一种低速电动车锂电池SOC的估算方法技术

本发明专利技术公开了一种低速电动车锂电池SOC的估算方法，具体步骤如下：（1）低速电动车上电的时候，锂电池进行额定容量计算，确保锂电池容量衰减之后，计算SOC的基准额定容量SOC准确，额定容量的估算公式如下：Q额定=Q初始*K*SOH；（2）SOC计算，包括SOC的估算在充电和放电的过程中，采用安时积分的方法，SOC估算公式如下：SOCt=SOC初始‑（）/Q额定。本发明专利技术在各种不同的情况下分别采用开路电压法、安时积分法以及各种修正补偿算法综合起来，以满足低速电动车在复杂多变的工作环境下对电池SOC估算精度的要求。本发明专利技术经过实际验证，精度可以达到5%，很好的满足了低速电动车的行驶要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池领域，具体是一种低速电动车锂电池SOC的估算方法。
技术介绍
低速电动车泛指行驶速度低、续驶里程短、安全技术性能尚达不到现行电动汽车标准的这一类车。低速电动车价格低廉，使用成本低，近年来在部分地区快速增长，规模持续扩大。随着国家对低速电动车的管理逐步规范化，越来越多的低速车采用锂电池作为动力，而锂电池的SOC，作为锂电池的一项关键指标，在低速电动车的使用过程中意义重大。SOC全称是StateofCharge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0~1，当SOC=0时表示电池放电完全，当SOC=1时表示电池完全充满。低速电动车用锂电池SOC目前常用的估算分析方法如下：1、放电实验法将电池作放电实验，以放出电量的多少为电池容量，但实际行车情况剩余电量是用来行驶的，无法单纯以放电结果作为电量预估标准。2、安时积分法通过初始与工况状态下电流和时间积分的和来计算当前电量，当前SOC精度主要依赖初始和瞬时电流的精度，但是随着时间延长，误差累计严重，且无法单独修正。3、开路电压法根据不同材料体系、工艺的电池其静止开路电压与SOC的对应关系来计算。工况状态下测得的开路电压只能作为参考，并不是真实开路电压。4、神经网络法由电压、电流、温度、内阻等各种瞬时数据形成输入层，自动归纳成隐层，再通过系统模型的输出层收敛和优化形成瞬时SOC。各层信息互不通信、并无联系，但目前达到商业标准的收敛、优化、建模技术还没有实际解决，成本高，稳定性差特点，技术还在研究阶段。5、卡尔曼滤波法匈牙利的R.E.Kalman在1960年提出的基于最小均方差的数字滤波算法，用于最优估算动态系统状态。优点是对初始误差有很强的修正作用，缺点是需要较强的数据处理能力，准确度由电池模型决定。目前研究热度很大。低速电动汽车的工作环境处于一种经常变化的状态，既有高温和低温天气，又有干燥和潮湿的天气，对动力电池性能参数要求非常高。电池容量受温度影响的成分也相对增加，这对SOC估计算法提出了更为严格的要求。传统SOC估计方法根本无法实现低速电动汽车电池组SOC的在线实时精确估算。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低速电动车锂电池SOC的估算方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种低速电动车锂电池SOC的估算方法，具体步骤如下：（1）低速电动车上电的时候，锂电池进行额定容量计算，确保锂电池容量衰减之后，计算SOC的基准额定容量SOC准确，额定容量的估算公式如下：Q额定=Q初始*K*SOH；（2）SOC计算，包括SOC的估算在充电和放电的过程中，采用安时积分的方法，SOC估算公式如下：SOCt=SOC初始-（）/Q额定。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤（2）中充电过程的SOC估算：不断根据安时积分法进行SOC累加，当最高单体超过电池最高额定电压4.2V的时候，SOC设置为1；充电过程中，如果最高单体电压未达到4.15V，SOC已经累加到了95%，此时SOC不进行累加，直到最高单体电压达到4.15V，才继续进行累积SOC；锂电池静置1小时或者电动车下电超过1小时，SOC根据开路电压和SOC的表格进行校正。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤（2）中放电过程的SOC估算：不断根据电流进行SOC计算，当放电电流<0.2C，而且持续20S，最高单体电压≤3.45V，如果此时SOC≥5%，则SOC校正到5%；此时继续根据安时积分进行SOC计算；如果放电过程中，产生最高单体电压低于3V，也就是电池过放，需要设置SOC为0，此时重新根据安时积分累加SOC。