一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法，步骤如下：电池组车载运行；利用安时积分法计算SOC；判断电池电量是否过低；判断最低电池电压Vmin是否低于容量修正模式门槛电压Vmdy；进入容量修正模式；进行容量修正，然后退出容量修正模式；电池充电，计算SOC；判断电池组最高电压Vmax是否大于充电截止电压Vh；充电结束，保存此次充电过程累积的电池容量Q，并替代之前的电池容量Qn，同时修改当前的电池容量值为Q，修改SOC值。本发明在电池进行充电的末期，对电池的SOC值和存储的电量值进行校正，使得每次充电完成能得到准确的SOC初始值，同时电池放电末期可以选择进入电池容量校准模式，来校准当前电池的容量，从而消除电池老化带来的计算误差。
【专利说明】一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法。
【背景技术】
[0002] 电池剩余电量又称电池荷电状态（State of Charge，S0C)是表示电池当前可供用 电设备使用的电量多少的参数之一，SOC可以为电动汽车整车的能量管理策略提供重要依 据。准确估算电池剩余电量可以在电池使用时使SOC维持在合理的范围内，防止出现过充 或者过放对电池造成损伤，为合理利用电池，延长电池使用寿命，降低电池使用成本提供了 重要依据。准确估算SOC值是电池管理系统的重要任务之一。
[0003] 目前国内外对电池 SOC估算已做了大量研究。实际产品应用中由于电池管理系统 硬件实现的限制，常用的方法是开路电压和安时积分相结合的方法，此外还有卡尔曼滤波 法和神经网络法。
[0004] 卡尔曼滤波，神经网络：运算量大，硬件受限，算法本身不成熟，未得到大量实际应 用。
[0005] 开路电压法：该方法需要对电池进行长时间的静置并且需要电池的ocv曲线有较 大斜率，但是，磷酸铁锂电池具有较平坦的充放电曲线，所以该方法不适用于磷酸铁锂电池 的SOC估算。
[0006] 安时积分法：该方法是对电流进行对时间的积分来计算输入和输出电池的能量， 通过与额定容量的比值确定SOC的值。该方法的缺点是，初始SOC值的确定必须准确，否则 会有很大的误差，随着时间的延长，会有较大的累积误差，并且当电池使用较长时间后会出 现老化，安时积分法的计算精度也会下降。
[0007] 中国发明专利（专利号：201410074003,专利名称：锂离子电池在充电过程中的 SOC在线检测与修正方法），该专利通过测试不同放电倍率下的SOC-V曲线以及电压差值， 得到3rd-S0C关系，在计算S0c时通过电池电压对SOC进行修正。但是这种方法的不当之 处：
[0008] (1)锂电池，特别是磷酸铁锂电池的放电曲线，线性度很差，电池容量在90%到 20%之间的电压差只有200mV，这样对电压采样精度有较高要求，且容易造成计算误差；
[0009] (2)各个厂家的电池性能不一致性较大，且同一电池在长时间使用后的性能也会 发生较大变化，这样就造成适应不同厂家的电池时的需要大量的测试工作，并且不能解决 电池老化后SOC计算精度降低的问题。
[0010] 中国发明专利（专利号：201110165914X，专利名称：蓄电池剩余容量及健康状况 预测方法），虽然也是纠正电池老化对电量预测的影响，但是该专利存在两处缺陷：
[0011]
【权利要求】
1. 一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法，其特征是，包括如下步骤： 步骤（1):电池组车载运行； 步骤（2):实时获取电池组的单体电池电压Vp最高电池电压Vmax、最低电池电压Vmin、充 放电电流I ;利用安时积分法计算SOC ; 步骤（3):判断电池电量是否过低，如果是就进入步骤（4);如果否就返回步骤（2); 步骤（4):判断最低电池电压Vmin是否低于容量修正模式门槛电压Vmdy,如果是就进入 步骤（5);如果否就进入步骤（6); 步骤（5):进入容量修正模式；进行容量修正，然后退出容量修正模式；进入步骤（7); 步骤（6):电池充电，计算SOC ;进入步骤（7); 步骤（7):判断电池组最高电压Vmax是否大于充电截止电压Vh，如果大于就进入步骤 (8);否则返回步骤（6); 步骤（8):充电结束，保存此次充电过程累积的电池容量Q，并替代之前的电池容量Qn， 同时修改当前的电池容量值为Q，修改SOC值。
2. 如权利要求1所述的一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法，其特征是， 所述步骤（5)的步骤包括： 步骤（5-1):进入容量修正模式；清空电池容量计算变量； 步骤（5-2):电池充电，进行SOC的积分计算； 步骤（5-3):判断是否满足容量修正条件，如果是就进入步骤（5-4);如果否就进入步 骤（5-6); 步骤（5-4):判断电池组最高电压Vmax是否大于充电截止电压Vh，如果大于就进入步骤 (5-5);否则返回步骤（5-2); 步骤（5-5):电池充电结束，修改SOC值，修改电池容量Qn;进入步骤（1); 步骤（5-6):退出容量修正模式，进入步骤（7)。
3. 如权利要求1所述的一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法，其特征是， 所述容量修正模式是指通过手动进入或者自动捕捉到的一个状态，在这个状态内进行步骤 (5)操作，出现放电状态或者Vmax>Vh时，自动退出该模式。
4. 如权利要求1所述的一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法，其特征是， 所述步骤（5-2)中进行SOC的积分计算的公式为：
其中，SOC的参数含义是当前电池SOC值，SOCtl的参数含义是初始SOC值，t的参数含 义是时间，累积电池容量临时变量Q。
【文档编号】G01R31/36GK104360285SQ201410717028
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】陈嵩, 崔忠瑞, 刘广扩, 卢剑锋, 李豹 申请人:山东鲁能智能技术有限公司