一种基于蓄电池运行状态归算的荷电状态估算方法，属于电池技术领域。本发明专利技术的目的是通过外部特征（蓄电池温度、蓄电池充放电电流和蓄电池老化因素）对电池的荷电状态进行较准确估算的基于蓄电池运行状态归算的荷电状态估算方法。本发明专利技术的步骤是：蓄电池温度影响的修正、蓄电池充放电电流的修正、蓄电池老化因素的考虑、基于安时法的归化工作状态的SOC估算。本发明专利技术科学合理，能够利用蓄电池的外部特性和对其运行状态的进行合理化的归算，归算到标准运行状态，在此基础上再采用时安法对蓄电池的荷电状态进行较准确的估算。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池
技术介绍
蓄电池作为最常见的储能环节被应用在生产生活的各个方面：在清洁能源的开发 利用中，电池储能技术可以用来平抑波动功率；在电动汽车中可以作为主电源为汽车提供 动力；在变电站直流系统中作为备用电源使得变电站中的二次设备可靠运行等等，在实际 应用中，时刻掌握蓄电池的剩余容量是很有必要的，蓄电池的剩余容量用SOC来表示，SOC 即电池荷电状态，美国先进电池联合会（USABC)在《电动汽车电池实验手册》中做如下定 义：在一定的放电倍率条件下，电池的剩余电量与相同条件下额定容量的比值，而目前SOC 并不能被直接测量，只能通过电压、电流、温度、内阻等参数估算获得。常用的S O C估算 方法有以下几种：①线性模型法：基于经验方程和等效电路或者数学模型的估计方法，这 些方法对测量误差和错误的初始条件具有很好的鲁棒性，但是这种稳态模型却不能完全正 确的适应电池的动态特性；②神经网络方法：将神经网络用于SOC的估算，但是需要大量的 训练数据以及合适的训练方法；③开路电压法：开路电压能够比较准确的反映蓄电池的S O C，并且简单易行，但是蓄电池需要空载静置很长时间后才可获取，因此难以应用在实际 中；④内阻法：此方法放电后期具有较高精度和较好适应性，但电池单体内阻检测困难，且 放电初期内阻变化不大，因此测量难度大；⑤卡尔曼滤波法：对模型的精度要求非常高，计 算量大且算法较为复杂；⑥阻抗谱方法：充、放电的电流强度以及蓄电池循环充、放电历史 对其结果有一定的影响需要修正，且不适合实际应用。因此寻求一种可以准确方便对蓄电 池荷电状态进行估算的方法是本领域技术人员一直想要解决，但迄今，尚未解决的技术难 题。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过外部特征（蓄电池温度、蓄电池充放电电流和蓄电池老化因 素）对电池的荷电状态进行较准确估算的。 本专利技术步骤是： ①蓄电池温度影响的修正：对不同温度下的可用容量提出了如下修正：式中，％,为校正后的放电时间；4^为实际放电时间；为实际放电温度为标 准温度23? ;k为温度系数； 依据上式将温度修正系数用下式表示：是温度修正系数，r蓄电池工作温度； ② 蓄电池充放电电流的修正：蓄电池充放电电流与标况下的偏差用Peukert方程来归 算：式中Ch为额定温度下以电流IH放电时所放出的容量；CN为额定容量；I Ν为额定电流； Ih为放电电流；P为与蓄电池结构特别是极板厚度有关的常数； ③ 蓄电池老化因素的考虑：用如下公式表示：式中C1为标准状态下所能放出的全部电量； 由上式得到考虑当前蓄电池老化因素时的"额定容量"：④ 基于安时法的归化工作状态的SOC估算方法： 根据以上提出的蓄电池工作状态的归化方法，应用在基于安时法的蓄电池 SOC估算方 法中，将式（4)、（6)、（8)代入（1)可得：t时间采样周期，i充放电电流。 本专利技术科学合理，能够利用蓄电池的外部特性和对其运行状态的进行合理化的归 算，归算到标准运行状态，在此基础上再采用时安法对蓄电池的荷电状态进行较准确的估 算。【附图说明】 图1是本专利技术方法、传统安时法和SOC真实值对比图。【具体实施方式】 本专利技术将蓄电池看成一个整体，采用安时法，通过研究其外部特征对电池的荷电 状态进行较准确估算的。 