CN111257761A - 一种基于热力学模型的锂电池soc估算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于热力学模型的锂电池SOC估算方法及系统,其中,方法包括:步骤1:当锂电池处于放电状态下,建立第一锂电池的热力学‑电量模型;步骤2:当锂电池处于充电状态下,建立第二锂电池的热力学‑电量模型;步骤3:当锂电池处于开路静置状态,建立第三锂电池的热力学‑电量模型;步骤4:基于第一锂电池的热力学‑电量模型、第二锂电池的热力学‑电量模型和第三锂电池的热力学‑电量模型估算锂电池的SOC值。本发明的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,直接基于锂电池本身出发,以锂电池的三种状态做成三种热力学模型,直接以电量与热力学关联,从而避免需要考虑温度的因素,能够准确估算出锂电池的荷电状态。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,特别涉及一种基于热力学模型的锂电池SOC估算方法及系统。
背景技术
目前,现有的锂电池SOC估算模型都忽略了温度因素对模型精度的影响,导致现有的SOC估算方法都精度都不是太高。
因此,如何解决现有的SOC估算方法由于忽略温度因素造成SOC估算精度不高是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明目的之一在于提供了一种基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,直接基于锂电池本身出发,以锂电池的三种状态做成三种热力学模型,直接以电量与热力学关联,从而避免需要考虑温度的因素,能够准确估算出锂电池的荷电状态。
本发明实施例提供的一种基于热力学模型的锂电池SOC估算方法及系统,包括:
步骤1:当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;
步骤2:当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;
步骤3:当锂电池处于开路静置状态,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与损失电量之间关系建立第三锂电池的热力学-电量模型;
步骤4:基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。
优选的,当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤11:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤12:将做好的锂电池实验模型接入放电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;
步骤13:记录每个时间点的多个温度传感器的温度;
步骤14:重复步骤12和步骤13,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与放电电量之间对应关系的第一锂电池的热力学-电量模型。
优选的,当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤21:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤22:将做好的锂电池实验模型接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;
步骤23:记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤24:重复步骤22和步骤23,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与充电电量之间对应关系的第二锂电池的热力学-电量模型。
优选的,当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤31:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤32:将做好的锂电池实验模型静置预设时间,并记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤33:接入放电终端,,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;通过充电电量和放电电量的差值确定损失电量;
步骤34:重复步骤32和步骤33,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与损失电量之间对应关系的第三锂电池的热力学-电量模型。
优选的,基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量 模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值,具体为:
QSOC=Q0-Q1+Q2-Q3;
其中,QSOC表示锂电池的荷电状态,即锂电池的SOC值;Q0表示起始电量, 采集点为第一次锂电池完全放电时,Q0的值为0;Q1表示通过第一锂电池的热 力学-电量模型确定的放电电量;Q2表示通过第二锂电池的热力学-电量模型确 定的充电电量;Q3表示通过第三锂电池的热力学-电量模型确定的损失电量。
本发明还提供一种基于热力学模型的锂电池SOC估算系统,包括:
第一热力学模块,用于当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;
第二热力学模块,用于当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;
第三热力学模块,用于当锂电池处于开路静置状态,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与损失电量之间关系建立第三锂电池的热力学-电量模型;
估算模块,用于基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。
优选的,第一热力学模块执行如下操作:
步骤11:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤12:将做好的锂电池实验模型接入放电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;
步骤13:记录每个时间点的多个温度传感器的温度;
步骤14:重复步骤12和步骤13,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与放电电量之间对应关系的第一锂电池的热力学-电量模型。
优选的,第二热力学模块执行如下操作:
步骤21:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤22:将做好的锂电池实验模型接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;
