CN112265472A - 车辆的动力电池荷电状态值的确定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源车辆技术领域，提供一种车辆的动力电池荷电状态值的确定方法和装置。所述方法包括：根据所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值，确定判定时长；获取所述车辆的停机时间；根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值；根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值。本发明可以精确估算动力电池荷电状态值。

Description

车辆的动力电池荷电状态值的确定方法和装置

技术领域

本发明涉及新能源车辆技术领域，特别涉及一种车辆的动力电池荷电状态值的确定方法和装置。

背景技术

动力电池的荷电状态值的估算精度对于混合动力和部分燃料电池车辆的控制算法、以及纯电动车辆的安全性与经济性有着重要的意义。但是，很多动力电池的相关因素都会对动力电池的荷电状态值的估算精度有影响，如果在估算动力电池的荷电状态值时使用的相关因素不全或者不精确，都会使估算出的荷电状态值不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆的动力电池荷电状态值的确定方法，以精确估算动力电池荷电状态值。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的动力电池荷电状态值的确定方法，所述方法包括：根据所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值，确定判定时长；获取所述车辆的停机时间；根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值；根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值。

进一步的，所述根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值包括：在判断所述车辆的停机时间大于所述判定时长时，根据所述动力电池的开路电压确定所述动力电池的初始荷电状态值；在判断所述车辆的停机时间小于等于所述判定时长时，将所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值确定为所述动力电池的初始荷电状态值。

进一步的，所述根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值包括：通过以下公式确定所述动力电池的荷电状态值：

其中，SOC为所述动力电池的荷电状态值，soc₀为所述动力电池的初始荷电状态值，Qmax为所述动力电池的最大允许充放电容量，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，i为所述动力电池的充放电电流，t为所述动力电池的充放电时间。

进一步的，该方法还包括：在判断所述动力电池的荷电状态值小于等于预设值时，执行所述动力电池电量不足对应的控制策略。

进一步的，该方法还包括：通过以下公式得到所述动力电池的充放电的库伦效率：

其中，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，I_实际为所述动力电池的实际电流大小，I_理论为所述动力电池的理论电流大小。

相对于现有技术，本发明所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定方法具有以下优势：

首先根据所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值，确定判定时长；接着获取所述车辆的停机时间；然后根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值；最后根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值。本发明精确确定初始荷电状态值，并使用初始荷电状态值得到动力电池的荷电状态值，可以精确估算动力电池荷电状态值。

本发明的另一目的在于提出一种车辆的动力电池荷电状态值的确定装置，以精确估算动力电池荷电状态值。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的动力电池荷电状态值的确定装置，所述装置包括：初始荷电状态值确定单元以及荷电状态值确定单元，其中，所述初始荷电状态值确定单元用于：根据所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值，确定判定时长；获取所述车辆的停机时间；根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值；所述荷电状态值确定单元用于根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值。

进一步的，所述初始荷电状态值确定单元用于：在判断所述车辆的停机时间大于所述判定时长时，根据所述动力电池的开路电压确定所述动力电池的初始荷电状态值；在判断所述车辆的停机时间小于等于所述判定时长时，将所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值确定为所述动力电池的初始荷电状态值。

进一步的，所述荷电状态值确定单元用于：通过以下公式确定所述动力电池的荷电状态值：

其中，SOC为所述动力电池的荷电状态值，soc₀为所述动力电池的初始荷电状态值，Qmax为所述动力电池的最大允许充放电容量，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，i为所述动力电池的充放电电流，t为所述动力电池的充放电时间。

进一步的，该装置还包括：控制单元，用于在判断所述动力电池的荷电状态值小于等于预设值时，执行所述动力电池电量不足对应的控制策略。

进一步的，所述荷电状态值确定单元还用于：通过以下公式得到所述动力电池的充放电的库伦效率：

其中，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，I_实际为所述动力电池的实际电流大小，I_理论为所述动力电池的理论电流大小。

