電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

4 SOC估算方法
本文采用了一種綜合的電量估計(jì)方法，它以開路電壓法和安時(shí)積分法為基礎(chǔ)，充分考慮各種影響因素并進(jìn)行補(bǔ)償。
(1)開路電壓法獲取每次上電的初始剩余電量SOC0開路電壓法利用電池的放電深度與電池的開路電壓的關(guān)系，通過測量電池的開路電壓來估算SOC。在實(shí)際運(yùn)用中，電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)所采集的電池端電壓在電池充放電的過程中變化比較大，不能準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)電池的開路電壓，所以我們無法在運(yùn)行過程中利用端電壓來估計(jì)電池的剩余容量。但是，電池在停止充放電后，其端電壓會(huì)發(fā)生變化，隨時(shí)間逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)端電壓穩(wěn)定時(shí)，這時(shí)的端電壓與容量的關(guān)系就比較明確。電池靜置的時(shí)間越長，其端電壓越能表征其內(nèi)部容量。所以可以考慮將電池的靜置時(shí)間t作為參數(shù)，在電池靜置前的容量SOCn與電池穩(wěn)定后其端電壓所表征的容量SOCm做一定的加權(quán)，如式(4)。

式中：T為電池端電壓穩(wěn)定所需的時(shí)間；t為電池靜置時(shí)間(即兩次使用的間隔時(shí)間)；SOCn為電池靜置前的剩余容量；SOCm為電池端電壓穩(wěn)定時(shí)的剩余容量。
理論上來說，T是一個(gè)無窮長的時(shí)間，但實(shí)際上，一般端電壓的變化率小于一定值時(shí)就認(rèn)為其是穩(wěn)定的。電池穩(wěn)定后其端電壓所表征的容量SOC由電池供應(yīng)商提供的電池參數(shù)確定。
(2)安時(shí)法確定放電狀態(tài)下t時(shí)刻剩余電量SOCt假設(shè)在△t時(shí)間內(nèi)，電池以恒定電流放電，在時(shí)刻n其電池時(shí)間容量為：

式中：△C(放電為正，充電為負(fù))為△t時(shí)間內(nèi)電池的充放電容量。
由C=Idt轉(zhuǎn)化為積分形式后，即：

式中：Ct為t時(shí)刻電池的容量；C0為放電初始電池容量；i(t)為t時(shí)刻的電流。
由上式可估算出t時(shí)刻電池的剩余電量SOCt：

當(dāng)然電池不是一個(gè)簡單模型，它的電量受到溫度、充放電電流、充放電循環(huán)次數(shù)、自放電等多種因素影響，其中有些因素對(duì)電量估計(jì)的影響很大。因此剩余電量的估算應(yīng)該充分考慮各種因素的影響，并進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，如：充放電效率補(bǔ)償、自放電及老化補(bǔ)償、放電率補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償?shù)取?br />
5 總結(jié)
電池管理系統(tǒng)是電動(dòng)車不可缺少的一部分，它運(yùn)用各個(gè)學(xué)科的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)電池狀態(tài)的監(jiān)控和管理，從而提高電動(dòng)車運(yùn)行的可靠性，延長電池的使用壽命，為電動(dòng)車下一步的智能一體化提供了可擴(kuò)展的平臺(tái)。