一种汽车动力电池容量的计算方法
【专利摘要】本发明提供一种汽车动力电池实际容量的计算方法，包括以下：根据电池充电过程中的SOC值与电压的关系，确定电池SOC为0％时的起始电压V0、电池SOC为设定阈值时的阶段电压V1及电池SOC为100％时对应的最终电压V100；根据所述起始电压V0和所述最终电压V100，计算电池的标定容量C0；计算电池SOC为设定阈值时的电池容量C1；根据电池健康状况SOH，对电池容量C1进行修正，并获得修正电池容量C修；计算电池从所述阶段电压V1到所述最终电压V100时的累计充电安时量C2；根据修正电池容量C修与累计充电安时量C2，计算电池的实际容量C。本发明能减小因电池老化引起的电池容量计算与实际容量的误差，提高电池管理系统的实时性和准确性，增加电动汽车的安全性。
【专利说明】
一种汽车动力电池容量的计算方法
技术领域
[0001]本发明涉及汽车动力电池管理技术领域，尤其涉及一种汽车动力电池实际容量的计算方法。
【背景技术】
[0002]近年来，新能源汽车的快速发展，对汽车动力电池的要求也越来越高。汽车动力电池作为电动汽车的核心零部件，对整车的续驶里程、使用寿命、安全性能等有着直接的影响。电池的容量是电池状态的重要参数，其对电动车的续航里程、SOC计算、使用寿命等均有重要影响，因此获得准确又可靠的当前动力电池的实际容量值是电池管理系统的重要任务之一O
[0003]在实际应用中，随着动力电池充放电次数的增加，电池逐渐衰退老化，其电池实际容量也逐渐减小，影响整车的续航里程。目前国内外在对电动车电池额定容量的准确计算方面已经做出了大量的研究，但常用的方法仍然是利用台架标定新电池包全量程容量与电池健康状态(State of Health，S0H)相乘获得电池的实际容量。这种方法，由于电池健康状态随电池衰退老化而减小，其计算得出的电池容量与实际的电池容量存在较大误差。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种汽车动力电池实际容量的计算方法，解决了现有汽车动力电池容量计算与实际容量存在较大误差的问题，提高电池管理系统的实时性和准确性，增加电动汽车的安全性。
[0005]为实现以上目的，本发明提供以下技术方案:
[0006]—种汽车动力电池实际容量的计算方法，包括以下步骤:
[0007 ]根据电池充电过程中的SOC值与电压的关系，确定电池SOC为O %时的起始电压V0、电池SOC为设定阈值时的阶段电压电池SOC为100 %时对应的最终电压V100 ；
[0008]根据所述起始电压Vq和所述最终电压Viqq，计算电池的标定容量Co;
[0009]根据电池的标定容量Co，计算电池SOC为设定阈值时的电池容量C1;
[0010]根据电池健康状况S0H，对电池容量&进行修正，并获得修正电池容量Cft;
[0011]计算电池从所述阶段电压％到所述最终电压V1(X)时的累计充电安时量C2;
[0012]根据修正电池容量Qi与累计充电安时量C2，计算电池的实际容量C。
[0013]优选的，所述根据所述起始电压Vq和所述最终电压Viqq，计算电池的标定容量Co包括以下步骤:
[0014]将电池放电，使电池输出电压达到所述起始电压V0；
[0015]对所述电池充电，使电池输出电压从所述起始电压Vo升到所述最终电压V.，并获取电池累计充电安时量；
[0016]所述电池的标定容量Co为所述电池累计充电安时量。
[0017]优选的，所述电池容量&等于所述电池的标定容量Co与所述第一阈值的乘积；
[0018]优选的，所述修正电池容量C?等于所述电池容量C1与所述电池健康状况SOH的乘积。
[0019]优选的，所述计算电池从所述阶段电压Vjlj所述最终电压Viqq时的累计充电安时量C2包括:
[0020]获取电池输出电压从所述起始电压V1升到所述最终电压V.的充电电流及充电时间；
[0021 ]所述充电电流与所述充电时间的乘积为所述电池累计充电安时量C2。
[0022]优选的，所述计算电池从所述阶段电压Vjlj所述最终电压Viqq时的累计充电安时量C2还包括:
[0023]获取在所述阶段电压V1时的电池累计充电安时量A1和在所述最终电压Viqq时的电池累计充电安时量A10;
[0024]根据公式C2 = Aiqq-A1，计算电池在所述阶段电压％到所述最终电压Viqq时的累计充电安时量C2。
[0025]优选的，所述电池的实际容量C等于所述修正电池容量C?与所述累计充电安时量C2的和。
[0026]优选的，所述设定阈值为20%。
[0027]优选的，所述电池为汽车动力电池的单体电池。
[0028]优选的，所述起始电压Vo = 2.3V，最终充电电压V1QQ = 3.65V。
