[發明專利]鋰離子電池的荷電狀態在線估計方法及系統

在審

• 申請號: 201711078824.0
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107748336A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 盧蘭光;周雪亮;沈萍;韓雪冰;歐陽明高;李建秋
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張潤

1.一種鋰離子電池的荷電狀態在線估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取所述鋰離子電池組和/或系統內的所有電池單體的端電壓，比較之后得到鋰離子電池組和/或系統內電池單體的最高端電壓V_max；

獲取所述鋰離子電池組和/或系統內的所有電池單體的端電壓，比較之后得到鋰離子電池組和/或系統內電池單體的最低端電壓V_min；

根據所述單體電池最高端電壓V_max、電流等參數估算得到鋰離子電池模組和/或系統內單體電池最高端電壓V_max對應的荷電狀態SOC₁，并且根據所述單體電池最低端電壓V_min、電流等參數估算得到鋰離子電池模組和/或系統內單體電池最低端電壓V_min對應的荷電狀態SOC₂；以及

根據所述荷電狀態SOC₁和荷電狀態SOC₂融合得到所述鋰離子電池組和/或系統的當前荷電狀態。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池的荷電狀態在線估計方法，其特征在于，通過融合公式得到所述當前荷電狀態，所述融合公式為：

SOCpack=SOC2SOC2+(1-SOC1),]]>

其中，所述SOC_pack為所述當前荷電狀態，所述SOC₁為所述鋰離子電池和/或系統的內最高單體電壓對應的荷電狀態，所述SOC₂為所述鋰離子電池和/或系統內最低單體電壓對應的荷電狀態。

3.根據權利要求1或2所述的鋰離子電池的荷電狀態在線估計方法，其特征在于，通過拓展卡爾曼濾波估計SOC算法、無跡卡爾曼濾波估計SOC算法、自適應濾波估計SOC算法、滑膜觀測器估計SOC算法、開路電壓查表法等其他的SOC估計算法中的一種或多種單體SOC估計算法得到所述荷電狀態SOC₁和/或所述荷電狀態SOC₂。

4.根據權利要求3所述的鋰離子電池的荷電狀態在線估計方法，其特征在于，所述根據所述最高端電壓V_max得到荷電狀態SOC₁，并且根據所述最低端電壓V_min得到荷電狀態SOC₂，為了能夠直觀的描述整個估計方法的過程，舉例選用一階RC的等效電路模型，用卡爾曼濾波算法進行單體電池的荷電狀態估計；

對所述鋰離子電池組和/或系統內的單體電池進行開路電壓測試，獲取不同荷電狀態對應的開路電壓；

選用一階RC等效電路模型，并在離線狀獲取所述一階RC等效電路模型的參數，所述一階RC等效電路模型的電壓-電流關系式為：

U_t＝OCV-I·R₀-IR₁[1-exp(-t/τ₁)]，

其中，I為通過電池歐姆內阻R₀的電流，U_t為端電壓，R₁為極化內阻，C₁為極化電容，t為時間，τ₁為時間常數；

在處于在線狀態時，根據所述最高端電壓V_max和所述最低端電壓V_min獲取所述一階RC等效電路模型的端電壓，并同時采用兩組卡爾曼濾波算法進行荷電狀態在線估計，分別同時得到所述荷電狀態SOC₁和/或所述荷電狀態SOC₂。