锂离子电池SOC估计方法

摘要

一种锂离子电池SOC估计方法，属于电池检测领域。本发明的目的是提供一种准确、实时、高效的对锂离子电池组的各种状态（每块电池的端电压、充放电电流和电池的表面温度）进行实时监测，并且及时准确的对实体电池的荷电状态（SOC）进行估计的锂离子电池SOC估计方法。本发明是基于xPC Target的硬件在环仿真平台，对实体动力电池荷电状态估计；具体步骤如下：a、数据采集部分、目标机、宿主机。本发明比现有估算方法更加能够准确、实时、高效的对锂离子电池组的各种状态（每块电池的端电压、充放电电流和电池的表面温度）进行实时监测，使电动汽车动力电池组更加能够达到理想的效果，为现有电动汽车的发展起到关键性作用，也为环保做出卓越贡献。

主权项

一种锂离子电池SOC估计方法，其特征在于：基于xPC Target的硬件在环仿真平台，对实体动力电池荷电状态估计；平台包括：a、数据采集部分：通过电流传感器、电压传感器和温度传感器对电池的电流、电压、温度参数进行采集，使用硬件滤波器对采集到的数据进行滤波；b、目标机：滤波之后的信号通过AD板卡输入到目标机实时内核进行处理，实时内核获取电池的电流、电压和温度信息，根据下载好的模型对数据进行处理，得到锂离子电池荷电状态值；进而根据需要对电池的各种参数以及估算结果进行实时显示，把采集数据和处理数据传输给宿主机存储以进行后期处理；c、宿主机：搭建锂离子电池荷电状态估计模型并下载到目标机中运行；控制目标机数据采集和数据处理的运行，控制整个系统的启停；存储实时运行数据并在停止运行后进行数据保存和处理；平台搭建及运行过程如下：①    硬件选择：宿主机选用Intel core CPU E6600 @3.06GHz CPU 4G内存的研华IPC‑610工控机，目标机选用Intel core CPU E5500 @2.8GHz CPU 2G内存的研华IPC‑610工控机，目标机装有数据采集卡，宿主机和目标机都装有xPC Target环境兼容的I82559网卡；②     电路设计：串联电池组单体电池电压采集由所设计的线性运算放大器组成的线性采样电路实现，并且通过串联电池组各单体电压得到串联电池组的总电压，电路中线性放大器的放大倍数根据串联电池组总电压的大小来确定；B₁~B_n为n节单体电池，串联组成电池组，每节电池电压测量的采样电路相同，第n节电池B_n的正极通过电阻R_n2连接至第一运算放大器的反相输入端，负极与电阻R_n2、R_n5依次串联后连接至第二运算放大器的输出端，第一运算放大器的同相输入端接地，其反相输入端还通过电阻R_n3连接至其输出端，第一运算放大器的输出端通过电阻R_n4连接至第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的同相输入端接地，其反相输入端还通过电容C_n5连接至其输出端，电阻R_n5与电容C_n5并联，第二运算放大器的输出端即为这路采样电路的输出端，输出电压为：（1）其中，V_n+1为电池B_n的正极电压，V_n为电池B_n的负极电压；取，，则电池B_n经采样电路变换后的电压为：，即输出电压就是单体电池的端电压；滤波电路为四阶巴特沃斯低通滤波器，采用两个二阶低通滤波器串联构成四阶低通滤波器；③    配置xPC Target实时系统：制作目标启动盘，配置宿主机、目标机通信环境，在xPC Target中进行宿主机和目标机的连接；④     仿真模型搭建：xPC Target中使用的系统模型包括AD板卡接口、电池荷电状态估计模块、示波器和数据存储模块，其中的电池荷电状态估计模块是在等效电路模型的基础上使用自适应Kalman滤波的方式实现的。