[发明专利]一种锂离子电池荷电状态与开路电压模型建立方法

说明书

本发明公开一种锂离子电池荷电状态与开路电压模型建立方法，用于提高锂离子电池荷电状态SOC估测精度的能力。主要包括以下步骤：1)在常温下，实测电池SOC、OCV数据；2)将SOC分成部分重叠的三段；3)对三段分别用低阶多项式拟合；4)重叠部分进行线性插值处理；5)考虑SOH变化，对拟合公式进行修正；6)考虑温度变化，对拟合公式进行修正；7)综合考虑SOH、温度变化，对拟合公式进行最终修正；8)建立SOC‑OCV关系模型。本发明优点：计算量小，而整体精度高；拟合模型考虑到电池健康度的变化对模型的影响。拟合结果没有增加模型复杂程度；具有较好的通用性，不仅仅局限于某一种电池；具有较好的适应性，适合于电池长期应用后环境变化和电池特性下降情况。

技术领域

本发明涉及新能源汽车电池应用领域，具体涉及用于锂离子电池荷电状态(SOC)估算之前，建立合理的锂离子电池荷电状态SOC与开路电压(OCV)之间关系模型。

背景技术

电池的荷电状态SOC反映了电池的剩余电量，是电池的管理系统中是一个非常基本又重要的监测指标。由于电池SOC同电池其他参数关系表现出高度的非线性，不得不通过中间的物理量，迂回获得SOC；加之外部环境和内部环境参数变化的随机性，使系统基于数学模型的预估方法不够准确，因此必须对电池荷电状态估计的抗干扰能力和自适应能力进行抑制和提高。

目前用于SOC估算的方法有：安时计量法、开路电压法、阻抗分析法、卡尔曼滤波法和神经网络法等。无论采用什么方法，都离不开SOC-OCV关系曲线模型；因而准确对SOC-OCV建模，是提高SOC估算精度的重要前提。当前所有SOC-OCV之间的模型建立都是在某一定条件下建立的，而实际应用中电池环境条件和电池本身性能都随时间和场景而变化，单一条件下的SOC-OCV模型已无法满足后续SOC的估算要求。

本发明的方法是给出具有较强的自适应能力的SOC-OCV关系模型，其方法计算量小于目前大多方法，且容易实现、有利于估算提高电池SOC估算精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池荷电状态与开路电压模型建立方法，解决传统锂离子电池SOC估测算法中，SOC-OCV模型复杂、计算量大，估算精度低，实现困难的问题。

实现本发明目的的技术方案主要包括以下步骤：

步骤1：在常温下，实测电池SOC、OCV数据；

步骤2：将SOC重叠分成三段；

步骤3：对三段分别用低阶多项式进行拟合

步骤4：对重合部分进行线性插值处理；

步骤5：考虑SOH变化，对拟合公式进行修正；

步骤6：考虑温度变化，对拟合公式进行修正；

步骤7：综合考虑SOH、温度变化，对拟合公式进行最终修正；

步骤8：建立SOC-OCV关系模型。

将SOC重叠分成三段，第一段在(0，0.2+Δ₁)范围、第二段在(0.2-Δ₁，0.75+Δ₂)范围、第三段在(0.75-Δ₂，1)。

分别对三段拟合，拟合多项式用低阶的(4阶)。

将二处重合部分，在低阶多项式拟合基础上进行线性插值。

考虑SOH变化影响时，将拟合公式进行SOC用SOC/SOH修正。

考虑温度变化影响时，将拟合公式用SOCe^0.002(T-25)代替SOC修正。

当同时考虑SOH和温度变化影响时，将拟合公式中自变量用(SOCe^0.002(T-25)/SOH)修正。