本發明屬于鋰電池,具體涉及一種頻繁上下坡工況soc修正方法。
背景技術:
1、頻繁上下坡工況指車輛在行駛過程中有連續長上坡和連續長下坡,在我國山地和丘陵地區較為常見,高爾夫球車所工作的球場也是此種工況。長下坡路段,動力電池車輛甚至無需踩油門,依靠慣性即可獲取較大的加速度,車輛在下坡時剎車回饋,動能回收系統回收的能量給車輛反向充電,在高soc(state?of?charge,電池荷電狀態)狀態回饋時甚至能將車輛近乎充滿。長上坡路段,因為爬坡需要高功率,電池會大電流放電,soc下降幅度較大;頻繁上下坡工況會導致下坡回饋充電soc值偏高,進而導致soc不準。在冬天這種低溫環境下,電池因為溫度低,放電不能放出額定容量,也會導致soc計算不準。soc的準確計算關系到動力電池車輛的使用效率,可以避免車輛虧電趴窩,同時可以提升用戶的舒適度。
2、工程中常見的頻繁上下坡工況soc修正方法有安時積分法、開路電壓法等。安時積分法是通過電流對時間積分計算流入電池的凈容量,根據凈流量除以額定容量計算soc,但由于電流采樣存在誤差,隨著時間累積soc誤差會越來越大。開路電壓法是在電池靜置一段時間后,在上電時根據電池的ocv-soc曲線對soc進行修正,但實際電池使用時靜置機會可能較少,且開路電壓法不能在作業時進行,導致不能及時對soc進行修正。
技術實現思路
1、為了彌補現有技術的不足,本發明提供一種頻繁上下坡工況soc修正方法,基于溫度采取soc容量隱藏法,結合充放電動態校準及滿充校準,實現了對動力電池soc的準確修正,以解決頻繁上下坡工況經常回饋充電導致的soc不準問題。
2、本發明所解決的技術問題可通過以下技術方案實現:
3、所述的一種頻繁上下坡工況soc修正方法,包括以下步驟:
4、s1、通過溫度查表獲取不同溫度下的soc容量隱藏值soc_hide,根據soc_hide和算法估算的soc_pre計算顯示soc值soc_disp,即當前溫度下的soc;
5、s2、針對長上坡路段,根據電流倍率crate_dis、最低單體電壓vmin、顯示soc值soc_disp和目標放電修正值socthr_dis的差值,執行放電動態校準;
6、s3、針對長下坡路段,電池會進行回饋充電,回饋充電不執行充電動態校準,soc限制在soc滿充等待值soc_limit及以下;
7、s4、當電池虧電需要去充電時,根據電流倍率crate_chg、最高單體電壓vmax、目標充電修正值socthr_chg和顯示soc值soc_disp的差值,執行充電動態校準;
8、s5、當電池處于充電狀態,最高單體電壓vmax≥滿充截止電壓v_fullchg持續滿充持續時間fullchg_time,且充電電流絕對值cur_chg≤電流過流報警值cur_over,對電池進行滿充校準,將soc標定100%。
9、進一步地,所述步驟s1中soc容量隱藏的流程如下:
10、s11、溫度較低時,因為電芯特性導致放電無法放出常溫時的額定容量,溫度越低,不可放出的容量越多,對應的soc容量隱藏值soc_hide越大;
11、s12、在不同溫度下開展放電容量測試,獲取與溫度temp相關的soc容量隱藏值soc_hide表,通過溫度線性插值查soc_hide表,得到當前溫度temp對應的soc_hide;
12、s13、根據soc_hide和算法估算的soc_pre計算顯示soc值soc_disp,即當前溫度下的soc,具體計算公式為:
13、
14、其中,soc_disp為輸出的顯示soc值,soc_pre為算法估算的soc值,soc_hide為soc容量隱藏值,以上soc均帶%計算。
15、進一步地,所述步驟s13中,當算法估算的soc_pre≤soc容量隱藏值soc_hide時,顯示soc值soc_disp為0%;當算法估算的soc_pre≥100%時,顯示soc值soc_disp為100%。
16、進一步地,所述步驟s2中,放電動態校準的流程如下:
17、s21、針對長上坡路段,電池放電電流較大,較大的電流會將單體電壓急速拉低,此時不宜進行動態校準,應在電流適中時對放電末端進行動態校準,即放電電流cur_dis應大于電流零漂值curdrift,同時cur_dis應小于電流倍率crate_dis,其中電流倍率crate_dis通過放電電流cur_dis與電池額定容量q求商獲得,當步驟s21滿足時,繼續執行步驟s22;
