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一种电池荷电状态的检测方法
审中-实审

申请号:201510708610.1 申请日:2015-10-27
摘要:本发明公开了一种电池荷电状态的检测方法,该方法首先确定电池的初始SOC,考虑电池的自放电效应,利用查表的方法对电池的SOC进行了精确的估算,再利用安时积分法求出下一刻电池的SOC估算值,并结合电池Thevenin模型,利用扩展卡尔曼滤波器算法对电池的SOC进行了校正。最后对电池的低电量、过流过温等进行了判断并作出预警和保护。本发明的方法综合考虑了电池是否第一次运行、停机时间造成电池自放电对电池容量的影响、温度、循环充放电次数、充放电电流等对电池额定容量的影响,对电池的SOC进行了误差的校正,提高了精度。
申请人: 浙江大学
地址: 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号
发明(设计)人: 王正仕 杨雁勇
主分类号: G01R31/36(2006.01)I
分类号: G01R31/36(2006.01)I
  • 法律状态
2016-02-24  实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/36申请日:20151027
2016-01-27  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  一种电池荷电状态的检测方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:1)根据电池的Thevenin模型,确定参数:电池的极化内阻R1、极化电容C1及电池内阻R0;2)建立SOC?R0和SOC?E查询表采用传统方法获得电池SOC值,并测得电池不同SOC时对应的电池内阻R0,建立SOC?R0查询表;获得电池内阻R0的方法为:电池在静置状态和某一SOC值状态间有四种状态突变方式:(1)静置状态到额定放电状态、(2)额定放电状态到静置状态、(3)静置状态到额定充电状态、(4)额定充电状态到静置状态,按下式计算相应电池内阻:<mrow><msub><mi>R</mi><mn>0</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>|</mo><mi>&Delta;</mi><mi>U</mi><mo>|</mo></mrow><mrow><mo>|</mo><mi>I</mi><mo>|</mo></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>其中ΔU表示电压的突变,I表示充放电电流;将四种状态下分别获得的电池内阻求平均值,即获得该SOC值对应的电池内阻R0;采用传统方法获得电池SOC值,并测得电池不同SOC时对应的端电压Uo,根据下式:Uo=E?R0I+U1???(2)<mrow><msub><mover><mi>U</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mrow></mfrac><msub><mi>U</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>C</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><mi>I</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>Uo为电池的端电压,I表示电池的充放电电流,E表示电池的稳定开路电压,该电压只和电池的SOC有关,U1为等效的极化电容两端的电压,联立上述两个方程式,可获得不同SOC对应的电池稳定开路电压E,获得SOC?E查询表;3)估算电池的初始SOC电池管理系统在启动时先判断本次启动是否第一次运行,若不是,则读取上次停机时间和记录的最后一个SOC数据,当停机时间超过预先设定值T1时,测得此时电池开路电压并根据步骤2)的SOC?E查询表获得相应SOC,即为初始SOC,当停机时间未超过T1,则直接读取停机时最后一个SOC数据作为初始SOC;若电池管理系统是第一次工作,则实时测量电池的电压变化,直至电池的电压变化率不超过设定值Δ,则认为该电压为稳定开路电压,根据SOC?E查询表获得相应SOC,作为初始SOC;4)电池充放电后估算k+1时刻的SOC利用安时积分法估算充放电Δt时长后电池的SOC值,公式如下:<mrow><msub><mi>SOC</mi><mrow><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>SOC</mi><mi>k</mi></msub><mo>-</mo><mfrac><mi>i</mi><msub><mi>Q</mi><mn>0</mn></msub></mfrac><mi>&Delta;</mi><mi>t</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>其中SOCk为k时刻电池的SOC,在充放电时长后为k+1时刻,i为k+1时刻电池的充放电电流,Q0为实时校正后的电池额定电量;初始SOC为0时刻的SOC;5)获得精确SOC值根据步骤4)获得的k+1时刻的SOC值,对应SOC?E查询表及SOC?R0查询表,获得相应的稳定开路电压E和电池内阻R0,根据公式(2)和(3)可获得k+1时刻估算的端电压Uo,同时通过测量获得k+1时刻实际的端电压,检测该实际端电压是否达到充电完成时的电压,若达到则强制将电池SOC值设为100%,反之,则采用扩展卡尔曼滤波器增益算法获得修正后的k+1时刻的SOC值,即为该时刻精确SOC值;返回步骤4)再进行确定下一时刻电池精确SOC值;6)当步骤5)得到的修正后的电池SOC值低于20%时,触发电池声光警示,提示充电,当低于10%时,停机保护。
公开号  105277898A
公开日  2016-01-27
专利代理机构  杭州求是专利事务所有限公司 33200
代理人  韩介梅
颁证日  
优先权  
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