[发明专利]一种电池的SOC估算方法

说明书

技术领域

本发明属于电池技术领域，更为具体地讲，涉及一种电池的SOC估算方法。

背景技术

对于电动汽车来讲，动力电池是一种十分普遍的储能元件，其性能对整车性能起着决定作用，而动力电池中，以锂离子电池作为重要储能介质，已在新能源领域得到广泛的应用。

电池荷电状态SOC是反映电池状态的重要指标，针对电池SOC的估算，国内外学者提出了安时积分法、卡尔曼滤波法、自适应卡尔曼滤波法。安时积分法具有简单易行，但由于电流采样等因素引起的累积误差逐渐增大，导致SOC估计误差增大，无法满足实际工程中长期使用的要求。卡尔曼滤波法因其具有计算量小、易于实现的特点，从而被广泛使用。然而，一般的卡尔曼滤波法将噪声定为白噪声，且要求它的统计特性已知，在实际应用上很难满足这一要求。因此有学者提出了自适应卡尔曼滤波方法，这种方法可以在线估计过程噪声和测量噪声的协方差矩阵，以提高系统状态的估计效果。但现有的自适应卡尔曼滤波算法往往没有考虑温度因素和充放电倍率因素，其原因在于，在实验室的理想条件下，这两个因素变化不大，但是在实际工程应用中，例如电动汽车能量回馈过程，温度和充放电倍率将会对电池的SOC估算精度造成很大的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电池的SOC估算方法，在结合温度和充放电倍率因素下，通过自适应卡尔曼滤波算法得到电池的SOC，这样提高了电池SOC的估算精度和工程应用前景。

为实现上述发明目的，本发明一种电池的SOC估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、建立电池的荷电状态SOC方程

SOC(t)=1-ηQIQN=1-ηiQIηTQN---(S1)]]>

其中,Q_N为电池标称容量，单位为Ah；Q_I为实际已用电量，单位为Ah，是指电量完全充满的电池以实际工作温度及放电倍率下所放出的电量；η为电池效率系数，包括温度影响系数η_T和充放电倍率系数η_i，它们之间的关系为：η＝η_i/η_T；

(2)、建立电池模型

(2.1)、建立电池开路电压V_oc与电池SOC初始值模型；

(2.2)、建立电池的二阶等效模型；

(2.3)、建立充放电倍率η_i模型；

(2.4)、建立温度影响系数η_T模型；

(3)、根据建立的电池模型，通过自适应卡尔曼滤波算法估算电池的SOC。

进一步的，所述步骤(2)中建立电池模型的方法为：

2.1)、建立电池开路电压V_oc与电池SOC初始值模型

2.1.1)、建立开路电压V_oc与电池SOC初始值的线性方程

V_oc＝D_hSOC+d_h                      (S2)

其中，SOC为被测电池的荷电状态初始值，D_h和d_h均为常数，随SOC变化而变化，h＝1,2,…,6；