專利名稱：一種用于磷酸鐵鋰動力電池剩余容量估算自修正的方法
技術領域：
本發明屬于化學能源應用技術領域，具體涉及ー種用于磷酸鐵鋰動カ電池剩余容量估算自修正的方法。
背景技術：
隨著全球環保意識的增強和能源問題的突出，電動汽車已成為綠色車輛最主要的發展方向。目前應用于電動汽車的動力電池主要有鉛酸電池、鎳氫電池和鋰離子電池，各有優缺點。磷酸鐵鋰動カ電池由于具有壽命長，使用安全，可大電流快速充放電，耐高溫，大容量，無記憶效應等優點能更好的滿足電動汽車對車載電池的要求，而迅速得到應用和推廣。電池剩余電量又稱電池的荷電狀態(State of Charge，S卩S0C)是電池狀態的主要參數之一，為電動汽車整車的控制策略提供了依據。保證SOC維持在合理的范圍內，防止由于過充電或過放電對電池的損傷，從而隨時預報電動汽車儲能電池還剰余多少能量或者儲能電池的荷電狀態，為我們合理利用電池，提高電池使用壽命，降低維護成本提供了技術方向。如何準確又可靠地獲得電池剩余容量是電池智能管理系統中最基本也是最重要的任務。目前國內外在對電池剰余容量的準確估算方面已做了不少的研究，常用的方法主要有安時積分法、開路電壓法、模糊神經網絡法和卡爾曼濾波法等。安時積分法是通過計算電池在充電或放電時的累積電量來估計電池的S0C。安時法是目前應用最廣泛，最簡單易行的剩余電量估計方法。但該方法得到的SOC估計存在較大的累計誤差。開路電壓法是利用電池的開路電壓與電池的SOC的單調對應關系，建立剰余容量 (SOC)--開路電壓(OCV)之間的關系曲線，通過測量電池的開路電壓來估計SOC值。該方法對SOC—OCV關系測量較嚴格，只適用與SOC隨OCV變化明顯的電池。模糊神經網絡法是依靠大量的樣本數據來訓練建好的模糊神經網絡模型，這種方法對訓練方法和訓練數據的依賴性較大，目前國內外絕大多數成果停留在計算機仿真階段，離具體實際應用還有一定的距離。卡爾曼濾波法是對動力系統的狀態做出最小方差意義上的最優估計，但是該方法需要大量的計算。磷酸鐵鋰動カ電池由于具有很平坦的充放電平臺，而電池管理系統的SOC需要精度高，而且是實時的在線估計，那么與開路電壓法有關的剩余容量計算方法就不再適用于磷酸鐵鋰動カ電池。而電動汽車的控制策略是根據電池組的SOC隨時調整的，在任何時刻都必須準確的提供當前的SOC值，這就需要不能存在累積誤差，目前國家標準要求誤差不超過8%，而現有技術的估計方法不容易滿足。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術上存在的不足，提供一種可以更準確的估算磷酸鐵其中，η是與磷酸鐵鋰動力電池類型相關的常數，Itl是磷酸鐵鋰動力電池額定電流； 步驟在充放電過程中，若檢測到的dV/dSOC'彡0.05，實施步驟(5) (7);若檢測到的dV/dSOC' <0.05，則實施步驟(8);其中dV/dSOC'是路端電壓相對于安時法估算的參考剩余容量的變化率；
步驟(5).當磷酸鐵鋰動カ電池充電過程中檢測到的dV/dSOC'彡0.05，且由安時法得到SOC' >10%吋，該も狀態下對實際剩余容量SOC進行一次如下修正 SOH = αχβχγ⑵
權利要求
1. 一種用于磷酸鐵鋰動カ電池剩余容量估算自修正的方法，其特征在于如下步驟 步驟(1).整個充放電過程采用安時法對磷酸鐵鋰動カ電池進行剰余容量的估算，由安時法估算出的參考剩余容量記為SOC'；步驟( .根據磷酸鐵鋰動力電池在某時刻t檢測得到的溫度T，對照溫度與容量的關系曲線，計算出當前的溫度影響因子α，進行溫度補償；步驟(3).根據磷酸鐵鋰動力電池在某時刻t檢測得到的電流I，帶入公式(1)，計算出充放電倍率影響因子β，進行充放電倍率的補償；β = I l^yi )(1)其中，η是與磷酸鐵鋰動力電池類型相關的常數，Iq是磷酸鐵鋰動力電池額定電流； 步驟在充放電過程中，若檢測到的dV/dSOC'彡0.05，實施步驟(5) (7);若檢測到的dV/dSOC' <0.05，則實施步驟(8);其中dV/dSOC'是路端電壓相對于安時法估算的參考剩余容量的變化率；步驟(5).當磷酸鐵鋰動カ電池充電過程中檢測到的dV/dSOC'彡0.05，且由安時法得到SOC' >10%吋，該、狀態下對實際剩余容量SOC進行一次如下修正 EOH = αχβχγ(2)SOC = SOCi = SOHi χ 98%(3)此時SOC1-代由安時法計算出的參考剩余容量SOC'，同時記錄此時SOC'的值，記為 SOC'。,其中SOH是磷酸鐵鋰動力電池健康狀態，SOC1是、狀態下對應磷酸鐵鋰動力電池的剰余容量，SOH1是、狀態下磷酸鐵鋰動力電池的健康狀態；步驟(6).當磷酸鐵鋰動カ電池放電過程中檢測到的dV/dSOC'彡0.05，且由安時法得到SOC' <10%吋，該t2狀態下對實際剩余容量SOC進行一次如下修正 SOC = SOC2 = SOHi χ 5%(4)此時SOC2-代由安時法計算出的參考剩余容量soc'，同時記錄此時soc'的值，記為 SOC'。,其中，SOC2是t2狀態下對應磷酸鐵鋰動力電池的剰余容量，SOH2是t2狀態下磷酸鐵鋰動力電池的健康狀態；步驟(J).在磷酸鐵鋰動カ電池的使用過程中，當步驟(5)或步驟(6)發生時，即進行第η次修正后磷酸鐵鋰動カ電池的實際剩余容量為SOCn，結合上一次對剩余容量SOClri的修正，即可對老化率進行如下更新由此計算出更新后的老化率Yn+1，并代替之前的老化率Yn，跳至步驟(9);老化率的初始值 YQ、Y1 為 100%;步驟(8).磷酸鐵鋰動カ電池的老化率不更新，繼續沿用之前的老化率；步驟(9).確定老化率Y的值，進行老化率的補償； 步驟(10).輸出修正后的實際剩余容量值S0C。
全文摘要
本發明公開了一種用于磷酸鐵鋰動力電池剩余容量估算自修正的方法。現有的方法不能很好的滿足國家標準。本發明方法在使用安時法估算磷酸鐵鋰動力電池剩余容量的基礎上進行補償和修正，根據磷酸鐵鋰動力電池在充放電末期電壓急劇變化這一特征，當檢測到dV/dSOC′≥0.05時對實際剩余容量SOC進行修正，減小了單獨使用安時法估算而存在的累計誤差。本發明方法基于安時法，簡單易行，更容易得到應用和推廣。同時又提出了一種老化率γ的計算方法，通過不斷地對老化率進行更新，再次縮小了安時法估算的誤差。
文檔編號G01R31/36GK102540096SQ20121001356
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者劉涌, 宋晨路, 張松通, 杜丕一, 程逵, 翁文劍, 韓高榮 申請人:浙江大學