CN106443480B - 一种锂离子电池系统soc估算方法 - Google Patents
一种锂离子电池系统soc估算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106443480B CN106443480B CN201610962174.5A CN201610962174A CN106443480B CN 106443480 B CN106443480 B CN 106443480B CN 201610962174 A CN201610962174 A CN 201610962174A CN 106443480 B CN106443480 B CN 106443480B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soc
- battery
- charge
- numerical value
- capacity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
- G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供了一种锂离子电池系统SOC估算方法,通过加入电池单体寿命数据以及不同温度不同倍率充放电数据,建立电池单体数据库模型,具备单独估算系统任一单串SOC数值、以及充放电末端多条件共同参与SOC修正的策略达到更加精准的估算电池系统SOC数值。本发明在于可独立估算电池系统中任充一单串SOC,通过导入单体数据库模型大大提升了系统SOC估算精度,通过充放电末端多条件共同参与修正SOC数值,有效降低了末端误修正或修正不准的现象发生。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车行业电池系统技术领域,尤其是涉及一种锂离子电池系统SOC估算方法。
背景技术
随着全球经济发展以及能源环保问题日益突出,汽车产业向节约能源的绿色汽车产业转型,电动汽车以零排放和噪声低等优点成为节能环保汽车发展的主要方向之一。电池管理系统(BMS)是电动汽车的核心组成部分之一,而剩余荷电状态(SOC)估算是BMS的重点难点所在。SOC估算准确度直接影响到电动汽车续航里程、电池系统寿命、电池系统安全性以及电池系统控制策略。
现阶段新能源行业发展迅猛,电动汽车市场保有量大幅增加,电池管理系统(BMS)生产研发厂家较多,各厂家技术状态存在一定的差异,SOC算法也存在不同,导致市面上的车辆SOC估算精度也存在着差异。现阶段BMS厂家针对SOC算法主要有:放电试验法、安时积分法,卡尔曼滤波法、SOC-OCV修正法,线性模型法、内阻法、神经网络法。这些估算方法计算方法不够准确,以及考虑环境对电池放电容量造成影响因素不够全面。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种锂离子电池系统SOC估算方法,通过导入单体数据库模型大大提升了系统SOC估算精度。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种锂离子电池系统SOC估算方法,包括如下步骤,
(1)建立电池单体数据库模型,包括单体电芯的容量数据、自放电数据、容量衰减数据、不同温度不同倍率充放电容量数据、不同温度下SOC-OCV数据、不同温度下充电对电池总容量的关系系数、循环次数对电池总容量的关系系数;
(2)电池系统在充放电过程中,通过安时积分法计算当前的SOC值,通过温度传感器采集电池系统的温度变化数值,调用单体数据库模型中不同温度充放电容量对安时积分法中的结果进行修正。
进一步的,所述步骤(2)具体包括
通过调用数据库中不同温度下充电对电池总容量的关系系数k,以及循环次数对电池总容量的关系系数m,更为准确的估算出系统当前SOC数值。具体计算公式如下:
CN=C1*m*k
其中,SOC0为初始时刻的荷电状态,C1为初始额定容量,CN为不同温度下的可充电容量,η为不同温度下充电效率,SOC为当前时刻荷电状态。
进一步的,所述步骤(2)中还包括电池系统在充放电后期通过实时计算上来的单串SOC数值对单串进行被动均衡。
进一步的,所述步骤(2)中还包括充电末端采用单体电压保护,总电压和总电流数值同时达到规定条件时对SOC进行末端修正。
进一步的,所述步骤(2)中还包括放电末端采用单体电压保护,单串SOC以及放电电流数值最低值对SOC进行末端修正。
相对于现有技术,本发明所述的一种锂离子电池系统SOC估算方法具有以下优势:本发明在于可独立估算电池系统中任充一单串SOC,通过导入单体数据库模型大大提升了系统SOC估算精度,通过放电末端多条件共同参与修正SOC数值,有效降低了末端误修正或修正不准的现象发生。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述一种锂离子电池系统SOC估算方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示,本估算方法包含静态SOC-OCV修正,电池系统在上电后会根据上次上电时间以及静态电流数值判定是否需要进行SOC-OCV修正,当前后两次上电时间间隔大于4h且静态电流为0A时会调用系统中已经添加好的单体数据库模型进行SOC修正。电池管理系统具备充放电次数记录功能,在SOC修正时会根据系统充放电次数调用电芯数据库模型中的数据。
单体数据库模型包括:包括单体电芯的容量数据、自放电数据、容量衰减数据、不同温度不同倍率充放电容量数据、不同温度下SOC-OCV数据、不同温度下充电对电池总容量的关系系数、循环次数对电池总容量的关系系数。
电池系统在充放电过程中主要应用到安时积分法,安时积分法通过充放电电流积分计算与电池容量进行比值从而计算出SOC数值,安时积分法在电流测试准确且增加主动修正方法的情况下计算准确度较高,本系统采用安时积分法为主要估算方法,同时通过采集到的电池的温度为依据结合单体数据库模型较为准确的估测SOC数值,并且在充放电末端通过单体电压,系统总电压和系统电流以及单串SOC最高数值参与SOC末端修正,充放电过程进行均衡,保证系统一致性。
具体步骤为通过调用数据库中不同温度下充电对电池总容量的关系系数k,以及循环次数对电池总容量的关系系数m,更为准确的估算出系统当前SOC数值。具体计算公式如下:
CN=C1*m*k
其中,SOC0为初始时刻的荷电状态,C1为初始额定容量,CN为不同温度下的可充电容量,η为不同温度下充电效率,SOC为当前时刻荷电状态。
