一种基于退化模型校准的锂电池SOC和SOH实时估算方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115616434A(43)申请公布日2023.01.17(21)申请号202211160208.0G01R31/367(2019.01)(22)申请日2022.09.22(71)申请人湖南银杏电池智能管理技术有限公司地址410000湖南省长沙市长沙经济技术开发区东六路南段77号金科亿达科技城B49栋102(72)发明人孙权冯静(74)专利代理机构北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11465专利代理师符继超(51)Int.Cl.G01R31/392(2019.01)G01R31/388(2019.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称一种基于退化模型校准的锂电池SOC和SOH实时估算方法(57)摘要本发明公开了一种基于退化模型校准的锂电池SOC和SOH实时估算方法，具体步骤为：步骤一：基于电池设计容量对在线使用的电池的当前SOC值进行计算；步骤二：根据电池管理系统的执行动作对步骤一计算得到的所述SOC值进行校准；包括当所述电池管理系统执行过压保护时，采用容量退化模型对所述电池设计容量进行标定，将标定后的电池设计容量更新替换为步骤一中的电池设计容量并执行下一轮的SOC值计算；步骤三：利用所述容量退化模型和衰退系数对SOH值进行计算。本发明依据退化模型和放电电流、环境温度的修正系数校准的SOC值，结合电池容量退化模型，进行SOC的估算；避免了复杂的微分积分运算以及矩阵运算，提高了算法的实时性和适用性且保证了SOC估算的精度。CN115616434ACN115616434A权利要求书1/2页1.一种基于退化模型校准的锂电池SOC和SOH实时估算方法，具体包括如下步骤：步骤一：基于电池设计容量对在线使用的电池的当前SOC值进行计算；步骤二：根据电池管理系统的执行动作对步骤一计算得到的所述SOC值进行校准；包括当所述电池管理系统执行过压保护时，采用容量退化模型对所述电池设计容量进行标定，将标定后的电池设计容量更新替换为步骤一中的电池设计容量并执行下一轮的SOC值计算；步骤三：利用所述容量退化模型和衰退系数对SOH值进行计算。2.根据权利要求1所述的一种基于退化模型校准的锂电池SOC和SOH实时估算方法，其特征在于，步骤一中对所述SOC值进行计算具体分为：计算电池放电的当前SOC值和计算电池充电的当前SOC值；其中，所述电池放电的当前SOC值计算如式1所示：SOC_D(t)＝SOC_D(t‑Δt)‑βIΔt/(αCapD)式1所述电池充电的当前SOC值计算如式2所示：SOC_C(t)＝SOC_C(t‑Δt)+βIΔt/(αCapD)式2其中，SOC_D(t)是放电t时刻的SOC值，SOC_D(t‑Δt)是放电(t‑Δt)时刻的SOC值，SOC_C(t)是充电t时刻的SOC值，SOC_C(t‑Δt)是充电(t‑Δt)时刻的SOC值，Δt是时间变化量，I是(t‑Δt)时刻到t时刻的平均电流，α是修正系数，β是平滑系数，CapD是电池设计容量；所述修正系数α根据放电电流和环境温度进行计算。3.根据权利要求1所述的一种基于退化模型校准的锂电池SOC和SOH实时估算方法，其特征在于，步骤二中所述校准根据当前SOC值以及所述电池管理系统不同的动作情况，分别执行不同的校准方式，包括零位校准，具体为：所述电池管理系统执行欠压保护时，进行所述零位校准，将当前SOC值校准为0％；未执行欠压保护时，并且当前SOC值低于给定阈值，将当前SOC值校准为所述给定阈值。4.根据权利要求1所述的一种基于退化模型校准的锂电池SOC和SOH实时估算方法，其特征在于，步骤二中所述校准还包括充满校准，具体为：电池管理系统执行所述过压保护时，进行所述充满校准，将当前SOC值校准为100％；未执行过压保护时，并且当前SOC值超出预设数值范围，将当前SOC值校准为所述预设数值范围；完成所述充满校准，并且电池出现所述过压保护，采用所述容量退化模型对电池设计容量进行标定，如式3所示：CapD＝knCapR式3其中，CapD是当前的电池设计容量，kn是与循环次数相关的衰退系数，CapR是电池设计容量初值，所述电池设计容量初值等于新电池的额定容量值；每完成一次循环操作，当前的电池设计容量都将进行标定；所述循环次数是指电池的充放电次数。5.根据权利要求1所述的一种基于退化模型校准的锂电池SOC和SOH实时估算方法，其特征在于，步骤二中所述校准还包括静置校准，具体为：所述静置校准的标准为预置的SOC‑OCV曲线；在所述SOC‑OCV曲线中根据当前电压和当前环境温度确定SOC参考值，估算的SOC值与参考值偏差超过标准数值范围时，进行所述静置校准；根据当前SOC值和参考值的差值，设置所述平滑系数β进行计算，将