[發明專利]一種實現鋰離子電池充放電最大允許功率快速測量的方法

有效

• 申請號: 201911415064.7
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111025172B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉施陽;云鳳玲;栗敬敬;方彥彥;沈雪玲;唐玲;崔義;張杭;暴新建;張瀟華;閆坤;高哲峰;王琳;張明;張向軍
• 申請（專利權）人: 國聯汽車動力電池研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R31/396
• 分類號: G01R31/396;G01R31/367;G01R31/385;G01R31/36
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 商曉莉

本發明公開一種實現鋰離子電池單體(模組)在不同溫度條件下最大允許功率快速檢測的方法，包括：根據鋰離子電池充放電的特性，建立電池簡化物理模型，并計算電池的荷電狀態，歐姆內阻和過程極化電壓；利用電池簡化物理模型，以荷電狀態和歐姆內阻為初始條件，聯立狀態方程組并求解，并通過實際試驗驗證調整，實現鋰離子電池最大功率狀態的快速測量；克服最大允許充放電功率測量受工況、溫度、荷電狀態及衰減等因素的耦合制約的難題，保證了測量的速度及精度。

技術領域

本發明涉及電池參數測試領域，具體而言，涉及用于一種實現鋰離子電池充放電最大允許功率快速測量的方法。

背景技術

作為鋰離子電池管理系統的主要功能之一，最大允許功率測試是在限定的工作電流和電壓范圍內，對鋰離子電池在當前工作狀態下可使用的最大充放電功率進行檢測，關系電動汽車的能量管理。最大允許放電功率決定了電動汽車的實時加速特性，最大允許充電功率決定了剎車回饋能量的吸收能力。最大允許功率是鋰離子電池的隱形狀態，受工況、溫度、荷電狀態及衰減等因素的耦合制約，無法用數學表達式對其統一描述，精確的對應關系的建立需通過大量的實驗，且精度難以保證。

現有技術中存在，可實現最大允許功率在線預估，根據鋰離子電池充放電的特性，利用simulink軟件建立電池物理模型，并計算電池的荷電狀態和極化電壓；利用電池物理模型，以荷電狀態和極化電壓為初始條件，以電池允許的最大瞬態充、放電電流為初始試探電流，計算電池端電壓與電池充放電限制電壓的差值；根據電池端電壓與電池充放電限制電壓的差值，得到調整試探電流的增量，得到新的試探電流，由電池物理模型循環計算電池的端電壓，直到滿足計算當前工作狀態下的最大允許充放電功率的條件，實現鋰離子電池最大功率狀態的在線實時預估。

但是目前的方法其初始參數需要較多，模型構建較復雜，且僅僅涉及到在線預估，實際測試過程中未給出調整公式。該方法僅適用于鋰離子電池單體的功率預估，未推廣至模組測試。

發明內容

鑒于現有鋰離子電池單體（模組）最大允許功率估算方法存在的上述困難，本發明的實施方法提供一種實現鋰離子電池單體（模組）最大允許功率預估的快速測量的方法。

本發明所采用的方法為：一種實現電池充放電最大允許功率快速測量的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、依據電池充放電的特性，獲得電池充放電的參數值，建立電池的簡化物理模型，所述參數分別為：理想電壓源OCV、電阻R1，其中R1為歐姆內阻，△U為過程中電壓變化值，荷電態為SOC；采用數據擬合的方式擬合SOC-OCV曲線，得到計算函數OCV=f（SOC，T）；T為環境溫度可為恒溫；

步驟二、結合計算函數OCV=f（SOC），建立Cact為電池容量，ΔSOC為荷電態變化；Uaim為目標電壓之間的聯立方程，求解目標電流值I；

步驟三、根據獲得的目標電流值I和目標電壓Uaim獲得功率值P。

本發明的方案，另一方面，建立聯立方程組具體為：

U0＝OCV+R1*I+ΔU，

OCV=f（SOC，T），

ΔU=OCV1-OCV2=f（SOC1，T）-f（SOC2，T），

ΔSOC=g（I）=100%I*t/Cact，

其中T為環境溫度，Cact為電池容量，ΔSOC為荷電態變化；Uaim為目標電壓。

進一步，數據擬合的方式為多項式擬合方式，所述獲得的參數值的樣本數量與數據擬合方式相匹配。

進一步，多項式擬合方式具體為五項式擬合方式。

進一步，很顯然所述方法適用于鋰離子單體電池。

進一步，很顯然所述方法應用于鋰離子模組電池。