[发明专利]一种锂离子动力电池SOC的精确估算方法

权利要求书

1.一种锂离子动力电池SOC的精确估算方法，其特征在于，包括：

步骤S1、选取三元锂离子电池作为研究对象，对三元锂离子电池进行0.5C恒流充放电和混合脉冲功率特性实验，得到三元锂离子电池的电压响应曲线；

步骤S2、建立三元锂离子电池的二阶RC等效电路电池模型；

步骤S3、对所述二阶RC等效电路模型中的参数进行辨识；

步骤S4、使用SMFEKF算法估算三元锂离子电池的SOC。

2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池SOC的精确估算方法，其特征在于，步骤S1中对三元锂离子电池进行0.5C恒流充放电和混合脉冲功率特性实验的实验平台由电池测试系统、高低温试验箱和上位机；

电池测试系统与上位机通过通信总线连接，电池测试系统控制高低温试验箱试验环境的温度。

3.根据权利要求1所述的锂离子动力电池SOC的精确估算方法，其特征在于，对三元锂离子电池进行0.5C恒流充放电实验的步骤包括：以0.5C倍率的电流对三元锂离子电池充电，当三元锂离子电池的电压达到充电上限截止电压4.2V时，恒流转恒压方式继续充电，直到三元锂离子电池的充电电流小于或等于0.21A时，停止充电；以0.5C倍率的电流对三元锂离子电池放电，当三元锂离子电池的电压达到放电下限截止电压3.0V时，停止放电；

对三元锂离子电池进行混合脉冲功率特性实验的步骤包括：通过测出电池充放电、静置的过程中整个脉冲内三元锂离子电池两端电压的变化值，得到电压变化曲线，利用数学方法对整个脉冲充放电、静置的过程中的电压变化曲线进行处理，得出电池的欧姆内阻、极化内阻与电池SOC之间的关系。

4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池SOC的精确估算方法，其特征在于，所述二阶RC等效电路电池模型包括：三元锂离子电池、电阻R₀、电阻R_P1、电阻R_P2、电容C_P1和电容C_P2；

三元锂离子电池的正极通过电阻R0和电阻RP1的一端、电容CP1的正极均连接，电阻RP1的另一端、电容CP1的负极和电阻R P2的一端连接，电阻R P2的一端还和电容CP2的正极连接，电容CP2的负极作为开路电压U_oc的正极、三元锂离子电池的负极作为开路电压U_oc的负极；

EMF表示三元锂离子电池的电动势，与电池的SOC之间存在函数关系；电阻R₀表示电池的欧姆内阻；电阻R_P1、电容C_P1表示电池的电化学极化；电阻R_P2、电容C_P2表示电池的浓差极化；U_oc表示电池的开路电压；I_L表示电路中的负载电流。

5.根据权利要求4所述的锂离子动力电池SOC的精确估算方法，其特征在于，根据基尔霍夫电压定律，所述二阶RC等效电路电池模型的表达式如下：

根据安时积分法，锂离子电池SOC的关系为：

式(2)中，SOC(t)表示t时刻电池的SOC值；SOC₀表示0时刻电池SOC的值；CN表示电池的额定容量(Ah)；η表示库伦效率；表示从0到t时刻电池回路上流过的充电电流i(A)的积分值，以电池放电的方向为正向。

6.根据权利要求1所述的锂离子动力电池SOC的精确估算方法，其特征在于，对所述二阶RC等效电路模型中的参数进行辨识步骤包括：对电池进行HPPC混合脉冲实验，选取SOC＝0.8处的脉冲放电曲线，结合最小二乘法对二阶RC等效电路电池模型中的电阻R₀、电阻R_P1、电容C_P1、电阻R_P2、电容C_P2进行参数辨识。