[发明专利]一种用于修正超级电容器SOC估算的方法

摘要

本发明公开了一种用于修正超级电容器SOC估算的方法，属于储能技术领域。本发明是在安时积分法和开路电压法相结合的基础上，引入超级电容器的电流等效系数k_i、电容器健康状态修正系数k_l和温度补偿系数k_T，并对SOC初始值SOC(t₀)进行修正，从而提高超级电容器SOC估算的精度。本发明公开的方法首先针对超级电容器因电流、循环老化和工作温度等因素对SOC估算所带来的影响进行修正，通过引入上述补偿系数，可有效的消除误差；然后再通过修正初始值SOC(t₀)，消除初始值带来的影响，可进一步提高SOC估算的精度。

主权项

一种用于修正超级电容器SOC估算的方法，其特征在于，步骤如下：1)安时积分法和开路电压法相结合的SOC估算表达式为：$SOC\left(t\right)=SOC\left(t_0\right)-\frac{{\∫}_{t_0}^{t}id\mathrm{\τ}}{Q_0}\×100\%=SOC\left(t_0\right)-\mathrm{\Δ}SOC---\left(1\right)$首先，将电流等效系数k_i引入公式(1)，得到的表达式为：$SOC\left(t\right)=SOC\left(t_0\right)-\frac{{\∫}_{t_0}^t{\mathrm{ik}}_{i}d\mathrm{\τ}}{Q_0}\×100\%=SOC\left(t_0\right)-\mathrm{\Δ}SOC---\left(2\right)$其次，在公式(2)的基础上引入超级电容器健康状态修正系数k_l，得到的表达式为：$SOC\left(t\right)=SOC\left(t_0\right)-\frac{{\∫}_{t_0}^t{\mathrm{ik}}_{i}d\mathrm{\τ}}{k_l{Q}_0}\×100\%=SOC\left(t_0\right)-\mathrm{\Δ}SOC---\left(3\right)$然后，将k_T作为温度补偿系数引入公式(3)中，结合电流等效系数k_i以及健康状态修正系数k_l，最终得到修正后安时积分法和开路电压法相结合的方法表达式为：$SOC\left(t\right)=SOC\left(t_0\right)-\frac{{\∫}_{t_0}^t{\mathrm{ik}}_i{k}_{T}d\mathrm{\τ}}{k_l{Q}_0}\×100\%=SOC\left(t_0\right)-\mathrm{\Δ}SOC---\left(4\right)$2)引入SOC(t₀)修正方法步骤1：确定判定时长x与上次停机时刻SOC的关系曲线，读取超级电容器上次停机时刻的SOC值，得到此时的判定时长x；步骤2：读取超级电容器的静置时间，比较静置时间与判定时长x；若静置时间大于判定时长x，此时的开路电压OCV达到稳定，根据开路电压OCV和上次停机时刻SOC的关系曲线，通过稳定的开路电压OCV的数值修正初始SOC值，得到SOC(t₀)；若静置时间小于判定时长x，此时的开路电压OCV不稳定，不能用于修正初始SOC值，则继续使用上次停机时刻的SOC值作为初始SOC值，并初始化SOC(t₀)；步骤3：系统采集超级电容器放电电流，并通过AD转换，得到放电电流i，得到安时积分器的值带入公式(4)，得到超级电容器SOC估算值SOC(t)；步骤4：判断此时的SOC(t)是否大于20％，若SOC(t)大于20％，则重复步骤3；若不大于20％，则说明电量不足，应该停机充电；引入的电流等