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江淮汽車 | 某款純電動(dòng)車OCV 修正致SOC 跳變問題的優(yōu)化

2020-03-27 09:50:22·  來源：《某款純電動(dòng)車OCV 修正致SOC 跳變問題的優(yōu)化》  作者：安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司  
　
引言SOC 作為車輛續(xù)駛里程的晴雨表，直接反應(yīng)電池車性能的優(yōu)劣，而SOC 跳變直接導(dǎo)致駕駛員里程焦慮，抱怨較大?1 SOC 算法以某款配磷酸鐵鋰電池電動(dòng)車為例，充電
引言

SOC 作為車輛續(xù)駛里程的晴雨表，直接反應(yīng)電池車性能的優(yōu)劣，而SOC 跳變直接導(dǎo)致駕駛員里程焦慮，抱怨較大?

1 SOC 算法

以某款配磷酸鐵鋰電池電動(dòng)車為例，充電過程中，以Vmax 達(dá)到3.65V 截止，SOC 校準(zhǔn)到100%?放電過程中，以安時(shí)積分的方法估算SOC，從t0 到t1，SOC 計(jì)算公式如下：

 
其中 表示放電結(jié)束某時(shí)刻SOC 值，SOC0 表示初始荷電狀態(tài)，i 為放電電流，Qn 策略識(shí)別初始容量；

在車輛充放電過程中，通過對電池的充放電電流和時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)積分運(yùn)算，得到動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的SOC 值?同時(shí)，安時(shí)積分法對電流傳感器的采集精度?采集周期等有較高要求，且如電動(dòng)車多次充放電不滿充校準(zhǔn)，單次估算誤差累加在一起顯示在儀表上?考慮電池特性，在放電過程中車輛的運(yùn)行工況較復(fù)雜(對應(yīng)急加速或緩慢加速可放出容量差異較大)，電流波動(dòng)大也會(huì)導(dǎo)致滿電可放出電池容量偏差，從而對SOC 估算值產(chǎn)生較大誤差?

放電末端SOC 修正策略設(shè)定如下：系統(tǒng)激活以后，自動(dòng)識(shí)別，如距離上次下電靜置時(shí)間間隔≥1h，且此時(shí)充?放電電流小于2A，系統(tǒng)調(diào)取已存儲(chǔ)的Tmin/Vmin 查SOC-OCV矩陣表或線性差分表，得出真實(shí)SOC1，如滿足SOC1<20%，則計(jì)算SOC 表-SOC1 差值，若差值大于4%，則SOC 表取SOC1，即直接修正到SOC1，完成放電末端修正，某車型不同溫度SOC-OCV 參數(shù)表1 所示：

注：Tmin 高于25℃時(shí)取25℃點(diǎn)參數(shù)值，各溫度參數(shù)之間時(shí)采用線性插值，低于10℃時(shí)不做修正?

2 車輛問題

車輛問題分析，某款純電動(dòng)車，原設(shè)定給出-10℃?0℃?10℃?25℃條件下，對應(yīng)不同荷電狀態(tài)的OCV 參考值，SOC精度級(jí)為10%，其中，當(dāng)SOC>20%，僅做首次電池系統(tǒng)裝車，給定初始值參考；如某運(yùn)營輛車進(jìn)入OCV 修正程序，Tmin=15℃，Vnin=3.202V(SOC1≈15%)，此時(shí)系統(tǒng)讀取SOC值，需要橫向線性差分計(jì)算出Tmin=15℃，不同SOC 對應(yīng)OCV 值，在列向線性差分以10%?20%SOC 對應(yīng)OCV 差分計(jì)算出Tmin=15℃，10%?11%...20%對應(yīng)OCV 值，最后比較SOC 表-SOC1 偏差是否大于4%?

因電池的放電一般分為多次完成，根據(jù)(1)中安時(shí)積分計(jì)算公式，電流精度?電流采集周期是影響安時(shí)積分關(guān)鍵因素；某車型電流精度等級(jí)為0.1%，采集周期20ms 成熟方案；此外不同工況放電，其可放出容量值存在一定，如小倍率等速放電，相同溫度放電容量要比急加速，大功率放電放出容量高，此情況對Qn 容量初始值產(chǎn)生影響?以上影響是電動(dòng)車輛運(yùn)營過程中允許的偏差，其影響因素一般可控制在3%以內(nèi)，即整個(gè)放電過程中有3%左右偏差，理論上OCV 不會(huì)修正，其誤差會(huì)在下一次滿充時(shí)被修正消除掉?

而電池不同溫度SOC-OCV 真實(shí)非線性關(guān)系，策略的線性差分計(jì)算存在偏差，導(dǎo)致誤修正；此誤差如加上正常系統(tǒng)3%的誤差，可以導(dǎo)致SOC 表顯示與SOC1 差異增大到4%以上，以至放電末端產(chǎn)生OCV 修正，SOC 跳變，造成用戶抱怨?

注：充?放電及靜置過程中，SOC 跳變會(huì)導(dǎo)致用戶里程焦慮，跳變幅值越大抱怨嚴(yán)重；

3 優(yōu)化策略

 
根據(jù)上述分析，基于電流傳感器精度?電流采集周期提高會(huì)帶來較大設(shè)計(jì)變動(dòng)，本文通過細(xì)化不同溫度SOC-OCV測試值，優(yōu)化OCV 修正策略寫入的OCV 矩陣表，將放電末端OCV 修正精度盡量控制，減小系統(tǒng)誤差，降低OCV 修正比例?驗(yàn)證結(jié)果表明，將優(yōu)化策略寫入整車后，在14℃~16℃，放電末端OCV 修正導(dǎo)致SOC5~8%幅度的跳變問題明顯降低?

4 結(jié)論

本文提出了一種優(yōu)化SOC 估算的方法，在現(xiàn)有SOC 估算設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過將不同溫度SOC-OCV 矩陣參數(shù)細(xì)化提升，提高了OCV 修正準(zhǔn)確性，減少不符合預(yù)期的修正?驗(yàn)證驗(yàn)證結(jié)果表明，針對某款純電動(dòng)車，增加15℃?20℃SOC-OCV 參數(shù)，將SOC-OCV 精度提升至5%，優(yōu)化程序?qū)懭胲囕v，可有效降低特定溫度區(qū)間，放電末端修正導(dǎo)致的跳變問題，SOC 估算誤差可穩(wěn)定保持在±5%以內(nèi)?
 
 
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