[发明专利]一种用于液态金属电池SoC实时估算系统及估算方法

说明书

本发明公开了一种用于液态金属电池SoC实时估算系统及其估算方法，首先获取液态金属电池在恒流充放电过程中，不同充放电电流下的电压‑电容特性曲线，计算得到液态金属电池的V‑SoC曲线数据；然后根据采集到的液态金属电池的工作电流值，利用液态金属电池的V‑SoC曲线数据，获取对应工作电流的V‑SoC曲线；最后利用液态金属电池的端电压值，求得所述液态金属电池的SoC值；本发明获取若干液态金属电池不同充放电电流下V‑SoC曲线，有效提高了估算结果的精确度，降低了结果误差；依次利用液态金属电池的工作电流值及端电压值，得到液态金属电池的SoC值，估算过程简单，计算负荷低，能够迅速得到结果，具有良好的实时性，满足对不同电流状态下的液态金属电池进行SoC估算。

技术领域

本发明属于电池管理技术领域，具体涉及一种用于液态金属电池SoC实时估算系统及估算方法。

背景技术

液态金属电池是一种具有应用前景的新型化学电池，其以中低温熔融盐作为电解质，采用融化为液态的金属作为电池的正极和负极材料。液态金属电池具有许多优点，首先液态金属电池有着优秀的动力学传输特性，具有高倍率及大电流的充放电能力；其次，液态金属电池具备超强过载能力，超出电流范围不会对电池造成危害；液态金属电池的电极和电解质材料来源广泛且价格低廉，电池成本很低，可以满足电网储能的低成本需求；最后，液态金属电池充放电过程中电极材料无任何内应力变化，因此液态金属电池拥有极长理论循环寿命。总而言之，因液态金属电池具有安全高效、大电流充放电能力以及寿命长等优势，适合在电网储能中进行应用。

由于液态金属电池工作电压偏低，正常工作时的放电电压在0.8V以下，因此液态金属电池应用于电网储能时需要进行串并联成电池组以满足电压和容量需求。电池组在实际使用过程中，会因为各种原因使得单体电池的充放电性能和各项参数产生差异，会极大的影响到整个系统的效率和安全性，如果不加以处理，会使得性能差异越来越大，形成恶性循环。因此对电池组进行能量均衡控制是十分必要的，使用带电池均衡技术的电池管理系统对电池组进行能量均衡控制，从而提高电池组的使用寿命和充放电性能。

电池组进行能量均衡控制的判断依据有多种，相比用其他电池参数作为判断依据，以电池的SoC为判断依据进行均衡结果更高效精准。但电池SoC不能直接测量，只能通过电池端电压、充放电电流和内阻等参数进行估算，因此采用良好的SoC估算方法是电池组进行均衡的重要前提。

常见的电池SoC估算方法包含开路电压法、安时积分法、内阻法和卡尔曼滤波等方法。开路电压法是最简单和最快的SoC估算方法，但开路电压法只有在电池处于稳定状态且外电路电流为零时才能测得开路电压，不适用于液态金属电池SoC的实时估算。安时积分法是电池管理系统中应用最广泛的SoC估算技术，但是其电流测量误差而导致的累积误差很难消除，工作电流波动会引起电池容量的变化，从而加剧液态金属电池SoC估算误差。内阻法则运用了电池内阻和SoC之间的关系进行电池SoC的估算，但液态金属电池内阻普遍较小，基本为毫欧级，测量误差难以避免，难以适用于液态金属电池SoC的实时估算。卡尔曼滤波算法以及衍生算法能够较为精准的估算电池SoC值，但由于其算法较为复杂，实时性不理想，不适用于液态金属电池SoC的实时估算。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种用于液态金属电池SoC实时估算系统及估算方法，以解决现有SoC估算技术估算过程复杂，结果误差较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明提供了一种用于液态金属电池SoC实时估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取液态金属电池在恒流充放电过程中，不同充放电电流下的电压-电容特性曲线，计算得到液态金属电池的V-SoC曲线数据；

步骤2、对液态金属电池进行实时数据采样，得到液态金属电池的工作电流值和端电压值；