[发明专利]一种磷酸铁锂电池荷电状态的监测方法

说明书

本发明公开了一种磷酸铁锂电池荷电状态的监测方法，包括以下步骤：1)在室温下，将磷酸铁锂电池进行恒流放电至完全放空电，在电池壳体表面贴上监测温度用的热电偶；2)使用恒定的电流对磷酸铁锂电池进行充电，记录充电过程中电池的温度和充电容量SOC％；3)做温度‑SOC％容量的曲线，并用多项式方式拟合温度曲线，对拟合得温度曲线做一次微分、二次微分；4)取一次微分后温度曲线上的特征点和二次微分后温度曲线上的特征点，读取数据库中一次微分后温度曲线上的特征点对应的荷电状态(SOC％)和二次微分后温度曲线上的特征点对应的荷电状态(SOC％)。本发明中通过温度信号监测磷酸铁锂电池在充电过程中的SOC％状态，实用性强、易普及。

技术领域

本发明属于电池荷电状态监测领域，尤其涉及一种磷酸铁锂电池荷电状态的监测方法。

背景技术

目前锂离子电池的SOC％检测方法有动态电压法、静态电压法、安时计量法、模糊神经网络法和卡尔曼滤波法，除了安时计量法，其他方法都需要精确测量电池的电压，根据电压监测电池的荷电状态(SOC％)。这对于电压随着荷电状态(SOC％)变化而明显变化的电池类型，如钴酸锂电池、掺杂钴酸锂电池和三元电池(图35)等，可以做到很好的监测准确度。但是磷酸铁锂电池的电压对SOC％不敏感，在某些区间范围内，即使SOC％发生变化，电池电压也恒定不变(见图36)，因此很难根据电压变化来精确监测荷电状态(SOC％)的变化，安时计量法更加可行。安时计量法是一种相对变化量的计算，需要标定初始的荷电状态(SOC％)，再根据监测到的电池容量(安时)估算荷电状态(SOC％)的变化量，从而得到充放电后的荷电状态(SOC％)。要得到精确的监测结果需要同时满足三个条件：准确的初始荷电状态(SOC％)信息；精确的电池充放电容量数据；容量与荷电状态(SOC％)变化量的准确对应关系。同时满足上述三点是非常困难的，导致磷酸铁锂电池的剩余电量预测偏差大，迫切需要有新的荷电监测方法。

监测锂离子电池的荷电状态(SOC％)的方法多是通过监测电池电压、充放电容量的变化，而这些方法在磷酸铁锂电池上应用时有许多难点，迫切需要监测其他能够与荷电状态(SOC％)对应的变量。中国专利CN107748329公开了使用锂离子电池压力的变化来监测荷电状态(SOC％)的方法，具有一定的可行性，但需要额外增加一套压力测控装置，较为不便。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种磷酸铁锂电池荷电状态的监测方法，通过温度信号监测磷酸铁锂电池在充电过程中的SOC％状态。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种磷酸铁锂电池荷电状态的监测方法，包括以下步骤：

1)在室温下，将磷酸铁锂电池进行恒流放电至完全放空电，在电池壳体表面贴上监测温度用的热电偶；

2)使用恒定的电流对磷酸铁锂电池进行充电，记录充电过程中电池的温度和充电容量SOC％；

3)做温度-SOC％容量的曲线，并用多项式方式拟合温度曲线，对拟合得温度曲线做一次微分、二次微分；

4)取一次微分后温度曲线上的特征点和二次微分后温度曲线上的特征点，读取数据库中一次微分后温度曲线上的特征点对应的SOC％和二次微分后温度曲线上的特征点对应的SOC％。

作为上述技术方案的进一步描述：

酸铁锂电池的正极材料为磷酸铁锂或磷酸铁锂的质量分数≥50％的混合物。

作为上述技术方案的进一步描述：

在步骤2)中，使用恒定的电流充电时，恒定电流值≤1C。

作为上述技术方案的进一步描述：

在步骤2)中，电池的温度为电池表面的温度或者电池内部的温度。

作为上述技术方案的进一步描述：