由于电池充电容量收环境温度影响较大,高温下充电容量相对较高,温度逐渐降低充电容量也会降低,实时修正的目的在于准确的估算电池系统剩余SOC,如不修正电池容量并非为电池在该温度下的可用容量;在每次充放电开始前BMS参照充放电次数和系统温度,并结合单体数据库模型将电池衰减因素考虑到SOC估算中(锂电池可用容量受到循环次数的影响,SOC估算方法中默认的电池可用容量为初始程序写入时的电池系统额定容量,在经过多次循环后电池可用容量会降低,将电池衰减因素考虑到SOC估算中可有效提高SOC估算精度)。
电池系统在充电后期还通过实时计算上来的单串SOC数值对单串进行被动均衡,提高系统一致性;通过在充电后期采集到所有单体SOC数值进行分析确定被动均衡开启的位置及均衡电流大小进行被动均衡,可提高电池单体一致性,避免因个别单体电压过高影响充电容量及充电效率,提高SOC估算精度。
为了规避单体一致性差引起的末端SOC错误修正,在充电末端采用单体电压保护,总电压和总电流数值同时达到规定条件时对SOC进行末端修正;充电末端采用单体电压保护,总电压和总电流数值同时达到规定条件后才进行末端SOC修正,主要是为了避免因单体SOC差异较大,个别单体SOC异常会造成提前终止充电下SOC错误的修正,增加总电压及总电流限制可避免此现象发生,当充电电流小于0.05CN时,结合总电压数值进行满电SOC修正,总电压数值以具体电池系统规定充电截止电压为准;
放电末端采用单体电压保护的目的是防止单体过放,放电末端SOC修正需要结合最低单串SOC数值和总数值,在放电末端总电流为0A时,以最低单串SOC数值对系统SOC进行修正,此方法可较为准确估算电池系统剩余SOC。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种锂离子电池系统SOC估算方法,包括SOC估算和末端SOC修正,其特征在于,所述方法具体包括:
S1:建立单体数据库模型,包括单体电芯的容量数据、自放电数据、容量衰减数据、不同温度不同倍率充放电容量数据、不同温度下SOC-OCV数据、不同温度下充电对电池总容量的关系系数、循环次数对电池总容量的关系系数;
S2:电池系统判断两次充电间隔是否大于4小时,且静态电流是否为0A,当满足所述条件时,电池系统从数据库中获取电池温度与电池总容量的关系系数,此时估算SOC时采用的公式为:
其中m为充放电循环次数与电池总容量的关系系数,k为电池温度与电池总容量的关系系数,C1为电池初始额定容量,η为充电效率;
S3:在每次充放电开始前BMS参照充放电次数和系统温度,并结合单体数据库模型将电池衰减因素考虑到SOC估算中;
S4:当充电进行到末端时,进行被动均衡,通过当前计算的SOC值分析被动均衡开启的位置及均衡电流大小;
S5:当充电进行到末端时,如果电压和电流数值同时达到指定的数值则进行末端SOC修正,具体包括:
S501.当充电电流小于0.05A时,结合总电压数值进行末端SOC修正,总电压数值以具体电池系统规定充电截止电压为准;
S502.在放电末端总电流为0A时,以最低单串SOC数值对系统SOC进行修正。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610962174.5A CN106443480B (zh) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 一种锂离子电池系统soc估算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610962174.5A CN106443480B (zh) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 一种锂离子电池系统soc估算方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106443480A CN106443480A (zh) | 2017-02-22 |
CN106443480B true CN106443480B (zh) | 2019-11-22 |
Family
ID=58180296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610962174.5A Active CN106443480B (zh) | 2016-11-04 | 2016-11-04 | 一种锂离子电池系统soc估算方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106443480B (zh) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107894571B (zh) * | 2017-11-06 | 2021-01-26 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | 车载电池组寿命估算方法 |
CN108802625B (zh) * | 2018-06-20 | 2020-11-10 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种二次利用电池的soc自适应修正方法 |
CN109164398B (zh) * | 2018-08-03 | 2019-10-11 | 北京交通大学 | 一种锂离子电池组中单体电池容量估算方法 |
CN109031147B (zh) * | 2018-08-21 | 2020-12-01 | 湖南兴业绿色电力科技有限公司 | 一种磷酸铁锂电池组的soc估算方法 |
CN108646199A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-10-12 | 广西艾盛创制科技有限公司 | 一种动力电池soc估算方法和系统 |
US20200103468A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Denso Ten Limited | Soc estimation apparatus |
CN109507590B (zh) * | 2018-11-20 | 2021-06-11 | 惠州拓邦电气技术有限公司 | 一种去多元干扰网格智能跟踪soc修正方法及系统 |
