[发明专利]一种磷酸铁锂电池的DZSOC算法

说明书

本发明公开一种磷酸铁锂电池的DZSOC算法，其在充分考虑负载功率影响和电池特性的前提下，首次提出死区SOC（DZSOC）的概念，采用本发明提供的DZSOC算法，在DZSOC阈值熔断机制下，能有效的保护电池的使用，避免深度放电，从而延长电池的寿命。同时，本发明还利用改进的等效电路模型来估算当前荷电状态NSOC，具有更加高的精度；通过准确估算磷酸铁锂电池的当前荷电状态，不仅可以有效防止电池过充和过放，避免对电池造成永久性的伤害，大大提高电池的寿命；而且可以大大减小电池性能设计时的剩余容量，确保电池的容量充分使用。

技术领域

本发明涉及到磷酸铁锂电池放电管理系统技术领域，尤其涉及一种磷酸铁锂电池的DZSOC（Dead Zone SOC）算法。

背景技术

近几年，电子产品中磷酸铁锂电池的需求量大大增加。锂电池可以满足电动汽车的需求，这类电池在未来动力能源领域举足轻重。锂电池过放电是锂电池的放电电量大于电池的额定容量。如果电池放到某一特定电压以下，虽然电池内部的安全电路会启动，但这个时候电池就会出现寿命受损，甚至使电池报废期提前。目前，国内外的学者都将注意力集中在SOC的预估和电池管理系统的研究上，没有对电池的放电截止点进行分析研究。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于一种能有效的保护电池的使用、避免深度放电、从而延长电池寿命的磷酸铁锂电池DZSOC算法。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种磷酸铁锂电池的DZSOC算法，其特征在于，包括如下步骤：1）测量电池的电压、电流；2）通过OCV函数计算电池当前荷电状态NSOC；3）判断当前荷电状态NSOC是否大于最低荷电状态LSOC；如果否，则以最低荷电状态LSOC为DZSOC；如果是，则通过电压、电流计算输出功率P₀、并进一步判断P₀是否大于负载功率P_L；如果P₀＞P_L，则继续电池放电使用，如果P₀≤P_L，则以当前荷电状态NSOC为DZSOC，并停止电池放电。

OCV函数为：。 （1）

。 （2）

式中，SOC_i和OCV_i分别对应剩余电量和电源开路电压值，ε_i是采集噪声，符合高斯分布；w是可调节权值，权值可通过上面公式迭代得出；实现步骤如下：a）初始化参数和数据集合，确定初始权值w₀；并将SOC值与w值带入式（2）中计算，随后计算误差平方,将r²升序排列，并依据r²的顺序排列(SOC，SOC_i)，最后将这个(SOC，SOC_i)集合的前一半作为T₀；b）利用新的T₀集合来更新w，随后通过新的w来更新y和r²，利用r²来判断噪声的大小，设定一个阀值，当r²小于阀值时，以此来更新T₀；c）根据新集合来更新权值，并通过新权值对参数进行重新计算；d）重复步骤b）和步骤c），直到得到稳定的权值，随后代入SOC和对应的权值，就得到OCV的值，完成了OCV与SOC的算法。

更为优选的是，最低荷电状态LSOC的取值为20%。

更为优选的是，利用改进的PNGV等效电路模型来估计当前荷电状态NSOC的变化情况。

更为优选的是，改进的PNGV等效电路模型是在PNGV等效电路模型的基础上增加了一组RC回路并取消了串联电容。