[發明專利]一種基于SOC-OCV優化曲線的鋰離子電池SOC估計方法

有效

• 申請號: 202010572703.7
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111722118B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 來鑫;李云飛;楊奇寰;遲丁康;張鍇林;鄭岳久;周龍
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/388;G01R31/378
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發明涉及一種基于SOC?OCV優化曲線的鋰離子電池SOC估計方法，包括以下步驟：1)在一恒定溫度下，對鋰離子電池進行恒流恒壓充電至截止倍率；2)在相同恒定溫度下，對鋰離子電池進行小電流恒流放電實驗，獲得小電流恒流放電OCV變化曲線；3)在相同恒定溫度下，對鋰離子電池進行HPPC測試實驗，獲得不同HPPC測試點的OCV值；4)采用PSO算法根據不同HPPC測試點OCV值對小電流恒流放電OCV變化曲線進行擬合優化得到SOC?OCV優化曲線；5)根據SOC?OCV優化曲線結合EKF算法進行SOC的閉環估計。與現有技術相比，本發明結合HPPC測試與小電流恒流放電兩種方法的優點對SOC?OCV曲線進行優化，減小HPPC測試過程中需要靜置的次數，節省測試時間，提高低SOC區間SOC估計精度。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池荷電狀態預測技術領域，尤其是涉及一種基于二階RC模型和SOC-OCV優化曲線的鋰離子電池SOC估計方法。

背景技術

鋰離子電池由于具有能量密度高、壽命長、環境友好等優點，目前作為動力源在新能源汽車中得到廣泛應用，為了保證鋰電池安全可靠工作，電池管理系統被設計來對鋰電池進行實時監控與管理，而電池狀態估計是電池管理系統的基礎和核心，國內外關于鋰電池狀態估計的研究成果非常豐富，這些研究大多是以鋰電池模型為基礎的，鋰電池模型包括電化學模型、等效電路模型、神經網絡模型等，其中等效電路模型由于結構簡單、精度較高等優點被廣泛采用。

電池狀態估計過程中，需要電池的SOC-OCV曲線作為標準來對模型參數進行辨識與端電壓估計，在傳統的HPPC測試方法測試某一溫度SOC-OCV曲線過程中，在測試完一個點的OCV后，一般需要擱置三個小時才能繼續測試下一個點的OCV，該方法在測試點得到的OCV很準確，但是HPPC測試耗時嚴重；且通過插值法獲得其他點OCV，但是插值得到的OCV并不符合電池的特性，特別在低SOC區域OCV曲線的非線性嚴重，降低了低SOC區間SOC的估計精度。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于SOC-OCV優化曲線的鋰離子電池SOC估計方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于SOC-OCV優化曲線的鋰離子電池SOC估計方法，包括以下步驟：

1)在一恒定溫度下，對鋰離子電池進行恒流恒壓充電至截止倍率；

2)在相同恒定溫度下，對鋰離子電池進行小電流恒流放電實驗，獲得小電流恒流放電OCV變化曲線；

3)在相同恒定溫度下，對鋰離子電池進行HPPC測試實驗，獲得不同HPPC測試點的OCV值；

4)采用PSO算法根據不同HPPC測試點OCV值對小電流恒流放電OCV變化曲線進行擬合優化得到SOC-OCV優化曲線；

5)根據SOC-OCV優化曲線結合EKF算法進行SOC的閉環估計。

所述的步驟1)中，恒定溫度設為25攝氏度。

所述的步驟1)中，對鋰離子電池進行恒流恒壓充電至截止倍率，其中，恒流為1/3C，恒壓為鋰離子電池上限截止電壓，截止倍率為1/20C。

所述的步驟2)中，對鋰離子電池進行小電流恒流放電實驗，其中，小電流為1/30C。

所述的步驟3)中，對鋰離子電池進行HPPC測試實驗具體為：

對鋰離子電池以每隔10％SOC為1個循環，共計進行11個循環的HPPC測試實驗，獲得11個測試點的OCV值。

所述的步驟4)具體包括以下步驟：