CN109633463A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-04-16 | 上海松岳电源科技有限公司 | 一种基于单体电池动力电池系统的soc评估方法 |
CN109581243A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-05 | 蜂巢能源科技有限公司 | 估算电池的soc的方法和装置 |
CN109870655B (zh) * | 2019-03-26 | 2019-12-03 | 上海工程技术大学 | 一种用于锂电池soc的估算方法 |
CN109884545A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-06-14 | 奇瑞商用车(安徽)有限公司 | 一种基于动态电压校准的soc估算方法 |
CN110231575A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-13 | 安徽锐能科技有限公司 | 一种基于电池均衡的soe估计方法和计算机可读存储介质 |
CN110231573A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-13 | 安徽锐能科技有限公司 | 一种基于电池被动均衡的soe估计装置 |
CN110221218A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-10 | 蜂巢能源科技有限公司 | 计算电池的soc的方法和装置及机器可读存储介质 |
CN112415410A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 比亚迪股份有限公司 | 估算电池soc的方法和装置、存储介质和车辆 |
CN112526368A (zh) * | 2019-09-17 | 2021-03-19 | 宝能汽车集团有限公司 | 电池组剩余电量的估算方法、装置和电池管理系统 |
CN111856289B (zh) * | 2020-09-02 | 2021-08-13 | 东风汽车集团有限公司 | 一种电池包健康状态估算方法 |
CN112014751B (zh) * | 2020-09-04 | 2023-04-07 | 福建飞毛腿动力科技有限公司 | 一种基于推测锂离子电池的实际可放电容量的soc估算方法 |
CN112147513A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-29 | 南京工程学院 | 一种动力电池soc多维度校准方法 |
CN111965547B (zh) * | 2020-09-27 | 2022-05-13 | 哈尔滨工业大学(威海) | 一种基于参数辨识法的电池系统传感器故障诊断方法 |
CN113030757B (zh) * | 2021-03-09 | 2023-08-29 | 傲普(上海)新能源有限公司 | 一种soc的估算方法 |
CN113820605B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-10-13 | 蜂巢能源科技(无锡)有限公司 | 电池soc的修正方法及其装置、计算机可读存储介质 |
CN115343640A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-11-15 | 瑞浦兰钧能源股份有限公司 | 电池系统中电池荷电状态的估算方法及装置 |
CN115856644B (zh) * | 2023-02-28 | 2023-05-05 | 华东交通大学 | 一种储能电池的建模方法 |
CN116819346B (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-07 | 深圳凌奈智控有限公司 | 电池soc估算方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102496991A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-06-13 | 南京双登科技发展研究院有限公司 | 一种后备式锂离子电池组管理方法及其管理系统 |
CN102868196A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-09 | 宋秋 | 一种电池管理均衡系统 |
CN102903976A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 惠州市亿能电子有限公司 | 一种纯电动汽车充电过程soc修正方法 |
CN103078153A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-05-01 | 北京汽车新能源汽车有限公司 | 一种动力电池系统的荷电状态修正及充放电控制方法 |
CN103472403A (zh) * | 2013-09-17 | 2013-12-25 | 浙江省计量科学研究院 | 一种基于pngv等效电路模型的动力电池soc复合估计方法 |
CN104678305A (zh) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电池荷电状态soc的计算方法及装置 |
CN105223512A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-01-06 | 华晨汽车集团控股有限公司 | 基于电池特性的动态矫正剩余电量的方法 |
CN105574224A (zh) * | 2014-11-07 | 2016-05-11 | 北京普莱德新能源电池科技有限公司 | 一种电池系统荷电状态估算方法 |
CN105846483A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-08-10 | 北京普莱德新能源电池科技有限公司 | 一种电池包不均衡故障判定及均衡方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100804698B1 (ko) * | 2006-06-26 | 2008-02-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 soc 추정 방법 및 이를 이용하는 배터리 관리시스템 및 구동 방법 |
