一种锂电池荷电状态估算方法，包括以下步骤：获得锂电池的电量初始值；基于所述电量初始值，利用安时法初步估算锂电池的当前电量；利用递推最小二乘法修正所述锂电池的电池电路模型参数；基于所述初修正的电池模型参数，利用扩展卡尔曼滤波法对所述估算的锂电池的当前电量进行进一步修正。本发明专利技术还提供一种应用上述电池荷电状态估算方法的电池管理系统及电池系统。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种锂电池荷电状态估算方法，包括以下步骤：获得锂电池的电量初始值；基于所述电量初始值，利用安时法初步估算锂电池的当前电量；利用递推最小二乘法修正所述锂电池的电池电路模型参数；基于所述初修正的电池模型参数，利用扩展卡尔曼滤波法对所述估算的锂电池的当前电量进行进一步修正。本专利技术还提供一种应用上述电池荷电状态估算方法的电池管理系统及电池系统。【专利说明】-种结电池荷电状态估算方法及电池管理系统和电池系统
本专利技术涉及一种裡电池管理系统，特别涉及一种裡电池荷电状态估算方法及使用 其的电池管理系统和电池系统。
技术介绍
随着环保和节能问题的日益突出，裡离子电池由于比能量高，绿色环保等优点，作 为大容量动力电源，逐步在汽车、航天、船舶等领域都有了实际应用。裡离子电池的能量密 度越来越高、容量越来越大、电池单体的串联数量也越来越多，在电池组的长期使用过程 中，由于组成的电池模块的多节裡离子电池一致性较差容易引起一节或者多节电池出现过 充过放的现象，进而整个电池模块的性能下降，甚至导致失效严重影响使用寿命。对于电池 组来说，电池管理系统不可缺少。 荷电状态（State Of化arge，S0C)用于描述电池的剩余电量，是电池组使用过程 中的重要参数。用于汽车动力的裡离子电池组的SOC的准确估算，不仅关系到汽车行驶里 程的估算，而且是裡电池组安全和优化控制充放电能量的保证。汽车在运行时，大的电流很 可能会造成电池过充或深放，因此一定要对电池的SOC状态进行估算，对电池组中每块电 池的端电压、温度W及充放电电流进行实时采集，随时预报汽车电池的剩余能量或荷电状 态，当电池电量过低需要充电时及时报警，从而提高电池的使用寿命和整车的运行性能。同 时，SOC的准确估计也是进行能量管理策略研究的基础，是电动汽车的混合动力汽车的关键 技术之一。 电池荷电状态通过对电池电压、电流、内阻、温度等参数的检测来推断，该些参数 与SOC的关系随电池老化的过程而改变，其中还包括有许多不确定的因素，例如，汽车电池 的工作状态会随着汽车的行驶道路状况变化而随机改变。因此，电池SOC的估计已成为电 动汽车和混合动力汽车领域的一个急需攻克的难题。 目前电池SOC估计方法中使用较多也比较准确的是安时法。所谓安时法是采用实 时电流积分的安培小时算法进行基本计算，然后通过对影响电池SOC的温度、自放电W及 老化参数等进行修正，通过修正函数得出比较准确的SOC值。但上述修正只是理论的情况， 实际上还存在着影响电池SOC的其他许多因素，并且在实际试验和应用中很验证得出修正 函数。因此到目前为止，采用安时积分算法难W得到SOC值较高的精度，与实际值存在着很 大的偏差。现存的其他一些SOC估算方法还包括有恒定电流电压法、开路电压法、内阻法、 比重法等，但该些方法都或多或少存在一些与安时法类似的缺陷，无法得到比较精确的SOC 估算值，因此有必要改进当前裡电池SOC的估算方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种电池荷电状态的估算方法，该方法利用安 时法初步估算并利用扩展卡尔曼滤波法进一步修正，W获得裡电池比较精确的荷电状态。 本专利技术实施例中的一种裡电池荷电状态估算方法，应用于裡电池动力储能系统， 用于对裡电池的剩余容量进行估算，所述电池荷电状态估算方法包括W下步骤：获得裡电 池的电量初始值；基于所述电量初始值，利用安时法初步估算裡电池的当前电量；利用递 推最小二乘法修正所述裡电池的电池电路模型参数；基于所述初修正的电池模型参数，利 用扩展卡尔曼滤波法对所述估算的裡电池的当前电量进行进一步修正。 