一种退役动力电池组的SOC估算方法技术

本发明专利技术公开了一种退役动力电池组的SOC估算方法中，针对于每个电池包，首先实时的获取该电池包当前时刻的开路电压；然后通过该电池包的开路电压和SOC之间关系表获取到该电池包当前时刻的SOC值；将每个电池包当前时刻的SOC值进行比较，获取到最小的SOC值，以最小的SOC值为标准，对除该最小的SOC值对应的电池包之外的其他各电池包当前时刻的SOC取相对值；求出除最小的SOC值对应的电池包之外其他所有电池包当前时刻的SOC相对值的平均值，根据平均值与最小的SOC值最终得到电池组当前时刻的SOC值。本发明专利技术能够精确且快速针对状况不一致的电池所构成的电池组进行SOC值估算，为退役电池回收再次使用提供了支撑。

A SOC estimation method for a decommissioned power cell group

The invention discloses a retired power battery SOC estimation method, for each battery pack, the first real-time access to the open circuit voltage of the battery pack at the moment; then through the battery pack and the SOC relationship between the open circuit voltage of the battery pack to obtain the current value of SOC; the current of each battery pack when the SOC values were compared to obtain the minimum value of the SOC, with a minimum SOC value as the standard, except for the minimum value of the SOC corresponding to the battery pack to each other in the battery pack at the moment SOC is a relative value; calculated the average value in addition to the minimum SOC value corresponding to the battery pack all other battery the package at the moment relative value of SOC, according to the average value obtained battery current value and the minimum value of the SOC SOC. The invention can accurately and quickly estimate the SOC value of the battery group constituted by the inconsistent battery, and provides support for the recycling of the decommissioning battery.

【技术实现步骤摘要】
一种退役动力电池组的SOC估算方法
本专利技术涉及新能源储能系统领域，特别涉及一种退役动力电池组SOC估算。
技术介绍
电池组的荷电状态(State-of-Charge，SOC)和健康状况(State-of-Health，SOH)的估算，由于电动汽车的特殊要求，大都基于电池状况较好、电池各方面状态较为一致的单体电池串联成组得到的电池包，并且当电池状况下降到一定程度后将会被退役，造成一定的浪费。如果对用于电动汽车等的退役电池进行回收，通过重组连接成为新的电池组，可用于对电池状况要求没那么严格的储能领域。此时，对于退役电池串联成的电池组的SOC估算就成为主要问题。由于退役电池的各项状况指标具有很多的不一致性，此时的SOC估算与全新电池组成的电池组有着很大的不同。而当前对于串联电池组SOC的估算基本都是基于全新电池组成的电池组，对于退役电池组成的电池组将不再适用。