一種基于濾波電流的電池soc估計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于濾波電流的電池SOC估計(jì)方法,可根據(jù)4τ內(nèi)電池電流和當(dāng)前電池電壓估計(jì)電池的SOC,適用于無法獲取初始SOC或無法長時(shí)間連續(xù)記錄電池電流的場合。該方法有以下優(yōu)點(diǎn)(1)不需要SOC初值和歷史SOC數(shù)據(jù),因此不存在累積誤差;(2)不需要全過程的電池電流值,只需要過去一段較短時(shí)間(4τ)內(nèi)的電池電流值和當(dāng)前電池電壓,便可估計(jì)電池SOC;(3)適用于電池電流變化的復(fù)雜工況;(4)具有通用性。
【專利說明】—種基于濾波電流的電池SOC估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理領(lǐng)域,尤其涉及一種電池SOC估計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車、離線式光伏發(fā)電系統(tǒng)、桐動(dòng)設(shè)備、船舶、飛行器和衛(wèi)星中都需要使用蓄電池作為電力來源。對(duì)電池荷電狀態(tài)(stateof charge, S0C)進(jìn)行估計(jì)是使用者了解蓄電池當(dāng)前狀態(tài)、對(duì)系統(tǒng)剩余工作時(shí)間進(jìn)行估算的重要依據(jù),同時(shí)SOC估計(jì)也是電池管理領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容。
[0003]常用的SOC估計(jì)方法有以下幾種:(I)放電實(shí)驗(yàn)法。通過恒流持續(xù)放電來計(jì)算S0C,常用于電池容量標(biāo)定,無法應(yīng)用于工作中的電池。(2)開路電壓法。該方法根據(jù)開路電壓來判斷電池S0C,但開路電壓在電池靜置一段時(shí)間后才能達(dá)到穩(wěn)定,故該方法同樣不適用于工作中的電池。(3)安時(shí)計(jì)量法。通過SOC初值及電池電流對(duì)時(shí)間的積分來計(jì)算S0C,該方法要求有持續(xù)的電流值,并且SOC計(jì)算時(shí)存在累積誤差。(4)卡爾曼濾波法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。前者把影響SOC的因素作為系統(tǒng)噪聲,采用卡爾曼最優(yōu)濾波算法來對(duì)SOC進(jìn)行遞推;后者利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)曲線的強(qiáng)擬合能力進(jìn)行SOC估算。這兩種方法都是在安時(shí)計(jì)量法基礎(chǔ)上提出的,同樣需要初始SOC值,錯(cuò)誤的先驗(yàn)信息容易導(dǎo)致算法不收斂。
[0004]在一些應(yīng)用中,由于更換電芯、電磁環(huán)境惡劣使集成電路復(fù)位等原因,導(dǎo)致無法獲取到初始SOC和連續(xù)記錄的電池電流,故現(xiàn)有技術(shù)中的幾種常用的SOC估計(jì)方法均不適用。
[0005]本發(fā)明將引用到非與利文獻(xiàn)I:Tremblay O, Dessaint L A.Experimentalvalidat1n of a battery dynamic model for EV applicat1ns[J].World Electric VehicleJournal,2009,3:1-1O0
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問題,本發(fā)明提出了一種基于濾波電流的電池SOC估計(jì)方法,不需要SOC初值和全過程的電池電流值,可準(zhǔn)確估計(jì)電池當(dāng)前S0C。
[0007]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種基于濾波電流的電池電荷狀態(tài)SOC估計(jì)方法,包括以下步驟:
[0009]S1:建立電池動(dòng)態(tài)模型,所述動(dòng)態(tài)模型包括一階濾波器,用于求取濾波電流;
[0010]S2:獲取濾波電流
[0011]S3:利用曲面擬合方法,根據(jù)電池的放電曲線和內(nèi)阻得到Vbatt = f (S0C,?, ),其中,是濾波電流,i是該時(shí)刻的電池電流;
[0012]S4:得到當(dāng)前i, 下電池電壓Vbatt和電池SOC的關(guān)系Vtei = /(5<9C)|;
[0013]S5:動(dòng)態(tài)生成當(dāng)前i, 下Vbatt隨電池SOC變化的數(shù)據(jù)表;
[0014]S6:由插值法獲取不同時(shí)刻的電池SOC。
[0015]進(jìn)一步地,所述電池模型在放電和充電時(shí)的電壓Vbatt為:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種基于濾波電流的電池電荷狀態(tài)SOC估計(jì)方法,其特在于:所述方法包括以下步驟: S1:建立電池動(dòng)態(tài)模型,所述動(dòng)態(tài)模型包括一階濾波器,用于求取濾波電流; 52:獲取濾波電流i ; 53:利用曲面擬合方法,根據(jù)電池的放電曲線和內(nèi)阻得到Vbatt = f(S0C, i, i),其中,i*是濾波電流,i是該時(shí)刻的電池電流; 54:得到當(dāng)前i,i*下電池電壓Vbatt和電池SOC的關(guān)系vh,? =/(SOC)I?=α c ; 55:動(dòng)態(tài)生成當(dāng)前i,i*下Vbatt隨電池SOC變化的數(shù)據(jù)表; 56:由插值法獲取不同時(shí)刻的電池SOC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池SOC估計(jì)方法,其特征在于:所述電池模型在放電和充電時(shí)的電壓Vbatt為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池SOC估計(jì)方法,其特征在于:所述步驟S2中,濾波電流i*由4 τ內(nèi)的電流i得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池SOC估計(jì)方法,其特征在于:所述步驟S3中,利用曲面擬合方法求根據(jù)電池的放電曲線和內(nèi)阻得到Vbatt = f(S0C, i, i),具體為:利用曲面擬合方法,求得 Eq、K、A、B。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池SOC估計(jì)方法,其特征在于:所述方法可推廣到鋰電池、鉛酸電池、鎳鎘電池和鎳氫電池。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK104036128SQ201410248126
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】張東來, 楊煬, 李安壽 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院