[發明專利]一種考慮并聯電池差異的電池組容量估算方法

在審

• 申請號: 201710354687.2
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107247235A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 王麗梅;趙秀亮;劉良;盤朝奉;李國春;陳龍;江浩斌
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮并聯電池差異的電池組容量估算方法，其特征在于，包括如下：

S1：基于基爾霍夫電壓定律，電池充電電壓V表示為：

V=Em+VR0+Σi=1nVRi]]>

式中，表示電阻R₀上的電壓，表示電阻R_i上的電壓，i＝1…n；E_m表示開路電壓；

S2：利用數學變化法將老化后的充電電壓-容量曲線與標準曲線重合；將老化后的充電電壓-容量曲線縱向平移ΔU，使其在充電平臺期與標準曲線重合，再將縱向平移后的電池老化曲線橫向拉伸k倍并平移使兩條曲線重合，則老化后單體電池容量可表示為：

C₂＝C₁/k

式中，C₁、C₂分別為標準及老化后單體電池容量，拉升因子k表示單體電池老化程度；

S3：根據水桶效應原理，電池組容量取決于充入容量和充電開始前最低單節電池剩余容量，則以保證電池組中各單體電池安全的前提下，電池組容量可表示為：

C_pack＝min(C_i)＝min(C_ri)+C_c

式中，C_pack為電池組容量，C_i表示單節電池i的容量，C_ri代表充電初期單節電池i的剩余容量，C_c為充入容量，i＝1...n；

S4：假設“正常單節電池”內部各單體電池間參數一致，利用“正常單節電池”容量估算電池組容量；具體地：

假設“正常單節電池”容量為C₀，則電池組容量可表示為：

C_pack＝C₀·SOC_{limit_V}

式中，SOC_{limit_V}表示當電池組中某一老化單節電池達到充電截止電壓limit_V時，“正常單節電池”SOC值；利用數學變換法估算“正常單節電池”容量C₀，利用“正常單節電池”SOC與充電電壓的關系曲線估算其SOC_{limit_V}。

2.根據權利要求1所述的一種考慮并聯電池差異的電池組容量估算方法，其特征在于，所述S4的具體過程：將若干節磷酸鐵鋰單體電池并聯構成單節電池，設定單節電池中的“差異單體電池”容量為初始容量的80％，結合電池容量保持率及電池歐姆內阻增長系數的變化趨勢，估算得到此時電池歐姆內阻修正系數；不同老化程度的“差異單節電池”到達充電截止電壓時，“正常單節電池”SOC與端電壓具有良好的關系；將“正常單節電池”SOC與充電電壓V用SOC＝f(V)表述；

實車應用時，將電池廠家提供的設定電流下的單節電池充電曲線作為單節電池充電電壓-容量標準曲線，在同樣的充電電流下，估算“正常單節電池”容量C₀及由于內阻增加引起的電壓偏差ΔU，再根據S4的表達式即可計算得到電池組容量。

3.根據權利要求2所述的一種考慮并聯電池差異的電池組容量估算方法，其特征在于，所述若干節磷酸鐵鋰單體電池具體設為：20節3.2V、8Ah磷酸鐵鋰單體電池。

4.根據權利要求2所述的一種考慮并聯電池差異的電池組容量估算方法，其特征在于，所述充電截止電壓為3.60V。