因此，需要提出一种新方法，以对电池状况不一致的退役电池串联组成的电池组的SOC进行估算。同时，由于电池状况不一致导致的电池相同时间充放电容量的不同，会使得串联连接的电池组总体SOC与单独估算的SOC存在差异。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种退役动力电池组的SOC估算方法，该方法可以对不同状态电池构成的电池包所串联组成的电池组进行较为准确的SOC估算。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种退役动力电池组的SOC估算方法，所述电池组由多个电池包串联而成，所述估算方法的步骤具体如下：步骤S1、针对于每个电池包，在其连接上负载后，实时的获取该电池包当前时刻的开路电压；然后根据该电池包当前时刻的开路电压，通过该电池包的开路电压和SOC之间的关系表获取到该电池包当前时刻的SOC值；步骤S2、将每个电池包当前时刻的SOC值进行比较，获取到当前时刻最小的SOC值，然后以该当前时刻最小的SOC值为标准，对除该当前时刻最小的SOC值对应的电池包之外的其他各电池包当前时刻的SOC取相对值；步骤S3、求出除当前时刻最小的SOC值对应的电池包之外其他所有电池包当前时刻的SOC相对值的平均值，将上述求取到的平均值与步骤S2获取到的当前时刻最小的SOC值相乘后再加上当前时刻最小的SOC值，以得到电池组当前时刻的SOC值。优选的，所述步骤S1中，针对于每个电池包：首先建立每个电池包的Thevenin二阶RC模型，该模型中包括2个串联关系的RC网络，每个RC网络中包括并联的电阻和电容；然后根据每个电池包的Thevenin二阶模型，分别测量出每个电池包在每次完成充电后的初始开路电压，并且根据测量到的初始开路电压计算出初始内阻；最后获取到每个电池包Thevenin二阶RC模型中两个RC网络中的参数；当电池组连接上负载后，进入以下步骤实时的获取每个电池包当前时刻的开路电压：步骤S11、针对于每个电池包，首先测量出该电池包在当前时刻输出电压和输出电流，然后根据上述测量得到的该电池包在当前时刻输出电流、该电池包在上一时刻的开路电压和内阻以及该电池包的Thevenin二阶模型中两个RC网络中的参数计算出该电池包在当前时刻的模型输出电压；步骤S12、针对于每个电池包，将该电池包当前时刻输出电压与模型输出电压相减后得到一个当前时刻的电压变化量，将该当前时刻的电压变化量与电池包上一时刻的开路电压相加后得到电池包当前时刻的开路电压；同时根据电池包当前时刻的开路电压以及当前时刻输出电流和输出电压，获取到电池包当前时刻的内阻。更进一步的，所述步骤S1中，针对于每个电池包，根据测量到的初始开路电压计算出初始内阻的具体过程如下：首先为该电池包两端接上一个确定阻值R的电阻；然后测量该电池包中接入电阻后的输出电流；最后根据以下公式计算出该电池包的初始内阻：其中为第j个电池包的初始内阻；为第j个电池包的初始开路电压；Ij为测量到的第j个电池包中接入阻值为R的电阻后的输出电流；所述步骤S1中，针对于每个电池包，获取到该电池包Thevenin二阶RC模型中两个RC网络中参数的具体过程如下：首先向该电池包Thevenin二阶RC模型依次输入四种频率的交流电压信号，然后测量到对应的四种交流电流：其中v1至v4分别为电池包Thevenin二阶RC模型依次输入的四种频率的交流电压，ω1至ω4分别为四种交流电压的角频率，ij1至ij4分别为电池包Thevenin二阶RC模型依次输入的四种频率的交流电压在模型中产生的电流；为第j个电池包的初始开路电压，为第j个电池包的初始内阻，J为电池组中电池包的总数；然后根据上述公式联立计算得到该电池包Thevenin二阶RC模型中两个RC网络中的参数，包括Rtsj、Ctsj、Rtlj和Ctlj，其中Rtsj、Ctsj分别为第j个电池包的Thevenin二阶RC模型中其中一个RC网络中并联的电阻和电容，Rtlj和Ctlj分别为第j个电池包的Thevenin二阶RC模型中另一个RC网络中并联的电阻和电容。