一種高精度鋰離子電池荷電狀態(tài)初始值估算方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種高精度鋰離子電池荷電狀態(tài)初始值估算方法，屬于汽車動力電池【技術(shù)領(lǐng)域】。該估算方法包括以下步驟：首先根據(jù)不同溫度下開路電壓與SOC對應(yīng)關(guān)系曲線，查表估算開路電壓荷電狀態(tài)SOCocv；其次根據(jù)電池的靜置時間、電池當(dāng)前電壓平臺、電池包溫度，三維查表得到上電初始荷電狀態(tài)。最后根據(jù)電池的自放電特性修正初始荷電狀態(tài)。本發(fā)明方法在不同溫度下開路電壓特性、電池靜置時間、電池自放電特性等因素的基礎(chǔ)上，有效地減小安時積分法初始值估算不準引起的累積誤差及停車時靜態(tài)電流損耗引起的荷電狀態(tài)估算誤差，具有更高的準確性。本方法適用于電池單體、模塊、電池總成的SOC初始值估算。
【專利說明】一種高精度鋰離子電池荷電狀態(tài)初始值估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源汽車的鋰電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及鋰離子電池荷電狀態(tài)的估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球氣候逐步惡化、城市大氣污染加劇和石油資源過度消耗，汽車領(lǐng)域越來越多的人將目光投到了新能源汽車上。鋰離子電池具有體積小、能量密度高、儲存壽命長、無記憶效應(yīng)、高電壓和自放電率低等優(yōu)良性能，逐漸成為新能源汽車動力電池的贏家。因此，如何利用好電池已成為電池及其集成領(lǐng)域一項關(guān)鍵技術(shù)，其中準確監(jiān)控電池荷電狀態(tài)(State of Charge，S0C)，已成為電池管理系統(tǒng)乃至電動汽車研究的難點與熱點問題。因此提高SOC估算精度及SOC算法的實用性具有很高的理論價值和實際意義。
[0003]目前常用的SOC估算方法主要有:安時積分法、開路電壓法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。其中安時積分法是最通用、最簡單的方法，但在應(yīng)用中安時積分法最大的缺點是:受初始SOC值選取影響大，且初始值估算不準，引起安時積分法SOC估算存在累積誤差，大大降低了安時積分法的適用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種高精度鋰離子電池荷電狀態(tài)初始值估算方法，以實現(xiàn)高精度估算初始SOC值，有效地減小安時積分法初始值估算不準引起的累積誤差及停車時靜態(tài)電流損耗引起的SOC估算誤差，大大提高了安時積分法的適用性。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種高精度鋰電池荷電狀態(tài)初始值估算方法，包括以下步驟:
[0007]1、根據(jù)鋰電池不同溫度下開路電壓與荷電狀態(tài)S0C(State of Charge)對應(yīng)關(guān)系曲線，查表估算開路電壓荷電狀態(tài)SOCocvjP S0CocV=S0CocV (T，V)；
[0008]2、根據(jù)鋰電池的靜置時間、首次上電測得電壓值、電池溫度的關(guān)系查三維系數(shù)表得到上電初始荷電狀態(tài)；
[0009]3、根據(jù)鋰電池的自放電特性修正初始荷電狀態(tài)。
[0010]所述開路電壓荷電狀態(tài)SOCocv估算具體為:
[0011]通過試驗得到不同溫度T下OCV(Open Circuit Voltage, 0CV)和SOC的關(guān)系:S0Cocv=S0Cocv(T, V)。
[0012]所述上電初始荷電狀態(tài)的得到具體為:將電池包靜置前下電存儲荷電狀態(tài)與開路電壓荷電狀態(tài)加權(quán)得到上電初始荷電狀態(tài):
[0013]SOC 初始值=w*S0C 下電存儲值 + (1-W) *S0Cocv。
[0014]所述w為上電初始荷電狀態(tài)估算權(quán)重，該權(quán)重w由電池靜置時間t、首次上電測得電壓值V、電池包溫度T三維查表獲得，關(guān)系式為w=W (t，V，T)。
[0015]所述修正初始荷電狀態(tài)具體為:SOC修正初始值=n (W，V，T)*soc初始值，其中n (w, v, t)是與權(quán)重W，電壓V，溫度T相關(guān)的三維查表。通過大量實驗預(yù)先估算電池的自放電情況，通過查表對初始荷電狀態(tài)校正。
[0016]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明公開的高精度鋰電池荷電狀態(tài)初始值估算方法綜合考慮不同溫度下開路電壓特性、電池靜置時間、電池自放電特性等因素對荷電狀態(tài)估算的影響，有效地減小安時積分法初始值估算不準引起的累積誤差及停車時靜態(tài)電流損耗引起的SOC估算誤差，具有更高的準確性 。
