[發明專利]一種電池SOC估算方法

在審

• 申請號: 202011357534.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112485680A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 李志飛;高科杰;宋憶寧
• 申請（專利權）人: 浙江零跑科技有限公司
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842;G01R31/389;G01R31/396
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種電池SOC估算方法，包括以下步驟：S1：獲取電池SOC的狀態初始值；S2：建立電池二階RC等效電路模型；S3：根據電池二階RC等效電路模型和電池SOC的狀態初始值通過新擴展卡爾曼濾波（New Extended Kalman Filter,NEKF）計算最高單體電芯電壓NEKF_SOCmax和最低單體電芯電壓NEKF_SOCmin；S4：根據安時積分計算最高單體電芯電壓AhSOCmax和最低單體電芯電壓AhSOCmin；S5：根據最高單體電芯電壓AhSOCmax和最低單體電芯電壓AhSOCmin計算加權值AhSOC；S6：判斷電池的充放電狀態并進行電池SOC估算值輸出；本發明采用安時積分與NEKF算法計算SOC平滑切換，避免電壓平臺區算法計算不穩定和誤差大，從而提高SOC精度；采用動態OCV?SOC校準，減少安時積分累計誤差，進一步提高整體SOC精度。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種電池SOC估算方法。

背景技術

隨著市場對新能能源汽車、儲能、3C電子產品要求越來越高，電池剩余荷電狀態(State-of-Charge,SOC)備受關注。合適的SOC估算方法可提高SOC估算精度，提高電池剩余續航精度，有效防止電池過充、過放，減少充電對電池的傷害。

現階段主要SOC估算方法為安時積分法、卡爾曼濾波法、神經網絡法。安時積分方法簡單，但是受電流積分器精度影響大，易產生累計誤差?？柭鼮V波適用于線性系統，由于電池SOC估算為非線性系統，所以根據卡爾曼濾波原理采用擴展卡爾曼濾波(ExtendedKalman Filter,EKF)、無跡卡爾曼濾波(Unscended Kalman Filter,UKF)進行非線性系統估算。神經網絡法需要大量樣本進行訓練，方法較為復雜且受電池老化影響較大。但是對于具有電壓平臺區間電池，采用算法進行SOC估算存在平臺區間估算誤差大現象。

例如，申請號為CN201711376573.4，申請日為2017年12月19日的中國專利申請公開了一種基于等效電路的鋰離子電池SOC估計算法，包括步驟:S1、在不同的溫度下，獲取開路電壓UOCV與SOC及溫度T的關系，S2、建立等效電路模型，獲取模型參數與SOC及溫度T的關系，該步驟具體為S21、建立三階等效電路模型，等效電路內包含串聯的歐姆電阻R0和三個RC單元，每個RC單元由并聯的電阻和電容組成，確定所述等效電路端電壓U與開路電壓UOCV的特性關系；S22、獲取所述等效電路模型中的歐姆內阻R0與SOC及溫度T的關系：確定脈沖放電結束瞬間的電壓特性，獲取溫度T下歐姆內阻R0與SOC的關系；S23、獲取所述等效電路模型中的RC單元參數R1，C1，R2，C2，R3，C3與SOC及溫度T的關系；S231、測定脈沖放電結束瞬間后的等效電路的電壓U(ts)；S232、獲取相同溫度下RC單元參數R1，C1，R2，C2，R3，C3與SOC的關系；S3、計算當前溫度T和電池運行的時間t下的SOC值，包括簡化電壓特性方程，對電壓特性方程進行求解。該申請的算法對于具有電壓平臺區間的電池進行SOC估算時，具有誤差較大的問題。

發明內容

本發明主要解決現有的技術中電池SOC估算誤差大的問題；提供一種電池SOC估算方法，減少對硬件系統資源依賴，提高SOC估算精度。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種電池SOC估算方法，包括以下步驟：

S1：獲取電池SOC的狀態初始值；

S2：建立電池二階RC等效電路模型；

S3：根據電池二階RC等效電路模型和電池SOC的狀態初始值通過新擴展卡爾曼濾波(New Extended Kalman Filter,NEKF)計算最高單體電芯電壓NEKF_SOCmax和最低單體電芯電壓NEKF_SOCmin；

S4：根據安時積分計算最高單體電芯電壓AhSOCmax和最低單體電芯電壓AhSOCmin；