[发明专利]基于析气现象的电池荷电状态以及发热量的估算

说明书

本发明涉及一种基于析气现象的电池荷电状态的估算方法以及发热量的估算方法、计算机设备和记录介质。所述基于析气现象的电池荷电状态的估算方法包括以下步骤：得到析气系数η；基于所得到的析气系数η，利用SOC动态方程计算电池的SOC值。本发明有利于准确计算得到电池的SOC状态和发热量。

技术领域

本发明涉及电池状态检测技术领域，更具体地，涉及对电池荷电状态以及发热量的估算。

背景技术

电池的荷电状态SOC定义为电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，揭示了电池的当前剩余电量。SOC常用百分数表示，其取值范围为0～1。当前已经建立的各种电池模型(诸如电化学模型、神经网络模型、交流阻抗模型、RC等效电路模型等)很难对处于临界状态的锂电池进行精确的SOC和发热量估算。因此，迫切需要改进的电池荷电状态估算方法。

随着新能源汽车产业的发展，动力电池的研究取得了突飞猛进的发展。锂电池具有高能量比，长寿命以及高单体工作电压、低自放电率、强高低温适应性等优点，从而成为当今用于车辆动力储备的首选。在动力电池的实际应用中，对于车辆动力电池的SOC的实时监控和精确估算能保护电池，准确提醒用户剩余的续航里程。然而，在使用过程中，动力电池内部的电化学反应并且电流会产生热量。

在一个示例中，在锂电池即将充满的临界状态下，锂电池内部发生电化学反应，产生析气现象。析气现象发生时，充电电能有一部分用于析气反应，没有全部用来充电。电极电位越高，析气现象越严重，电流的利用率越低。前面所提到的电池模型很少有考虑析气现象对SOC及其它状态变量的影响，因此很难描述锂电池在临界情况的特性。

发明内容

本发明的目的之一是，提高计算电池的荷电状态SOC的准确度。

本发明的又一目的是，提高计算电池的发热量的准确度。

为了实现上述目的或其他目的，本发明提供以下方案。

按照本发明的第一方面，提供一种计算电池的荷电状态SOC的方法，其包括以下步骤：

得到析气系数η；

基于所得到的析气系数η，利用SOC动态方程计算电池的SOC值。

根据本发明一实施例的计算电池的荷电状态SOC的方法，其中，在所述获得析气系数η步骤中，通过查表法获得所述析气系数η；

其中，查表法中所使用的表中的析气系数η预先地通过以下步骤获得：

将电池放电以使得所述SOC由第一SOC值变为第二SOC值，再将电池充电以使得所述SOC由第二SOC值恢复为第一SOC值；

定义所述放电的电量与所述充电的电量的比值为析气系数η。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的计算电池的荷电状态SOC的方法，其中，所述第一SOC值与所述第二SOC值相差1％。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的计算电池的荷电状态SOC的方法，其中，所述充电与所述放电过程在恒定温度下进行。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的计算电池的荷电状态SOC的方法，其中，所述SOC动态方程为：其中等式左边为单位时间内电池SOC的变化量，C为单位库伦，I为电流。

根据本发明另一实施例或以上任一实施例的计算电池的荷电状态SOC的方法，其还包括：

基于安时法对所述SOC动态方程进行积分计算获取电池的SOC值。

按照本发明的第二方面，提供一种计算电池的发热量的方法，其包括以下步骤：

得到析气系数η；