[發明專利]一種磷酸鐵鋰電池的DZSOC算法

有效

• 申請號: 202110222537.2
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN113049961B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 劉學鵬;彭一航;李榮恩;黃永恩;馮勇豪;姚志軒
• 申請（專利權）人: 佛山職業技術學院
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367
• 代理公司: 佛山東平知識產權事務所(普通合伙) 44307
• 代理人: 龍孟華

本發明公開一種磷酸鐵鋰電池的DZSOC算法，其在充分考慮負載功率影響和電池特性的前提下，首次提出死區SOC（DZSOC）的概念，采用本發明提供的DZSOC算法，在DZSOC閾值熔斷機制下，能有效的保護電池的使用，避免深度放電，從而延長電池的壽命。同時，本發明還利用改進的等效電路模型來估算當前荷電狀態NSOC，具有更加高的精度；通過準確估算磷酸鐵鋰電池的當前荷電狀態，不僅可以有效防止電池過充和過放，避免對電池造成永久性的傷害，大大提高電池的壽命；而且可以大大減小電池性能設計時的剩余容量，確保電池的容量充分使用。

技術領域

本發明涉及到磷酸鐵鋰電池放電管理系統技術領域，尤其涉及一種磷酸鐵鋰電池的DZSOC（Dead Zone SOC）算法。

背景技術

近幾年，電子產品中磷酸鐵鋰電池的需求量大大增加。鋰電池可以滿足電動汽車的需求，這類電池在未來動力能源領域舉足輕重。鋰電池過放電是鋰電池的放電電量大于電池的額定容量。如果電池放到某一特定電壓以下，雖然電池內部的安全電路會啟動，但這個時候電池就會出現壽命受損，甚至使電池報廢期提前。目前，國內外的學者都將注意力集中在SOC的預估和電池管理系統的研究上，沒有對電池的放電截止點進行分析研究。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于一種能有效的保護電池的使用、避免深度放電、從而延長電池壽命的磷酸鐵鋰電池DZSOC算法。

為達到以上目的，本發明采用如下技術方案。

一種磷酸鐵鋰電池的DZSOC算法，其特征在于，包括如下步驟：1）測量電池的電壓、電流；2）通過OCV函數計算電池當前荷電狀態NSOC；3）判斷當前荷電狀態NSOC是否大于最低荷電狀態LSOC；如果否，則以最低荷電狀態LSOC為DZSOC；如果是，則通過電壓、電流計算輸出功率P₀、并進一步判斷P₀是否大于負載功率P_L；如果P₀＞P_L，則繼續電池放電使用，如果P₀≤P_L，則以當前荷電狀態NSOC為DZSOC，并停止電池放電。

OCV函數為：。 （1）

。 （2）

式中，SOC_i和OCV_i分別對應剩余電量和電源開路電壓值，ε_i是采集噪聲，符合高斯分布；w是可調節權值，權值可通過上面公式迭代得出；實現步驟如下：a）初始化參數和數據集合，確定初始權值w₀；并將SOC值與w值帶入式（2）中計算，隨后計算誤差平方,將r²升序排列，并依據r²的順序排列(SOC，SOC_i)，最后將這個(SOC，SOC_i)集合的前一半作為T₀；b）利用新的T₀集合來更新w，隨后通過新的w來更新y和r²，利用r²來判斷噪聲的大小，設定一個閥值，當r²小于閥值時，以此來更新T₀；c）根據新集合來更新權值，并通過新權值對參數進行重新計算；d）重復步驟b）和步驟c），直到得到穩定的權值，隨后代入SOC和對應的權值，就得到OCV的值，完成了OCV與SOC的算法。

更為優選的是，最低荷電狀態LSOC的取值為20%。

更為優選的是，利用改進的PNGV等效電路模型來估計當前荷電狀態NSOC的變化情況。

更為優選的是，改進的PNGV等效電路模型是在PNGV等效電路模型的基礎上增加了一組RC回路并取消了串聯電容。