[发明专利]基于回跳电压的锰酸锂电池组在线荷电状态的估算方法

说明书

本发明公开了一种基于回跳电压的锰酸锂电池组在线荷电状态的估算方法，本发明通过电池的Thevenin模型推导出电池离线瞬间产生的回跳电压与电池荷电状态SOC具有一定的正比关系。在考虑了锰酸锂电池组的放电率、放电深度等因素的情况下，对电池离线瞬间产生的回跳电压与电池荷电状态SOC的关系进行试验研究，最终建立回跳电压和电池荷电状态SOC的函数关系。误差分析结果表明，相对误差最大不超过5％。该方法具有实时测量、误差小和计算量小等特点。

技术领域

本发明涉及剩余电量估算技术领域，具体为基于回跳电压的锰酸锂电池组在线荷电状态的估算方法。

背景技术

电动汽车动力电池荷电状态的准确估算一直是动力电池管理系统研究的重点，也是各国学者研究的热点和难点。SOC对电动汽车的电池荷电状态估计的前提是对SOC有准确的定义，目前比较统一的是从电量角度来定义SOC，如美国先进电池联合会(USABC)在其《电动汽车电池实验手册》中定义SOC为：电池在一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值。其公式如下：

SOC＝1-Q_放出/Q_额定

其中Q_放出为电池已放出的电量，Q_额定为电池的额定容量。由于SOC受充放电倍率、温度、自放电、老化等影响，实际使用中要对SOC的定义进行一些调整。其公式如下：

SOC＝1-Q_放出/Q_最大值

其中Q_放出为电池已放出的电量，Q_最大值为经过一定次数循环后，电池的最大可用容量。上述SOC的定义都是以电池单体为研究对象得出的，而将电池组等效为一个电池单体，并使用电池组中电池单体性能最差的SOC来定义电池组的SOC是实际使用中较为简单的方法。

各国学者对电动汽车动力电池的SOC估算进行了大量的研究，形成了多种SOC的估算方法。这些方法一般分为两类：SOC离线估算方法和SOC在线估算方法，其中SOC离线估算方法有放电实验法、开路电压法、负载电压法、内阻法、电解液密度法、电化学阻抗谱法等；SOC在线估算方法有安时积分法、线性模型法、Map图模型法、滑模观测器法、卡尔曼滤波法、H_∞滤波法、粒子滤波法、神经网络法、支持向量机法、支持向量回归法、模糊逻辑推理法、多元自适应回归样条模型法等，这些方法均展现了各自的优势和实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供基于回跳电压的锰酸锂电池组在线荷电状态的估算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于回跳电压的锰酸锂电池组在线荷电状态的估算方法，包括以下步骤：

A、选择不同的放电倍率，分别放电至不同放电深度，记录下切断放电回路瞬间的回跳电压值U_t；静置1小时后，再以相同的放电倍率完全放电至电池组截止电压11V，记录第二次放出的容量，电池的剩余容量SOC；

B、选择不同的放电倍率，放电至不同放电深度，记录下切断放电回路瞬间的回跳电压值；静置1小时后再以相同的放电倍率完全放电至电池组截止电压11V，记录第二次放出的容量；取部分试验数据绘图用最小二乘法拟合出SOC和U_t的函数关系：

SOC＝0.0278+5.4403U_t-147.0784U_t²+928.7814U_t³

C、选择不同的放电倍率，放电至不同放电深度，记录下切断放电回路瞬间的回跳电压值；静置1小时后，再以相同的放电倍率完全放电至电池组截止电压11V，记录第二次放出的容量，取出放电深度为0％-60％的试验数据绘图，用最小二乘法拟合该函数关系曲线