步骤23:记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤24:重复步骤22和步骤23,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与充电电量之间对应关系的第二锂电池的热力学-电量模型。
优选的,第三热力学模块执行如下操作:
步骤31:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤32:将做好的锂电池实验模型静置预设时间,并记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤33:接入放电终端,,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;通过充电电量和放电电量的差值确定损失电量;
步骤34:重复步骤32和步骤33,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与损失电量之间对应关系的第三锂电池的热力学-电量模型。
优选的,估算模块,基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的 热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值,具体 为:
QSOC=Q0-Q1+Q2-Q3;
其中,QSOC表示锂电池的荷电状态,即锂电池的SOC值;Q0表示起始电量, 采集点为第一次锂电池完全放电时,Q0的值为0;Q1表示通过第一锂电池的热 力学-电量模型确定的放电电量;Q2表示通过第二锂电池的热力学-电量模型确 定的充电电量;Q3表示通过第三锂电池的热力学-电量模型确定的损失电量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中一种基于热力学模型的锂电池SOC估算方法的示意图;
图2为本发明实施例中一种基于热力学模型的锂电池SOC估算系统的示意图。
图中:
21、第一热力学模块;22、第二热力学模块;23、第三热力学模块;24、估算模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,如图1所示,包括:
步骤1:当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;
步骤2:当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;
步骤3:当锂电池处于开路静置状态,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与损失电量之间关系建立第三锂电池的热力学-电量模型;
步骤4:基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
直接基于锂电池本身出发,在锂电池内外阵列分布多个温度传感器,检测锂电池放电状态下的,温度、时间与放电电量之间关系建立第一热力学模型(热力学-电量);检测充电状态下,温度、时间与充电电量之间关系建立第二热力学模型(热力学-电量);检测静置状态下,温度、时间与损失电量之间关系建立第三热力学模型(热力学-电量)。以锂电池的三种状态做成三种热力学模型,基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。直接以电量与热力学关联,从而避免需要考虑温度的因素,能够准确估算出锂电池的荷电状态。
在一个实施例中,当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤11:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤12:将做好的锂电池实验模型接入放电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;
步骤13:记录每个时间点的多个温度传感器的温度;
步骤14:重复步骤12和步骤13,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与放电电量之间对应关系的第一锂电池的热力学-电量模型。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
以锂电池使用设置的空间和锂电池本身一起作为模型的空间基础,保证模型建立的准确性,以放电状态时,各个时间点的温度值建立的第一锂电池的热力学-电量模型;从而在锂电池使用时可以根据第一锂电池的热力学-电量模型反推出放电电量。
在一个实施例中,当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤21:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤22:将做好的锂电池实验模型接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;
步骤23:记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤24:重复步骤22和步骤23,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与充电电量之间对应关系的第二锂电池的热力学-电量模型。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
以充电状态时,各个时间点的温度值建立的第二锂电池的热力学-电量模型;从而在锂电池使用时可以根据第二锂电池的热力学-电量模型反推出充电电量。
在一个实施例中,当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤31:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤32:将做好的锂电池实验模型静置预设时间,并记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤33:接入放电终端,,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;通过充电电量和放电电量的差值确定损失电量;
步骤34:重复步骤32和步骤33,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与损失电量之间对应关系的第三锂电池的热力学-电量模型。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
以静置状态时,各个时间点的温度值建立的第三锂电池的热力学-电量模型;从而在锂电池使用时可以根据第三锂电池的热力学-电量模型反推出损失电量。
在一个实施例中,基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热 力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值,具体为:
QSOC=Q0-Q1+Q2-Q3;
