[发明专利]一种实现锂离子电池充放电最大允许功率快速测量的方法

说明书

本发明公开一种实现锂离子电池单体(模组)在不同温度条件下最大允许功率快速检测的方法，包括：根据锂离子电池充放电的特性，建立电池简化物理模型，并计算电池的荷电状态，欧姆内阻和过程极化电压；利用电池简化物理模型，以荷电状态和欧姆内阻为初始条件，联立状态方程组并求解，并通过实际试验验证调整，实现锂离子电池最大功率状态的快速测量；克服最大允许充放电功率测量受工况、温度、荷电状态及衰减等因素的耦合制约的难题，保证了测量的速度及精度。

技术领域

本发明涉及电池参数测试领域，具体而言，涉及用于一种实现锂离子电池充放电最大允许功率快速测量的方法。

背景技术

作为锂离子电池管理系统的主要功能之一，最大允许功率测试是在限定的工作电流和电压范围内，对锂离子电池在当前工作状态下可使用的最大充放电功率进行检测，关系电动汽车的能量管理。最大允许放电功率决定了电动汽车的实时加速特性，最大允许充电功率决定了刹车回馈能量的吸收能力。最大允许功率是锂离子电池的隐形状态，受工况、温度、荷电状态及衰减等因素的耦合制约，无法用数学表达式对其统一描述，精确的对应关系的建立需通过大量的实验，且精度难以保证。

现有技术中存在，可实现最大允许功率在线预估，根据锂离子电池充放电的特性，利用simulink软件建立电池物理模型，并计算电池的荷电状态和极化电压；利用电池物理模型，以荷电状态和极化电压为初始条件，以电池允许的最大瞬态充、放电电流为初始试探电流，计算电池端电压与电池充放电限制电压的差值；根据电池端电压与电池充放电限制电压的差值，得到调整试探电流的增量，得到新的试探电流，由电池物理模型循环计算电池的端电压，直到满足计算当前工作状态下的最大允许充放电功率的条件，实现锂离子电池最大功率状态的在线实时预估。

但是目前的方法其初始参数需要较多，模型构建较复杂，且仅仅涉及到在线预估，实际测试过程中未给出调整公式。该方法仅适用于锂离子电池单体的功率预估，未推广至模组测试。

发明内容

鉴于现有锂离子电池单体（模组）最大允许功率估算方法存在的上述困难，本发明的实施方法提供一种实现锂离子电池单体（模组）最大允许功率预估的快速测量的方法。

本发明所采用的方法为：一种实现电池充放电最大允许功率快速测量的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、依据电池充放电的特性，获得电池充放电的参数值，建立电池的简化物理模型，所述参数分别为：理想电压源OCV、电阻R1，其中R1为欧姆内阻，△U为过程中电压变化值，荷电态为SOC；采用数据拟合的方式拟合SOC-OCV曲线，得到计算函数OCV=f（SOC，T）；T为环境温度可为恒温；

步骤二、结合计算函数OCV=f（SOC），建立Cact为电池容量，ΔSOC为荷电态变化；Uaim为目标电压之间的联立方程，求解目标电流值I；

步骤三、根据获得的目标电流值I和目标电压Uaim获得功率值P。

本发明的方案，另一方面，建立联立方程组具体为：

U0＝OCV+R1*I+ΔU，

OCV=f（SOC，T），

ΔU=OCV1-OCV2=f（SOC1，T）-f（SOC2，T），

ΔSOC=g（I）=100%I*t/Cact，

其中T为环境温度，Cact为电池容量，ΔSOC为荷电态变化；Uaim为目标电压。

进一步，数据拟合的方式为多项式拟合方式，所述获得的参数值的样本数量与数据拟合方式相匹配。

进一步，多项式拟合方式具体为五项式拟合方式。

进一步，很显然所述方法适用于锂离子单体电池。

进一步，很显然所述方法应用于锂离子模组电池。