基于共享汽車電池soc狀態的電池續航

曹秀娟

摘 要：現階段，電動汽車的使用逐漸走進人們的生活當中。我國在各大城市推行的共享單車深受廣大車友喜愛，“共享經濟”的概念迅速普及，共享汽車也隨之悄然進入了人們的視野。共享汽車力求推行新能源汽車，通過構建充換電體系、儲電、電池再利用等新能源汽車配套設施，來支持服務新能源汽車產業，但依舊存在一些尚未解決的問題，比如電池容量小。本文提出電動車使用電池就是基于純電動汽車電池容量較小的前提下推出的電池續航。

關鍵詞：共享汽車;荷電狀態（SOC）電池續航

1 背景

共享汽車”這個概念近幾年火遍了整個共享經濟圈，共享汽車大多數以新能源汽車為主。新能源車的基礎公共設施還處于逐步完善的階段，新能源汽車的技術也在不斷的更新迭代，駕駛者對于行駛舒適感、駕駛時長及操作感有一定的要求。因此，提高共享汽車的使用時長即電池的使用時長對提升共享單車的競爭優勢有很大優勢。

電動汽車中應用最廣泛的電源就是鉛酸蓄電池，但隨著電動汽車技術的發展，鉛酸蓄電池由于比能量較低，充電速度較慢，壽命較短，逐漸被其他蓄電池所取代。現今，電動汽車的發展如火如荼，新能源汽車的出現代替傳統燃油汽車不僅給環境生態改善帶來影響，也對人們的日常生活旅游外出帶來諸多便利。但是現階段容量較小電池的純電動汽車，有很多用戶反映使用體驗很糟糕，這就要涉及兩個與之相關的議題：電池能量管理（BMS）和荷電狀態（SOC）的精度。其中SOC是用來描述電池使用過程中可充入和放出容量的重要參數[1]。

2 共享汽車發展現狀及存在問題

共享經濟已深入到百姓的日常生活中，特別是能夠為消費者出行提供較大便利的共享單車、共享汽車等行業，更是成為資本的“兵家必爭之地”。共享汽車，是共享經濟中的一種產物，指許多人合用一輛車，即開車人對車輛只有使用權，而沒有所有權，有點類似于在租車行里短時間包車。它手續簡便，打個電話或通過網上就可以預約訂車。汽車共享般是通過某個公司來協調車輛，并負責車輛的保險和停放等問題。這種方式不僅可以省錢。而且有助于緩解交通堵塞，以及公路的磨損，減少空氣污染，降低對能量的依賴，發展前景極為廣闊。

當前，智能技術臻于完善，以首汽GoFun出行、EVCARD、神州分時租賃、途歌等為代表的共享汽車成為業界眼中的下一個獨角獸行業。譚奕在接受國際商報記者采訪時表示“共享汽車所涉及的上、下游產業鏈和需要整合的資源決定了這是一個重資源的行業，車輛、充電樁、停車場地等缺一不可。同時，它也是重資產、重運營、重管理的行業。”

加速行業內信息對流，鼓勵技術創新，提升充電樁智能化管理，從源頭上解決新能源汽車充電難問題;在保障新能源車順利推廣的同時，促進新能源共享汽車得到更好發展。作為共享汽車發展的一大限制，電池使用壽命的延遲也成為一個主要的內容。

3? SOC估算

SOC即蓄電池荷電狀態，其定義基本可從兩方面進行。其中BMS的主要任務是檢測電池工作情況、估算電池SOC、電池健康狀況（State of Health，簡稱SOH），完成熱管理、 充放電控制、CAN（Controller Area Network）通信、 均衡檢測、故障診斷和液晶顯示等功能，使電動汽車的控制單元能夠及時有效地利用所傳遞的SOC等信息，對動力電池的過充或過放有防止作用。電池組的均衡技術，快速充電技術和電池SOC估算是電池管理系統的三項關鍵性技術。

電池荷電狀態（State of Charge，簡稱SOC），指電池中剩余電荷的可用狀態。SOC定義有多種多樣。目前在國際上比較統的是從容量的角度給予定義，即荷電狀態SOC表示電池的剩余容，其在數值上等于電池剩余容星與額定容顯的比值。

：電池剩余電量

：電池以標稱電流恒流放電電量

另一種定義從能量角度出發定義SOC，如韓國起亞定義SOC為：

通過對電池soc的估算進而對汽車現有的狀態進行實時地監控并向駕駛者提供最新荷電狀態情況。

4 電池續航的基本措施

基于對上方電量的估算，進而發現共享汽車之中存在的容量問題并進行改善。在提出改善方案之前要做提前準備方案。即選用合適的SOC估算方法。SOC估算方法可歸結為電量累積法、電阻測量法和電壓測量法3種基本類型。具體包括電量累積法、開路電壓法、? 阻抗法、卡爾曼濾波法、神經網絡法等。

（1）電量累積法

通過累積電池在充電或放電時的電量來估計電池的SOC，酒并根據電池的溫度、放電率對SOC進行補償。

（2）開路電壓法

通過實驗方法描述在不同放電電流情況下的電池的端電壓與電池的剩余能量的關系曲線，并存儲特征關系曲線。實時采樣電池放電時的端電壓，查表求出電池的剩余能量，同時考慮電池的使用壽命以及內阻對電池SOC的影響，對求得的電池剩余能量進行校正。優點：簡單易行。

（3）阻抗法

荷 電狀態（soc）影響電池的交流阻抗，因此有學者提出可以用阻抗值來估 計SOC。用不同頻率的交流電激勵電池，測量電池內部交流電阻，并通過建立的計算模型得到SOC估計值。

（4）卡爾曼濾波法

它利用系統和測量動態的知識、假設的系統噪聲和測量誤差的統計特性，以及初始條件信息，對測量值進行處理，求得系統狀態的最小誤差估計。電動汽車用電池組，可看作是由輸入和輸出組成的動態系統。

（5）神經網絡法

理論上，只要有適合的訓練數據和訓練方法，神經網絡可以得到任何輸入和輸出之間的關系。該方法必須獲得鋰電池的性能參數，以上提到的其他方法也可以用于給神經網絡提供數據。

優點：神經網絡法在建好網絡模型的前提下，依靠大量的樣本進行數據訓練可以得到較好的精度。

一般情況下電動汽車加速是比燃油車快的，因此很多人開電動汽車都喜歡“撒野”。但是如果想讓自己的車子使用得更久的話，盡量不要經常急加速。因為如果猛踩電動汽車油門，會形成瞬間大電流放電，大電流放電容易導致產生硫酸鉛結晶，從而損害電池極板的物理性能。使用新能源汽車時，如果不是迫不得已，最好不要用快到沒電時再充電，因為電池在低電量時汽車會有明顯的動力下降，再勉強行駛，會大幅度降低電池壽命。如果新能源車汽車很長一段時間不會使用的話，一定不要讓電池處于虧電（電池用完后沒有充電），這種狀態下電池很容易出現硫酸鹽化，硫酸鉛結晶物附著在極板上，堵塞電離子通道，造成充電不足，電池容量下降。電池虧電狀態下放的越久，其損害程度就越嚴重。

因此，為了保持電池的健康狀態，在電池閑置存放是也要保證每個月充電一次。開空調續航里程下降21%。劇烈駕駛可導致續航里程下降5.5%。如果沒有制動能量回收，續航里程下降14%。電動汽車不保養可能導致續航里程衰減。

參考文獻

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學號：3160409034