[发明专利]一种锂电池SOC估计方法和系统

说明书

本发明公开了一种锂电池SOC估计方法和系统，方法为，建立锂电池等效电路模型；计算电池电量与电池电压和电流的关系式；将不同温度下的电路参数值进行曲线拟合得到拟合曲线；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；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结合锂电池初始SOC数值，对锂电池SOC进行粗估值；建立扩展卡尔曼空间模型，将拟合曲线、电池电压关系式、电流关系式、衰减状态转移方程和测量方程，以及锂电池SOC粗估值作为初始状态条件进行锂电池SOC的再次估值，包括电池模型、信号源、卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波器,具有电池SOC估计更加精确的有益效果。

技术领域

本发明属于锂离子电池SOC预测领域，具体涉及一种锂电池SOC估计方法和系统。

背景技术

锂离子电池是电动车辆的动力来源，锂离子电池的荷电状态即SOC作为电池的一个重要参数，直接决定了产品的性能，同时，通过电池的荷电状态，可以更有效的使用电池，防止电池的过充过放，更加安全可靠地使用电池，另一方面电池使用循环次数的增加，会造成电池容量的衰减。

目前业界常用的算法是在特定的温度下采用扩展卡尔曼滤波算法进行SOC估计，没有考虑不同温度，以及电池循环次数对电池输出特性的影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池SOC估计方法和系统，具有估值准确的特点。

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、以及电池电量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；

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，根据电池电量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。

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。

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；