[發(fā)明專利]一種光伏系統(tǒng)中電池充電SOC檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210174561.4
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN102680907A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李智鵬;李江;張同心
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/36
• 分類號(hào): G01R31/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

1.一種光伏系統(tǒng)中電池充電SOC檢測方法，可以在光伏系統(tǒng)電池充電SOC檢測模塊上實(shí)現(xiàn)，光伏系統(tǒng)電池充電SOC檢測模塊包括充電電壓測量模塊、充電電流測量模塊、放電電流測量模塊、環(huán)境溫度測量模塊、多路模擬開關(guān)、低通濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理單元等；充電電壓測量模塊、充電電流測量模塊、放電電流測量模塊和環(huán)境溫度測量模塊的一端均與待測電池相連、另一端均與多路模擬開關(guān)相連，多路模擬開關(guān)、低通濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理單元依次相連；其特征在于，該方法包括以下步驟：

（1）充電電壓測量模塊、充電電流測量模塊、放電電流測量模塊和環(huán)境溫度測量模塊分別采集電池充電電壓、充電電流、放電電流和環(huán)境溫度；

（2）多路模擬開關(guān)對(duì)上述多路模擬信號(hào)進(jìn)行切換，并將信號(hào)傳送至低通濾波模塊；

（3）低通濾波模塊對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行過濾，去除干擾和采樣噪聲之后再傳送至A/D轉(zhuǎn)換模塊；

（4）A/D轉(zhuǎn)換模塊將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)后傳送至數(shù)據(jù)處理單元；

（5）數(shù)據(jù)處理單元接收電池充電電壓????????????????????????????????????????????????、充電電流、放電電流和環(huán)境溫度數(shù)據(jù)后，計(jì)算電池累積放電電量和電池等效循環(huán)次數(shù)；

累積放電電量：?；

等效循環(huán)次數(shù)：?；

其中，為電池累計(jì)放電電量；為上一次采樣時(shí)計(jì)算得到的；電池為放電電流；為采樣頻率；為等效循環(huán)次數(shù)，反映電池老化程度；為電池標(biāo)準(zhǔn)容量；

其中，確定電池標(biāo)準(zhǔn)容量的具體步驟如下：在室溫25條件下，以0.2C電流對(duì)充滿電的電池進(jìn)行恒流放電，并對(duì)放電電流積分；放電至截止電壓停止，此時(shí)所得電流積分值即電池標(biāo)準(zhǔn)容量；

（6）數(shù)據(jù)處理單元基于遺傳算法改進(jìn)的最小二乘支持向量機(jī)回歸模型，計(jì)算當(dāng)前電池的電量：

電池電量模型：?；

模型核函數(shù)：?；

模型輸入：?；?

其中，為電池當(dāng)前電量；?為模型樣本數(shù)；為模型輸入；為模型樣本輸入；與為建立模型時(shí)求得的內(nèi)部系數(shù)；為模型核函數(shù)；為核函數(shù)參數(shù)；為電池充電電壓；為電池充電電流；

（7）數(shù)據(jù)處理單元對(duì)電池容量加以環(huán)境溫度與電池老化補(bǔ)償，并計(jì)算當(dāng)前電池的SOC；通過對(duì)電池容量加以環(huán)境溫度與老化補(bǔ)償，有效地提高了電池充電SOC的估計(jì)精度：

荷電狀態(tài)：；

式中：為電池荷電狀態(tài)，取值范圍0~1，值為0表示電池電量為空，值為1表示電池充滿電量；為電池當(dāng)前電量；為電池標(biāo)準(zhǔn)容量；?為電池容量溫度補(bǔ)償系數(shù)，反映環(huán)境溫度對(duì)電池容量的影響；為電池容量老化補(bǔ)償系數(shù)，反映電池循環(huán)次數(shù)對(duì)容量的影響。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光伏系統(tǒng)中電池充電SOC檢測方法，其特征在于，所述步驟（7）中，所述電池容量溫度補(bǔ)償系數(shù)通過如下步驟確定：

（A）將充滿電的電池置于不同的環(huán)境溫度下，以0.2C電流進(jìn)行恒流放電，測量相應(yīng)溫度下的電池容量；

（B）通過最小二乘擬合，求得與的三次多項(xiàng)式曲線關(guān)系：

；

式中：為電池容量；為環(huán)境溫度；為關(guān)于的函數(shù)；、、、為多項(xiàng)式系數(shù)；

（C）環(huán)境溫度為時(shí)，對(duì)應(yīng)的電池容量溫度補(bǔ)償系數(shù)為：

；

式中：為電池容量溫度補(bǔ)償系數(shù)；為環(huán)境溫度；為電池容量關(guān)于環(huán)境溫度的函數(shù)；為標(biāo)準(zhǔn)條件下的電池容量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述光伏系統(tǒng)中電池充電SOC檢測方法，其特征在于，所述步驟（7）中，所述電池容量老化補(bǔ)償系數(shù)通過如下步驟確定：

（a）將已使用次循環(huán)次數(shù)充滿電的電池置于室溫25條件下，以0.2C電流進(jìn)行恒流放電，測量相應(yīng)下的電池容量；

（b）通過最小二乘擬合，求得與的三次多項(xiàng)式曲線關(guān)系：

；

式中：為電池容量；為電池循環(huán)次數(shù)；為關(guān)于的函數(shù)；、、、為多項(xiàng)式系數(shù)；

（c）等效循環(huán)次數(shù)為時(shí)，對(duì)應(yīng)的電池容量老化補(bǔ)償系數(shù)為：

；

式中：為電池容量老化補(bǔ)償系數(shù)；為電池等效循環(huán)次數(shù)；為電池容量關(guān)于等效循環(huán)次數(shù)的函數(shù)；為標(biāo)準(zhǔn)條件下的電池容量。