[發明專利]一種電池剩余容量的預測方法

有效

• 申請號: 201710259864.9
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107169170B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 王康麗;徐成;蔣凱;程時杰;何亞玲;朱方方
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春;李智

本發明提供一種電池剩余容量的預測方法，包括獲得不同環境溫度下以不同放電倍率放電的電池電壓與放電容量特性數據，將電池的放電周期分解為L個子放電區間，根據第k個子放電區間起始時刻的電池電壓、第k個子放電區間的放電倍率、第k個子放電區間的環境溫度和電池電壓放電容量特性數據獲得第k個子放電區間的電池容量初值，根據第k個子放電區間的電池容量初值以及第k個子放電區間的放電倍率獲得第k個子放電區間內任意時刻的剩余電池容量；獲得放電周期內任意時刻的剩余電池容量。該方法將電池的放電總容量視為放電倍率和工作溫度的函數，修正了安時積分法的初值，達到提高電池剩余容量預測精度的目的。

技術領域

本發明屬于二次電池應用技術領域，更具體地，涉及一種電池剩余容量的預測方法。

背景技術

隨著越來越多的電子產品走進我們的生活，電池的續航能力逐漸成為我們關注的重要參數之一。電池容量是電池重要的性能指標之一，代表著電池的續航能力。在諸多電子產品使用過程中，都需要準確的估計電池的剩余可用容量，以供使用者知曉大概的剩余使用時間以及安排合理的充電計劃。對于電動汽車而言，動力電池是其核心部件之一，可靠的提供動力電池的剩余容量(Remaining Capacity)估算或者荷電狀態(State of Charge，SOC)估計一直是電池管理系統(Battery Management System，BMS)需要實現的核心功能之一。精確的電池剩余容量預測，不但為SOC估計奠定基礎，而且為BMS的控制策略提供保障，防止電池因使用不當，導致服役壽命縮短，甚至產生安全隱患。在儲能系統方面，以鉛酸電池，液流電池，超級電容器，以及新近發展起來的液態金屬電池為代表的電化學儲能技術，憑借其無污染運行、高能量效率、靈活配置、長壽命、低維護的特點，成為前景非?？春玫膬δ芗夹g，有效解決可再生能源入網的關鍵問題。然而，在并網運行過程中，實時的剩余容量估計，不僅給調度人員制定運行計劃提供依據，還能為儲能系統的健康狀態提供參考。

電池的剩余容量是電池狀態估計技術主要參數之一，為電池管理系統的控制策略提供依據。準確的剩余容量預測或者荷電狀態估計，為我們合理使用電池，提高電池使用壽命，降低維護成本提供方向，例如，控制電池運行在合理的SOC范圍內，可以有效防止過充過放對電池造成損傷。

目前對電池剩余容量的精確估算已有不少研究，常用的方法包括安時積分法，開路電壓法，卡爾曼濾波及其演變算法等。安時積分法，簡單易行，也是目前應用最廣泛的方法，但是存在著較大的累計誤差。開路電壓法需要獲得精確的SOC與OCV(Open CircuitVoltage)曲線，通過測量OCV估計SOC，然而電池的開路電壓需要長時間的靜置，實際使用中很難如此操作。卡爾曼濾波法需要提前搭建電池模型，不同體系的電池模型不一樣，工作量巨大，噪聲和初值的設定不當也容易造成算法不收斂。

傳統的安時積分法因為其簡單易行，被廣泛應用于各類BMS中，但是由于沒有考慮電池的倍率性能和環境溫度對電池容量的影響，在復雜工況下，即使初值準確，也不能獲得較好的剩余容量預測的結果。使得復雜的工況下剩余容量的估算精度達不到預期的要求。

發明內容

針對上述缺陷，本發明的目的在于提供一種電池剩余容量的預測方法，旨在解決現有的按時積分法由于沒有考慮電池的倍率性能和環境溫度對電池容量的影響導致對電池的復雜運行工況下的剩余容量估算準確度低的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種電池剩余容量的預測方法，包括如下步驟：