本专利技术的步骤是： ①蓄电池温度影响的修正：对不同温度下的可用容量提出了如下修正：式中，4_为校正后的放电时间；t为实际放电时间.为实际放电温度；为标 准温度25°C ;k为温度系数； 依据上式将温度修正系数用下式表示：瓦r是温度修正系数，沪蓄电池工作温度； ② 蓄电池充放电电流的修正：蓄电池充放电电流与标况下的偏差用Peukert方程来归 算：式中Ch为额定温度下以电流IH放电时所放出的容量；CN为额定容量；I N为额定电流； Ih为放电电流；P为与蓄电池结构特别是极板厚度有关的常数； ③ 蓄电池老化因素的考虑：用如下公式表示：式中C1为标准状态下所能放出的全部电量； 由上式得到考虑当前蓄电池老化因素时的"额定容量"： Cj=C^SOH (8) ④ 基于安时法的归化工作状态的SOC估算方法： 根据以上提出的蓄电池工作状态的归化方法，应用在基于安时法的蓄电池 SOC估算方 法中，将式（4)、（6)、（8)代入（1)可得：t时间采样周期，i充放电电流。 以下结合附图对本专利技术做进一步详细描述： 1)安时法： 若蓄电池起始状态为SOC11，那么安时法的SOC估算公式为：①蓄电池温度影响的修正： 对不同温度下的可用容量提出了如下修正：式中Cn为蓄电池额定容量；i为充放电电流；着为充放电效率，是电池充入电量和放出 电量的比值；t为充放电截止时间。 离散化的S O C估算公式为：通过式（2)可以看出，安时法估算精度与初值SOC。、充放电电流的测量精度、采样频率、 额定容量以及充放电效率有关。S0C。直接影响SOC估算精度，故提供一个准确的SOC初值 是很重要的；而在一定的采样频率下，充放电电流的测量精度是可以保证的；而额定容量 以及充放电效率受充放电电流、温度以及老化等因素的影响。当蓄电池工作在标准状态下 时，充放电效率为1，但是在实际应用中，由于对蓄电池的要求不同，蓄电池往往不能工作在 标准状态下，这就给SOC估算带来了困难，此时如果再按传统方法则会产生较大的误差。因 此，对蓄电池的运行状态进行归算具有很重要的意义。而在实际应用中，其工作状态与标准 状态下条件主要是在温度、充放电电流以及老化因素三个方面有所不同。故本专利技术对运行 条件的归算当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于蓄电池运行状态归算的荷电状态估算方法，其特征在于：其步骤是：①蓄电池温度影响的修正：对不同温度下的可用容量提出了如下修正：（3）式中，为校正后的放电时间；为实际放电时间；为实际放电温度；为标准温度；k为温度系数；依据上式将温度修正系数用下式表示：（4）是温度修正系数，蓄电池工作温度；②蓄电池充放电电流的修正：蓄电池充放电电流与标况下的偏差用Peukert方程来归算：（5）此时，修正系数（6）；式中CH为额定温度下以电流IH放电时所放出的容量；CN为额定容量；IN为额定电流；IＨ为放电电流；P为与蓄电池结构特别是极板厚度有关的常数；③蓄电池老化因素的考虑：用如下公式表示：（7）式中CJ为标准状态下所能放出的全部电量；由上式得到考虑当前蓄电池老化因素时的“额定容量”：（8）④基于安时法的归化工作状态的SOC估算方法：根据以上提出的蓄电池工作状态的归化方法，应用在基于安时法的蓄电池SOC估算方法中，将式（4）、（6）、（8）代入（1）可得：（9）t时间采样周期，i充放电电流。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张婷娟，李晓波，彭良杰，溫胜林，许铁，胡晓永，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司伊春供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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