[發明專利]一種基于電池組內單體充電曲線差異的電池容量和SOC估計方法

在審

• 申請號: 202110002692.3
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112816891A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 鄭岳久;龐康;歐陽明高
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01R31/387
• 分類號: G01R31/387;G01R31/389;G01R31/396
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務所(普通合伙) 31312
• 代理人: 史文軍

本發明涉及一種基于電池組內單體充電曲線差異的電池容量和SOC估計方法包括以下步驟：1)建立容量和SOC與單體的充電時間間隔差異曲線斜率和截距的理論對應關系；2)基于充電數據，找到電池組第一個到達充電截止電壓的單體作為基準單體，選擇其余單體(除基準單體外)作為待測單體；3)計算基準單體與待測單體的內阻差異，通過上下平移基準單體充電曲線得到修正內阻差異后的基準單體充電曲線；4)利用插值法得到基準單體與待測單體的充電時間間隔差異曲線，進行一次線性擬合得到斜率和截距；5)通過容量和SOC與單體充電時間間隔差異曲線斜率和截距的理論對應關系，計算得到待測單體的容量和SOC。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種基于電池組內單體充電曲線差異的電池容量和SOC估計方法。

背景技術

近年來隨著電動汽車的保有量不斷增加，估計電池組單體的容量和SOC有利于電池管理系統整體性能提升，保障電動汽車的續航里程。

目前的電池容量估計方法，如基于數據驅動的容量閉環估計方法、基于經驗模型的容量開環預測等，大部分是估計電池組的容量，此外一些電池組單體容量估計方法，如基于充電曲線一致性來估計電池組單體容量，過于復雜，不適用于實車進行數據處理。而基于RCC、RDC算法來估計電池組單體容量需要一個個計算每個單體的RCC和RDC，計算量很大，不適用于大量的數據處理。目前國內外用于電動汽車SOC估計的方法主要有安時積分法、開路電壓法、線性模型法、神經網絡法和卡爾曼濾波法等，能達到的精度各有不同，實現的難度也不相同。通常估計方法達到的精度越高，實現難度越大，需要進行的計算越復雜。

因此，快速簡單的估計電池組單體電池的容量和SOC，并做出相應的處理，能夠提升電池組的壽命，防止電池組因單體容量差異過大而出現故障，基于此，提出一種快速簡單的電池容量和SOC的估計方法成為本領域技術人員的當務之急。

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快速簡單估計電池組中各個單體的狀態的基于電池組內單體充電曲線差異的電池容量和SOC估計方法。

本發明的主要思想是基于充電單體電壓曲線(CCVC)一致性假設，結合RCC計算原理，在原有基礎上，進行簡化所提出來的一種快速簡單可以大量估計電池組單體容量和SOC的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明提出一種基于電池組內單體充電曲線差異的電池容量和SOC估計方法，包括以下步驟：

1)建立容量和SOC與單體充電時間間隔差異曲線斜率和截距的理論對應關系；所述容量與斜率的關系式為：

C_i＝(K+1)C₀

所述SOC與截距和斜率之間的關系式為：

式中，C_i為待測單體i的容量，C₀為基準單體的容量，K為曲線的斜率，SOC_i為待測單體i的SOC，SOC₀為基準單體的SOC，I為電池組充電電流，B為曲線的截距；

2)基于充電數據，找到電池組第一個到達充電截止電壓的單體作為基準單體，選擇其余單體(除基準單體外)作為待測單體；

3)計算所述基準單體與所述待測單體的內阻差異，基于所述內阻差異，通過上下平移所述基準單體充電曲線得到修正內阻差異后的基準單體充電曲線；

4)利用插值法得到修正后的所述基準單體充電曲線與所述待測單體充電曲線的時間間隔差異曲線，進行一次線性擬合得到所述斜率K和所述截距B；

5)通過容量和SOC與單體充電時間間隔差異曲線斜率和截距的理論對應關系，計算得到所述待測單體的容量和SOC。