铅酸电池SOC估算方法、系统、装置及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种铅酸电池SOC估算方法、系统、装置及计算机可读存储介质，包括：获取当前铅酸电池的当前温度、额定放电倍率、实际放电电流和初始SOC；基于Peukert方程计算出铅酸电池在各放电倍率下的Peukert系数，通过拟合，得到Peukert系数表达式；在同一放电倍率，测量铅酸电池在不同温度下的放电容量；拟合铅酸电池在不同温度下的放电容量，得到放电容量表达式；利用当前温度、额定放电倍率、实际放电电流、初始SOC、Peukert系数表达式和放电容量表达式以及SOC计算式，得到铅酸电池的当前SOC；本申请基于Peukert方程，充分考虑温度对于铅酸电池SOC的估算影响，提高了准确度。提高了准确度。提高了准确度。

【技术实现步骤摘要】
铅酸电池SOC估算方法、系统、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及储能领域，特别涉及一种铅酸电池SOC估算方法、系统、装置及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，我国轨道交通发展非常迅速。当轨道车辆在运行的过程中发生紧急故障时，为了保障乘客的供电需求和安全逃生，地铁轨道车辆中门控设备、照明设备、紧急通风等110V控制电路，需要维持一定的时间，一般不少于45分钟，以等待救援，故而蓄电池作为后备电源是轨道交通中非常重要的一环。因此对电池的管理就必不可少，而在电池管理系统中最核心的一个量就是SOC估计。
[0003]已有的SOC估计方法中，大多是针对于新能源汽车的锂离子电池，随着轨道交通行业的快速发展，备用铅酸电池的安全也十分重要。
[0004]铅酸电池荷电状态(SOC)估计是电池管理系统的核心功能之一，精确的SOC估计可以保障铅酸电池系统安全可靠地工作，优化铅酸电池系统，并为铅酸电池的能量管理和安全管理等提供依据，SOC是直接反应铅酸电池剩余电量的一项重要指标。通过对SOC进行准确的估计，可以让使用者及时获得可靠的电池状态，为充放电管理作出预警判断，以及为电池是否需要均衡管理提供了信息。如果SOC的估计出现误差较大时，得到的电池状态会对使用者产生误导，处理不当的话，就可能导致电池的过充电和过放电，所以准确的估计电池的SOC可以减少对电池的损害，对提高电池的使用寿命起着重要的作用。
[0005]目前电池SOC的主要估计技术存在以下缺陷：1. 基于表征参数的方法，需要精确的测量仪器，依赖于实验室的特定环境，例如相对稳定的OCV
‑
SOC关系常被用来标定电池SOC，但OCV的准确直接测量要求动力电池静置足够长的时间，在电池的实际运行的过程中往往不能满足静置的要求。2. 基于模型的方法对模型的准确度依赖性很强，计算复杂且计算成本较高，初值选取不当时容易造成结果发散，需要调整参数，但参数的调整一般是凭个人经验，没有准确的依据。3. 神经网络法的局限性在于对训练数据集的依赖性较大，需要大量实验数据样本，算法计算量和存储量大。如果所输入的训练数据不全面、训练方法不正确、电池外部因素不一致，均会造成SOC的估算结果存在偏差。
[0006]为此，需要一种更为精准的铅酸电池SOC估算方法。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铅酸电池SOC估算方法、系统、装置及计算机可读存储介质，提高精准度。其具体方案如下：一种铅酸电池SOC估算方法，包括：获取当前铅酸电池的当前温度、额定放电倍率、实际放电电流和初始SOC；其中，所述初始SOC为相对于当前SOC的上一时刻的所述铅酸电池的SOC；基于Peukert方程计算出所述铅酸电池在各放电倍率下的Peukert系数；
拟合所述铅酸电池在各放电倍率下的Peukert系数，得到Peukert系数表达式；在同一放电倍率，测量所述铅酸电池在不同温度下的放电容量；拟合所述铅酸电池在不同温度下的放电容量，得到放电容量表达式；利用当前温度、所述额定放电倍率、所述实际放电电流、所述初始SOC、所述Peukert系数表达式和所述放电容量表达式以及SOC计算式，得到所述铅酸电池的当前SOC；其中，所述Peukert系数表达式为：；所述放电容量表达式为：；所述SOC计算式为：；；；；式中，I表示实际电流取值为负，pc表示Peukert系数，表示额定容量，表示放电容量，表示温度，表示基础有效电流，表示额定放电倍率，表示温度校正项，表示有效电流，a、b、、、和均为常数，表示初始SOC， 表示当前SOC。
[0008]可选的，还包括：当前输出电压；判断当前输出电压是否大于截止电压；如果低于所述截止电压，则判断当前SOC是否小于预设的电量阈值；如果大于所述电量阈值，则利用容量校正公式修正所述铅酸电池的额定容量；所述容量校正公式为：；式中，表示修正后的额定容量。
