CN109856548A - 动力电池容量估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池容量估算方法，其包括分别检测车辆在不同放电时刻动力电池的剩余电量；分别检测在所述不同放电时刻后，车辆重新上电时的动力电池的修正剩余电量；根据所述剩余电量、所述修正剩余电量及动力电池的额定容量获得动力电池的实际完全放电容量。本发明提供的动力电池容量估算方法，通过采用动力电池当前时刻的实际运行参数，来实时反应当前时刻的动力电池的真实容量，而不受动力电池历史运行状态的影响，从而提升了动力电池容量估算的准确性。

Description

动力电池容量估算方法

技术领域

本发明涉及汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池容量估算方法。

背景技术

在电池管理系统中，电池荷电状态(SOC，State of Charge)的估算是一个关键环节，准确的SOC值能有助于整车系统估算出精确的车辆剩余可行驶里程；而为了得到准确的SOC值，知道电池当前时刻准确的全部容量则至关重要。

电池容量会随着电池使用时间、循环次数的增加而逐渐衰减，衰减速率受电池运行环境、放电工况、充放电深度等多种因素影响，因此准确计算电池在当前时刻的全部容量值较为困难。

目前市场上主流采用的电池容量估算方法是：当前时刻电池容量＝电池初始容量*当前时刻的电池健康状态(SOH，State of Health)，其中，电池初始容量为电池刚出厂时刻全部容量，也即电池的额定容量，该额定容量为定值；电池SOH为修正系数，表示电池在当前时刻实际全部容量占初始容量百分比，该系数随电池容量衰减而不断减小。

目前市场上主流SOH计算方法为寿命循环法(日历寿命+循环寿命)，即通过读取电池的使用时间与累计充放电AH，利用此二值查寻循环寿命对应SOH值表格(电池厂家通过构建模型模拟电池在一定工况下运行，制作此表)，读出电池此时的SOH值。

该法计算SOH值操作简单，但由于电池在使用过程中，实际运行工况千差万别，多数与模拟工况差别较大，故此法在应用过程中所得SOH值误差较大，进而导致计算出的电池当前全部容量值误差较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力电池容量估算方法，以解决上述现有技术中的问题，提升动力电池容量估算的准确性。

本发明提供了一种动力电池容量估算方法，其中，包括如下步骤：

分别检测车辆在不同放电时刻动力电池的剩余电量；

分别检测在所述不同放电时刻后，车辆重新上电时的动力电池的修正剩余电量；

根据所述剩余电量、所述修正剩余电量及动力电池的额定容量获得动力电池的实际完全放电容量。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，所述分别检测车辆在不同放电时刻动力电池的剩余电量，具体包括：

在车辆放电至第一时刻时，检测动力电池的第一剩余电量；

暂停放电，使动力电池静置第一设定时长；

在车辆放电至第二时刻时，检测动力电池的第二剩余电量；

暂停放电，使动力电池静止第二设定时长。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，所述分别检测在所述不同放电时刻后，车辆重新上电时的动力电池的修正剩余电量，具体包括：

在使动力电池静置第一设定时长之后，使车辆上电；

检测动力电池的第一开路电压是否得到修正；

如果是，检测动力电池的第一修正剩余电量；

在使动力电池静置第二设定时长之后，使车辆上电；

检测动力电池的第二开路电压是否得到修正；

如果是，检测动力电池的第二修正剩余电量。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，所述根据所述剩余电量、所述修正剩余电量及动力电池的额定容量获得动力电池的实际完全放电容量，具体包括：

根据如下公式获得所述实际完全放电容量：

其中，C表示实际完全放电容量，C₀表示额定容量，SOC_t1表示第一剩余电量，SOC_t2表示第二剩余电量，SOC_ocvt1表示第一修正剩余电量，SOC_ocvt2表示第二修正剩余电量。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，如果检测动力电池的第一开路电压是否得到修正的结果为否，则重新使车辆放电至第一时刻时，检测动力电池的第一剩余电量。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，如果检测动力电池的第二开路电压是否得到修正的结果为否，则重新使车辆放电至第二时刻时，检测动力电池的第二剩余电量。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，所述第一设定时长和所述第二设定时长均大于等于1h。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，检测动力电池是否发生充电，如果是，则重新使车辆放电至第一时刻时，检测动力电池的第一剩余电量。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，所述剩余电量根据如下公式获得：

