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【深度】分析SOC精度验证方法

2016-05-23 10:50
野明月
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  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》自然要着重描述荷电状态(SOC)的精度测试。这可以从其总共13页的的文件中有长达6页是与SOC精度有关的中可以看出。国标对SOC估算精度的要求是误差要不大于10%。不过,国标给出的验证方法存在以下问题:

  1、国标只要求测试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试。我认为这是远远不够的。难道2个点精确就能够保证所有工作点都满足要求了,显然不是。

  我在为美国BIG3写验证方法设计验证计划和报告(Design Verification Plan&Report,简称:DVP&R)时,要求SOC从100%到截止电压(SOC大约只有1-3%)都要验证,即使是对于SOC工作范围比较窄的混合动力汽车(HEV)也不例外。这是因为在意外情况下,SOC是有可能偏出正常工作范围。万一SOC不在工作范围内了,也不容许失控。

  记得在做沃蓝达BMS仿真验证时,对于每个点都要做SOC的反向推算,找出从头到尾哪一个点(所有误差超过2.5%的点)的SOC误差最大,并且要分析为什么这个点的SOC比较大。

  2、工况的选择

  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:

深度分析SOC精度验证方法,电池管理系统技术国标是时候修改了!

深度分析SOC精度验证方法,电池管理系统技术国标是时候修改了!

  显然,这几个工况没有一个接近实际工况。因为实际工况的电流看起来像是噪声,不可能是直线,所以这些工况不够“典型”。

  其次,国标给的时间最长的两个工况,一个是80秒,一个是90秒。国标说,任意选一个工况,连续循环10次,来检查SOC。连续循环10次有多长?最长的一个工况只有90秒,循环10次是900秒,也只有15分钟。而在这15分钟SOC只变化了不到10%,这说明什么问题?假设电流传感器在工况测试过程中坏了,测量永远都是零,BMS都可以通过国标SOC的精度要求。因为你算出来的SOC不变。虽然不对,但是误差肯定小于10%。所以国标给的工况来验证SOC精度,完全没有意义。

  在通用汽车(GM)做沃蓝达的时候,我们选择用于验证的工况都是实际采集的工况。尤其是那些安时积分计算出的SOC和实时在线估算的SOC有明显不同的工况。在克莱斯勒,由于样车都还没有,就谈不上实际工况。我们是拿其他车的工况进行适当的放大以模拟最差情况。

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