18、s22、當溫度較低時,依靠soc容量隱藏值soc_hide進行校準,當最低單體溫度tmin>溫度閾值t_min,執行放電動態校準,當步驟s22滿足時,繼續執行步驟s23;
19、s23、當步驟s21、s22滿足時,同時最低單體電壓vmin≤放電電壓閾值v_min_dis持續時間dur_time以上,且顯示soc-目標放電修正值socthr_dis≥放電soc差值soc_diff_dis時,執行放電動態校準;
20、s24、當步驟s21、s22或s23不滿足時,不執行放電動態校準。
21、進一步地,所述步驟s23中,當目標放電修正值socthr_dis>0%時,以修正速率crt_rate1將soc修正到socthr_dis+soc_diff_dis;當目標放電修正值socthr_dis=0%時,即電池電量即將耗盡,以修正速率crt_rate2將soc修正到0%,其中crt_rate2>crt_rate1。
22、進一步地,所述步驟s3中,回饋充電限制為:針對長下坡路段,踩剎車時電池會進行回饋充電,回饋充電時只進行安時積分,不進行充電動態校準;長下坡回饋充電時,soc升高是由于剎車回饋動能回收,并非實際充電狀態導致的,存在虛電soc偏高情況,故回饋充電soc不能標定100%;當回饋soc超過soc滿充等待值soc_limit時,將電池soc限制在soc滿充等待值soc_limit,其中soc_limit<100%。
23、進一步地,所述步驟s4中,充電動態校準的流程如下:
24、s41、電池虧電需要去充電時,太大的充電電流會將單體電壓急速拉高,此時不宜進行充電動態校準,應在電流適中時對充電末端進行動態校準,即充電電流絕對值cur_chg應大于電流零漂值curdrift,同時充電電流絕對值cur_chg應小于電流倍率crate_chg,其中電流倍率crate_chg通過充電電流絕對值cur_chg與電池額定容量q求商獲得,當步驟s41滿足時,繼續執行步驟s42;
25、s42、當溫度較低時,電池的放電截止電壓較低,其對應的充電電壓閾值v_max_chg也較低;
26、s43、當電池處于充電狀態、最高單體電壓vmax>充電電壓閾值v_max_chg持續dur_time以上、目標充電修正值socthr_chg-顯示soc≥充電soc差值soc_diff_chg時,執行充電動態校準,以修正速率crt_rate3將soc修正到socthr_chg-soc_diff_chg,其中socthr_chg<100%;
27、s44、當步驟s41或s43不滿足時,不執行充電動態校準。
28、進一步地,所述步驟s42中,充電電壓閾值v_max_chg選取規則為:當最低單體溫度tmin≤溫度閾值t_min時,v_max_chg=低電壓閾值v_max_low;當最低單體溫度tmin>溫度閾值t_min時,v_max_chg=高電壓閾值v_max_high;
29、進一步地,所述步驟s5中,滿充校準的流程如下:
30、s51、當最高單體電壓vmax≥滿充截止電壓v_fullchg時,計時器count開始計數;
31、s52、當計時器count≥滿充持續時間fullchg_time、電池處于充電狀態且充電電流絕對值cur_chg≤電流過流報警值cur_over,對電池進行滿充校準,將soc標定100%;
32、s53、當計時器count≥滿充持續時間fullchg_time、電池處于充電狀態且充電電流絕對值cur_chg>電流過流報警值cur_over,不執行滿充校準,將soc限制在soc滿充等待值soc_limit;
33、s54、當計時器count≥滿充持續時間fullchg_time、電池處于充電狀態且有放電電流,不執行滿充校準和soc限制,輸出顯示soc值;
34、s55、當0<計時器count<滿充持續時間fullchg_time且電池處于充電狀態,不執行滿充校準,將soc限制在soc滿充等待值soc_limit;
35、s56、當上述s52、s53、s54、s55均不滿足時,不執行滿充校準和soc限制,輸出顯示soc值。
36、與現有技術相比,本發明有以下優點:本發明方法基于溫度采取soc容量隱藏法,結合充放電動態校準及滿充校準,實現了對動力電池soc的準確修正;基于電流倍率、動態電壓、顯示soc和目標修正值的差值對soc進行修正,不受電流采樣精度的影響,克服了安時積分法的累計誤差問題;可以在車輛作業時實時修正soc,不需要對電池進行靜置,解決了開路電壓法對靜置工況的依賴。