[发明专利]一种充电过程中校准锂电池组SOC的方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池SOC的校准方法，特别是用于纯电动车的锂电池组在充电过程中校准SOC的方法。

背景技术

下面的背景技术用于帮助读者理解本发明，而不能被认为是现有技术。

近年来，锂电池以及锂电池组以其高能量密度、环保性等优势逐渐成为电动汽车的主流动力来源。锂电池以及锂电池组的荷电状态(State-of-Charge，SOC)是电动汽车的一项关键参数。SOC的准确估计可以发挥锂电池组的最大性能，并且准确预估电动汽车的剩余里程。

当前锂电池SOC估计有开路电压法、安时积分法、卡尔曼等先进滤波法、神经网络等方法。其中开路电压法需要在静置长时间后，根据SOC与开路电压的对应关系得到锂电池当前的SOC，但是不适用于电动汽车在行驶或者充电过程中的SOC估计。卡尔曼等先进滤波算法以及神经网络法算法复杂，这些算法常常因为占用电池管理系统(BMS)计算资源过多、耗时过长等原因而不在电动汽车运行过程中使用。而安时积分法算法简单，计算迅速，目前常用于BMS对锂电池的SOC估计中。但是安时积分法存在的初值问题以及累计误差等问题需要解决，同时锂电池在不同温度下的性能差异很大，因此在安时积分法实际使用过程中需要对其进行温度以及初值进行修正，以提高锂电池SOC估计的精度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提出了一种在充电过程中对SOC校准的方法，具体是在充电过程中，由电池管理系统依据当前环境温度等参数对SOC估计的关键参数进行校准，以提高电池组SOC估计的精度。

本发明的在充电过程校准锂电池SOC的方法，主要在电池实际使用前，对其容量与温度之间的关系进行测量与拟合，并且在充电前依据静置时间，对SOC 的初值进行校准，在充电过程中通过BMS测量的电池温度，设定修正后的电池参数，以提升安时积分法估算锂电池SOC的准确性。

具体来说，本发明的一种校准充电过程中锂电池组SOC的方法，用于计算充电过程中锂电池组的SOC值，其中，具体步骤如下：

S1.锂电池组在开始使用前，对其容量与温度之间的关系进行测量与拟合，建立电池组的容量-温度模型，得出容量温度补偿系数λ_C；

S2.判断锂电池组处于充电过程或放电过程；

S3.锂电池组处于充电过程中，先通过电池管理系统判断锂电池组上次工作后的静置时间，若静置时间≥3小时，通过开路电压对锂电池组SOC初值SOC(0)进行校准；若静置时间＜3小时，则不校准，SOC初值SOC(0)为上次电池组使用结束时SOC估计的末值；

S4.再通过电池管理系统测量锂电池组的平均温度，结合步骤S1的容量温度补偿系数λ_C对锂电池组容量进行修正，得到C_T；

S5.将SOC初值SOC(0)和修正后的锂电池组容量C_T代入安时积分法计算锂电池组SOC：具体公式：

其中，式中i(t)是t时刻锂电池组的测量电流；η为库伦效率，通常取η＝1；

SOC(t)是t时刻的瞬时荷电状态。

一些实施方式中，根据步骤S2，若电池组处于放电过程中，依据安时积分法估算锂电池组SOC

一些优选的实施方式中，步骤S1中根据容量-温度模型得出λ_C的计算公式：λ_C＝C_T/C₀＝aT²+bT+c，

其中，λ_C是容量温度补偿系数；C_T为T温度下的锂电池组容量；C₀为20℃时的电池组标称容量；a,b,c是拟合模型的常数，测量不同温度下电池组容量值，然后进行二次多项式拟合，得到a，b，c的值。

另一些优选的实施方式中，步骤S4中C_T＝λ_CC₀。其中,C₀为20℃时的电池组标称容量。

一些实施方式中，步骤S1中通过对不同温度下锂电池组容量进行测量并多项式拟合，获取不同温度下锂电池组容量，建立锂电池组的容量-温度模型；所述对不同温度的设定及容量测量在恒温箱中进行。

一些实施方式中，步骤S3中通过BMS与充电机进行通信判断锂电池组是充电过程或放电过程；或者测量一段时间内的电流值是否变化判断是否锂电池组是充电过程或放电过程。

有益效果

该发明的有益效果体现在：