其中，SOC_t表示剩余电量，t表示某一放电时刻，SOC₀表示初始状态的动力电池的剩余电量，C₀表示动力电池的额定容量，I表示动力电池瞬时的充放电电流。

如上所述的动力电池容量估算方法，其中，优选的是，在分别检测车辆在不同放电时刻动力电池的剩余电量之前，所述方法还包括：

对动力电池缓慢充电，检测动力电池是否存在压差；如果是，终止检测。

本发明提供的动力电池容量估算方法，通过采用动力电池当前时刻的实际运行参数，来实时反应当前时刻的动力电池的真实容量，而不受动力电池历史运行状态的影响，从而提升了动力电池容量估算的准确性。

附图说明

图1为本发明一种实施例提供的动力电池容量估算方法的流程图；

图2为本发明又一种实施例提供的动力电池容量估算方法的流程图。

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。

如图1所示，本发明实施例提供了一种动力电池容量估算方法，其包括如下步骤：

步骤S1、分别检测车辆在不同放电时刻动力电池的剩余电量。

步骤S2、分别检测在不同放电时刻后，车辆重新上电时的动力电池的修正剩余电量。

步骤S3、根据剩余电量、修正剩余电量及动力电池的额定容量获得动力电池的实际完全放电容量。

本发明实施例提供的动力电池容量估算方法，通过采用动力电池当前时刻的实际运行参数，来实时反应当前时刻的动力电池的真实容量，而不受动力电池历史运行状态的影响，从而提升了动力电池容量估算的准确性。

具体地，步骤S1具体包括：

步骤S11、在车辆放电至第一时刻时，检测动力电池的第一剩余电量。

步骤S12、暂停放电，使动力电池静置第一设定时长。

步骤S13、在车辆放电至第二时刻时，检测动力电池的第二剩余电量。

步骤S14、暂停放电，使动力电池静止第二设定时长。

可以理解的是，在步骤S11前，动力电池可以具有足够的电量以供车辆进行相关放电动作。其中，第二时刻是在动力电池静止第一设定时长后，车辆再次上电，并经过一段时长后所达到的时刻。

进一步，在步骤11之前，该方法还可以包括：

对动力电池缓慢充电，检测动力电池是否存在压差。如果动力电池存在压差故障，则终止检测，并对动力电池进行维护或更换。

具体地，如图2所示，步骤S2具体包括：

步骤S21、在使动力电池静置第一设定时长之后，使车辆上电。

步骤S22、检测动力电池的第一开路电压是否得到修正；如果是，进入步骤S23。

步骤S23、检测动力电池的第一修正剩余电量。

步骤S24、在使动力电池静置第二设定时长之后，使车辆上电。

步骤S25、检测动力电池的第二开路电压是否得到修正；如果是，进入步骤S26。

步骤S26、检测动力电池的第二修正剩余电量。

其中，根据动力电池的电化学特性，动力电池的电荷状态(剩余电量)(SOC，Stateof Charge)与其开路电压(OCV，Open Circuit Voltage)有特定的关系，因此可以通过测量动力电池的开路电压OCV来得出其精确的剩余电量SOC值。开路电压OCV一般取动力电池保持静置状态设定时间后，车辆再次上电的瞬间所采集到的单体最低电压值；再根据该最低电压值通过查表获得修正后的剩余电量SOC_ocv。

需要说明的是，触发开路电压OCV修正的前提条件可以为在动力电池静置超过1h后实现；因此，上述第一设定时长和第二设定时长均可以大于等于1h。

具体地，可以根据如下公式获得实际完全放电容量：

其中，C表示实际完全放电容量，C₀表示额定容量，SOC_t1表示第一剩余电量，SOC_t2表示第二剩余电量，SOC_ocvt1表示第一修正剩余电量，SOC_ocvt2表示第二修正剩余电量。

此外，如果步骤S22的结果为否，则重新进入步骤S11。同样地，如果步骤步骤S25的结果为否，则重新进入步骤S13。由此，可以确保能够获得修正后的第一修正剩余电量和第二修正剩余电量。

