基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于OCV曲线重构的电池容量和初始SOC估计方法，在电池组中包括同一类型、同一批次的N节待估计单体，方法包括：对电池组进行小电流容量测试，获取电池IC曲线，采集曲线特征峰、谷值点；结合峰、谷值点坐标，获取电池OCV曲线特征点，利用特征点判断OCV曲线残缺区域；通过对单体间对应OCV曲线特征点变换；以变换后坐标点与待重构电池坐标点距离和的最小值为目标，实现OCV曲线残缺区域重构，从而估计电池组内各单体容量和初始SOC值。本发明专利技术基于OCV曲线重构的电池容量和初始SOC估计方法，可以为BMS提供数据支撑；此外，本发明专利技术不需要获得电池组内任何单体容量信息，具有初始条件少的优势，应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法
本专利技术涉及锂电池状态估计
，具体涉及一种基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法。
技术介绍
同一批次、同一型号单体电池，在生产制造的过程中不可避免的会存在一定的差异，使得电池的容量、内阻等性能存在不一致性，而随着电池的不断使用，电池单体逐渐老化，使得电池性能上的不一致性增大。而在串联电池组中，这种现象更加明显，电池单体容量和初始SOC的不一致性制约了电池组的容量的大小，并且增加了电池组运行时的安全隐患。经检索发现，现有文献大多仅对电池组整体容量进行估计；或者在估计电池组单体容量时，需要将部分电池单体容量结果作为已知条件，无法在不拆解电池组原有结构下估计电池单体容量，应用范围窄。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，解决了在不拆解电池组的情况下，因难以估计电池单体容量，而无法得知电池单体寿命，带来的安全隐患问题，提高了电池组运行的安全性。实现本专利技术目的的技术方案为：一种基于OC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，在不拆解电池组的情况下，在电池组中包括同一类型、同一批次的N节待估计的电池单体，且单体串联成组，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1、对电池组进行小电流容量特性测试实验，使用容量增量法获取电池当前老化状态的IC曲线；/n步骤2、分析电池IC曲线，获得电池IC曲线特征峰、谷值点；结合IC曲线特征峰、谷值点，获得表征电池OCV曲线的特征点；/n步骤3、判断电池OCV曲线残缺区域；/n步骤4、对电池组内电池单体进行OCV曲线特征点变换；以变换后坐标点与待重构电池坐标点距离的和的最小值作为目标，实现电池OCV曲线残缺区域重构；/n步骤5...

【技术特征摘要】
1.一种基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，在不拆解电池组的情况下，在电池组中包括同一类型、同一批次的N节待估计的电池单体，且单体串联成组，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、对电池组进行小电流容量特性测试实验，使用容量增量法获取电池当前老化状态的IC曲线；
步骤2、分析电池IC曲线，获得电池IC曲线特征峰、谷值点；结合IC曲线特征峰、谷值点，获得表征电池OCV曲线的特征点；
步骤3、判断电池OCV曲线残缺区域；
步骤4、对电池组内电池单体进行OCV曲线特征点变换；以变换后坐标点与待重构电池坐标点距离的和的最小值作为目标，实现电池OCV曲线残缺区域重构；
步骤5、估计电池容量和电池初始SOC值。


2.根据权利要求1所述的基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，其特征在于，步骤1所述对电池组进行小电流容量特性测试实验，使用容量增量法获取电池当前老化状态的IC曲线，具体为：
步骤1-1，电池组首先以1C/3倍率恒流充电，当电池组内存在一个电池单体到达上限截止电压时停止充电，命名该节电池为n0；其中，C为电池充放电倍率，数值上等于充放电电流/电池额定容量；
步骤1-2，静置2小时；
步骤1-3，以1C/20倍率对电池组恒流放电，当电池组内存在一个电池单体到达下限截止电压时停止放电，命名该节电池为n1；
步骤1-4，根据步骤1-3中放电容量与放电电压的对应关系，计算容量随电压变化量dQ/dV，得到容量增量与电压关系曲线；
步骤1-5，根据步骤1-4中得到容量增量与电压关系曲线，利用高斯滤波，得到平滑的数据曲线，即电池IC曲线。


3.根据权利要求2所述的基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，其特征在于，步骤2所述分析电池IC曲线，获得电池IC曲线特征峰、谷值点，结合IC曲线特征峰、谷值点，获得表征电池OCV曲线的特征点，具体为：
步骤2-1，采集曲线中的IC峰与IC谷特征点的x轴坐标；
步骤2-2，将采集的IC峰、谷特征点x轴坐标代入OCV曲线，找到与之对应的OCV曲线特征点。


4.根据权利要求3所述的基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，其特征在于，电池OCV曲线特征点数量最大为8个。


5.根据权利要求2所述的基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，其特征在于，步骤3具体为：
利用步骤2中得到的电池OCV曲线特征点，依据OCV曲线横坐标电压值的大小，将OCV曲线划分为三个区域：高压区域、中间区域和低压区域；具体公式如下：



其中，Vn0,beg为电池n0以1C/20倍率放电时的初始电压值，即电池组中所有电池单体放电OCV曲线上电压的最大值，Vni,1为电池ni放电OCV曲线上特征点1对应的横坐标值，i∈[0，N-1]，且i为整数，Vni,8为电池ni放电OCV曲线上特征点8对应的横坐标值，Vn1,end为电池n1以1C/20倍率放电结束时的电压值，即电池组中所有电池单体放电OCV曲线上电压的最小值。


6.根据权利要求5所述的基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，其特征在于，判断OCV曲线残缺的区域，具体公式如下：



其中，Vni,beg为电池组内电池ni以1C/20倍率放电初始时所测电压值，Vni,end为电池组内电池ni以1C/20倍率放电结束时所测电压值。


7.根据权利要求6所述的基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，其特征在于，步骤4所述的特征点变换分为OCV曲线高压区域残缺时特征点变换和OCV曲线低压区域残缺时特征点变换。


8.根据权利要求7所述的基于OCV曲线重构的锂电池容量和初始SOC估计方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐勇，孙金磊，姜涛，唐传雨，王天如，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32