[发明专利]磷酸铁锂动力电池组SOC的估算方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电动汽车电源设备技术领域，尤其涉及一种磷酸铁锂动力电池 组SOC的估算方法。

【背景技术】

为了应对能源危机，减缓全球气候变暖，许多国家都开始重视节能减排和 发展低碳经济。电动汽车因为采用电力驱动，可以降低二氧化碳的排放量甚至 实现零排放，所以得到各国的重视而迅速发展。但是电池成本仍然较高，动力 电池的性能和价格是电动汽车的主要“瓶颈”。磷酸铁锂电池因其寿命长、安全 性能好，成本低等优点而成为电动汽车的理想动力源。

随着电动汽车的发展，电池管理系统(BMS)也得到广泛应用，为了充分 发挥电池系统的动力性能，提高其使用的安全性，防止电池过充和过放，延长 电池的使用寿命、优化驾驶和提高电动汽车的使用性能，BMS系统就要对电池 的荷电状态即SOC(StateOfCharge)进行准确估算。SOC是用来描述电池使用 过程中可充入或放出容量的重要参数。电池的SOC和很多因素相关，如温度， 前一时刻充放电状况，极化效应，电池寿命等，而且具有很强的非线性，因此， SOC实时在线估算一般很不准确。

目前电池SOC的估算方法有：开路电压法、安时积分法、内阻法、人工神 经网络法、卡曼滤波法等。开路电压法由于要预计开路电压，因此需要长时间 静置电池组，不适合电动汽车的实时在线检测；内阻法存在估算内阻的困难， 在硬件上也难以实现；人工神经网络法和卡尔曼滤波法则由于系统设置复杂， 而且在电池管理系统中应用成本很高，不具备优势；因此，相对于开路电压法， 内阻法，神经网络法和卡尔曼滤波法，安时积分法由于简单有效而被常常采用。 但是，电动汽车在不同时刻的放电电流波动很大，且在实际使用过程中，也不 可能实现间隔极短的时间不停的测试电流的大小，因此，安时积分法计算得出 的SOC通常也是不准确的。

有鉴于此，确有必要提供一种磷酸铁锂动力电池组SOC的估算方法以解决 上述问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种原理简单、便于推广应用的磷酸铁锂 动力电池组SOC的估算方法，以解决现有技术中磷酸铁锂动力电池组SOC估算 不准确的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种磷酸铁锂动力电池组SOC的估算方 法，其包括如下步骤:

1)选用一个端电压与其SOC具有线性关系的二次电池；

2)将上述二次电池与多个磷酸铁锂动力电池单元进行串联，并设定其中任 一磷酸铁锂动力电池单元SOC为0％，100％时，对应于二次电池SOC₁值分别为X₁， X₂；

3)根据该二次电池充放电时二次电池端电压Ua与该二次电池SOC₁的对应 关系,拟合出二次电池SOC₁与端电压Ua的函数关系为：SOC₁＝K₁Ua+M₁，(K₁≠0， K₁,M₁是常数)，SOC₁∈(X₁，X₂)；

4)以SOC₁为纵坐标，SOC为横坐标，建立坐标模型，则对应点分别为(0％， X1)、(100％，X2)，以此两点就可得出SOC₁与SOC之间的函数关系，即SOC₁＝K₂SOC+ M₂(K₂≠0，K₂,M₂是常数)；

5)实时检测二次电池与磷酸铁锂动力电池单元串联后的端电压Ua，再根据 步骤3和4得出磷酸铁锂动力电池单元SOC＝UaK₁/K₂+(M₁-M₂)/K₂，计算出磷酸 铁锂动力电池单元的SOC值。

作为本发明磷酸铁锂动力电池组SOC的估算方法的一种改进，所述二次电 池选用除磷酸铁锂动力电池之外的二次电池或超级电容。