[0029]本发明提供一种汽车动力电池实际容量的计算方法，通过对电池在不同阶段电压的累计充电安时量计算，减小因电池老化引起的电池容量计算与实际容量的误差，提高电池管理系统的实时性和准确性，增加电动汽车的安全性。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0031]图1:是本发明提供的一种汽车动力电池实际容量的计算方法流程图；
[0032]图2:是本发明实施例提供的一种电池标定容量的计算流程图；
[0033]图3:是本发明实施例提供的一种电池累计充电安时量计算流程图；
[0034]图4:是本发明另一实施例提供的一种电池累计充电安时量计算流程图。
【具体实施方式】
[0035]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
[0036]针对因电池老化影响，当前电动汽车动力电池容量计算与实际容量误差大的问题，本发明提供一种汽车动力电池实际容量的计算方法，通过对电池在不同阶段电压的累计充电安时量计算，减小因电池老化引起的电池容量计算与实际容量的误差，提高电池管理系统的实时性和准确性，增加电动汽车的安全性。
[0037]如图1所示，为本发明提供的一种汽车动力电池实际容量的计算方法流程图，包括以下步骤:
[0038]S1:根据电池充电过程中的SOC值与电压的关系，确定电池SOC为O %时的起始电压Vo、电池SOC为设定阈值时的阶段电压化及电池SOC为100 %时对应的最终电压V100 ；
[0039]S2:根据所述起始电压Vo和所述最终电压V.，计算电池的标定容量Co;
[0040]S3:根据电池的标定容量Co，计算电池SOC为设定阈值时的电池容量C1;
[0041 ] S4:根据电池健康状况S0H，对电池容量&进行修正，并获得修正电池容量C?;
[0042]S5:计算电池从所述阶段电压化到所述最终电压Viqq时的累计充电安时量C2;
[0043 ] S6:根据修正电池容量Qi与累计充电安时量&，计算电池的实际容量C。
[0044]在实际应用中，由于动力电池的电池荷电状态SOC值在不同区间时，电池充电电压曲线变化较大，直接影响电池容量的计算精度，把电池充电电压变化大的阶段对应的SOC值区间获得的电池容量，根据电池的实际情况进行修正，能更获取更好的电池容量的计算精度。
[0045]具体地，根据SOH等于电池的实际容量/电池的标定容量，所述电池容量Ci等于所述电池的标定容量Co与所述设定阈值的乘积，所述修正电池容量C?等于所述电池容量&与所述电池健康状况SOH的乘积。
[0046]如图2所示，为本发明实施例提供的一种电池标定容量的计算流程图。根据所述起始电压Vo和所述最终电压V.，计算电池的标定容量Co包括以下步骤:
[0047]S201:将电池放电，使电池电压达到所述起始电压V0;
[0048]S202:对所述电池充电，使电池电压从所述起始电压Vo升到所述最终电压V1Q()，并获取电池累计充电安时量；
[0049 ] S203:所述电池的标定容量Co为所述电池累计充电安时量。
[0050]在实际应用中，对电池充电时，常分段进行充电，首先用额定容量的一半安时量对电池进行充电，使其电池电压达到3.45V，然后用1A的电流继续对电池进行充电，直到电池电压达到3.65V止，记录该电池的累计充电安时量。
[0051]计算电池从所述阶段电压％到所述最终电压V.时的累计充电安时量(:2具有两种方式进行计算，一种方式如图3所示，为本发明实施例提供的一种电池累计充电安时量计算流程图，包括以下:
[0052]S301:获取电池电压从所述起始电SV1升到所述最终电压Viqq的充电电流及充电时间；
[0053 ] S302:所述充电电流与所述充电时间的乘积为所述电池累计充电安时量C2。
[0054]另一种方式如图4所示，为本发明另一实施例提供的一种电池累计充电安时量计算流程图，包括以下:
[0055]S401:获取在所述阶段电压V1时的电池累计充电安时量A1和在所述最终电压V1Q0时的电池累计充电安时量A10;
[0056]S402:根据公式C2 = Aiqq-A1，计算电池在所述阶段电压％到所述最终电压Viqq时的累计充电安时量C2。
[0057]进一步，电池的实际容量C等于所述修正电池容量C?与所述累计充电安时量(:2之和。
[0058]在实际应用中，由于动力电池的电池荷电状态SOC值在O %?20 %区间时，其电池充电电压变化最大，所述设定阈值可为20 %，当然不同型号的动力电池的设定阈值的取值可以是不一样的，由具体情况决定。
[0059 ]进一步，所述电池为汽车动力电池的单体电池，所述起始电压Vo = 2.3V，最终充电电压 V1() = 3.65V。
[0060]具体地，以出厂标称容量72AH型号磷酸铁锂电池为例进行说明，包括以下步骤:[0061 ] 步骤1:新电池入厂，用充放电柜以72A电流将其电压放至Vo = 2.3V;
[0062]步骤2:利用充放电柜以36A电流将电池充至3.45V，再以1A电流将其充至3.65V，由充电柜获得此次电池充电安时Co = 73Ah;