[0009]可选的，还包括：当所述铅酸电池充电时，获取所述铅酸电池的当前温度；利用温度补偿充电截止电压计算公式和当前温度，计算出与当前温度对应的充电截止电压；其中，所述充电截止电压计算公式为：V
ChargeEnd
=电池基准充电截止电压+（T
‑
基准文图）
×
单位温度补偿值
×
n；式中，V
ChargeEnd
表示充电截止电压，T表示电池的当前温度，电池基准截止电压为电池在预设温度时的充电截止电压，n表示铅酸电池包括的电池节数。
[0010]可选的，还包括：获取当前充电电流；
判断当前充电电流是否大于截止电流；如果低于所述截止电流，则判断当前SOC是否大于预设的充电电量阈值；如果大于所述充电电量阈值，则利用充电容量校正公式修正所述铅酸电池的额定容量；所述容量校正公式为：。
[0011]本专利技术还公开了一种铅酸电池SOC估算系统，包括：数据获取模块，用于获取当前铅酸电池的当前温度、额定放电倍率、实际放电电流和初始SOC；其中，所述初始SOC为相对于当前SOC的上一时刻的所述铅酸电池的SOC；Peukert系数计算模块，用于基于Peukert方程计算出所述铅酸电池在各放电倍率下的Peukert系数；Peukert系数拟合模块，用于拟合所述铅酸电池在各放电倍率下的Peukert系数，得到Peukert系数表达式；放电容量计算模块，用于在同一放电倍率，测量所述铅酸电池在不同温度下的放电容量；放电容量拟合模块，用于拟合所述铅酸电池在不同温度下的放电容量，得到放电容量表达式；SOC计算模块，用于利用当前温度、所述额定放电倍率、所述实际放电电流、所述初始SOC、所述Peukert系数表达式和所述放电容量表达式以及SOC计算式，得到所述铅酸电池的当前SOC；其中，所述Peukert系数表达式为：；所述放电容量表达式为：；所述SOC计算式为：；；；；式中，I表示实际电流取值为负，pc表示Peukert系数，表示额定容量，表示放电容量，表示温度，表示基础有效电流，表示额定放电倍率，表示温度校正项，表示有效电流，a、b、、、和均为常数，表示初始SOC， 表示当前SOC。
[0012]可选的，还包括：电压获取模块，用于当前输出电压；电压判断模块，用于判断当前输出电压是否大于截止电压；
；；； ；式中，I表示实际电流取值为负，pc表示Peukert系数，表示额定容量，表示放电容量，表示温度，表示基础有效电流，表示额定放电倍率，表示温度校正项，表示有效电流，a、b、、、和均为常数，表示初始SOC， 表示当前SOC。
[0018]本专利技术针对备用铅酸电池长期处于浮充状态、放电为恒功率放电的运行场景，考虑了宽电流和宽温度范围，基于Peukert方程，充分考虑温度对于铅酸电池SOC的估算影响，提高了准确度。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铅酸电池SOC估算方法，其特征在于，包括：获取当前铅酸电池的当前温度、额定放电倍率、实际放电电流和初始SOC；其中，所述初始SOC为相对于当前SOC的上一时刻的所述铅酸电池的SOC；基于Peukert方程计算出所述铅酸电池在各放电倍率下的Peukert系数；拟合所述铅酸电池在各放电倍率下的Peukert系数，得到Peukert系数表达式；在同一放电倍率，测量所述铅酸电池在不同温度下的放电容量；拟合所述铅酸电池在不同温度下的放电容量，得到放电容量表达式；利用当前温度、所述额定放电倍率、所述实际放电电流、所述初始SOC、所述Peukert系数表达式和所述放电容量表达式以及SOC计算式，得到所述铅酸电池的当前SOC；其中，所述Peukert系数表达式为：；所述放电容量表达式为：；所述SOC计算式为：；；；；式中，I表示实际电流取值为负，pc表示Peukert系数，表示额定容量，表示放电容量，表示温度，表示基础有效电流，表示额定放电倍率，表示温度校正项，表示有效电流，a、b、、、和均为常数，表示初始SOC，表示当前SOC。2.根据权利要求1所述的铅酸电池SOC估算方法，其特征在于，还包括：获取当前输出电压；判断当前输出电压是否大于截止电压；如果低于所述截止电压，则判断当前SOC是否小于预设的电量阈值；如果大于所述电量阈值，则利用容量校正公式修正所述铅酸电池的额定容量；所述容量校正公式为：；式中，表示修正后的额定容量。3.根据权利要求2所述的铅酸电池SOC估算方法，其特征在于，还包括：当所述铅酸电池充电时，获取所述铅酸电池的当前温度；利用温度补偿充电截止电压计算公式和当前温度，计算出与当前温度对应的充电截止电压；其中，所述充电截止电压计算公式为：V
ChargeEnd
=电池基准充电截止电压+（T
‑
基准文图）
×
单位温度补偿值
×
n；
表示当前SOC。6.根据权利要求5所述的铅...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，丁乐文，卢继武，刘义，张景哲，金道元，
申请(专利权)人：长沙德壹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：