【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池soc估計領域，尤其涉及基于動態電壓的鋰電池soc估計方法及校準裝置。
技術介紹
1、鋰電池因其相對穩定的充放電特性和較低的自放電率已廣泛應用于電動汽車及儲能行業。在電池管理系統中，電池soc(state?of?charge，即荷電狀態)的準確估算對于提升電池管理系統的效率與安全性至關重要。精確的soc估算能避免電池過充或過放，延長電池使用壽命，進而提升客戶體驗。
2、通常，對soc(電池健康狀態)的估計方法有以下幾種：
3、1、滿充估計，當滿足一定溫度條件時，若電池電壓大于一定閾值同時電流小于一定閾值持續一定時間后，將soc校準至100％或其他標定值。
4、2、利用電壓回彈特性快速校準soc，當電芯進行過一定倍率電流的充放電，通過充放電電壓后的靜置時間及回彈電壓值快速計算出當前電芯的穩態電壓值，進而通過ocv-soc的關系得到穩態電壓值。
5、3、小斜坡估計，當電芯處于小電流恒流充電工況時，實時計算出dv/dq值，捕捉到dv/dq的峰值點，將soc修正為標定值。
6、4、低端soc估計，當電芯處于靜置狀態時，通過當前電壓查ocv-soc的電壓表得出soc值，若soc低于一定閾值時，認為其查表得出的soc較為準確，將soc修正為查表soc值。
7、對于低端soc估計，通常考慮電流絕對值小于一定閾值(0.05c)且持續一段時間(兩小時)，此時認為電芯處于靜置狀態，電壓符合ocv-soc曲線分布，但由于磷酸鐵鋰電芯ocv-soc曲線存在較長一段
8、目前的低端soc估計，將電流小于某一閾值且持續較長時間的工況認定為電芯的靜置工況，此時采用的修正方式一般為將當前電芯采樣電壓值進行ocv查表得出當前的soc值，判斷其soc是否低于某一閾值。但若將磷酸鐵鋰電芯用于低壓電源。在低壓電源的實際應用場景中，往往存在一段小電流長時間放電過程(一般電流值為0.05c及以下)，該過程電芯存在一定的濃差極化電壓，該電壓隨著時間的持續會逐漸累積，最終使得電芯實際放電電壓偏離ocv-soc曲線，此時若直接查ocv-soc曲線表會存在較大的soc修正誤差。若soc修正不準會導致電池管理系統錯誤估計當前電芯的荷電狀態。嚴重情況下可能會導致電芯過放事故，對電芯的安全運行造成一定威脅。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種基于動態電壓的鋰電池soc估計方法及校準裝置，解決目前的低端soc估計不準的技術問題。
2、技術方案
3、基于動態電壓的鋰電池soc估計方法，其特征在于，應用于低端soc估計，采用放電ocv曲線標定的鋰電池的隨溫度變化和電流大小變化所產生的極化電壓變化，計算出動態電壓因子，得到動態放電電壓-soc曲線表，從而根據當前采集的電芯電壓值進行soc估計。
4、具體包括以下步驟：
5、步驟一，計算在不同溫度不同電流值不同soc區間的動態容量因子，根據實驗測定的不同電壓區間標定出動態容量因子表；所述動態容量因子為不同soc區間溫度變化和電流大小變化所產生的極化電壓變化；
6、步驟二，電芯在運行過程中持續對電流電壓進行監測判斷，當判斷為開始進行小電流放電過程時，采集得到當前溫度值，根據不同soc區間的動態容量因子，計算基于一定間隔時間的不同soc區間的累積容量差，并不斷迭代更新算出總的累積容量值；
7、步驟三，利用不同soc區間的動態更新的累積容量值與設定的放電容量定值的比計算出不同soc區間的動態電壓因子，計算出不同soc區間的動態電壓因子后，能夠計算出不同soc區間的動態電壓值，得到動態放電電壓-soc曲線表；
8、步驟四，根據當前采集的電芯電壓值做相應soc估值的修正。
9、所述步驟一中，動態容量因子的計算采用如下方法步驟：
10、1)不同溫度放電ocv曲線標定，繪制出溫度區間內不同溫度點的放電ocv曲線；
11、2)不同溫度不同電流放電電壓曲線標定，通過選擇的不同恒定小電流從soc達到100放電至0，得到不同溫度不同恒定小電流的放電電壓曲線表將其記錄，每變化1％soc記錄一個放電電壓點，繪制出不同條件完整的放電電壓曲線；
12、3)設定低端soc的上限閾值，并將小于等于所述上限閾值的soc分為多個區間，根據前面的標定數據計算出不同溫度不同電流值不同soc區間的動態容量因子αcap。
13、所述不同溫度為15℃-45℃中選取多個不同溫度，所述不同電流為采用多個不同的恒定小電流。
14、所述溫度分別選取15℃、25℃、45℃，不同電流選取100ma、300ma、500ma。
15、所述不同soc區間分為三個soc區間([0，10]，(10，20)，(20，30])分別標定和計算動態容量因子的值。
16、所述步驟二中，累積容量差采用以下公式計算：
17、deltacap(m-n)＝deltat*i*αcap(t1℃-i-m-n)，
18、其中，deltat為間隔時間，m-n為soc區間，m為區間低值，n為區間高值，t1為當前溫度，i為電流值，αcap(t1℃-i-m-n)為溫度是t1、電流是i、soc區間為m-n時的動態容量因子。
19、所述累積容量值為上一時刻的放電容量值加上所述累積容量差。
20、所述步驟三中，動態電壓因子的計算公式具體如下：
21、
22、其中，分子為soc位于[m，n]區間所計算出的累積的容量值，其隨著放電過程進行持續更新，分母為25℃-500ma放電2小時所計算的放電容量值，其為定值1ah，動態電壓因子范圍為[0，1]，其表征為500ma小電流放電持續時間超過2h時，其放電電壓趨于穩定，濃差極化隨時間變化后影響逐漸變小，考慮忽略不計，因此若計算的累積容量值大于等于25℃-500ma放電2h所計算的放電容量值，其動態電壓因子不再變化，上限恒定為1。