更进一步的，所述步骤S11中，针对于每个电池包，计算出该电池包在当前时刻的模型输出电压为：Vj,model(t)＝Ej(t-1)+Rj(t-1)ij(t)+ij(t)Rtsj+ij(t)Rtlj；j＝1,2,3,...,J；其中Vj,model(t)为第j个电池包在当前时刻t的模型输出电压；Ej(t-1)为第j个电池包在上一时刻t-1的开路电压；Rj(t-1)为第j个电池包在上一时刻t-1的内阻；ij(t)为测量得到的第j个电池包的当前时刻t输出电流；所述步骤S12中，针对于每个电池包，计算得到该电池包当前时刻的开路电压为：Ej(t)＝Ej(t-1)+ΔEj(t)；j＝1,2,3,...,J；其中：ΔEj(t)＝Vj(t)-Vj,model(t)；j＝1,2,3,...,J；其中Ej(t)为第j个电池包当前时刻t的开路电压，Vj(t)为测量得到的第j个电池包的当前时刻t的输出电压，ΔEj(t)为第j个电池包的当前时刻t的电压变化量，J为电池组中电池包的总数；所述步骤S12中，针对于每个电池包，根据该电池包当前时刻的开路电压以及当前时刻输出电流和输出电压，获取到该电池包当前时刻的内阻为：其中Rj(t)为第j个电池包当前时刻的内阻；Ej(t)为第j个电池包当前时刻的开路电压；Vj(t)为测量得到的第j个电池包的当前时刻t的输出电压；ij(t)为测量得到的第j个电池包的当前时刻t的输出电流。优选的，所述步骤S2中，除最小的SOC值对应的电池包之外的其他各电池包当前时刻的SOC相对值为：其中SOCmin(t)为当前时刻最小的SOC值，SOCx(t)为除最小的SOC值对应的电池包之外其他电池包中第x个电池包当前时刻的SOC值；SOCx′为除最小的SOC值对应的电池包之外其他电池包中第x个电池包当前时刻的SOC相对值；X为除最小的SOC值对应的电池包之外其他电池包的总数；所述步骤S3中，求出除最小的SOC值对应的电池包之外其他所有电池包当前时刻的SOC相对值的平均值为：其中为除最小的SOC值对应的电池包之外其他所有电池包当前时刻t的SOC相对值的平均值；得到的电池组当前时刻的SOC值为：其中SOC组(t)为电池组当前时刻的SOC值。优选的，还包括以下步骤，步骤A、针对每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种退役动力电池组的SOC估算方法，其特征在于，所述电池组由多个电池包串联而成，所述估算方法的步骤具体如下：步骤S1、针对于每个电池包，在其连接上负载后，实时的获取该电池包当前时刻的开路电压；然后根据该电池包当前时刻的开路电压，通过该电池包的开路电压和SOC之间的关系表获取到该电池包当前时刻的SOC值；步骤S2、将每个电池包当前时刻的SOC值进行比较，获取到当前时刻最小的SOC值，然后以该当前时刻最小的SOC值为标准，对除该当前时刻最小的SOC值对应的电池包之外的其他各电池包当前时刻的SOC取相对值；步骤S3、求出除当前时刻最小的SOC值对应的电池包之外其他所有电池包当前时刻的SOC相对值的平均值，将上述求取到的平均值与步骤S2获取到的当前时刻最小的SOC值相乘后再加上当前时刻最小的SOC值，以得到电池组当前时刻的SOC值。

【技术特征摘要】
1.一种退役动力电池组的SOC估算方法，其特征在于，所述电池组由多个电池包串联而成，所述估算方法的步骤具体如下：步骤S1、针对于每个电池包，在其连接上负载后，实时的获取该电池包当前时刻的开路电压；然后根据该电池包当前时刻的开路电压，通过该电池包的开路电压和SOC之间的关系表获取到该电池包当前时刻的SOC值；步骤S2、将每个电池包当前时刻的SOC值进行比较，获取到当前时刻最小的SOC值，然后以该当前时刻最小的SOC值为标准，对除该当前时刻最小的SOC值对应的电池包之外的其他各电池包当前时刻的SOC取相对值；步骤S3、求出除当前时刻最小的SOC值对应的电池包之外其他所有电池包当前时刻的SOC相对值的平均值，将上述求取到的平均值与步骤S2获取到的当前时刻最小的SOC值相乘后再加上当前时刻最小的SOC值，以得到电池组当前时刻的SOC值。2.根据权利要求1所述的退役动力电池组的SOC估算方法，其特征在于，所述步骤S1中，针对于每个电池包：首先建立每个电池包的Thevenin二阶RC模型，该模型中包括2个串联关系的RC网络，每个RC网络中包括并联的电阻和电容；然后根据每个电池包的Thevenin二阶模型，分别测量出每个电池包在每次完成充电后的初始开路电压，并且根据测量到的初始开路电压计算出初始内阻；最后获取到每个电池包Thevenin二阶RC模型中两个RC网络中的参数；当电池组连接上负载后，进入以下步骤实时的获取每个电池包当前时刻的开路电压：步骤S11、针对于每个电池包，首先测量出该电池包在当前时刻输出电压和输出电流，然后根据上述测量得到的该电池包在当前时刻输出电流、该电池包在上一时刻的开路电压和内阻以及该电池包的Thevenin二阶模型中两个RC网络中的参数计算出该电池包在当前时刻的模型输出电压；步骤S12、针对于每个电池包，将该电池包当前时刻输出电压与模型输出电压相减后得到一个当前时刻的电压变化量，将该当前时刻的电压变化量与电池包上一时刻的开路电压相加后得到电池包当前时刻的开路电压；同时根据电池包当前时刻的开路电压以及当前时刻输出电流和输出电压，获取到电池包当前时刻的内阻。