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深度剖析SOC精度验证办法

大家都知道电池管理系统(BMS)的核心是上层应用算法,算法的核心是SOC估算。所以,国标QC/T897-2011《电动汽车用电池管理系统技术条件》自然要着重描述

咱们都知道电池办理体系(BMS)的中心是上层使用算法,算法的中心是SOC预算。所以,国标QC/T897-2011《电动轿车电池办理体系技能条件》天然要侧重描绘荷电状况(SOC)的精度测验。这能够从其一共13页的的文件中有长达6页是与SOC精度有关的中能够看出。国标对SOC预算精度的要求是差错要不大于10%。不过,国标给出的验证办法存在以下问题:

1、国标只要求测验2个点的SOC精度

国标中提出,只要在SOC大于80%和小于30%的区域各找一个点测验。我以为这是远远不行的。莫非2个点准确就能够确保一切作业点都满足要求了,显着不是。

我在为美国BIG3写验证办法规划验证方案和陈述(Design Verification PlanReport,简称:DVPR)时,要求SOC从100%到截止电压(SOC大约只要1-3%)都要验证,即使是关于SOC 作业范围比较窄的混合动力轿车(HEV)也不破例。这是由于介意外状况下,SOC是有或许偏出正常作业范围。假如SOC不在作业范围内了,也不容许失控。

记住在做沃蓝达BMS仿真验证时,关于每个点都要做SOC的反向核算,找出自始至终哪一个点(一切差错超越2.5%的点)的SOC差错最大,而且要剖析为什么这个点的SOC比较大。

2、工况的挑选

国标给出了4个工况,并称其为“典型”充放电工况,这几个工况如下图所示:

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显着,这几个工况没有一个挨近实践工况。由于实践工况的电流看起来像是噪声,不或许是直线,所以这些工况不行“典型”。

其次,国标给的时刻最长的两个工况,一个是80秒,一个是90秒。国标说,恣意选一个工况,接连循环10次,来查看SOC。接连循环10次有多长?最长的一个工况只要90秒,循环10次是900秒,也只要15分钟。而在这15分钟SOC只变化了不到10%,这说明什么问题?假定电流传感器在工况测验过程中坏了,丈量永久都是零,BMS都能够经过国标SOC的精度要求。由于你算出来的SOC不变。尽管不对,可是差错必定小于10%。所以国标给的工况来验证SOC精度,彻底没有意义。

在通用轿车(GM)做沃蓝达的时分,咱们挑选用于验证的工况都是实践收集的工况。尤其是那些安时积分核算出的SOC和实时在线预算的SOC有显着不同的工况。在克莱斯勒,由于样车都还没有,就谈不上实践工况。咱们是拿其他车的工况进行恰当的扩大以模仿最差状况。

或许,有人会说,这不是某个特定车的工况,不符合实践。可是,一个算法,要能够在任何状况下都能够正常作业,在任何理论上存在的工况下,也有必要能够正常作业。

我其时给了供货商5个工况,3个典型工况,2个扩大了的工况。比方,将US06工况的功率乘以1.8并加以恰当限流(US06工况试验是调查测验样车在高速度、高加速度状况下的排放状况)。其时,国际上没有一个BMS供货商能够在精度方面能够到达克莱斯勒的要求。后来,有人告诉我,有人在美国轿车工程师学会(SAE)陈述,US06x1.8能够包含95%以上最剧烈(aggressive)的工况。后来,我在国内一家公司作业时,这家公司的德国分公司的BMS软件主管特意从德国来浙江问我,我的SOC算法关于大电流和小电流是不是相同的。

可见,大电流的SOC在线预算确实不容易。国标也应该参照克莱斯勒的形式。在没有满足工况的状况下,恰当扩大典型工况。当然,纷歧定要像我相同要用那样剧烈的工况。

3、SOC精度的验证办法

国标说工况试验做完今后“静置10分钟”,然后放电到0。最终核算SOC真值。静置10分钟的意图是什么?在我看来没有意义。由于在这10分钟里,假如说有被丈量的量在变,那便是端电压。可是,电压在这个验证办法里,压根就不必。假如想得到电池的真实的开路电压(OCV),10分钟的静置时刻如同又太短了。尤其是对磷酸铁锂电池,这反映出国标好像有点手足无措。

其次,关于精度验证办法,国标要求要把电量悉数放光来验证,这当然是一个办法,可是这个办法没有任何实践意义,由于在路上不或许把电放光。所以,在路上开车,是无法知道差错是有多大的,由于你不敢在路上把电放光来查看SOC的精度。

现在,国内简直一切的SOC都是用安时积分法。安时积分法需求知道SOC的起点。这个起点一般是经过开路电压(OCV)得到。可是,国标自始至终都没有提及OCV以及它与SOC的联系。这个联系是整个BMS联系中最最重要的联系。国标怎么会压根就不提呢?

作为BMS的中心,除了SOC以外,还有最大充放电功率猜测(SOP)和健康状况(SOH)。国标没有提或许是由于国内现在还很好处理办法。最近看到一些专家在提用大数据的办法来处理SOH。其实,咱们在沃蓝达上就能够做到实时在线预算了。那时分大数据这个时尚的词还没有创造呢。大数据好是好,但纷歧定放在哪里都好用。

为什么需求用SOP?SOP有两个效果,榜首个约束功率,维护电池。使电池永久作业在给定的作业区间。所以维护电池不是靠所谓的一级防护、二级防护。而是靠SOP。防护是必不行少的。可是,在正常状况下是备而不必的。第二个,充分发挥电池的潜力,比方说许多国产的车,BMS为了维护电池,分明电池能够输出50千瓦,你只让它输出40千瓦,是维护了电池,可是献身了10千瓦,这10千瓦关于你的动力功能来说或许便是很重要的。

充电也是相同,假如说当你刹车的时分,能量收回的时分,它能够吸收50千瓦的功率,你只让吸收40千瓦的功率,你的功率就要下降,所以准确的SOP也是很重要的。尤其是当电池老化或许低温以及输出功率有限的混合动力的状况下,SOP就显得特别重要。为什么国外的混合动力油耗低,除了能够挑选专用发动机以外,还能够挑选容量更小的发动机来到达相同的动力功能。这其间就有SOP的劳绩。咱们有些专家和院士常常说到要开展混合动力包含增程式。这些提法都没错。可是,没有过硬的中心技能,即使是国际产值榜首,也没有人介意。只能是自娱自乐。

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