作为本专利技术电池荷电状态估算方法的进一步改进，所述获得裡电池的电量初始值 的步骤还包括：判断裡电池的闲置时间是否大于固定时长；如果闲置时间未超所述固定时 长，则W上次估算周期结束时的裡电池电量作为本次估算周期的电量初始值；如果闲置时 间超出所述固定时长，则测量所述裡电池两端的电压，并通过查询开路电压-荷电状态表 来得到电池电量初始值。 作为本专利技术电池荷电状态估算方法的进一步改进，在获得所述电池电量初始值W 后，还包括判断所述裡电池是否处于工作状态的步骤，其中，如果所述裡电池未处于工作状 态，则重新获得裡电池的电量初始值；如果所述裡电池处于工作状态，则测量所述裡电池的 电压和工作电流。 本专利技术还提供有一种电池管理系统，用于对电池系统中的裡电池进行荷电状态估 算，包括微控制器及存储单元，所述存储单元中存储有一个或多个软件程序，所述微控制器 执行所述一个或多个软件程序W实现上述电池荷电状态估算方法。 本专利技术还提供有一种电池系统，包括电池及相应的电池管理系统，所述电池管理 系统包括微控制器及存储单元，所述存储单元中存储有一个或多个软件程序，所述微控制 器执行所述一个或多个软件程序W实现上述电池荷电状态估算方法W实现对裡电池荷电 状态进行估算。 本专利技术首先根据裡电池的不同状态利用开路电压法或查表法获得电池组相对准 确的电量初始值，然后用安时法来估算SOC并利用最小二乘法在线估算电池等效电路模型 参数，再利用扩展卡尔曼滤波对安时法的估计值进行修正，该样既保证了电池SOC在线估 计的准确性和可行性，而且也在很大程度上降低了电池管理系统的整体成本，使得最终的 SOC估计值变得更加有效、可靠。 【专利附图】【附图说明】 为让本专利技术上述目的和其它特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细 说明如下： 图1所示为本专利技术实施方式中电池系统示意图； 图2所示为本专利技术实施方式中电池管理系统微控制器单元及接口图； 图3所示为本专利技术实施方式中电池等效电路模型初始参数计算流程图； 图4A所示为本专利技术实施方式中电池二阶RC等效电路模型； 图4B所示为本专利技术实施方式中电流激励和电压响应波形图； 图4C所示为本专利技术实施方式中电流卸载后Ued值的曲线拟合图； 图4D所示为本专利技术实施方式中电流脉冲激励期间Uud值的曲线拟合图； 图5所示为本专利技术实施方式中SOC计算算法实现的流程图； 图6所示为本专利技术实施方式中测试的SOC-OCV对应关系图。 【具体实施方式】 下文将结合附图对本专利技术的具体内容予W阐述，如无特别说明，本专利技术所示的附 图中，相同的标号表示同样的装置或元件。尽管本专利技术所示的具体实施例提供了最佳实施 方式，但本领域的技术人员应当了解，本文所列出的具体实施例仅为阐明本专利技术的精神与 要旨，而不应理解为对本专利技术的任何限制。 本专利技术裡电池荷电状态估算方法应用于电池系统设备（Batte巧system device) 100,诸如电动双轮车、电动汽车W及一体化储能系统的电池管理系统（Battery Management Syste化BMS) 102中，用于监控所述电池系统设备100中的裡电池101的荷电 状态。在本专利技术【具体实施方式】中，所述裡电池101可W是单个电池，也可W是由多个电池串 接在一起形成的电池组。所述电池管理系统102用于实现对电池101的管理，包括但不限 于对裡电池101进行过压过流保护W及本专利技术实施方式中的电池荷电状态估算等内容。 如图2所示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂电池荷电状态估算方法，应用于锂电池动力储能系统，用于对锂电池的剩余容量进行估算，其特征在于，所述电池荷电状态估算方法包括以下步骤：获得锂电池的电量初始值；基于所述电量初始值，利用安时法初步估算锂电池的当前电量；利用递推最小二乘法修正所述锂电池的电池电路模型参数；基于所述初修正的电池模型参数，利用扩展卡尔曼滤波法对所述估算的锂电池的当前电量进行进一步修正。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钟其水，李百华，李辉，赵玉清，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。