车载电源soc高精度显示方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及现代社会电动车行业的S0C显示领域，具体设及一种车载电源S0C高 精度显示方法。
【背景技术】
[0002] 随着全球经济发展W及能源环保等问题的日益突出，汽车等产业向节约能源的绿 色汽车业转型，电动车W零排放和噪声低等优点成为节能环保汽车发展的主要方向之一。 作为电动车的关键动力部分，动力电池的重要性不言而喻。而动力电池的S0C显示则成为 动力电池管理工作的关键内容，是电动汽车走向人们生活的重要部分。S0C，即指荷电状态， 用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为剩余容量占电池额定容量的百分比。传统的S0C 显示估算策略主要有： ①电实验法 放电实验法估算电池荷电状态（S0C)是比较准确的预估方法，它采用恒流持续放电，放 电电流与时间的乘积即为放出的电量。放电实验法常常被使用来标定电池的容量，该方法 适用于所有电池。但也存在明显的缺点；首先，充放电试验需要花费大量时间；其次，放电 实验法不能用于工作中的电池。该方法主要适用于实验室和电动汽车维修中。
[0003] ②安时计量法 安时计量法（amperehour,简称AH)是最常用的S0C估计方法，安时计量法的原理是 将电池在不同电流下的放电电量等价为某个具体电流下的放电电量。
[0004] 安时计量法计算电池S0C是相对较简单的方法，该方法只是关注该系统的外部 特征，在电量估算过程中，只关屯、流进和流出电池的电量。安时计量法采用积分法实时计 算电池充入与放出的容量，通过长时间记录与计算电池的电量，最终可得到电池在某一时 刻所剩余电量。该方法容易实现，但由于没有从电池内部得到电池S0C与充放电电量的关 系，只是记录充放电电量，从而会导致电池S0C累计误差，结果精度较低，而且该方法不能 确定电池的初始值。综合考虑电池S0C的影响因素，进行电量补偿，可W适当提高安时计量 法的精度。在S0C初值准确的情况下，可W用于各种电动汽车电池。
[000引 ⑨开路电压法 开路电压法的思想是使用电池的开路电压和电池S0C或容量的对应关系，通过检测 电池的开路电压估计电池S0C。该方法的优点是可W准确预估电池的初始值，其缺点，首先 在充放电中开路电压不能直接测量；其次，电池在充电或者放电后，需要很长一段时间才能 稳定。开路电压法简单，但是很难单独使用于电池S0C动态估计。适用于铅酸电池，电动汽 车驻车状态。
[0006] ④线性模型法 线性模糊算法是基于S0C变化量、电流、电压和上一个时间点S0C值，建立的线性方 程：
【主权项】
1. 车载电源SOC高精度显示方法，其特征在于包括以下步骤： 1) 预先将蓄电池组的电量全部放完，并对完全放电后的蓄电池组进行充电，同时通过 充电电量表Wl记录蓄电池组的充电电量，当蓄电池组的电量充满时，记录下充电电量表Wl 的数值Wlmax，即蓄电池组的最大充电的电量值； 2) 电量充满后的蓄电池组进行放电，同时通过放电电量表W2记录蓄电池组的放电电 量，当蓄电池组的电量充电已经全部放完，记录下放电电量表W2的数值W2max，即蓄电池组 的最大放电的电量值； 3) 取Wlmax与W2max的平均值作为蓄电池组的额定电量值Wmax' ； 4) 重复进行步骤1)、2)和3)，得出多个Wmax'，对得到的多个Wmax'取平均值作为最终 的电池额定电量值Wmax ; 5) 标定SOC : 在充电过程中，用充电电量表记录下的数值为充进蓄电池组里面的总电量W^e (t)，根 据从开始充电到充电当前，以充电电量表的数值^^ (t)除以步骤4)中得到的额定电量值 Wmax，再加上充电前的SOC显示值SOC^e1J (t)，即可算出并且显示每时每刻SOC的精确数值 SOC充（t)，具体数学描述如下所示：
其中SOCg (t)表示充电前的电量，W^e (t)表示该时刻已经充进蓄电池组的总电量， SOC^e (t)表示充电时蓄电池组中的电量占总电量的百分比； 在放电过程中，用放电电量表记录下的数值为蓄电池组里面的所释放的总电量Wk (t)，根据从开始放电到放电当前，以放电前的SOC显示值SOCsw (t)减去放电电量表数值W K(t)除以步骤4)中得到的额定电量值Wmax，即可算出并且显示出放电时SOC的精确数值 SOCk (t)，具体数学描述如下所示：
其中SOCafr (t)表示放电前的电量，W^e (t)表示该时刻蓄电池组放出的总电量，SOCk (t)表示放电时蓄电池组中的电量占总电量的百分比。
2. 如权利要求1所述的车载电源SOC高精度显示方法，其特征在于：所述步骤1)和步 骤2)中，当蓄电池组所有电池的平均电压值为Umin'时，认为蓄电池组的电量全部放完；当 蓄电池组所有电池的平均电压值为Umax'时，认为蓄电池组的电量充电已经充满；将蓄电 池组进行多次完全充放电之后，根据电池管理系统BMS每次采集出放电后和充电后蓄电池 电池组中所有电池的额定电压平均值Umin和Umax，即电池组平均电压能够达到的最小电 压值和电池组平均电压能够达到的最大电压值，并对多次测得的Umin和Umax分别计算各 自的平均值Umin'和Umax'。
3. 如权利要求1或2其中任意一项所述的车载电源SOC高精度显示方法，其特征在于： 所述步骤3)中，当Wlmax与W2max的差值小于或等于Wlmax与W2max中较小数值的X%时， 对该次测得的数据Wlmax与W2max计算平均值作为蓄电池组的额定电量值Wmax'，所述X的 值在3~10的范围内。
4. 如权利要求3所述的车载电源SOC高精度显示方法，其特征在于：所述步骤4)中， 重复步骤1)、2)、3)后，有效的蓄电池组的额定电量值Wmax'的数量大于100个。
5. 如权利要求2所述的车载电源SOC高精度显示方法，其特征在于：所述步骤5)中， 其中SOC^1J (t)表示蓄电池组充电前的电量，即当电池的额定电压平均值为Umin'时蓄电 池组的电量，定义SOC^e1J (t) =0 ;其中SOCsw (t)表示蓄电池组充电前的电量，即当电池的 额定电压平均值为Umax'时电池组的电量，定义SOCsw (t) =100%。
6. 如权利要求1或2其中任意一项所述的车载电源SOC高精度显示方法，其特征在于： 所述充电电量表Wl和放电电量表W2为单向的电量表。
【专利摘要】本发明公开了一种车载电源SOC高精度显示方法，以充电电量表的数值W充（t）除以步骤4）中得到的额定电量值Wmax，再加上充电前的SOC显示值SOC充前（t），即可算出并且显示每时每刻SOC的精确数值SOC充（t），以放电前的SOC显示值SOC放前（t）减去放电电量表数值W放（t）除以步骤4）中得到的额定电量值Wmax，即可算出并且显示出放电时SOC的精确数值SOC放（t）。从上述方法可知，本发明的车载电源SOC高精度显示方法，SOC的计算方式是通过电压进行矫正，电量进行计算，相比于传统电压比的SOC显示方法，不仅成本较低、比较容易实现，而且还提高了车辆SOC显示的准确性以及可靠性。
【IPC分类】G01R31-36
【公开号】CN104865533
【申请号】CN201510211825
【发明人】唐金成
【申请人】江苏中辆科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月30日