3.根据权利要求2所述的退役动力电池组的SOC估算方法，其特征在于，所述步骤S1中，针对于每个电池包，根据测量到的初始开路电压计算出初始内阻的具体过程如下：首先为该电池包两端接上一个确定阻值R的电阻；然后测量该电池包中接入电阻后的输出电流；最后根据以下公式计算出该电池包的初始内阻：其中为第j个电池包的初始内阻；为第j个电池包的初始开路电压；Ij为测量到的第j个电池包中接入阻值为R的电阻后的输出电流；所述步骤S1中，针对于每个电池包，获取到该电池包Thevenin二阶RC模型中两个RC网络中参数的具体过程如下：首先向该电池包Thevenin二阶RC模型依次输入四种频率的交流电压信号，然后测量到对应的四种交流电流：其中v1至v4分别为电池包Thevenin二阶RC模型依次输入的四种频率的交流电压，ω1至ω4分别为四种交流电压的角频率，ij1至ij4分别为电池包Thevenin二阶RC模型依次输入的四种频率的交流电压在模型中产生的电流；为第j个电池包的初始开路电压，为第j个电池包的初始内阻，J为电池组中电池包的总数；然后根据上述公式联立计算得到该电池包Thevenin二阶RC模型中两个RC网络中的参数，包括Rtsj、Ctsj、Rtlj和Ctlj，其中Rtsj、Ctsj分别为第j个电池包的Thevenin二阶RC模型中其中一个RC网络中并联的电阻和电容，Rtlj和Ctlj分别为第j个电池包的Thevenin二阶RC模型中另一个RC网络中并联的电阻和电容。4.根据权利要求2所述的退役动力电池组的SOC估算方法，其特征在于，所述步骤S11中，针对于每个电池包，计算出该电池包在当前时刻的模型输出电压为：Vj,model(t)＝Ej(t-1)+Rj(t-1)ij(t)+ij(t)Rtsj+ij(t)Rtlj；j＝1,2,3,...,J；其中Vj,model(t)为第j个电池包在当前时刻t的模型输出电压；Ej(t-1)为第j个电池包在上一时刻t-1的开路电压；Rj(t-1)为第j个电池包在上一时刻t-1的内阻；ij(t)为测量得到的第j个电池包的当前时刻t输出电流；所述步骤S12中，针对于每个电池包，计算得到该电池包当前时刻的开路电压为：Ej(t)＝Ej(t-1)+ΔEj(t)；j＝1,2,3,...,J；其中：ΔEj(t)＝Vj(t)-Vj,model(t)；j＝1,2,3,...,J；其中Ej(t)为第j个电池包当前时刻t的开路电压，Vj(t)为测量得到的第j个电池包的当前时刻t的输出电压，ΔEj(t)为第j个电池包的当前时刻t的电压变化量，J为电池组中电池包的总数；所述步骤S12中，针对于每个电池包，根据该电池包当前时刻的开路电压以及当前时刻输出电流和输出电压，获取到该电池包当前时刻的内阻为：其中Rj(t)为第j个电池包当前时刻的内阻；Ej(t)为第j个电池包当前时刻的开路电压；Vj(t)为测量得到的第j个电池包的当前时刻t的输出电压；ij(t)为测量得到的第j个电池包的当前时刻t的输出电流。5.根据权利要求1所述的退役动力电池组的SOC估算方法，其特征在于，所述步骤S2中，除最小的SOC值对应的电池包之外的其他各电池包当前时刻的SOC相对值为：其中SOCmin(t)为当前时刻最小的SOC值，SOCx(t)为除最小的SOC值对应的电池包之外其他电池包中第x个电池包当前时刻的SOC值；SOCx′为除最小的SOC值对应的电池包之外其他电池包中第x个电池包当前时刻的SOC相对值；X为除最小的SOC值对应的电池包之外其他电池包的总数；所述步骤S3中，求出除最小的SOC值对应的电池包之外其他所有电池包当前时刻的SOC相对值的平均值为：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新东，沈文锐，张新征，周曙，
申请(专利权)人：暨南大学，湖南大学，珠海寸方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44