电动汽车用铅酸电池管理系统SOC算法研究

收稿日期：2010-07-25作者简介：李文江（1951—），男（蒙古族），辽宁省人，教授，博士生导师，主要研究方向为节能型电力传动技术与应用，电机与电器检测技术。

电动汽车用铅酸电池管理系统SOC 算法研究

李文江，张志高，庄益诗

（辽宁工程技术大学电气与控制学院，辽宁葫芦岛125105）

摘要：SOC 数据是电动车运行过程中一个重要的参数，它是防止电动车蓄电池过充和过放的主要依据。通过安时(Ah)积分法和开路电压法相结合的方法来估算电池荷电状态（SOC ）。利用ADVISOR 整车仿真软件，在MATLAB/Simulink 仿真平台上搭建了SOC 仿真模型验证估算方法的精确性。在电池管理系统硬件设计中，系统采用了分散采集集中处理的设计方案，采用MC9S12DP128MPV 控制芯片进行信息处理计算，得出电池荷电状态和单体电池工作状态、电流、温度等信息,并在软件中实现了算法的嵌入式应用。关键词：电池荷电状态；纯电动汽车；电池管理系统中图分类号：

TM 912文献标识码：

A 文章编号：

1002-087X(2010)12-1266-03Research on algorithm of SOC estimation for electric car ’s lead-acid

battery management system

LI Wen-jiang,ZHANG Zhi-gao,ZHUANG Yi-shi

(Faculty of Electrical and Control Engineering,Liaoning Technical University,Huludao Liaoning 125105,China)

Abstract:SOC (State Of Charge )is one of the most important parameters for EVs ,which is the main basis to prevent overcharge and overdischarge of the EV battery.The battery's state of charge was estimated by the method which combined the ampere hour law (Ah)with the open-circuit voltage methods.The simulation software of vehicle ADVISOR was applied to build the simulation model to verify the accuracy of estimation based on the MATLAB/Simulink simulation platform.The design proposal of dispersed gathering and centralized processing was used to design the battery management system's hardware ,the MC9S12DP128MPV control chip was adopted to compute the information,and then the battery's state of charge ,single battery's status of work,current,temperature and so on were obtained.The embedded applications in the software algorithms were implemented.Key words :SOC ;pure electric vehicle ;battery management system 对于纯电动汽车（EV ）而言，动力蓄电池是汽车动力的唯一来源，因此蓄电池的性能对汽车整体性能起着决定作用。这就要求电池管理系统不仅能够正确监测反应使用过程中消耗的电池能量，而且也能够实时预测电池所剩余的电量，电池的剩余电量直接决定着EV 的最大行驶里程，电池管理系统要根据汽车当前行驶路况，预测汽车的续驶里程，减轻驾驶员的心理负担，尽可能地避免半路抛锚。由于目前国内电池生产技术的限制，动力蓄电池为整车成本中较高的部件之一，合理利用电池提高电池使用寿命，必须将SOC 控制在一个合理的范围之内[1]

。因此，准确的估算电池组的SOC 是纯电动和混合

动力汽车产业化必不可少的先决条件之一。

当前应用的各种电池组SOC 实时在线估算方法都存在着不同的缺陷，不能达到实际使用的要求。这主要是因为电池组的SOC 和很多因素相关且具有很强的非线性，从而给SOC 实时在线估算带来很大的困难[2]。本文通过安时(Ah)积分法和

开路电压法相结合的方法来估算电池荷电状态（SOC ）。设计了电池管理系统的硬件电路，并在软件中实现了该算法的嵌入式应用。并通过SOC 仿真模型验证了估算方法的精确性。

1SOC 估计方法

电池的SOC 值是电池能量管理系统中一个非常重要的参数，同时也是电动汽车与混合动力汽车中制定控制策略的一个关键参数。实时准确的SOC 值的确定是提高电池效率有效保护电池的基础。

这里，我们将电池的荷电状态分为：标称荷电状态SOC B

和动态荷电状态SOC D 两种情况：（1）标称荷电状态SOC B

特指某恒定温度下，以标称的恒流放电I B 时电池所放出的标称容量Q B 为基准所确定的SOC B 值。SOC B 只需对电池不可恢复性容量影响因素进行修正，如式（1）。

SOC B ＝（SOC 0－Q B /C B ）×K 1(1)

式中：

C B 为电池以标定的电流I B 为恒流放电所具有的容量；K 1为电池不可恢复性容量影响系数；SOC 0为初始电池的剩余容量

。

研究与设计