10.16638/jki.1671-7988.2020.04.002
燕逸飞
（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601） 摘要：SOC估算有如开路电压法、安时积分法、神经网络法、卡尔曼滤波法等多种方法[1]。江淮某轻型纯电物流车磷酸铁锂电池SOC估算采用较为成熟、稳定的安时积分策略、充电末端Vmax校准及放电末端OCV修正策略[2]。市场车辆在环境14℃～16℃时，放电末端常出现修正导致SOC5～8%幅度的跳变，文章通过对比分析，细化不同温度SOC-OCV矩阵，较好的解决上述问题。 关键词：SOC；OCV；安时积分；修正
中图分类号：TM911.3 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2020)04-05-03
Optimization of SOC Jump Caused by OCV Correction of a
Certain Pure Electric Vehicle
Yan Yifei
( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )
Abstract: SOC estimation methods include open circuit voltage method, ampere hour integration method, neural network method, Kalman filter method, etc.The SOC estimation of lithium iron phosphate battery of a light pure electric logistics vehicle in Jianghuai adopts a more mature and stable ampere hour integration strategy, Vmax calibration at the charging end and OCV correction strategy at the discharge end.In the environment of 14℃-16 ℃, the end of discharge often appears correction, which leads to the jump of soc5-8%. In this paper, the soc-ocv matrix at different temperatures is refined through comparative analysis, so as to better solve the above problems.
Keywords: SOC; OCV; Ampere hour integral; Correct
CLC NO.: TM911.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)04-05-03
引言
近年随着传统燃油车保有量的加增，带来了一系列能源及环境问题，迫使世界各国重新审视汽车产业未来的发展趋势。汽车电动化也作为我国一项重大决策提出，并执行，动力电池作为汽车电动化的能源供给装置，其性能优劣直接影响新能源汽车的发展前景。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[4]：
（1）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； 作者简介：燕逸飞（1989-），新能源商用车电池系统设计主管工程
师，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。
5
汽车实用技术
6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[3]。
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：
表1 某款电池SOC-OCV数据（＜10℃时OCV不修正）
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。
表2 针对SOC跳变问题的接受程度调查表
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
表3 OCV数据（＜10℃时OCV不修正）
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，（下转第15页）
孙越：我国新能源汽车分类及发展现状浅析
15
年生产电动客车1.27万辆；受国家新能源政策影响，尤其是城市公交电动化及新能源补贴推动，2015年快速增长至9.42万辆；2016年新能源客车总销量为12.31万辆，其中纯电动客车11.57万辆，同比增长31%；2017年，由于中央和地方政府对电动客车补贴的变化，同比下降了23%，纯电动客车的销量为8.98辆，但纯电动客车仍然是新能源客车销量的主力，占比为84.77％，混合动力客车1.6万辆，占比15．12％，燃料电池车辆共计116辆，占新能源客车总销量的0．11％，由此可见，现阶段我国新能源客车仍以纯电动客车为主；2018年，受新能源政策调整实施过渡期补贴政策，前5个月销量高增长，但6月却出现断崖式下跌，2018年全年，我国6米以上新能源客车累计销售仅9.1万辆，同比下降2.3%。
在替代燃料方面，甲醇燃料汽车和氢燃料汽车这几年在个别区域发展也比较迅速。2012年起，工信部在山西、上海、陕西、甘肃、贵州等地进行甲醇燃料汽车试点示范，取得良
好效果，由于具有可靠安全、环保经济的特点，目前已在陕西、贵州等地的出租车市场已具有上万辆以上的使用规模。近几年，我国氢燃料汽车技术进步也较快，具有无污染、续驶长等特点，已在山东、广东、北京、上海等地的商用车市场得到应用，目前我国氢燃料商用汽车保有量已达3500辆。
3 结论
目前我国新能源汽车产业已经步入快速发展阶段，但仍存在许多问题，例如缺乏核心技术、基础设施和市场机制不完善、销售环境不景气等。要突破发展的障碍，在政策支持、技术创新、市场推动、使用环境等各个环节还有许多有待开发和完善的举措，现有产品距离老百姓心中的目标还有一段距离，最终只有依靠绝佳的技术、过硬的产品才能真正赢得的市场。
（上接第6页）
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。
参考文献
[1] 许爱萍.我国电动汽车产业链延伸发展的关键要素分析与对策[J].
科技与经济,2015(2):101-105.
[2] 胡小芳.薛秀丽.电动汽车电池荷电状态SOC 估算方法的浅析[J].
新能源汽车,87-88.
[3] 叶明.陈宾等.电动汽车SOC 估算方法的设计策略研究简述[J].汽
车设计,96-97.
[4] 赵字.王栋梁等.带校准参数的SOC 估算方法研究[J].通讯电源技
术,2018（10）:25-26.
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