作为本专利技术进一步的方案：所述低速电动车锂电池SOC的估算方法所采用的锂电池管理系统主要包括高压电池检测器、单片机和电压检测模块，其中高压电池检测器和电压检测模块与锂电池均并联设置，且高压电池检测器和电压检测模块的信号输出端连接单片机的信号输入端。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在各种不同的情况下分别采用开路电压法、安时积分法以及各种修正补偿算法综合起来，以满足低速电动车在复杂多变的工作环境下对电池SOC估算精度的要求。本专利技术经过实际验证，精度可以达到5%，很好的满足了低速电动车的行驶要求。附图说明图1为低速电动车锂电池SOC的估算方法所采用的锂电池管理系统的结构示意图。图2为SOC计算流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中，一种低速电动车锂电池SOC的估算方法，具体操作步骤如下：（1）低速电动车上电的时候，锂电池进行额定容量计算，确保锂电池容量衰减之后，计算SOC的基准额定容量SOC准确，额定容量的估算公式如下：Q额定=Q初始*K*SOHQ额定：锂电池的额定容量，也就是满充容量Q初始：：锂电池出厂时的标称容量K：锂电池在不同温度下的衰减系数SOH：锂电池的健康状态其中K系数需要根据锂电池的温度进行计算，范围是0-1，电芯最高温度Tmax≤55℃，电芯最低温度满足如下条件，分别得出不同的K系数：SOH需要根据锂电池的循环次数进行计算，其中：（2）SOC计算，包括SOC的估算在充电和放电的过程中，采用安时积分的方法，同时根据不同的条件进行相应的调整，以保证SOC准确估算。SOCt=SOC初始-（）/Q额定其中：SOCt：为t时刻锂电池的SOC；SOC初始：为锂电池初始SOC值；i：为锂电池的工作电流；Q额定：为锂电池的额定容量；a、充电过程的SOC估算：充电过程，不断根据安时积分法进行SOC累加。当最高单体超过电池最高额定电压4.2V的时候，SOC设置为1。充电过程中，如果最高单体电压未达到4.15V，SOC已经累加到了95%，此时SOC不进行累加，直到最高单体电压达到4.15V，才继续进行累积SOC。锂电池静置1小时或者电动车下电超过1小时，SOC根据开路电压和SOC的表格进行校正。下表是某厂家的三元电池在不同温度下，不同的电压对应的SOC的关系表：b、放电过程的SOC估算放电过程，不断根据电流进行SOC计算。当放电电流<0.2C，而且持续20S,最高单体电压≤3.45V，如果此时SOC≥5%，则SOC校正到5%。此时继续根据安时积分进行SOC计算。如果放电过程中，产生最高单体电压低于3V，也就是电池过放，需要设置SOC为0，此时重新根据安时积分累加SOC。请参阅图1，所述低速电动车锂电池SOC的估算方法所采用的锂电池管理系统主要包括高压电池检测器、单片机和电压检测模块，其中高压电池检测器和电压检测模块与锂电池均并联设置，且高压电池检测器和电压检测模块的信号输出端连接单片机的信号输入端，从而实现单片机的信息采集。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低速电动车锂电池SOC的估算方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）低速电动车上电的时候，锂电池进行额定容量计算，确保锂电池容量衰减之后，计算SOC的基准额定容量SOC准确，额定容量的估算公式如下：Q额定=Q初始*K*SOH；（2）SOC计算，包括SOC的估算在充电和放电的过程中，采用安时积分的方法，SOC估算公式如下：SOCt=SOC初始‑（）/Q额定。

【技术特征摘要】
1.一种低速电动车锂电池SOC的估算方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）低速电动车上电的时候，锂电池进行额定容量计算，确保锂电池容量衰减之后，计算SOC的基准额定容量SOC准确，额定容量的估算公式如下：Q额定=Q初始*K*SOH；（2）SOC计算，包括SOC的估算在充电和放电的过程中，采用安时积分的方法，SOC估算公式如下：SOCt=SOC初始-（）/Q额定。2.根据权利要求1所述的一种低速电动车锂电池SOC的估算方法，其特征在于，所述步骤（2）中充电过程的SOC估算：不断根据安时积分法进行SOC累加，当最高单体超过电池最高额定电压4.2V的时候，SOC设置为1；充电过程中，如果最高单体电压未达到4.15V，SOC已经累加到了95%，此时SOC不进行累加，直到最高单体电压达到4.15V，才继续进行累积SOC；锂电池静置1小时或者电动车下...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕利昌，肖志勇，谭凌峰，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44