基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法技术

本发明专利技术公开了基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法，具体步骤：首先设定计算周期并计算电池组中所有单体电池的SOC值并存储所需要的SOC数据；然后，在充电过程中利用特殊电池cell

【技术实现步骤摘要】
基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法


[0001]本专利技术涉及基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法，属于电池领域。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有电压高、无污染、自放电小、循环寿命长且成本适中的优势，已成为主要的储能元件并得到了广泛的应用。但由于其内部电化学反应复杂且具有强非线性特性，外部仅有电池端电压和端电流可被检测，属于典型的黑箱系统。为确保电池的使用安全，不仅需要利用电池管理系统对电池的工作状态进行实时监控，更需要确定合适的估计算法、测试工况以及评价方法实现对SOC的准确预测。
[0003]SOC是用来评估电池剩余电量的重要技术指标，电池组的SOC可定义为剩余容量与可用容量的比值：
[0004][0005]式中，C
min_remain
为单体电池间的最小剩余容量，C
min_charge
为单体电池间的最小可充电容量，C
pack_available
为电池组的可用容量。C
min_remain
和C<br/>min_ch本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法，其特征在于：所述串联电池组由n节单体电池串联而成，n是大于等于2的整数，所述串联电池组的SOC估算方法包含以下步骤：1)首先设定计算周期并计算电池组中所有单体电池SOC值并存储所需要的单体电池SOC数据；其中，所需要存储的单体电池的SOC数据为充放电初始时刻和结束时刻对应的单体SOC值以及充放电过程中任意三个时刻点对应的单体SOC值；2)在充电过程中利用特殊电池cell
upper
的SOC值计算电池组的SOC值，两两比较基于SOC表征的单体电池的剩余容量，寻找特殊电池cell
lower
并存储电池编号；在放电过程中利用特殊电池cell
lower
的SOC值计算电池组的SOC值，两两比较基于SOC表征的单体电池的可充容量，寻找特殊电池cell
upper
并存储电池编号；其中，cell
lower
为剩余容量最少的电池，代表在放电时最先达到截止电压的单体电池；cell
upper
为可充容量最少的电池，代表在充电时最先达到最高电压的单体电池；3)最后存储所需要的电池组SOC数据；其中，所需要存储的电池组SOC数据为充放电初始时刻和结束时刻对应的电池组SOC值。2.根据权利要求1所述的基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法，其特征在于：所述步骤1)中，单体电池的SOC利用BMS进行估算。3.根据权利要求1所述的基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法，其特征在于：串联电池组的SOC记为SOC
pack
，完全充满时SOC
pack
＝1；完全放空时SOC
pack
＝0。4.根据权利要求3所述的基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法，其特征在于：所述步骤2)中，首先给出串联电池组的SOC计算公式：Q
pack
(t)＝SOC
pack
(t)C
N,pack
式中，C
N,pack
为电池组的额定容量，Q
pack
(t)为t时刻电池组的剩余电量，得到t时刻电池组的SOC计算公式为：式中，Q
pack
(t0)为初始时刻电池组的剩余电量，ΔQ
pack
(t0,t)为(t0‑
t)时刻因充电或放电导致的电池组的电量变化值，充电时为正，放电时为负；相同时刻内，串联电池组的电量变化值等于单体电池的电量变化值：将t时刻电池组的SOC计算公式进一步推导为：式中，ΔQ
i
(t0,t)＝(SOC
i
(t)
‑
SOC
i
(t0))C
N,i
，上式可进一步推导为：
式中，SOC
pack
(t0)为电池组初始时刻的SOC，C
N,i
为第i节电池的额定容量；根据t1‑
t2时刻内安时积分法的计算公式：得到额定容量的表达式：得到第i节电池和电池组的额定容量之比：得到最终的串联电池组SOC计算公式为：5.根据权利要求4所述的基于单体电池容量差异极值的串联电池组SOC估算方法，其特征在于：所述步骤2)中，防止电池组发生过充电和过放电现象，利用特殊电池cell
upper
估算充电时的电池组SOC，设定式中的t1‑
t2时刻是电池组在上一次放电时的过程，t0为初始时刻；利用特殊电池cell
lower
估算放电时的电池组S...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙孝峰，刘玉洁，赵巍，李昕，王宝诚，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：