[發明專利]鉛酸電池SOC估算方法、系統、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202111237128.6
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113687246A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 劉平;丁樂文;盧繼武;劉義;張景哲;金道元
• 申請（專利權）人: 長沙德壹科技有限公司
• 主分類號: G01R31/379
• 分類號: G01R31/379;G01R31/387;G01R31/3842
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉珂

本申請公開了一種鉛酸電池SOC估算方法、系統、裝置及計算機可讀存儲介質，包括：獲取當前鉛酸電池的當前溫度、額定放電倍率、實際放電電流和初始SOC；基于Peukert方程計算出鉛酸電池在各放電倍率下的Peukert系數，通過擬合，得到Peukert系數表達式；在同一放電倍率，測量鉛酸電池在不同溫度下的放電容量；擬合鉛酸電池在不同溫度下的放電容量，得到放電容量表達式；利用當前溫度、額定放電倍率、實際放電電流、初始SOC、Peukert系數表達式和放電容量表達式以及SOC計算式，得到鉛酸電池的當前SOC；本申請基于Peukert方程，充分考慮溫度對于鉛酸電池SOC的估算影響，提高了準確度。

技術領域

本發明涉及儲能領域，特別涉及一種鉛酸電池SOC估算方法、系統、裝置及計算機可讀存儲介質。

背景技術

近年來，我國軌道交通發展非常迅速。當軌道車輛在運行的過程中發生緊急故障時，為了保障乘客的供電需求和安全逃生，地鐵軌道車輛中門控設備、照明設備、緊急通風等110V控制電路，需要維持一定的時間，一般不少于45分鐘，以等待救援，故而蓄電池作為后備電源是軌道交通中非常重要的一環。因此對電池的管理就必不可少，而在電池管理系統中最核心的一個量就是SOC估計。

已有的SOC估計方法中，大多是針對于新能源汽車的鋰離子電池，隨著軌道交通行業的快速發展，備用鉛酸電池的安全也十分重要。

鉛酸電池荷電狀態(SOC)估計是電池管理系統的核心功能之一，精確的SOC估計可以保障鉛酸電池系統安全可靠地工作，優化鉛酸電池系統，并為鉛酸電池的能量管理和安全管理等提供依據，SOC是直接反應鉛酸電池剩余電量的一項重要指標。通過對SOC進行準確的估計，可以讓使用者及時獲得可靠的電池狀態，為充放電管理作出預警判斷，以及為電池是否需要均衡管理提供了信息。如果SOC的估計出現誤差較大時，得到的電池狀態會對使用者產生誤導，處理不當的話，就可能導致電池的過充電和過放電，所以準確的估計電池的SOC可以減少對電池的損害，對提高電池的使用壽命起著重要的作用。

目前電池SOC的主要估計技術存在以下缺陷：1. 基于表征參數的方法，需要精確的測量儀器，依賴于實驗室的特定環境，例如相對穩定的OCV-SOC關系常被用來標定電池SOC，但OCV的準確直接測量要求動力電池靜置足夠長的時間，在電池的實際運行的過程中往往不能滿足靜置的要求。2. 基于模型的方法對模型的準確度依賴性很強，計算復雜且計算成本較高，初值選取不當時容易造成結果發散，需要調整參數，但參數的調整一般是憑個人經驗，沒有準確的依據。3. 神經網絡法的局限性在于對訓練數據集的依賴性較大，需要大量實驗數據樣本，算法計算量和存儲量大。如果所輸入的訓練數據不全面、訓練方法不正確、電池外部因素不一致，均會造成SOC的估算結果存在偏差。

為此，需要一種更為精準的鉛酸電池SOC估算方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鉛酸電池SOC估算方法、系統、裝置及計算機可讀存儲介質，提高精準度。其具體方案如下：

一種鉛酸電池SOC估算方法，包括：

獲取當前鉛酸電池的當前溫度、額定放電倍率、實際放電電流和初始SOC；其中，所述初始SOC為相對于當前SOC的上一時刻的所述鉛酸電池的SOC；

基于Peukert方程計算出所述鉛酸電池在各放電倍率下的Peukert系數；

擬合所述鉛酸電池在各放電倍率下的Peukert系數，得到Peukert系數表達式；

在同一放電倍率，測量所述鉛酸電池在不同溫度下的放電容量；

擬合所述鉛酸電池在不同溫度下的放電容量，得到放電容量表達式；

利用當前溫度、所述額定放電倍率、所述實際放電電流、所述初始SOC、所述Peukert系數表達式和所述放電容量表達式以及SOC計算式，得到所述鉛酸電池的當前SOC；

其中，所述Peukert系數表達式為：；

所述放電容量表達式為：；