[0017]本方法適用于電池單體、模塊、電池總成的SOC初始值估算。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0019]圖1為本發(fā)明提出的高精度鋰電池荷電狀態(tài)初始值估算方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。
[0021]如圖1所示，一種高精度鋰離子電池荷電狀態(tài)初始值估算方法，具體包括以下步驟:
[0022]S101、根據(jù)不同溫度下開路電壓與S0C(State of Charge, S0C)查表曲線估算不同溫度下開路電壓荷電狀態(tài)SOCtcv ；
[0023]具體的,通過試驗得到不同溫度T下OCV(Open Circuit Voltage, 0CV)和SOC的關(guān)系:SOCtcv=SOCtcv (T，V)。
[0024]S102、根據(jù)電池的靜置時間、首次上電測得電壓值、電池包溫度，三維查表得到上電初始荷電狀態(tài)。
[0025]具體的，將電池包靜置前下電存儲荷電狀態(tài)與開路電壓荷電狀態(tài)加權(quán)得到上電初始荷電狀態(tài):SOCw^j1t=W=I=SOC下電；^_ +(1-w) ^SOCtjev。權(quán)重w具體的需進行大量的試驗、仿真分析，建立電池靜置時間t、首次上電測得電壓值V、電池包溫度T的三維查表關(guān)系式:w=w (t, V, T)。
[0026]S103、考慮電池的自放電特性對初始荷電狀態(tài)修正。
[0027]具體的，考慮電池自放電特性對初始荷電狀態(tài)修正:SOCftew^t= n (W，V，T) *S0Ctt始tt，其中n (W，V，T)是與權(quán)重W，電壓V，溫度T相關(guān)的三維查表。通過大量實驗預(yù)先估算電池的自放電情況，通過查表對初始荷電狀態(tài)校正。
[0028]在上述實施例中，本發(fā)明使用的一種高精度鋰離子電池荷電狀態(tài)初始值估算方法，就電池荷電狀態(tài)估算的影響因素綜合考慮了不同溫度下開路電壓特性、電池靜置時間、電池自放電特性，從而有效地減小了安時積分累積誤差對SOC初始值的影響，使SOC估算初始值更準確。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度鋰離子電池荷電狀態(tài)初始值估算方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: (1)根據(jù)不同溫度下開路電壓與SOC對應(yīng)關(guān)系曲線，查表估算不同溫度下開路電壓荷電狀態(tài)SOCocv ； (2)根據(jù)電池的靜置時間、首次上電測得電壓值V、電池包溫度T，三維查表得到上電初始荷電狀態(tài)； (3 )根據(jù)電池的自放電特性修正初始荷電狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)的開路電壓荷電狀態(tài)S0C,估算具體為:通過試驗得到不同溫度T下OCV和SOC的關(guān)系=SOCtcv=SOCtcvCT, V)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的上電初始荷電狀態(tài)具體得到為:將電池包靜置前下電存儲荷電狀態(tài)與開路電壓荷電狀態(tài)加權(quán)得到上電初始荷電狀態(tài):SOC=W*S0CT+ (1-W)拓0(:_。W為上電初始荷電狀態(tài)估算權(quán)重。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述上電初始荷電狀態(tài)估算權(quán)重w由電池靜置時間t、首次上電測 得電壓值V、電池包溫度三維查表獲得，關(guān)系式為w=w(t，V，T)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)的修正初始荷電狀態(tài)具體為:考慮電池自放電特性對初始荷電狀態(tài)修正n (W，V，T)*soc+M?tt，其中n (W，V，T)是與權(quán)重W，電壓V，溫度T相關(guān)的三維查表，通過大量實驗預(yù)先估算電池的自放電情況，通過查表對初始荷電狀態(tài)校正。
【文檔編號】G01R31/36GK103529396SQ201310513301
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】姚振輝, 鄭英, 鄧柯軍, 張后亮, 蘇嶺, 楊輝前, 趙天林, 張友群, 周安健 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司