CN105068006A - 一种基于库伦soc与电压soc相结合的快速学习方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于库伦SOC与电压SOC相结合的快速学习方法，当电池处于充电时学习过程为：计算电池库伦SOC，并赋值给SOC；判断电池电压是否充到了3.65V，是则修正安时容量值，否则结束学习。当电池处于放电时学习过程为：计算库伦SOC和电压SOC；判断库伦SOC是否大于电池总电量的50％，是则库伦SOC直接赋值给SOC，再结束，否则转至下步；计算电压SOC与库伦SOC的折中值，并赋值给SOC；判断SOC是否降到电池总电量的20％，是则计算SOC的安时容量值，否则转至下步；判断电压是否放到2.5V，是则转至下步，否则结束；修正安时容量值，再结束。本发明提高了SOC精度，并且实用性强。

Description

一种基于库伦SOC与电压SOC相结合的快速学习方法
技术领域
本发明属于电池检测领域，具体涉及一种基于库伦SOC与电压SOC相结合的快速学习方法。
背景技术
二十世纪九十年代以来，锂离子电池作为新能源产业的发展方向之一，受到越来越多国内外研究者的重视，并取得了重大的研究进展。在应用过程中，锂离子电池充放电转至换频繁、电流较大，对电池模型的动态特性、电池荷电状态(电池荷电状态简称SOC，SOC为StateofCharge的缩写)的精度估算，直接关系电池管理系统的性能。
过去一般采用电流安时积分法和开路电压法进行SOC估算。过去的电流安时积分法在选取温度进行温度调整时，是选取各串电池温度中的最低温度参与计算；过去的开路电压法在选取在线测量电压进行电压SOC计算时，是选取各串中的最低一串的在线测量电压参与计算。这种两种选取参数的算法，精度不高，也导致误差的加大。
发明内容
本发明目的之一在于为克服现有技术的不足，提供了一种能够提高SOC精度的基于库伦SOC与电压SOC相结合的快速学习方法。
本发明提供的一种基于库伦SOC与电压SOC相结合的快速学习方法，包括如下步骤：
通过电流方向判断电池处于充电状态还是放电状态；
当电池处于充电状态时的学习过程如下：
S101：计算电池库伦SOC，并赋值给SOC；
S102：判断电池电压是否充到了3.65V，是则转至下步，否则转至步骤S104；
S103：修正安时容量值；
S104：结束本次学习过程；
当电池处于放电状态时的学习过程如下：
S201：计算库伦SOC；
S202：计算电压SOC；
S203：判断库伦SOC是否大于电池总电量的50％，是则转至步骤S209，否则转至下步；
S204：计算电压SOC与库伦SOC的折中值，并赋值给SOC；
S205：判断SOC是否降到电池总电量的20％，是则转至下步，否则转至步骤S207；
S206：计算SOC学习的安时容量值；
S207：判断电压是否放到2.5V，是则转至下步，否则转至步骤S104；
S208：修正安时容量值，转至步骤S104；
S209：将库伦SOC直接赋值给SOC；
S104：结束本次学习过程。
本发明的有益效果在于，本发明通过将库伦SOC与电压SOC相结合，达到了提高SOC精度的目的，并且实用性强。
附图说明
图1所示为本发明基于库伦SOC与电压SOC相结合的快速学习方法流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
如图1所示，本发明提供的一种基于库伦SOC与电压SOC相结合的快速学习方法，包括如下步骤：
通过电流方向判断电池处于充电状态还是放电状态；
当电池处于充电状态时的学习过程如下：
S101：计算电池库伦SOC，并赋值给SOC；
S102：判断电池电压是否充到了3.65V，是则转至下步，否则转至步骤S104；
S103：修正安时容量值；
S104：结束本次学习过程。
当电池处于放电状态时的学习过程如下：
S201：计算库伦SOC；
S202：计算电压SOC；
S203：判断库伦SOC是否大于电池总电量的50％，是则转至步骤S209，否则转至下步；
S204：计算电压SOC与库伦SOC的折中值，并赋值给SOC；
S205：判断SOC是否降到电池总电量的20％，是则转至下步，否则转至步骤S207；
S206：计算SOC学习的安时容量值；
S207：判断电压是否放到2.5V，是则转至下步，否则转至步骤S104；
S208：修正安时容量值，转至步骤S104；
S209：将库伦SOC直接赋值给SOC；
S104：结束本次学习过程。
上述快速学习过程循环往复地每隔1秒钟就会调用一次。
本发明的电池等效模型，相对与其他电池模型，更能体现电池特性，它提高了开路电压Eoc(t)的精度，即：
Eoc(S)＝V(S)-(R1+R2/(R2CS+1))*i(S)(1)
其中Eoc(S)、V(S)和i(S)是电池电动势、电池在线测量电压和电流的拉氏变换，R1为电池内阻，R2和C分别是极化电阻和极化电容，该式表达了电池静态电压与在线测量电压的关系。
当电池处于充电末端时，也就是按式(1)所表达的拉氏逆变换计算得到开路电压，磷酸铁锂电池充电末端电压达到3.65V时，做一次充电末端安时容量值修正。所谓在充电末端对安时容量值进行一次修正，所充得的安时积分值应该跟安时容量值相同，如果不相同，那么说明安时容量值与充电安时积分值产生了偏差，因此，应对安时容量值进行新的修正，修正方法是：将这个偏差量配以适当的加权系数予以乘积，用这个乘积量对安时容量值进行修改。
电池安时容量capacityValue＝capacityValue*K+ampHour*(1-K)(2)
其中ampHour为电池放电放到2.5V时，或池充电充到3.65V时，所放出的安时积分值与安时容量的差值，K为加权系数。
同理，当电池处于放电末端，也即电压放到2.5V时，放电的剩余安时积分值应该减为零，如果不为零，或者没放到2.5V时就为零，那么也说明标称安时容量与安时积分值之间产生了偏差，因此，应对安时容量值进行新的修正，也即对安时容量修正如式(2)的计算，修正方法是：将这个偏差量配以适当的加权系数予以乘积，用这个乘积量对安时容量值进行修改。
充电末端和放电末端所修正的偏差值实际是带正负符号的。
所谓在判断SOC是否跌过电池总电量的20％的计算SOC学习的安时容量值，就是已知SOC为20％，按库伦SOC公式求取的逆运算，计算出分母的安时容量值。
本发明通过将库伦SOC与电压SOC相结合，达到了提高SOC精度的目的，并且实用性强。
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (1)

1.一种基于库伦SOC与电压SOC相结合的快速学习方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过电流方向判断电池处于充电状态还是放电状态；
当电池处于充电状态时的学习过程如下：
S101：计算电池库伦SOC，并赋值给SOC；
S102：判断电池电压是否充到了3.65V，是则转至下步，否则转至步骤S104；
S103：修正安时容量值；
S104：结束本次学习过程；
当电池处于放电状态时的学习过程如下：
S201：计算库伦SOC；
S202：计算电压SOC；
S203：判断库伦SOC是否大于电池总电量的50％，是则转至步骤S209，否则转至下步；
S204：计算电压SOC与库伦SOC的折中值，并赋值给SOC；
S205：判断SOC是否降到电池总电量的20％，是则转至下步，否则转至步骤S207；
S206：计算SOC学习的安时容量值；
S207：判断电压是否放到2.5V，是则转至下步，否则转至步骤S104；
S208：修正安时容量值，转至步骤S104；
S209：将库伦SOC直接赋值给SOC；
S104：结束本次学习过程。
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