在本实施例中，以某型号三元电池纯电动轿车为例，对本申请方案进行详细说明。

步骤S11、在车辆放电至第一时刻t1时，检测动力电池的第一剩余电量SOC_t1；其中，检测到的SOC_t1＝80％。

步骤S12、暂停放电，使动力电池静置第一设定时长。

步骤S21、使车辆上电。

步骤S22、检测动力电池的第一开路电压是否得到修正；如果是，进入步骤S23。

步骤S23、检测动力电池的第一修正剩余电量SOC_ocvt1；其中，检测到的SOC_ocvt1＝81％。

步骤S13、在车辆放电至第二时刻t2时，检测动力电池的第二剩余电量SOC_t2；其中，检测到的SOC_t2＝60％。

步骤S14、暂停放电，使动力电池静止第二设定时长。

步骤S24、使车辆上电。

步骤S25、检测动力电池的第二开路电压是否得到修正；如果是，进入步骤S26。

步骤S26、检测动力电池的第二修正剩余电量SOC_ocvt2；其中，检测到的SOC_ocvt2＝60.5％。

进一步，根据该三元电池的额定容量C₀＝75AH，并结合根据公式(1)可知，

由此，通过上述计算可知，该三元电池的实际完全放电容量约为73.2AH。

需要说明的是，在步骤S1至步骤S3过程中，若任何时刻动力电池发生充电，则需重新进入步骤S11，以重新进行测试。

其中，剩余电量可以根据如下公式获得：

其中，SOC_t表示剩余电量，t表示某一放电时刻，SOC₀表示初始状态的动力电池的剩余电量，C₀表示动力电池的额定容量，I表示动力电池瞬时的充放电电流。其中，当t＝0时，动力电池的剩余电量即为100％。

由此，可以通过上述积分的算法与开路电压OCV的修正进行剩余电量SOC实时计算，从而提升了对动力电池实际完全放电容量估算的准确度。

本发明实施例提供的动力电池容量估算方法，通过采用动力电池当前时刻的实际运行参数，来实时反应当前时刻的动力电池的真实容量，而不受动力电池历史运行状态的影响，从而提升了动力电池容量估算的准确性。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池容量估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别检测车辆在不同放电时刻动力电池的剩余电量；

分别检测在所述不同放电时刻后，车辆重新上电时的动力电池的修正剩余电量；

根据所述剩余电量、所述修正剩余电量及动力电池的额定容量获得动力电池的实际完全放电容量。

2.根据权利要求1所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，所述分别检测车辆在不同放电时刻动力电池的剩余电量，具体包括：

在车辆放电至第一时刻时，检测动力电池的第一剩余电量；

暂停放电，使动力电池静置第一设定时长；

在车辆放电至第二时刻时，检测动力电池的第二剩余电量；

暂停放电，使动力电池静止第二设定时长。

3.根据权利要求2所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，所述分别检测在所述不同放电时刻后，车辆重新上电时的动力电池的修正剩余电量，具体包括：

在使动力电池静置第一设定时长之后，使车辆上电；

检测动力电池的第一开路电压是否得到修正；

如果是，检测动力电池的第一修正剩余电量；

在使动力电池静置第二设定时长之后，使车辆上电；

检测动力电池的第二开路电压是否得到修正；

如果是，检测动力电池的第二修正剩余电量。

4.根据权利要求3所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，所述根据所述剩余电量、所述修正剩余电量及动力电池的额定容量获得动力电池的实际完全放电容量，具体包括：

根据如下公式获得所述实际完全放电容量：

其中，C表示实际完全放电容量，C₀表示额定容量，SOC_t1表示第一剩余电量，SOC_t2表示第二剩余电量，SOC_ocvt1表示第一修正剩余电量，SOC_ocvt2表示第二修正剩余电量。

5.根据权利要求3所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，如果检测动力电池的第一开路电压是否得到修正的结果为否，则重新使车辆放电至第一时刻时，检测动力电池的第一剩余电量。

6.根据权利要求3所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，如果检测动力电池的第二开路电压是否得到修正的结果为否，则重新使车辆放电至第二时刻时，检测动力电池的第二剩余电量。

7.根据权利要求2所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，所述第一设定时长和所述第二设定时长均大于等于1h。

8.根据权利要求2-7任一项所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，检测动力电池是否发生充电，如果是，则重新使车辆放电至第一时刻时，检测动力电池的第一剩余电量。

9.根据权利要求1所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，所述剩余电量根据如下公式获得：

其中，SOC_t表示剩余电量，t表示某一放电时刻，SOC₀表示初始状态的动力电池的剩余电量，C₀表示动力电池的额定容量，I表示动力电池瞬时的充放电电流。

10.根据权利要求1所述的动力电池容量估算方法，其特征在于，在分别检测车辆在不同放电时刻动力电池的剩余电量之前，所述方法还包括：

对动力电池缓慢充电，检测动力电池是否存在压差；如果是，终止检测。