其中,QSOC表示锂电池的荷电状态,即锂电池的SOC值;Q0表示起始电量, 采集点为第一次锂电池完全放电时,Q0的值为0;Q1表示通过第一锂电池的热 力学-电量模型确定的放电电量;Q2表示通过第二锂电池的热力学-电量模型确 定的充电电量;Q3表示通过第三锂电池的热力学-电量模型确定的损失电量。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
以锂电池的三种状态做成三种热力学模型,基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。直接以电量与热力学关联,从而避免需要考虑温度的因素,能够准确估算出锂电池的荷电状态。
本发明还提供一种基于热力学模型的锂电池SOC估算系统,如图2,包括:
第一热力学模块21,用于当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;
第二热力学模块22,用于当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;
第三热力学模块23,用于当锂电池处于开路静置状态,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与损失电量之间关系建立第三锂电池的热力学-电量模型;
估算模块24,用于基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。
直接基于锂电池本身出发,在锂电池内外阵列分布多个温度传感器,第一热力学模块21检测锂电池放电状态下的,温度、时间与放电电量之间关系建立第一热力学模型(热力学-电量);第二热力学模块22检测充电状态下,温度、时间与充电电量之间关系建立第二热力学模型(热力学-电量);第三热力学模块23检测静置状态下,温度、时间与损失电量之间关系建立第三热力学模型(热力学-电量)。以锂电池的三种状态做成三种热力学模型,估算模块24基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。直接以电量与热力学关联,从而避免需要考虑温度的因素,能够准确估算出锂电池的荷电状态。
在一个实施例中,第一热力学模块21执行如下操作:
步骤11:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤12:将做好的锂电池实验模型接入放电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;
步骤13:记录每个时间点的多个温度传感器的温度;
步骤14:重复步骤12和步骤13,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与放电电量之间对应关系的第一锂电池的热力学-电量模型。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
以锂电池使用设置的空间和锂电池本身一起作为模型的空间基础,保证模型建立的准确性,以放电状态时,各个时间点的温度值建立的第一锂电池的热力学-电量模型;从而在锂电池使用时可以根据第一锂电池的热力学-电量模型反推出放电电量。
在一个实施例中,第二热力学模块22执行如下操作:
步骤21:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤22:将做好的锂电池实验模型接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;
步骤23:记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤24:重复步骤22和步骤23,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与充电电量之间对应关系的第二锂电池的热力学-电量模型。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
以充电状态时,各个时间点的温度值建立的第二锂电池的热力学-电量模型;从而在锂电池使用时可以根据第二锂电池的热力学-电量模型反推出充电电量。
在一个实施例中,第三热力学模块23执行如下操作:
步骤31:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤32:将做好的锂电池实验模型静置预设时间,并记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤33:接入放电终端,,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;通过充电电量和放电电量的差值确定损失电量;
步骤34:重复步骤32和步骤33,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与损失电量之间对应关系的第三锂电池的热力学-电量模型。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
以静置状态时,各个时间点的温度值建立的第三锂电池的热力学-电量模型;从而在锂电池使用时可以根据第三锂电池的热力学-电量模型反推出损失电量。
在一个实施例中,估算模块24,基于第一锂电池的热力学-电量模型、第 二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值,具体为:
QSOC=Q0-Q1+Q2-Q3;
其中,QSOC表示锂电池的荷电状态,即锂电池的SOC值;Q0表示起始电量, 采集点为第一次锂电池完全放电时,Q0的值为0;Q1表示通过第一锂电池的热 力学-电量模型确定的放电电量;Q2表示通过第二锂电池的热力学-电量模型确 定的充电电量;Q3表示通过第三锂电池的热力学-电量模型确定的损失电量。
上述技术方案的工作原理及有益效果为:
以锂电池的三种状态做成三种热力学模型,基于第一锂电池的热力学-电量模型、第二锂电池的热力学-电量模型和第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。直接以电量与热力学关联,从而避免需要考虑温度的因素,能够准确估算出锂电池的荷电状态。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,包括:
步骤1:当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;
步骤2:当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;
步骤3:当锂电池处于开路静置状态,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与损失电量之间关系建立第三锂电池的热力学-电量模型;
步骤4:基于所述第一锂电池的热力学-电量模型、所述第二锂电池的热力学-电量模型和所述第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。
