[发明专利]一种锂电池SOC估计方法和系统

权利要求书

1.一种锂电池SOC估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：建立锂电池等效电路模型；

步骤二：根据锂电池等效电路模型，计算电池电压与电池充放电电流的关系、以及电池SOC与电池充放电电流的关系；

步骤三：实时测量电池等效模型中电路参数在不同温度下的参数值，将不同温度下的电路参数值进行拟合得到拟合曲线；

步骤四：通过标准卡尔曼空间模型建立电池容量衰减状态转移方程和测量方程；

步骤五：根据实际电池的OCV_SOC曲线，得到锂电池初始SOC数值，根据标准卡尔曼空间模型结合锂电池初始SOC数值，对锂电池SOC进行粗估值；所述OCV_SOC曲线为电池开路电压与电池荷电状态的关系曲线，是通过测量获得的电池特性曲线；

步骤六：建立扩展卡尔曼空间模型，将衰减状态转移方程和测量方程作为衰减输入量，将根据拟合曲线得到的电路参数的初始值作为电路参数输入量，采用扩展卡尔曼空间模型，得到下一状态的电路参数预估值；

步骤七：根据下一状态的电路参数预估值和电池电压与电池充放电流的关系，计算得到电池充放电电流，根据电池SOC与电池充放电电流的关系和锂电池SOC的粗估值得到SOC电量下一状态的预估值。

2.根据权利要求1所述的锂电池SOC估计方法，其特征在于：步骤一中，所述等效电路模型包括电压源(E_m)、电池内阻(R₀)和RC电路模块，所述电压源(E_m)的一端依次串连有RC电路模块和电池内阻(R₀)，所述RC电路模块包括极化电阻(R₁)和等效电容(C₁)，所述极化电阻(R₁)和等效电容(C₁)并联连接。

3.根据权利要求2所述的锂电池SOC估计方法，其特征在于：步骤二中，电池电压与电池充放电电流的关系式计算方法步骤如下：

a1)：根据等效电路模型和基尔霍夫电压定律得到关系式

E_m＝E+IR₀+U₁ (1)

其中，所述为E_m电压源电压，E为开路电压即电池电压，I为电池充放电电流，R₀为电池内阻，U₁为RC电路模块两端电压；

a2)：根据欧姆定律得到RC电路模块两端电压U₁与电池充放电电流I之间的关系为：

根据公式(2)可得，

设定时间常数τ＝R₁C₁，U₁(0)为初始电压，解微分方程得到

从而得到，

4.根据权利要求1所述的锂电池SOC估计方法，其特征在于：步骤二中，所述电池SOC与电池充放电电流的关系式为

其中，SOC_k+1为k+1状态时的荷电状态值，SOC_k为k状态时的荷电状态值，Q_k+1为k+1的电池电荷量，Q₀为电池总电荷量，Δt为采样时间，I为电池充放电电流。

5.根据权利要求1所述的锂电池SOC估计方法，其特征在于：步骤三中，所述电路参数包括开路电压(E)、电池内阻(R₀)、极化电阻(R₁)和等效电容(C₁)，所述拟合曲线为根据测量温度和对应的电路参数值进行拟合。