[发明专利]一种锂离子动力电池SOC在线校准方法

说明书

本发明公开了一种锂离子动力电池SOC在线校准方法，包括以下步骤：首先，根据电流数据及其持续时间选择校准模式；其次，读取电流及电压数据，根据所选校准模式的电池模型，生成校准目标函数；然后，将校准目标函数、样本参数输入到启发式算法，通过启发式算法求解最优开路电压或最优SOC初始值；最后，根据开路电压与SOC的对应关系或最优SOC计算公式，获得最优估计值，校准当前系统SOC。通过采集锂离子电池的实时数据，在线校准电池系统SOC，可以在任意工作或搁置状态下进行，适应性广；算法通过全局搜索策略避免陷入局部最优，稳定性高；不依赖于外部求解器，可直接应用在电池管理系统中，可操作性强；该方法可提高电池系统SOC的校准频率与校准精度。

技术领域

本发明涉及一种对锂离子动力电池的状态参数进行校准的方法，尤其是一种能够采用在线方式对锂离子动力电池的SOC进行校准的方法。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等特点，在消费类电子设备与电动汽车等领域获得广泛应用。为了确保锂离子电池在使用过程中的安全性，防止电池过充、过放、过热等问题，在工程上一般需要配备电池管理系统，对电池进行实时监测与管理。电池管理系统包括多种功能，如荷电状态SOC、峰值功率、剩余寿命的估算，电池均衡策略，能量管理策略等，其中荷电状态估计是最为核心的功能，直接影响着电池的使用安全与效率。

由于计算简便与稳定性高，目前工程上使用最多的荷电状态SOC的估计方法仍然是电流积分法。但该方法存在若干缺点，包括初始状态不确定性与电流累积误差等，因此需要定时进行校准。目前已有一些专利公开了电池荷电状态，即SOC的校准方法，但大多是基于开路电压法实现的，需要等待较长时间，直至电池完全搁置至稳定状态，因此使用条件受到一定限制，不能实现实时在线校准。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种锂离子动力电池SOC在线校准方法，通过采集锂离子电池工作过程中的实时数据，在线校准锂离子动力电池系统的SOC，可以在任意工作状态或回弹状态下进行校准。

本发明是这样来实现上述目的：

一种锂离子动力电池SOC在线校准方法，持续收集锂离子动力电池的电流及电压数据并存储于数据库中；校准SOC时执行以下处理步骤：

a.设定某一用于校准SOC的持续时间T，读取上述持续时间T区间内的电流数据I_k，利用电流数据I_k判断选择校准模式，并确定所选择校准模式的电池模型；

b.将持续时间T中的所有采样时刻的电流数据I_k及读取数据库中的该电池模型的样本参数代入该电池模型进行运算，获得模型电压u_k；

c．对模型电压u_k与持续时间T中相应采样时刻的电压数据v_k建立校准目标函数，并运算获得校准目标函数值；

d.判断校准目标函数值是否满足要求，如符合则获得开路电压的最优估值或SOC初始值的最优估值，执行步骤e；否则将样本参数输入到设定的启发式算法中进行运算，获得更新后的样本参数，并执行步骤b；

e.将样本参数存入数据库中；根据开路电压的最优估值查表或根据SOC初始值的最优估值计算获得SOC的最优估值，并将数据库中的原有SOC值更新为该SOC的最优估值。