2.如权利要求1所述的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,所述当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤11:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤12:将做好的锂电池实验模型接入放电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;
步骤13:记录每个时间点的多个温度传感器的温度;
步骤14:重复步骤12和步骤13,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与放电电量之间对应关系的第一锂电池的热力学-电量模型。
3.如权利要求1所述的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤21:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤22:将做好的锂电池实验模型接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;
步骤23:记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤24:重复步骤22和步骤23,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与充电电量之间对应关系的第二锂电池的热力学-电量模型。
4.如权利要求1所述的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;具体为:
步骤31:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤32:将做好的锂电池实验模型静置预设时间,并记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤33:接入放电终端,,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;通过所述充电电量和所述放电电量的差值确定所述损失电量;
步骤34:重复步骤32和步骤33,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与损失电量之间对应关系的第三锂电池的热力学-电量模型。
5.如权利要求1所述的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,基于所述第一锂电池的热力学-电量模型、所述第二锂电池的热力学-电量模型和所述第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值,具体为:
QSOC=Q0-Q1+Q2-Q3;
其中,QSOC表示锂电池的荷电状态,即锂电池的SOC值;Q0表示起始电量,采集点为第一次锂电池完全放电时,Q0的值为0;Q1表示通过第一锂电池的热力学-电量模型确定的放电电量;Q2表示通过第二锂电池的热力学-电量模型确定的充电电量;Q3表示通过第三锂电池的热力学-电量模型确定的损失电量。
6.一种基于热力学模型的锂电池SOC估算系统,其特征在于,包括:
第一热力学模块(21),用于当锂电池处于放电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与放电电量之间关系建立第一锂电池的热力学-电量模型;
第二热力学模块(22),用于当锂电池处于充电状态下,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与充电电量之间关系建立第二锂电池的热力学-电量模型;
第三热力学模块(23),用于当锂电池处于开路静置状态,基于锂电池内外阵列分布的多个温度传感器检测的温度、时间与损失电量之间关系建立第三锂电池的热力学-电量模型;
估算模块(24),用于基于所述第一锂电池的热力学-电量模型、所述第二锂电池的热力学-电量模型和所述第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值。
7.如权利要求1所述的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,第一热力学模块(21)执行如下操作:
步骤11:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤12:将做好的锂电池实验模型接入放电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;
步骤13:记录每个时间点的多个温度传感器的温度;
步骤14:重复步骤12和步骤13,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与放电电量之间对应关系的第一锂电池的热力学-电量模型。
8.如权利要求1所述的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,第二热力学模块(22)执行如下操作:
步骤21:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤22:将做好的锂电池实验模型接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;
步骤23:记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤24:重复步骤22和步骤23,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与充电电量之间对应关系的第二锂电池的热力学-电量模型。
9.如权利要求1所述的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,第三热力学模块(23)执行如下操作:
步骤31:做成锂电池实验模型:在实验室环境下模拟锂电池设置位置及空间,并将多个温度传感器呈阵列分别设置在锂电池内外,形成三维阵列,温度传感器用于检测三维阵列上每个点的温度;
步骤32:将做好的锂电池实验模型静置预设时间,并记录每个时间点的每个温度传感器的温度;
步骤33:接入放电终端,,采用安时积分法检测锂电池实验模型的放电电量;接入充电终端上,采用安时积分法检测锂电池实验模型的充电电量;通过所述充电电量和所述放电电量的差值确定所述损失电量;
步骤34:重复步骤32和步骤33,采集预设数量的数据,基于采集的数据做成温度、时间与损失电量之间对应关系的第三锂电池的热力学-电量模型。
10.如权利要求1所述的基于热力学模型的锂电池SOC估算方法,其特征在于,估算模块(24),基于所述第一锂电池的热力学-电量模型、所述第二锂电池的热力学-电量模型和所述第三锂电池的热力学-电量模型估算锂电池的SOC值,具体为:
QSOC=Q0-Q1+Q2-Q3;
其中,QSOC表示锂电池的荷电状态,即锂电池的SOC值;Q0表示起始电量,采集点为第一次锂电池完全放电时,Q0的值为0;Q1表示通过第一锂电池的热力学-电量模型确定的放电电量;Q2表示通过第二锂电池的热力学-电量模型确定的充电电量;Q3表示通过第三锂电池的热力学-电量模型确定的损失电量。
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