[0063 ] 步骤3:取C2Q = 20 % *Co = 14.6Ah;随着电池衰减，修正为14.6*S0H;
[0064]步骤4:台架利用整车充电模式电流给新电池包充电至容量为14.6Ah，记录此时电池包最低单体电压V2q = 3.342V ；
[0065]步骤5:整车充电时，将电池从电压3.342升到3.65V；
[0066]步骤6:记录电池从3.342V充电至3.65V实际充电容量，可得C2 = 59Ah;
[0067]步骤7:当整车发生上述满充时，则计算电池的实际容量为:
[0068]C=14.6*S0H+59，此时电池SOH = 100%，SPC = 14.6+59 = 73.6Ah;
[0069]可见，本发明提代一种汽车动力电池实际容量的计算方法，通过对电池在不同阶段电压的累计充电安时量计算，获得电池实际容量，本发明能减小因电池老化引起的电池容量计算与实际容量的误差，提高电池管理系统的实时性和准确性，增加电动汽车的安全性。
[0070]以上依据图示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。
【主权项】
1.一种汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，包括以下步骤: 根据电池充电过程中的SOC值与电压的关系，确定电池SOC为O %时的起始电压Vo、电池SOC为设定阈值时的阶段电压电池SOC为100 %时对应的最终电压V100 ； 根据所述起始电压Vo和所述最终电压ViQQ，计算电池的标定容量Co; 根据电池的标定容量Co，计算电池SOC为设定阈值时的电池容量C1; 根据电池健康状况SOH，对电池容量Ci进行修正，并获得修正电池容量(?; 计算电池从所述阶段电压％到所述最终电压V.时的累计充电安时量C2; 根据修正电池容量Qi与累计充电安时量C2，计算电池的实际容量C。2.根据权利要求1所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述根据所述起始电压Vo和所述最终电压Viqq，计算电池的标定容量Co包括以下步骤: 将电池放电，使电池输出电压达到所述起始电压V0 ； 对所述电池充电，使电池输出电压从所述起始电压Vo升到所述最终电压V1QQ，并获取电池累计充电安时量； 所述电池的标定容量Co为所述电池累计充电安时量。3.根据权利要求1所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述电池容量&等于所述电池的标定容量Co与所述设定阈值的乘积。4.根据权利要求1所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述修正电池容量Qi等于所述电池容量C1与所述电池健康状况SOH的乘积。5.根据权利要求1所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述计算电池从所述阶段电压V^lj所述最终电压V.时的累计充电安时量C2包括: 获取电池输出电压从所述起始电SV1升到所述最终电压Vi00的充电电流及充电时间； 所述充电电流与所述充电时间的乘积为所述电池累计充电安时量C2。6.根据权利要求1所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述计算电池从所述阶段电压V^lj所述最终电压V.时的累计充电安时量C2还包括: 获取在所述阶段电压V1时的电池累计充电安时量A1和在所述最终电压Viqq时的电池累计充电安时量A10; 根据公式C2 = Aiqq-A1，计算电池在所述阶段电压％到所述最终电压V.时的累计充电安时量C2。7.根据权利要求1所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述电池的实际容量C等于所述修正电池容量Qi与所述累计充电安时量&之和。8.根据权利要求1所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述设定阈值为20 %。9.根据权利要求1至8任一项所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述电池为汽车动力电池的单体电池。10.根据权利要求9所述的汽车动力电池实际容量的计算方法，其特征在于，所述起始电压Vo = 2.3V，最终充电电压V1(x) = 3.65V。
【文档编号】G01R31/36GK105891730SQ201610481642
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】刘平, 严刚, 夏顺礼, 赵久志, 阳斌
【申请人】安徽江淮汽车股份有限公司