状态)估算准确性奠定了一定的基础。但在电池容量衰减之后对其估计的方法及在线估计更新方面应用不多，这就影响了电池管理系统中电池组SOC估算等的计算误差。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种可以实时并准确的估算电池包的实际容量的电动汽车电池包容量估算方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种电动汽车电池包容量估算方法，包括以下步骤：
首先，记录充电前电池包中单体最低电压和单体最高电压对应的SOC值分别为SOC10和SOC20；
其次，根据本次充电数据画出电池包中最低单体电压和最高单体电压对应的ICA曲线；
再次，根据ICA曲线两个峰之间充入电池电量及两个峰对应SOC值的变化量求得最低单体电池电压和最高单体电池电压对应的电池包容量分别为C1和C2；
最后，计算电池包的实际容量。
本发明在任何一次充电完成都可以进行，可实时在线对电池的实际容量进行估算，消除因电池老化等因素引起的电池容量衰减误差，适合所有电动汽车电池包容量的在线估计。
【附图说明】
图1为本发明优选实施方式提供的电动汽车电池包容量估算方法的流程框图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
本发明中容量增量描述的是一个单位电压变化对应的容量增量ΔQ/ΔV曲线(ICA曲线)。本发明中的单位电压变化取值选取依据为：恒流充电过程中能够清晰的显示至少两个电池ICA曲线峰所对应的ΔV值，能够探查到电池微小且逐步改变的电化学特性。
本发明采用容量增量法对电动汽车的电池包容量进行在线估计。对电动汽车进行恒流充电仿真ΔQ/ΔV曲线(ICA曲线)，通过两个ICA曲线计算不同峰值对应的SOC值及两个峰值之间充入电池的电量来估计电池的容量(ΔQ/ΔSOC)。此估算方法在任何一次充电完成都可以进行，可实时在线对电池的实际容量进行估算，消除因电池老化等因素引起的电池容量衰减误差，适合所有电动汽车电池包容量的在线估计。
具体的，如图1所示，本发明提供一种电动汽车电池包容量估算方法，包括以下步骤：
首先，记录充电前电池包中单体最低电压和单体最高电压对应的SOC值分别为SOC10和SOC20；本步骤中，所述电池包具有多个串并联在一起的单体电池，每个单体电池为锂离子电池。所述单体最低电压为多个单体电池中电压最低的单体电池的电压，所述单体最低电压为多个单体电池中电压最高的单体电池的电压。单体电池的电压范围为2.7至3.7伏。
其次，根据本次充电数据画出电池包中最低单体电压和最高单体电压对应的ICA曲线(即ΔQ/ΔV曲线)；本步骤中，所述充电数据是指最低单体电压的单体电池的容量增加值以及电压增加值，以及最高单体电压的单体电池在充电过程中的容量增加值以及电压增加值。
再次，根据ICA曲线两个峰之间充入电池电量及两个峰对应SOC值的变化量求得最低单体电池电压和最高单体电池电压对应的电池包容量分别为C1和C2；
最后，计算电池包的实际容量为：
CN＝min(C1×SOC10，C2×SOC20)+min(C1×(1-SOC10)，C2×(1-SOC20))
本发明原理及应用：本发明采用容量增量法对电动汽车的电池包容量进行在线估计，解决了因电池容量衰减带来的一系列问题。本发明适合于任何一次充电对电池包容量的在线修正，是在记录充电前SOC值的基础上，根据电池包中最高单体电压和最低单体电压对应的ICA曲线，求得电池包容量值，再根据充电前电池的SOC值(荷电状态)和充入电池的电量来确定电池包的实时容量。
本发明在任何一次充电完成都可以进行，可实时在线对电池的实际容量进行估算，消除因电池老化等因素引起的电池容量衰减误差，适合所有电动汽车电池包容量的在线估计。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (6)

1.一种电动汽车电池包容量估算方法，包括以下步骤：
首先，记录充电前电池包中单体最低电压和单体最高电压对应的SOC值分别为SOC10和SOC20；
其次，根据本次充电数据画出电池包中最低单体电压和最高单体电压对应的ICA曲线；
再次，根据ICA曲线两个峰之间充入电池电量及两个峰对应SOC值的变化量求得最低单体电池电压和最高单体电池电压对应的电池包容量分别为C1和C2；
最后，计算电池包的实际容量。
2.如权利要求1所述的电动汽车电池包容量估算方法，其特征在于：电池包的实际容量的计算公式如下：
CN＝min(C1×SOC10，C2×SOC20)+min(C1×(1-SOC10)，C2×(1-SOC20))。
3.如权利要求1所述的电动汽车电池包容量估算方法，其特征在于：所述电池包具有多个串并联在一起的单体电池，每个单体电池为锂离子电池。
4.如权利要求3所述的电动汽车电池包容量估算方法，其特征在于：所述单体最低电压为多个单体电池中电压最低的单体电池的电压，所述单体最低电压为多个单体电池中电压最高的单体电池的电压。
5.如权利要求4所述的电动汽车电池包容量估算方法，其特征在于：单体电池的电压范围为2.7至3.7伏。
6.如权利要求1所述的电动汽车电池包容量估算方法，其特征在于：所述充电数据是指最低单体电压的单体电池的容量增加值以及电压增加值，以及最高单体电压的单体电池在充电过程中的容量增加值以及电压增加值。
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