[发明专利]一种用于锂电池SOC的估算方法

说明书

本发明涉及电池容量计算的技术领域，公开了一种用于锂电池SOC的估算方法，首先、根据待估算锂电池的历史数据，通过数据拟合获取不同温度、电流倍率和循环次数条件下的充/放电SOC‑V曲线，计算曲线前端各点中曲率最大的点为前拐点及后端各点中曲率最大的点为后拐点；再对不同温度、电流倍率和循环次数条件下的前拐点及后拐点进行数据拟合，计算得到对应条件下的拐点修正系数方程式；再计算基准温度、基准电流倍率和第一次循环次数条件下的前拐点和后拐点及对应的SOC，利用拐点修正系数方程式，转换得到对应所处工况下的前拐点和后拐点；最后记录待估算锂电池所处工况下电压达到拐点电压的时刻，用对应SOC值替换该时刻得到的SOC。

技术领域

本发明涉及电池容量的技术领域，尤其涉及一种用于锂电池SOC的估算方法。

背景技术

汽车产业的发展随着社会对汽车节能、环保和安全要求的日益严格，必须用其它的能源为汽车这个日常用品提供动力，电动汽车顺势而出。由于蓄电池的经济性和其技术的成熟性，在近期和将来较长的一段时间内必定是电动汽车的主要能源，而锂离子电池因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已成为21世纪电动汽车的主要动力能源之一。正如普通车辆必须监视油箱内燃油的容量一样，电动车也需要知道其车载电源能量的大小，而电池荷电状态(State of charge，SOC)描述电池剩余电量的数量，是电池使用过程中的重要参数，反映了电池当前的能量，也是电池寿命状态的重要表征参数。

一般情况下，锂离子电池的SOC是指在某种特定的充放电情况下，即特定的充放电电流和环境温度下所测得的电池的充入的能量或放电后剩余的能量与该电池额定容量的比值，这里所说的充入或放出的能量并不是指满充或满放，而就是指电池当前所存储的能量。此外，SOC的预测与估算的准确与否直接关乎到锂离子电池使用过程中的使用效率及安全问题，一个准确的SOC预估与计算方法能够使锂离子电池的工作更加安全，并且延长电池的使用寿命，反之，差的SOC预估及计算方法不仅会加速电池的老化还会带来爆炸、燃烧等危险，危及使用者的生命财产安全。

在电池使用过程中，电池荷电状态SOC直接影响电池的开路电压、工作电压、内阻等物理量，并与电池的寿命、安全性和效率密切相关，因此，SOC的计算方法是锂电池管理系统的一个关键技术。安时积分法可以应用于所有的充放电方式，具有极好的普适性，但是这种方法也存在缺点。首先，由于其对电流的处理过程是一个积分过程，这就使得在电流的采集过程中存在的误差不断累积，最后产生误差累计，使得积分结果的误差增大；其次，受计算方法的限制，在非恒流充放电时，该方法很难使用。

如专利号为CN104360285B的中国发明专利公开了一种基于改进的安时积分法的电池容量修正方法，通过在电池进行充电的末期，对电池的SOC值和存储的电量值进行校正，使得每次充电完成能得到准确的SOC初始值，同时电池放电末期可以选择进入电池容量校准模式，来校准当前电池的容量，从而消除电池老化带来的计算误差。该方法仅在电池满充满放时才能进行容量修正，在实际使用中不易触发修正条件，误差依然会累积，并且修正容量时没有考虑温度和充放电倍率的影响。

如专利号为CN106501726A的中国发明专利公开了一种电池荷电状态的估算方法、电池管理系统及SOC估算方法，将电池对应的OCV-SOC曲线划分为电压平台区和低压、高压区，其中所述电压平台区使用安时积分法计算SOC，所述低压、高压区均采用开路电压法与安时积分法结合以估计SOC。该方法的问题在于使用开路电压法时，需静置一段时间后才可以修正，在实际使用中很难满足静置所需的时间。

发明内容

为了解决现有问题，本发明提供了一种用于锂电池SOC的估算方法，解决现有估算方法容易产生误差累计，修正条件要求较高等问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种用于锂电池SOC的估算方法，包括以下步骤：