23、所述步驟三中，動態電壓值的計算公式具體如下，當前溫度為t2℃，soc位于[m，n]區間時：
24、vt2-m-n＝αvol(m-n)*vdischar-t2-500m4-m-n+(1-αvolt(m-n))*ocvt2-m-n，
25、其中，vt2-m-n為t2℃所計算的動態電壓曲線，αvol(m-n)為soc為m-n的放電電壓因子，vdischar-t2-500ma-m-n表示在t2℃時、500ma恒定小電流在soc為m-n的放電曲線，ocvt2-m-n為在t2℃時、soc為m-n的放電ocv曲線。
26、所述步驟四中，所述當前采集的電芯電壓值采用的是：實時采集當前溫度時的電芯電壓值，采集前x個點的電芯電壓采樣值，取x個電芯電壓采樣點的最大值與最小值，通過判斷最大值與最小值本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于，應用于低端SOC估計，采用放電OCV曲線標定的鋰電池的隨溫度變化和電流大小變化所產生的極化電壓變化，計算出動態電壓因子，得到動態放電電壓-SOC曲線表，從而根據當前采集的電芯電壓值進行SOC估計。
2.如權利要求1所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：具體包括以下步驟：
3.如權利要求2所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述步驟一中，動態容量因子的計算和標定采用如下方法步驟：
4.如權利要求3所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述不同溫度為15℃-45℃中選取多個不同溫度，所述不同電流為采用多個不同的恒定小電流。
5.如權利要求4所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述溫度分別選取15℃、25℃、45℃，不同電流選取100mA、300mA、500mA。
6.如權利要求3所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述不同SOC區間分為三個SOC區間([0,10],(10,20),(20,
7.如權利要求2所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述步驟二中，累積容量差采用以下公式計算：
8.如權利要求7所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述累積容量值為上一時刻的放電容量值加上所述累積容量差。
9.如權利要求2所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述步驟三中，動態電壓因子的計算公式具體如下：
10.如權利要求9所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述步驟三中，動態電壓值的計算公式具體如下，當前溫度為T2℃，SOC位于[m,n]區間時:
11.如權利要求2所述的基于動態電壓的鋰電池SOC估計方法，其特征在于：所述步驟四中，所述當前采集的電芯電壓值采用的是：實時采集當前溫度時的電芯電壓值，采集前x個點的電芯電壓采樣值，取x個電芯電壓采樣點的最大值與最小值，通過判斷最大值與最小值偏差不超過設置的閾值，確認當前電芯電壓采樣較穩定時，取前x個電芯電壓采樣點的平均值為當前時刻的電芯電壓值。
12.一種鋰電池SOC校準裝置，其特征在于：包括電芯監測和信號采集部件，監測電芯電壓、電流和溫度，以及處理器，所述處理器采用如權利要求1所述的方法進行鋰電池的低端SOC估值的修正和校準。
...【技術特征摘要】
1.基于動態電壓的鋰電池soc估計方法，其特征在于，應用于低端soc估計，采用放電ocv曲線標定的鋰電池的隨溫度變化和電流大小變化所產生的極化電壓變化，計算出動態電壓因子，得到動態放電電壓-soc曲線表，從而根據當前采集的電芯電壓值進行soc估計。
2.如權利要求1所述的基于動態電壓的鋰電池soc估計方法，其特征在于：具體包括以下步驟：
3.如權利要求2所述的基于動態電壓的鋰電池soc估計方法，其特征在于：所述步驟一中，動態容量因子的計算和標定采用如下方法步驟：
4.如權利要求3所述的基于動態電壓的鋰電池soc估計方法，其特征在于：所述不同溫度為15℃-45℃中選取多個不同溫度，所述不同電流為采用多個不同的恒定小電流。
5.如權利要求4所述的基于動態電壓的鋰電池soc估計方法，其特征在于：所述溫度分別選取15℃、25℃、45℃，不同電流選取100ma、300ma、500ma。
6.如權利要求3所述的基于動態電壓的鋰電池soc估計方法，其特征在于：所述不同soc區間分為三個soc區間([0,10],(10,20),(20,30])分別標定和計算動態容量因子的值。
7.如權利要求2所述的基于動態電壓的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡欽，尹秋帆，熊娜娜，王恒坤，孫猛猛，
申請(專利權)人：上海稊米汽車科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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