[发明专利]一种考虑传感器中漂移电流值的锂电池SOC估计方法

说明书

本发明涉及一种考虑传感器中漂移电流值的锂电池SOC估计方法，包括：拟合出在不同温度与实际放出的容量之间的关系，拟合出不同放电倍率与实际放出的容量之间的关系；以Drift‑Ah积分法作为状态模块估算当前SOC，建立电池电压‑SOC‑电流之间的函数关系，对该函数关系离散化得到系统状态方程；将电池在20℃±2℃的环境中进行放电实验，以SCKF算法对SOC进行估算。本发明考虑到不同温度、不同放电倍率两个参数对电池容量的影响，为后面SOC进行更为准确的估算；本发明考虑到SOC模型参数的变化，设置低、中、高三种模型，使其估算精度更为准确；本发明能够有效减少漂移电流对估算精度的影响，对动力电池SOC进行更为准确的估算。

技术领域

本发明涉及锂电池荷电状态估计技术领域，尤其是一种考虑传感器中漂移电流值的锂电池SOC估计方法。

背景技术

动力电池作为新能源汽车的核心部件和主要动力来源，对其进行合理而完善的监控管理是十分重要的。目前SOC估算策略经典的安时积分法、神经网络法、放电实验法、开路电压法、卡尔曼滤波器等。然而当前电池模型和估算方法的实验数据均通过理想化的传感器检测而来。在实际使用过程由于传感器精度有限，实际测量时存在着漂移电流值，即非零的均值噪声，如果不考虑漂移电流值，会使SOC估算值与实际值相差甚远。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用SCKF算法对电池SOC进行估算更新，有效的减少漂移电流对估算精度影响的考虑传感器中漂移电流值的锂电池SOC估计方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种考虑传感器中漂移电流值的锂电池SOC估计方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)通过对锂电池进行不同温度下的充放电试验，拟合出在不同温度与实际放出的容量之间的关系，即η_T；通过对锂电池进行不同放电倍率下的充放电试验,拟合出不同放电倍率与实际放出的容量之间的关系，即η_I；在不同放电倍率、不同温度下的电池容量为：

Q_n(T,I)＝Kη_Tη_I，其中K为与活性物质有关的常数；

(2)以Drift-Ah积分法作为状态模块估算当前SOC，建立电池电压-SOC-电流之间的函数关系，对该函数关系离散化得到系统状态方程，对电池当前电压与SOC间的关系离散化得到系统观测方程，通过设置SOC低、中、高分别对应第一模型、第二模型、第三模型，三个模型均为电化学模型，得出三个模型的表达式；

(3)将电池在20℃±2℃的环境中进行放电实验，以SCKF算法对SOC进行估算。

所述步骤(1)具体包括以下步骤：

(1a)选用50Ah钛酸锂电池，选用测量范围0～100A,精度为0.4％的外部传感器；(1b)对50Ah钛酸锂电池先充满电后，放入恒温箱静置30分钟；随后以5A的电流对其进行恒流放电，测量该电池容量；改变恒温箱温度，设置温度为0℃-50℃，对锂电池进行充放电循环实验从而测得不同温度下的锂电池的电池容量的变化情况,得出电池容量与温度的函数关系，从而得出η_T：

其中，A₀、A₁、A₂、A₃、A₄、A₅为拟合系数；

(1c)50Ah钛酸锂电池在20℃±2℃温度下先充满电后,然后分别以0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、0.6C、0.7C、0.8C、0.9C、1C、1.2C对锂电池恒流放电，从而测得不同放电倍率下的锂电池的电池容量的变化情况，得出电池容量与不同放电倍率的函数关系，得出η_I：