[發(fā)明專利]一種磷酸鐵鋰電池SOC估算系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911375094.X
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN110895310A
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 廖紅;周迅;孟令鋒;黃勇
• 申請（專利權）人: 四川長虹電器股份有限公司
• 主分類號: G01R31/378
• 分類號: G01R31/378;G01R31/382
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發(fā)明涉及電池管理技術領域，其公開了一種磷酸鐵鋰電池SOC估算系統(tǒng)，實現(xiàn)對磷酸鐵鋰電池的荷電狀態(tài)的實時、可靠估算。該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集磷酸鐵鋰電池的運行狀態(tài)參數(shù)，包括電壓、電流和運行時間值；SOC計算模塊，用于根據(jù)所述運行狀態(tài)參數(shù)獲取電池當前SOC值：當判定當前電量位于第一閾值與第二閾值的區(qū)間范圍內時，通過安時積分法計算當前SOC值，否則，通過開路電壓查詢當前SOC值；溫度補償模塊，用于采集電池運行實時溫度，根據(jù)實時溫度為SOC計算模塊提供相應的溫度補償信號，輔助SOC計算模塊獲取電池當前SOC值；SOC校正模塊，用于根據(jù)電池電壓變化與容量變化的比值與SOC值呈現(xiàn)的關系，對SOC計算模塊獲取的SOC值進行校正。

技術領域

本發(fā)明涉及電池管理技術領域，具體涉及一種磷酸鐵鋰電池SOC估算系統(tǒng)。

背景技術

環(huán)境問題和石化能源短缺問題是世界各國面臨已久的問題，隨著電力、風力等新能源技術的興起，新能源技術也得到了高速的發(fā)展。磷酸鐵鋰電池具有放電容量大(比普通鉛酸電池容量更大，單體可達到1000AH)、使用壽命長(在500次循環(huán)后其放電容量仍大于95％)、體積小(是同等規(guī)格容量的鉛酸電池體積的三分之一)、對人體及環(huán)境均無污染(不含任何重金屬與稀有金屬)、價格低廉等優(yōu)勢，已經(jīng)成為了新能源技術中重要的儲能材料。

作為新能源核心技術之一，電池管理技術在新能源技術的發(fā)展中起到了重要的作用，其中準確估計電池荷電狀態(tài)(SOC)又是電池管理技術中最基礎、最重要的部分。

專利CN201310031935.1提供了一種采用分段計算的方法來估算SOC：電池電量在10％以內和90％以上采用負載電壓法，在10％至90％的范圍內采用快速卡爾曼濾波方法。然而，10％以內負載電壓法僅為研究理論值，在實際應用當中，10％的分界不足以應用于大多數(shù)電池，同時，卡爾曼濾波適用于電池充放電循環(huán)的整個生命周期，若用于電量為10％至90％的區(qū)間則需要重新建模、適配等產(chǎn)生大量額外工作。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：提出一種磷酸鐵鋰電池SOC估算系統(tǒng)，實現(xiàn)對磷酸鐵鋰電池的荷電狀態(tài)的實時、可靠估算。

本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是：

一種磷酸鐵鋰電池SOC估算系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、SOC計算模塊、溫度補償模塊和SOC校正模塊；

所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集磷酸鐵鋰電池的運行狀態(tài)參數(shù)，包括電壓、電流和運行時間值；

所述SOC計算模塊，用于根據(jù)所述運行狀態(tài)參數(shù)獲取電池當前SOC值：判定當前電池電量位于第一閾值與第二閾值的區(qū)間范圍內時，通過安時積分法計算當前SOC值，否則，通過開路電壓查詢當前SOC值；所述第一閾值小于第二閾值；

所述溫度補償模塊，用于采集電池運行實時溫度，根據(jù)實時溫度為SOC計算模塊提供相應的溫度補償信號，輔助SOC計算模塊獲取電池當前SOC值；

所述SOC校正模塊，用于根據(jù)電池電壓變化與容量變化的比值與SOC值呈現(xiàn)的關系，對SOC計算模塊獲取的SOC值進行校正。

作為進一步優(yōu)化，所述SOC計算模塊判定當前電池電量是否位于第一閾值與第二閾值的區(qū)間范圍內的方法包括：

系統(tǒng)實時記錄當前的電池電量，當系統(tǒng)關機再次啟動時，讀取關機時保存的電池電量，根據(jù)所述電池電量與第一閾值和第二閾值的區(qū)間范圍進行比較，從而判定是否位于第一閾值與第二閾值的區(qū)間范圍內。

作為進一步優(yōu)化，所述第一閾值為30％，第二閾值為90％，即當判定30％＜當前電量＜90％時，通過安時積分法計算當前SOC值，當判定當前電量≤30％或者當前電量≥90％時，通過開路電壓查詢當前SOC值。

作為進一步優(yōu)化，所述通過開路電壓查詢當前SOC值的方法包括：