[發明專利]鋰電池的剩余電量的估算方法及系統

有效

• 申請號: 201710876631.3
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107576918B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 許偉;陳蓓;李勁;鮑立成;李楊
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: G01R31/3828
• 分類號: G01R31/3828
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;鄧忠紅

本發明公開了一種鋰電池的剩余電量的估算方法及系統，方法包括以下步驟：S₁、定時判斷所述鋰電池所處的工作模式，若為充電模式，則執行步驟S₂₁，若為放電模式，則執行步驟S₂₂；S₂₁、判斷所述鋰電池的可充入容量變化率是否達到波峰或波谷，若是則執行步驟S₃，若否則執行步驟S₂₂；S₂₂、采用安時積分法計算當前SOC的值，執行步驟S₄；S₃、采用安時積分法計算當前SOC的值，使用SOC_p修正所述當前SOC的值，SOC_p為所述鋰電池的可充入容量變化率在波峰或波谷時所對應的極值點的SOC的值；S₄、輸出當前SOC的值。本發明簡單易行，計算量小，在不增加現有硬件條件的前提下，能夠有效地提高SOC的估算精度。

技術領域

本發明涉及儲能用鋰電池的電池管理技術領域，特別涉及一種鋰電池的剩余電量的估算方法及系統。

背景技術

BMS(Battery Management System，電池管理系統)作為儲能系統中的關鍵設備，能有效地避免電池過充、過放、過溫、成組不一致性等問題對電池的安全性和使用壽命的影響，充分發揮鋰電池的儲能性能，降低儲能的運營成本。作為電池剩余電量表征的SOC(State of Charge，荷電狀態)，是電池管理系統控制策略的重要參數，為整個控制策略提供了判斷標準，將直接影響電池的工作性能。對SOC進行準確的估計監測，從安全性和電池使用效率來看都至關重要。目前國內外對SOC估算還處在一個發展階段，許多新方法層出不窮，雖然能夠很大程度提高估算精度，但由于計算復雜，難以滿足鋰電池處于充放電狀態等實時在線狀態時的高精度估計要求。

鈦酸鋰電池作為鋰離子電池的一種，在儲能領域有較廣泛的應用。由于電池管理系統硬件條件的限制，鈦酸鋰電池的SOC估算仍然采用常用的OCV(Open Circuit Voltage，開路電壓)法和安時積分法相結合的方式。開路電壓法是根據OCV-SOC曲線進行SOC估算，但要求電池必須靜置足夠長的時間即電池達到穩定狀態后才具有較高的精度。安時積分法是最廣泛、最簡單易行的估算方法，其將電池的充放電電流對時間進行積分運算，然后動態估算電池的SOC值。電池長時間運行后，安時積分法累計的SOC誤差較大，通常利用電池充分靜置后的開路電壓修正SOC。

現有技術在鈦酸鋰電池運行平穩且有足夠靜置時間時，能簡單有效的估算SOC。但在實際運行過程中，由于儲能用鋰電池工況復雜，很少具備長時間靜置的條件，從而無法有效利用開路電壓來修正由安時積分法累計的SOC計算誤差，這將大大降低SOC估算的精度，影響電池甚至整個儲能系統的安全運行。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中的儲能用鋰電池實時在線時SOC估算精度低的缺陷，提供一種當鋰電池處于充放電狀態時仍能校正安時積分法長時間計算帶來的累計誤差從而能夠提高儲能用鋰電池實時在線時SOC估算精度的鋰電池的剩余電量的估算方法及系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明提供了一種鋰電池的剩余電量的估算方法，其特點在于，包括以下步驟：

S₁、定時判斷所述鋰電池所處的工作模式，若為充電模式，則執行步驟S₂₁，若為放電模式，則執行步驟S₂₂；

S₂₁、判斷所述鋰電池的可充入容量變化率是否達到波峰或波谷，若是則執行步驟S₃，若否則執行步驟S₂₂；

S₂₂、采用安時積分法計算當前SOC的值，執行步驟S₄；