[發(fā)明專(zhuān)利]用于鋰電池中SOC確定的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)/物理混合模型

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310683509.6
• 申請(qǐng)日: 2013-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104462632A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉長(zhǎng)青;彼得·帕里斯;拉里·迪爾;斯科特·艾倫·穆林;M·辛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西奧公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 白云;鄭霞

1.一種用于確定可充電電池單體在該單體循環(huán)的整個(gè)放電部分中各個(gè)時(shí)間t_n處的荷電狀態(tài)（SOC）的方法，包括以下步驟：

a.對(duì)包含鋰金屬作為陽(yáng)極、磷酸鐵鋰作為陰極以及聚合物電解質(zhì)作為隔膜的電池單體完全充電，使得SOC為100%；

b.在一段時(shí)間t_x內(nèi)將所述電池單體放電，同時(shí)還在存儲(chǔ)器位置中記錄放電期間各個(gè)時(shí)間t_n（n=1,2,3,…x）處的電壓(t_n)、溫度(t_n)和通過(guò)的庫(kù)侖(t_n)；

c.如果這是首次確定精細(xì)SOC，則使用計(jì)算機(jī)處理器，基于時(shí)間t_n處的庫(kù)侖來(lái)確定輸入SOC(t_n)；

d.使用所述輸入SOC(t_n)、庫(kù)侖(t_n)以及電壓(t_n)和溫度(t_n)作為向通過(guò)計(jì)算機(jī)處理器運(yùn)行的SOC求精算法中的輸入以確定精細(xì)SOC(t_n)，其中所述SOC求精算法根據(jù)以下規(guī)則來(lái)選擇：

i.當(dāng)所述輸入SOC(t_n)介于約100%與15%之間時(shí)，使用第一求精SOC算法；

ii.當(dāng)所述輸入SOC(t_n)介于約5%與0%之間時(shí)，使用第二SOC求精算法；以及

iii.當(dāng)所述輸入SOC(t_n)介于約15%與5%之間時(shí)，使用第一求精SOC算法和第二SOC求精算法的單個(gè)加權(quán)組合；

e.使用所述精細(xì)SOC(t_n)作為輸入SOC(t_n+1)、庫(kù)侖(t_n+1)、電壓(t_n+1)和溫度(t_n+1)，作為向通過(guò)計(jì)算機(jī)處理器運(yùn)行的所述SOC求精算法中的輸入，以確定精細(xì)SOC(t_n+1)，其中所述SOC求精算法根據(jù)步驟d)中的規(guī)則來(lái)選擇；

f.按照需要而重復(fù)步驟e)，以確定各個(gè)時(shí)間t_n處的精細(xì)SOC。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一SOC求精算法包括極化松弛模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一SOC求精算法通過(guò)擬合極化或松弛數(shù)據(jù)并將所得的擬合參數(shù)與預(yù)先填充的查找表相比較來(lái)確定SOC。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一SOC求精算法包括以下步驟：

a.當(dāng)所述電池單體正在放電時(shí)測(cè)量作為時(shí)間的函數(shù)的電壓(t_n)和電流(t_n)；

b.在存儲(chǔ)器位置中記錄多個(gè)時(shí)段中所述作為時(shí)間的函數(shù)的電壓(t_n)，在所述時(shí)段中以C速率為單位表示的所述電流(t_n)穩(wěn)定在+/-0.01C內(nèi)；

c.使用計(jì)算機(jī)處理器將所記錄的作為時(shí)間的函數(shù)的電壓(t_n)與具有三個(gè)或更多個(gè)擬合參數(shù)的預(yù)定義函數(shù)相擬合；

d.提取所述擬合參數(shù)；以及

e.使用計(jì)算機(jī)處理器將所述擬合參數(shù)與先前填充的查找表進(jìn)行比較以確定SOC，所述查找表將所述擬合參數(shù)與SOC值相關(guān)聯(lián)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述預(yù)定義函數(shù)具有形式的單一指數(shù)項(xiàng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述預(yù)定義函數(shù)具有形式的兩個(gè)指數(shù)項(xiàng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二SOC求精算法包括操作中的電池的經(jīng)驗(yàn)卡爾曼濾波器模型以及多個(gè)輸入，所述多個(gè)輸入至少包括庫(kù)侖計(jì)數(shù)、電池單體電壓和電池單體溫度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟d)中所述第一求精SOC算法和所述第二SOC求精算法的單個(gè)加權(quán)組合基于來(lái)自預(yù)定義查找表的加權(quán)因子。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟d)中所述第一求精SOC算法和所述第二SOC求精算法的單個(gè)加權(quán)組合由下式給出：

w(t_n)₁=(SOC(t_n)-5)/10和

w(t_n)₂=1-w(t_n)₁

其中w(t_n)₁是針對(duì)所述第一求精SOC算法的分?jǐn)?shù)加權(quán)因子，w(t_n)₂是針對(duì)所述第二求精SOC算法的分?jǐn)?shù)加權(quán)因子，并且SOC(t_n)是以百分比表示的在時(shí)間t_n處的輸入SOC。