[发明专利]一种锂离子储能电池系统SOC估算快速修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子储能电池系统领域，更具体地说，涉及一种锂离子储能电池系统SOC估算快速修正方法。

背景技术

储能电池系统是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微网以及电动汽车发展的必不可少的组成部分。这些领域巨大的发展前景也给储能电池系统创造出前所未有的发展机遇，其中又以锂离子储能电池系统备受推崇。众所周知储能电池系统作为一种含能系统，需要对系统状态加以准确的监控以确保其全寿命使用周期内的安全性和可靠性，其中系统荷电状态（State of Charge，SOC）就是一个重要参数。目前SOC估算的方法有很多种，现有实际产品应用中最常用的SOC估算方法是开路电压法和安时积分法相结合的方法。然而要实现对SOC的准确估算仍是一个难点。

现有技术也提出过对SOC估算进行修正的方案。例如公开日为2011年8月24日，名称为“一种汽车电池SOC的估算方法”的中国发明专利文献，公开了采用比如Peukert经验得出的库伦效率、实际温度系数等数据查表的方式对SOC估算值进行修正，该方法考虑很周全，但是存在几个问题：首先，Peukert经验（源自铅酸电池的一个经验公式）是否适用于锂离子电池还是个疑问；其次，使用该方法需采集大量新旧电池的实验数据以获得各种数据查表，需要耗费大量的时间；再则，数据查表一般只是针对单体或模块，对大规模串并联组成的系统不具有针对性。

发明内容

本发明旨在解决现有的锂离子储能电池系统SOC估算不准确的问题，提供一种快速且有针对性修正SOC估算的方法，该方法可以进行具有针对性、可操作性和实用性的校正，可提高SOC估算的准确度与精度，提高了锂离子储能电池系统使用的可靠性和安全性。

为了实现上述发明目的，其具体的技术方案如下：

一种锂离子储能电池系统SOC估算快速修正方法，其特征在于：

首先，经过快速测试获得SOC的修正系数λ₁和λ₂；

然后，通过修正系数λ₁和λ₂的引入对SOC进行修正，具体的修正方法为：

当锂离子储能电池系统充电时，                                               ；

当锂离子储能电池系统放电时，；

或者，

当锂离子储能电池系统充电时，；

当锂离子储能电池系统放电时，；

其中，C_n为系统额定容量，I为电池充放电电流，ΔSOC表示锂离子储能电池系统SOC的变化量。

所述快速测试获得修正系数λ₁和λ_2的步骤如下：

a.判断锂离子储能电池系统的搁置时间或连续运行时间的长短以及锂离子储能电池系统所处环境的温度的变化；若搁置时间小于设定时间t0、运行时间小于设定时间t1，且温度变化小于设定值T0，则无须进行SOC修正；否则进入下一步，即搁置时间大于或等于设定时间t0时，或者运行时间大于或等于设定时间t1时，或者温度变化大于或等于设定值T0时，则进入下一步；

b.当需要对SOC进行修正时，先将SOC修正系数λ₁和λ₂都设为1，利用上一次储能电池系统最后使用时的SOC作为当前的SOC，进入下一步；

c.将锂离子储能电池系统进行放电，直至SOC电压跟随特性发生，也就是放电到电压的最小分割单元（锂离子储能电池系统是由很多个小电池单体通过串并连接构造而成，每个小电池单体也就是电压最小分割单元）的最小电压达到电压设定值V_L时，此时SOC值为SOC_L，进入下一步；

d.对锂离子储能电池系统进行充电，利用安时积分法估算SOC，直至SOC达到设定值SOC1，记录此时的电流和时间，得到锂离子储能电池系统的充电容量Q_cha，进入下一步；