CN109613438A - 一种soc-ocv关系估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种OCV‑SOV估算方法，是用恒流恒压充电协议将电池组充满电，充满电后被认为SOC为100%SOC，然后将所述电池组依次放置在不同环境温度下用恒流放电法对所述电池组进行放电，所述电池组的SOC每下降一定SOC时停止放电并静置1小时后采集OCV值，所述一定SOC设置为5%SOC以下，如此反复，采集到不同环境温度下，不同SOC下的多组OCV值，通过分析得出OCV‑SOC关系模型，这种方法大大提升了SOC的估算精度，修正了SOC的数值，有效地降低了误修正，或者修正不准的现象。

Description

一种SOC-OCV关系估算方法

技术领域

本发明涉及新能源动力电池系统领域，尤其涉及一种SOC-OCV关系估算方法。

背景技术

在电动汽车锂离子动力电池的使用过程中，研究切实可用的锂离子电池荷电状态（英文State of Charge，简称SOC）估算方法是非常有意义的，同时也一直是电池研究的重点和难点。对于纯电动汽车来说，准确的SOC估算是保证动力电池在工作范围内充、放电的主要依据，是提高动力电池使用寿命、优化驾驶工况、保证电动汽车能量使用效率的前提。

锂离子电池SOC的估算方法有很多种，其中最为常用的是开路电压法（英文Opencircuit voltage ，简称OCV）和Ah法。开路电压法是电池在长时间静置的条件下，其端电压与SOC有相对固定的函数关系，所以根据开路电压可以估计SOC，特别是在充放电的初期和末期，电池端电压变化比较大，开路电压法可以取得较好的效果。但是开路电压显著的缺点是需要电池长时静置，以达到电压稳定，电池状态栋工作恢复到稳定，需要几个小时甚至是十几个小时，这给测量造成困难；同时静止时间如何确定也是一个问题，所以该方法单独使用只适用于电池汽车驻车状态。因此，开路电压法在充电初期和末期SOC估计效果好。Ah法是一种常见的电量累计方法，是通过累积电池在充电或者放电时的电量来估计电池的SOC，并根据电池的温度、放电率对SOC进行补偿的一种方法。但是Ah法没有从电池内部解决电量与电池状态的关系，而只是从外部记录进出电池的能量，不可避免的使电量的计量可能因为电池状态的变化而失去精确度，比如电池温度老化因素的影响等，当温度升高时，电池内部的化学反应加剧，活性物质利用率增加，锂离子传递能力加强，那么实际可用电量必然增加，但是温度过高时，化学反应的进行又会受到抑制，性能降低，严重时还会发生爆炸；反之，温度降低时，活性物质利用率降低，锂离子传递能力减弱，那么实际可用电量必然减少。

综上所述，温度的高低对电池SOC有着一定的影响，不同温度段和温度修正系统将直接影响SOC估算的精度。

发明内容

本发明公开一种SOC-OCV关系估算方法，旨在解决电池受温度影响时SOC估算不准确的问题。为了解决上述问题，本发明公开的一种SOC-OCV关系估算方法的解决方案如下：

本发明提供一种SOC-OCV关系估算方法，其步骤如下：

A、用恒流恒压充电协议对电池组进行充电，直至充满为止，充电后所述电池组被认为完全充到100%SOC；

B，数据采集：将所述电池组放置于一定环境温度T下静置1小时，对所述电池组进行放电，当所述电池组SOC下降一定SOC值时停止放电，静置1小时测量OCV值；再用上述方法对所述电池进行放电，所述电池组SOC每下降一定SOC值时停止放电，静置1小时测量OCV值，直至所述电池组SOC下降为0为止；再将所述电池组放置在不同温度下，利用上述测试方法，测得不同温度T下的多组OCV值；

C、数据分析：对上述所测得的不同温度T下的多组OCV值进行分析，从而得OVC-SOC关系模型

其中是系统，是模型阶次项，是模型阶次，是开路电压，S是SOC值。

进一步的，所述温度T为多个不同温度T1、T2、T3、T4…；

进一步的，所述下降一定SOC的值为5%SOC以下。

进一步的，所述电池组需在稳态下静置，

进一步的，上述对所述电池组进行放电是利用恒流（CC）放电法。

优选的，在电池测试过程中，电流和电压的采样时间为1S。

有益效果：

本发明提供的一种SOC-OCV关系估算方法是先利用恒流恒压充电协议将电池组充到100%SOC，然后将电池组分别放置在不同环境温度下用恒流放电法对所述电池组进行放电，每下降一定SOC时静置1小时再采集OCV值，所述一定SOC设置为5%SOC以下，如此反复，采集到不同环境温度下，不同SOC下的多组OCV值，通过对采集到的数据进行分析得出了OCV-SOC关系模型，这种方法大大提升了SOC的估算精度，修正了SOC的数值，有效地降低了误修正，或者修正不准的现象。

