[发明专利]锂离子电池荷电状态估算方法和装置

权利要求书

1.一种锂离子电池荷电状态估算方法，所述方法包括步骤：

A、拟合锂离子电池的开路电压与荷电状态关系；

B、利用观测器方法估算锂离子电池荷电状态；

C、对于步骤B中估算出的锂离子电池荷电状态，如果大于预定阈值，则使用观测器方法估算锂离子电池荷电状态，如果小于预定阈值，则使用安时积分法估算锂离子电池荷电状态；

所述预定阈值为：根据开路电压与荷电状态关系导数最小值所对应的锂离子电池荷电状态值；

步骤A中拟合锂离子电池的开路电压与荷电状态关系包括：

A1、在辨识工况下采集锂离子电池的端电压、锂离子电池充电或放电电流、锂离子电池充放电安时数与容量的比值；

A2、利用步骤A1的采集量，辨识锂离子电池的欧姆内阻、极化电阻、极化电容以及开路电压与荷电状态拟合关系的系数；

开路电压OCV与荷电状态s的拟合关系为：

OCV＝f(s)＝a+b·(-ln(s))^α+c·s+d·exp(s)，

其中α为预定指数，

相应地，所述开路电压与荷电状态拟合关系的系数为a，b，c和d；

所述辨识工况为：取一定数量的样本锂离子电池，将样本锂离子电池的荷电状态充电或放电至中间值，按照I₁，I₂，I₃，…I_k，…，I_N，-I₁，-I₂，-I₃，…-I_k，…，-I_N安培的电流进行相等时间间隔的充、放电，并根据步骤A1在每个时间间隔内采集预定次数的数据。

2.根据权利要求1中所述的锂离子电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述辨识工况为：取一定数量的样本锂离子电池，将样本锂离子电池的荷电状态充电或放电至中间值，按照I₁，-I₁，I₂，-I₂，I₃，-I₃，…I_k，-I_k…，I_N，-I_N安培的电流进行相等时间间隔的充、放电，并根据步骤A1在每个时间间隔内采集预定次数的数据。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的锂离子电池荷电状态估算方法，其特征在于，所述步骤A2中辨识锂离子电池的欧姆内阻，极化电阻，极化电容以及开路电压与荷电状态拟合关系的系数的方法为：

以采集到的端电压、锂离子电池充电或放电电流、锂离子电池充放电安时数与容量的比值作为模型输入，经过数学运算组成输入矩阵Φ(1)，Φ(2)……Φ(n)，其中n为总的数据采集次数；

按照以下方式迭代，辨识锂离子电池的欧姆内阻、极化电阻、极化电容以及开路电压与荷电状态拟合关系的系数：

P(0)＝C·I

其中C为任意常数，为第k次迭代中的锂离子电池的欧姆内阻、极化电阻、极化电容以及开路电压与荷电状态拟合关系的系数组成的向量，总迭代次数为n，λ为遗忘因子，取值在0到1之间，Y(k)为第k次迭代中锂离子电池的端电压值。

4.权利要求1或2中任一项所述的锂离子电池荷电状态估算方法，其特征在于，在全寿命区域内取样样本锂离子电池，充放电测试温度范围为0℃-45℃之间。