混合动力汽车电池SOC的仿真与修正2022.12Vol.35No.12研究与设计收稿日期：2022-06-05基金项目：湖南省自然科学基金资助项目（07JJ6215）作者简介：李翔晟（1963—），男，湖北省人，博士，教授，主要研究方向为车辆控制系统及优化。1589混合动力汽车电池SOC的仿真与修正李翔晟，杨三英，周永军(中南林业科技大学，湖南长沙410104)摘要：分析了传统荷电状态修正方法的原理，建立电池模型，应用Matlab软件对电池特性进行仿真。在仿真数据基础上，建立了一种改进的荷电状态修正方法———重复迭代修正法。结果表明，采用重复迭代法有效降低了仿真误差，提高了精度以及稳定性。相比传统的修正方法，重复迭代法修正效果较理想。关键词：混合动力汽车；荷电状态；仿真；修正中图分类号：TM910文献标识码：A文章编号：1012-087X(2022)12-1589-03SimulationandcorrectionofbatterySOCforhybridelectricvehicleLIXiang-sheng,YANGSan-ying,ZHOUYong-jun(CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,ChangshaHunan410104,China)Abstract:Thetraditionalprinciplesofthestateofchargecorrectionmethodwereanalyzed,thebatterymodelwasproposedandthebatterycharacteristicsinMatlabweresimulated.Basedonthissimulationdata,animprovedstateofchargecorrectionmethod,namely,repeatediterativecorrectionmethodwasestablished.Theresultsprovethattherepeatediterativecorrectionmethodcanreducethesimulationerror,increasetheaccuracyandstability.Comparingwiththetraditionalcorrectionmethod,theresultsofrepeatediterativecorrectionmethodisbetter.Keywords:hybridelectricvehicle;stateofcharge;simulation;correction1荷电状态修正的意义混合动力汽车具备有多个动力源（主要是汽油机或柴油机及电动机），可根据情况将几个动力源同时或单个使用[1]，动力电池作为混合动力汽车动力源之一，其容量大小的重要参数就是荷电状态(SOC)。对车辆进行能量管理时，通常以百公里油耗来衡量车辆动力特性。SOC的变化一定程度上影响计算结果：如果荷电状态的变化超过规定范围，则计算的百公里油耗与车辆的实际消耗量误差较大，能量管理将不尽合理。具体来讲，当SOC增加，计算的百公里油耗值比实际偏大，表明在电动汽车的运行中对电池进行了充电，消耗了燃料；当SOC减小，计算的百公里油耗值比实际偏小，表明电能进行了辅助驱动，从而降低油耗、减少污染物的排放[2]。这样，在管理混合电动汽车能量系统时，出现的不能真实地反映汽车的实际动力特性。针对上述问题，寻找合适的方法对SOC仿真结果进行修正具有积极的意义。2传统修正方法的原理蓄电池的SOC是通过对电池外特性（电压、电流、温度、充放电倍率、电池寿命等参数的检测来推断），常用的电池SOC预测方法有电量累积法、内阻测量法、开路电压法以及在此基础上衍生的智能计算方法[3-4]。但传统上对于SOC的修正其基本原理就是通过插值拟合，确定SOC初值，将该初值与末值的差控制在规定范围内，基本思想如下：（1）以SOC的上限值SOCh作为SOC的初值，使ΔSOCh=SOCend_h－SOCh，对应的百公里油耗为Lp101km/h；以SOC下限SOCl作为SOC初值，使ΔSOCl=SOCend_l－SOCl，对应的百公里油耗为Lp101km/l。（2）以（ΔSOCh，Lp101km/h）和（ΔSOCl，Lp101km/l）为基点，在ΔSOC=0处插值得Lp101km0，即：Lp101km0=interp[(ΔSOCh,Lp101km/h),(ΔSOCl,Lp101km/l),0]。由于该修正方法简单易操作，使之得到广泛的应用。但修正的精度并没有得到很大的提高，而且当仿真初始条件改变时，该方法的修正效果易出现不稳定性。为了解决上述问题，本文引入重复迭代的基本思想，提出将传统修正方法与重复迭代法组合使用的修正方法———重复迭代修正法。文章仿真用的动力电池模型为内阻模型[5]，同时考虑温度、老化对电池SOC的影响进行仿真，验证该方法的可用性。下面将一一介绍。3电池模型特性分析内阻模型的等效电路如下图1所示。该模型包括了开路电压源（OCV）以及内阻，两者均为SOC、温度、充放电电流的函数。对于该模型，充放电电流的变化影响SOC较大，SOC的具体计算...