所述车辆的动力电池荷电状态值的确定方法与上述车辆的动力电池荷电状态值的确定装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的不同初始荷电状态值对应的估算的荷电状态值的曲线示意图；

图2是本发明一实施例提供的车辆的动力电池荷电状态值的确定方法的流程图；

图3是本发明一实施例提供的OCV与SOC的关系曲线；

图4是本发明一实施例提供的车辆的动力电池荷电状态值的确定装置的结构框图。

附图标记说明：

1 初始荷电状态值确定单元 2 荷电状态值确定单元

3 控制单元

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

图1是本发明一实施例提供的不同初始荷电状态值对应的估算的荷电状态值的曲线示意图。如图1所示，以磷酸铁锂电池为例，动力电池的不同初始荷电状态值(SOC)下估算的SOC的变化曲线不同，且不同初始SOC下的估算的SOC曲线相对平行，这说明动力电池的初始SOC对于SOC的估算的影响十分显著。

图2是本发明一实施例提供的车辆的动力电池荷电状态值的确定方法的流程图。如图2所示，所述方法包括：

步骤S21，根据所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值，确定判定时长；

例如，判定时长Tstop可以是指从动力电池停止放电时刻起到动力电池端电压的上升率小于1mV/min为止所经历的时间。Tstop和车辆上次停机时SOC的关系表1所示(可以理解的是，表1的数据仅为示例性，可以预先标定，并非对此进行限定)：

表1

SOC	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9
										Tstop(h)	7	5.2	4	3.4	2.5	1.4	0.9	0.8	0.7

步骤S22，获取所述车辆的停机时间；

例如，在车辆停机时也保持对电池管理系统的时钟供电，从而可以读取停机时间。

步骤S23，根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值；

例如，在判断所述车辆的停机时间大于所述判定时长时，则说明动力电池的开路电压OCV达到稳定，可以反映此时动力电池的SOC，因此可以根据所述动力电池的开路电压确定所述动力电池的初始荷电状态值，例如可以从图3所示的OCV与SOC的关系曲线得到，该曲线可以预先标定。

在判断所述车辆的停机时间小于等于所述判定时长时，则OCV还未稳定，不能用于准确校正电池的SOC，则将所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值确定为所述动力电池的初始荷电状态值。

步骤S24，根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值。

例如，通过以下公式，即使用安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值：

其中，SOC为所述动力电池的荷电状态值，soc₀为所述动力电池的初始荷电状态值，Qmax为所述动力电池的最大允许充放电容量，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，i为所述动力电池的充放电电流，t为所述动力电池的充放电时间。

其中，可以通过以下公式得到所述动力电池的充放电的库伦效率：

其中，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，I_实际为所述动力电池的实际电流大小，I_理论为所述动力电池的理论电流大小。

在得到动力电池的荷电状态值之后，可以利用动力电池的荷电状态值来决定后续的操作。在判断所述动力电池的荷电状态值小于等于预设值(例如20％，但不限于此)时，执行所述动力电池电量不足对应的控制策略，例如可以根据不同车型(EV、PHEV、HEV、FCEV)使用以下不同的策略，在EV车型时可以使用仪表提示“电量不足，请及时充电”，在PHEV/HEV车型时，可以启动发动机给动力电池进行充电(强制充电)，在FCEV车型时，可以启动燃料电池系统给动力电池充电。在判断动力电池的荷电状态值大于预设值时，可以重新估算动力电池的荷电状态值。

图4是本发明一实施例提供的车辆的动力电池荷电状态值的确定装置的结构框图。如图4所示，所述装置包括：初始荷电状态值确定单元1以及荷电状态值确定单元2，其中，所述初始荷电状态值确定单元1用于：根据所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值，确定判定时长；获取所述车辆的停机时间；根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值；所述荷电状态值确定单元2用于根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值。

进一步的，所述初始荷电状态值确定单元1用于：在判断所述车辆的停机时间大于所述判定时长时，根据所述动力电池的开路电压确定所述动力电池的初始荷电状态值；在判断所述车辆的停机时间小于等于所述判定时长时，将所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值确定为所述动力电池的初始荷电状态值。