附图说明

图1 为电池脉冲曲线

图2为不同温度下的电池OCV-SOC 关系曲线

图3为OCV-SOC 测点和本发明模型的拟合曲线

其中a为 45 °C; b为 25 °C;c为 0°C; d为 −20 °C。

具体实施方式

为了让本发明所描述的方法更容易被理解，下面将结合附图对本发明的构思和方法做进一步的详细说明，但是本具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例的具体步骤如下：A、先用恒流恒压充电协议对电池组进行充电，直至充满为止，充满电后的电池组被认为完全充到100%SOC；

B、数据采集：b1,将所述电池组放置于温度为45℃的环境下静置1小时，利用恒流放电法对所述电池组进行放电，当所述电池组SOC下降5%时停止放电，静置1小时后测量OCV值U1；再利用恒流放电方法对所述电池组进行放电，当所述电池组SOC再下降5%时停止放电，静置1小时测量OCV值U2，依次利用上述步骤对所述电池组进行放电，SOC每下降5%时停止，静置1小时测得OCV值Un，直到所述电池组SOC值下降为0，从而获得温度为45℃下不同SOC时的OCV值。

b2、将所述电池组放置于温度为25℃的环境下静置1小时，利用恒流放电法对所述电池组进行放电，当所述电池组SOC下降5%时停止放电，静置1小时后测量OCV值；再利用恒流放电方法对所述电池组进行放电，当所述电池组SOC再下降5%时停止放电，静置1小时测量OCV值，依次利用上述步骤对所述电池组进行放电，SOC每下降5%时停止，静置1小时测得OCV值，直到所述电池组SOC值下降为0，从而获得温度为25℃下不同SOC时的OCV值；

再利用上述方法分别将所述电池组放置在温度为0、-20℃的环境下静置，利用恒流放电法对所述电池组进行放电、静置、测量，从而获得温度为0、-20℃下不同SOC时的OCV值。

优选的，在电池测试过程中，电流和电压的采样时间为1s，

优选的，在脉冲恒流放电过程中，选择1C（75 AH）电流进行脉冲放电试验。

也就是说，本实施例是将充满电的电池组，分别放置在45℃、25℃、0℃、-20℃的温度下，用恒流放电法对所述电池组进行放电，SOC每下降5%就停止放电并静置1小时，再采集OCV值，直到SOC降为0；也就是说，测试完成后能够得到4组数据，每组20个数据。

C：数据分析：将测试所采集的20个数据进行分析模拟，如图2所示不同温度下的电池OCV-SOC 关系曲线，从而通过分析得出CV-SOC关系模型；

其中是系统，是模型阶次项，是模型阶次，是开路电压，S是SOC值。

如图3所示为OCV-SOC 测点和本发明模型的拟合曲线，从图中可以看出两种数据曲线十分相似，也就是说本发明提供的一种OCV-SOC估算方法大大提高了SOC的估算精度，修正了SOC的数值，有效地降低了误修正，或者修正不准的现象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于解释本发明，并不用于限制本发明，上述实施例中的温度也可以设为50℃、30℃或其他温度，SOC下降间隔也可以设为4%个SOC或其他比例，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种SOC-OCV估算方法，其特征在于，A、用恒流恒压充电协议对电池组进行充电，直至充满为止，充电后所述电池组被认为完全充到100%SOC；

B，数据采集：将所述电池组放置于一定环境温度T下静置1小时，对所述电池组进行放电，当所述电池组SOC下降一定SOC值时停止放电，静置1小时测量OCV值，在对所述电池进行放电，当所述电池组SOC每下降一定SOC值时停止放电，静置1小时测量OCV值，直至所述电池组SOC下降为0；再将所述电池组放置在不同温度下，利用上述测试方法，测得不同温度T下的多组OCV值；

C、数据分析：对上述所测得的不同温度T下的OCV值进行分析计算，得OVC-SOC关系模型

其中是系统，是模型阶次项，是模型阶次，是开路电压，S是SOC值。

2.根据权利要求1所述的一种SOC-OCV估算方法，其特征在于，所述温度T为多个不同温度T1、T2、T3、T4….。

3.根据权利要求1所述的一种SOC-OCV估算方法，其特征在于，所述下降一定SOC的值为5%SOC以下。

4.根据权利要求1所述的一种SOC-OCV估算方法，其特征在于，所述电池组需在稳态下静置。

5.根据权利要求1所述的一种SOC-OCV估算方法，其特征在于，利用恒流（CC）放电法对所述电池组进行放电。

6.根据权利要求1所述的一种SOC-OCV估算方法，其特征在于，在电池测试过程中，电流和电压的采样时间为1S。