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江淮汽车 | 某款纯电动车OCV 修正致SOC 跳变问题的优化

2020-03-27 09:50:22·  来源：《某款纯电动车OCV 修正致SOC 跳变问题的优化》  作者：安徽江淮汽车集团股份有限公司  
　
引言SOC 作为车辆续驶里程的晴雨表，直接反应电池车性能的优劣，而SOC 跳变直接导致驾驶员里程焦虑，抱怨较大｡1 SOC 算法以某款配磷酸铁锂电池电动车为例，充电
引言

SOC 作为车辆续驶里程的晴雨表，直接反应电池车性能的优劣，而SOC 跳变直接导致驾驶员里程焦虑，抱怨较大｡

1 SOC 算法

以某款配磷酸铁锂电池电动车为例，充电过程中，以Vmax 达到3.65V 截止，SOC 校准到100%｡放电过程中，以安时积分的方法估算SOC，从t0 到t1，SOC 计算公式如下：

 
其中 表示放电结束某时刻SOC 值，SOC0 表示初始荷电状态，i 为放电电流，Qn 策略识别初始容量；

在车辆充放电过程中，通过对电池的充放电电流和时间进行实时积分运算，得到动态实时的SOC 值｡同时，安时积分法对电流传感器的采集精度､采集周期等有较高要求，且如电动车多次充放电不满充校准，单次估算误差累加在一起显示在仪表上｡考虑电池特性，在放电过程中车辆的运行工况较复杂(对应急加速或缓慢加速可放出容量差异较大)，电流波动大也会导致满电可放出电池容量偏差，从而对SOC 估算值产生较大误差｡

放电末端SOC 修正策略设定如下：系统激活以后，自动识别，如距离上次下电静置时间间隔≥1h，且此时充､放电电流小于2A，系统调取已存储的Tmin/Vmin 查SOC-OCV矩阵表或线性差分表，得出真实SOC1，如满足SOC1<20%，则计算SOC 表-SOC1 差值，若差值大于4%，则SOC 表取SOC1，即直接修正到SOC1，完成放电末端修正，某车型不同温度SOC-OCV 参数表1 所示：

注：Tmin 高于25℃时取25℃点参数值，各温度参数之间时采用线性插值，低于10℃时不做修正｡

2 车辆问题

车辆问题分析，某款纯电动车，原设定给出-10℃､0℃､10℃､25℃条件下，对应不同荷电状态的OCV 参考值，SOC精度级为10%，其中，当SOC>20%，仅做首次电池系统装车，给定初始值参考；如某运营辆车进入OCV 修正程序，Tmin=15℃，Vnin=3.202V(SOC1≈15%)，此时系统读取SOC值，需要横向线性差分计算出Tmin=15℃，不同SOC 对应OCV 值，在列向线性差分以10%､20%SOC 对应OCV 差分计算出Tmin=15℃，10%､11%...20%对应OCV 值，最后比较SOC 表-SOC1 偏差是否大于4%｡

因电池的放电一般分为多次完成，根据(1)中安时积分计算公式，电流精度､电流采集周期是影响安时积分关键因素；某车型电流精度等级为0.1%，采集周期20ms 成熟方案；此外不同工况放电，其可放出容量值存在一定，如小倍率等速放电，相同温度放电容量要比急加速，大功率放电放出容量高，此情况对Qn 容量初始值产生影响｡以上影响是电动车辆运营过程中允许的偏差，其影响因素一般可控制在3%以内，即整个放电过程中有3%左右偏差，理论上OCV 不会修正，其误差会在下一次满充时被修正消除掉｡

而电池不同温度SOC-OCV 真实非线性关系，策略的线性差分计算存在偏差，导致误修正；此误差如加上正常系统3%的误差，可以导致SOC 表显示与SOC1 差异增大到4%以上，以至放电末端产生OCV 修正，SOC 跳变，造成用户抱怨｡

注：充､放电及静置过程中，SOC 跳变会导致用户里程焦虑，跳变幅值越大抱怨严重；

3 优化策略

 
根据上述分析，基于电流传感器精度､电流采集周期提高会带来较大设计变动，本文通过细化不同温度SOC-OCV测试值，优化OCV 修正策略写入的OCV 矩阵表，将放电末端OCV 修正精度尽量控制，减小系统误差，降低OCV 修正比例｡验证结果表明，将优化策略写入整车后，在14℃~16℃，放电末端OCV 修正导致SOC5~8%幅度的跳变问题明显降低｡

4 结论

本文提出了一种优化SOC 估算的方法，在现有SOC 估算设计基础上，通过将不同温度SOC-OCV 矩阵参数细化提升，提高了OCV 修正准确性，减少不符合预期的修正｡验证验证结果表明，针对某款纯电动车，增加15℃､20℃SOC-OCV 参数，将SOC-OCV 精度提升至5%，优化程序写入车辆，可有效降低特定温度区间，放电末端修正导致的跳变问题，SOC 估算误差可稳定保持在±5%以内｡
 
 
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