进一步的，所述荷电状态值确定单元2用于：通过以下公式确定所述动力电池的荷电状态值：

其中，SOC为所述动力电池的荷电状态值，soc₀为所述动力电池的初始荷电状态值，Qmax为所述动力电池的最大允许充放电容量，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，i为所述动力电池的充放电电流，t为所述动力电池的充放电时间。

进一步的，该装置还包括：控制单元3，用于在判断所述动力电池的荷电状态值小于等于预设值时，执行所述动力电池电量不足对应的控制策略。

进一步的，所述荷电状态值确定单元2还用于：通过以下公式得到所述动力电池的充放电的库伦效率：

其中，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，I_实际为所述动力电池的实际电流大小，I_理论为所述动力电池的理论电流大小。

上文所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定装置的实施例与上文所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定方法的实施例类似，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆的动力电池荷电状态值的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值，确定判定时长；

获取所述车辆的停机时间；

根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值；

根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值。

2.根据权利要求1所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定方法，其特征在于，所述根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值包括：

在判断所述车辆的停机时间大于所述判定时长时，根据所述动力电池的开路电压确定所述动力电池的初始荷电状态值；

在判断所述车辆的停机时间小于等于所述判定时长时，将所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值确定为所述动力电池的初始荷电状态值。

3.根据权利要求1所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定方法，其特征在于，所述根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值包括：

通过以下公式确定所述动力电池的荷电状态值：

其中，SOC为所述动力电池的荷电状态值，soc₀为所述动力电池的初始荷电状态值，Qmax为所述动力电池的最大允许充放电容量，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，i为所述动力电池的充放电电流，t为所述动力电池的充放电时间。

4.根据权利要求1所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定方法，其特征在于，该方法还包括：

在判断所述动力电池的荷电状态值小于等于预设值时，执行所述动力电池电量不足对应的控制策略。

5.根据权利要求3所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定方法，其特征在于，该方法还包括：

通过以下公式得到所述动力电池的充放电的库伦效率：

其中，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，I_实际为所述动力电池的实际电流大小，I_理论为所述动力电池的理论电流大小。

6.一种车辆的动力电池荷电状态值的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

初始荷电状态值确定单元以及荷电状态值确定单元，其中，

所述初始荷电状态值确定单元用于：

根据所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值，确定判定时长；

获取所述车辆的停机时间；

根据所述车辆的停机时间以及所述判定时长，确定所述动力电池的初始荷电状态值；

所述荷电状态值确定单元用于根据所述动力电池的初始荷电状态值，基于安时积分法，确定所述动力电池的荷电状态值。

7.根据权利要求6所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定装置，其特征在于，所述初始荷电状态值确定单元用于：

在判断所述车辆的停机时间大于所述判定时长时，根据所述动力电池的开路电压确定所述动力电池的初始荷电状态值；

在判断所述车辆的停机时间小于等于所述判定时长时，将所述车辆上次停机时所述动力电池的荷电状态值确定为所述动力电池的初始荷电状态值。

8.根据权利要求6所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定装置，其特征在于，所述荷电状态值确定单元用于：

通过以下公式确定所述动力电池的荷电状态值：

其中，SOC为所述动力电池的荷电状态值，soc₀为所述动力电池的初始荷电状态值，Qmax为所述动力电池的最大允许充放电容量，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，i为所述动力电池的充放电电流，t为所述动力电池的充放电时间。

9.根据权利要求6所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定装置，其特征在于，该装置还包括：

控制单元，用于在判断所述动力电池的荷电状态值小于等于预设值时，执行所述动力电池电量不足对应的控制策略。

10.根据权利要求8所述的车辆的动力电池荷电状态值的确定装置，其特征在于，所述荷电状态值确定单元还用于：

通过以下公式得到所述动力电池的充放电的库伦效率：

其中，η为所述动力电池的充放电的库伦效率，I_实际为所述动力电池的实际电流大小，I_理论为所述动力电池的理论电流大小。

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