CN101975927B (zh) * | 2010-08-27 | 2012-09-05 | 华南师范大学 | 一种估算锂离子动力电池组剩余可用容量的方法 |
CN102496981B (zh) * | 2011-12-02 | 2013-11-27 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种电动汽车电池管理系统中soc估算修正方法 |
CN104749524A (zh) * | 2013-12-25 | 2015-07-01 | 上海贯裕能源科技有限公司 | 电池管理系统电量计算方法 |
-
2016
- 2016-11-04 CN CN201610962174.5A patent/CN106443480B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102496991A (zh) * | 2011-12-28 | 2012-06-13 | 南京双登科技发展研究院有限公司 | 一种后备式锂离子电池组管理方法及其管理系统 |
CN102868196A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-09 | 宋秋 | 一种电池管理均衡系统 |
CN102903976A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-30 | 惠州市亿能电子有限公司 | 一种纯电动汽车充电过程soc修正方法 |
CN103078153A (zh) * | 2013-01-17 | 2013-05-01 | 北京汽车新能源汽车有限公司 | 一种动力电池系统的荷电状态修正及充放电控制方法 |
CN103472403A (zh) * | 2013-09-17 | 2013-12-25 | 浙江省计量科学研究院 | 一种基于pngv等效电路模型的动力电池soc复合估计方法 |
CN104678305A (zh) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 电池荷电状态soc的计算方法及装置 |
CN105574224A (zh) * | 2014-11-07 | 2016-05-11 | 北京普莱德新能源电池科技有限公司 | 一种电池系统荷电状态估算方法 |
CN105846483A (zh) * | 2015-01-14 | 2016-08-10 | 北京普莱德新能源电池科技有限公司 | 一种电池包不均衡故障判定及均衡方法 |
CN105223512A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-01-06 | 华晨汽车集团控股有限公司 | 基于电池特性的动态矫正剩余电量的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106443480A (zh) | 2017-02-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106443480B (zh) | 一种锂离子电池系统soc估算方法 | |
CN103630843B (zh) | 电池状态推测装置及推测方法、电池控制装置、电池系统 | |
CN109870655B (zh) | 一种用于锂电池soc的估算方法 | |
CN107991623B (zh) | 一种考虑温度和老化程度的电池安时积分soc估计方法 | |
CN104007395B (zh) | 锂离子电池荷电状态与参数自适应联合估计方法 | |
Li et al. | Comparative study of the influence of open circuit voltage tests on state of charge online estimation for lithium-ion batteries | |
CN101034141B (zh) | 检测可再充电电池内部状态的方法、装置和带有该装置的设备 | |
CN102565716B (zh) | 用于计算二次电池的残余容量的设备 | |
CN101515022B (zh) | 一种评价电池一致性的方法 | |
CN105866698B (zh) | 考虑电池一致性的电池的健康状态估计方法 | |
CN107656210A (zh) | 一种估算电池电量状态的方法 | |
CN106872906B (zh) | 一种基于ocv曲线修正soc的方法与系统 | |
CN105572596B (zh) | 锂电池soc估算方法及系统 | |
CN107003356A (zh) | 用于确定健康状态参数值的可靠性的方法 | |
CN103869253A (zh) | 用于确定电压测量是否可用于充电状态估计的方法和系统 | |
CN103529400A (zh) | 一种具有温度自适应补偿的电池容量预测方法 | |
JP2014025738A (ja) | 残容量推定装置 | |
Feng et al. | A graphical model for evaluating the status of series‐connected lithium‐ion battery pack | |
JP2022524827A (ja) | バッテリ健全状態の推定方法 | |
CN105406532A (zh) | 电动汽车及其电池可用能量的检测方法和装置 | |
KR101865972B1 (ko) | 배터리의 열화 판단방법 | |
CN106019159B (zh) | 锂电池健康状态的预估更新方法 | |
CN110456273A (zh) | 一种电池soc估算方法、估算系统、动力电池系统 | |
CN109878378A (zh) | 电池内阻计算方法、装置及电池管理系统 | |
CN104111429B (zh) | 基于电压跟踪的锂电池剩余电量的计量方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20241021 Granted publication date: 20191122 |