专利名称：动力电池的荷电状态估算方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及动力电池的荷电状态估算领域，特别是涉及一种动力电池的荷电状态估算方法及装置。
背景技术：
随着能源和环保问题的日益突出，纯电动汽车和混合电动汽车受到世界各国的高度重视。作为发展电动汽车的关键技术之一的电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)，其性能的优劣很大程度上制约了电动汽车的整体性能。而BMS的核心部分是对动力电池SOC (State Of Charge，荷电状态)的准确估算。其中，SOC可以体现动力电池的剩余电量。目前，现有的动力电池的SOC估算方法为安时积分法。该方法的计算原理为:
权利要求
1.一种动力电池的荷电状态估算方法，其特征在于，包括: 在动力电池的本次运行过程中，当当前时刻为预设估算时刻时，确定所述动力电池的动力电池参数，其中，所述动力电池参数为从与所述动力电池对应的电池模型获得的参数；所述预设估算时刻为与所述动力电池的本次开始运行时刻间隔n个第二预设时间段的时亥IJ，以及所述动力电池在本次工作之前的非工作时间小于第一预设时间的本次开始运行时刻，n彡I且n为整数； 确定以所述动力电池参数作为向量元素的初始电池系统状态空间向量； 获取与所述动力电池对应的初始修正矩阵，其中，所述初始修正矩阵为依据所述电池模型获得的预设矩阵； 采集所述动力电池的动力电池系统状态系数，并根据所述动力电池系统状态系数和所述初始电池系统状态空间向量，计算与所述动力电池对应的预估电池系统状态空间向量，其中，所述电池系统状态系数为依据所述电池模型获得的参数； 根据所述动力电池系统状态系数和所述初始修正矩阵中的初始误差协方差矩阵，计算与所述动力电池对应的预估误差协方差矩阵； 根据所述预估误差协方差矩阵和所述动力电池系统状态系数，计算与所述动力电池所对应的滤波增益； 根据所述滤波增益、所述初始修正矩阵中的预估误差协方差矩阵，对所述预估电池系统状态空间向量进行修正，以得到与所述动力电池对应的目标电池系统状态空间向量；从所述目标电池系统状态空间向量中确定出与所述动力电池对应的荷电状态。
2.根据权利要 求1所述的方法，其特征在于，所述确定动力电池的动力电池参数，包括: 当所述预设估算时刻为所述动力电池在本次工作之前的非工作时间小于第一预设时间的本次运行开始时刻时，将上次运行结束时刻时所述动力电池的动力电池参数作为所述动力电池的动力电池参数； 当所述预设估算时刻为与所述动力电池的运行开始时刻间隔n (n > I且n为整数)个第二预设时间段的时刻时，将所述动力电池在上一预设估算时刻的动力电池参数作为所述动力电池的动力电池参数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括: 当未达到预设估算时刻时，在判断出当前时刻为所述动力电池在本次工作之前的非工作时间不小于第一预设时间的本次开始运行时刻时，采集所述动力电池的开路电压，根据预设的开路电压与荷电状态的映射关系，获得所述动力电池的荷电状态。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池模型为Thevenin电池模型，相应的，上次运行结束时刻时所述动力电池的动力电池参数、上一预设估算时刻的动力电池参数，分别包括: 动力电池的极化电压、欧姆内阻、极化内阻、极化电容和荷电状态。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始修正矩阵，包括: 初始误差协方差矩阵、初始系统噪声方程矩阵、初始观测噪声方差矩阵和初始增益修正系数矩阵。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述动力电池系统状态系数，包括:动力电池的端电压、电流信号和温度信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述动力电池系统状态系数和所述初始电池系统状态空间向量，计算与所述动力电池对应的预估电池系统状态空间向量所采用的公式，包括:
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述动力电池状态系数和所述初始修正矩阵中的初始误差协方差矩阵，计算与所述动力电池对应的预估误差协方差矩阵所采用的公式，包括:
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述预估误差协方差矩阵和所述动力电池系统状态系数，计算与所述动力电池对应的滤波增益所采用的公式，包括:L(k) = ζ*K(k)，其中，;为增益修正系数矩阵；
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述滤波增益、所述初始修正矩阵中的预估误差协方差矩阵，对所述预估电池系统状态空间向量进行修正所采用的公式，包括:
11.一种动力电池的荷电状态估算装置，其特征在于，包括: 动力电池参数确定模块，用于在动力电池的本次运行过程中，当当前时刻为预设估算时刻时，确定所述动力电池的动力电池参数，其中，所述动力电池参数为从与所述动力电池对应的电池模型获得的参数；所述预设估算时刻为与所述动力电池的本次开始运行时刻间隔n个第二预设时间段的时刻，以及所述动力电池在本次工作之前的非工作时间小于第一预设时间的本次开始运行时刻，n彡I且n为整数； 初始电池系统状态空间向量确定模块，用于确定以所述动力电池参数作为向量元素的初始电池系统状态空间向量； 初始修正矩阵获取模块，用于获取与所述动力电池对应的初始修正矩阵，其中，所述初始修正矩阵为依据所述电池模型获得的预设矩阵； 预估电池系统状态空间向量计算模块，用于采集所述动力电池的动力电池系统状态系数，并根据所述动力电池系统状态系数和所述初始电池系统状态空间向量，计算与所述动力电池对应的预估电池系统状态空间向量，其中，所述电池系统状态系数为依据所述电池模型获得的参数； 滤波增益计算模块，用于根据所述预估误差协方差矩阵和所述动力电池系统状态系数，计算与所述动力电池所对应的滤波增益； 目标电池系统状态空间向量获取模块，用于根据所述滤波增益、所述初始修正矩阵中的预估误差协方差矩阵，对所述预估电池系统状态空间向量进行修正，以得到与所述动力电池对应的目标电池系统状态空间向量； 荷电状态确定模块，用于从所述目标电池系统状态空间向量中确定出与所述动力电池对应的荷电状态。
全文摘要
本发明公开了一种动力电池的荷电状态估算方法及装置。所述方法包括确定动力电池的动力电池参数；确定以所述动力电池参数作为向量元素的初始电池系统状态空间向量；获取与所述动力电池对应的初始修正矩阵；计算与所述动力电池对应的预估电池系统状态空间向量、预估误差协方差矩阵、滤波增益；对所述预估电池系统状态空间向量进行修正，以得到相应的目标电池系统状态空间向量；从所述目标电池系统状态空间向量中确定出相应的荷电状态。可见，本方案中，当动力电池参数不准确时，通过增加的修正过程降低了本次荷电状态的估算误差，并进一步降低了后续预设估算时刻的荷电状态的估算误差，从而提高了对动力电池的荷电状态估算的准确性。
文档编号G01R31/36GK103235266SQ20131010796
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者张新莹, 姚振辉, 薛山, 郑英, 张友群, 赵天林 申请人:重庆长安汽车股份有限公司, 重庆长安新能源汽车有限公司