專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鋰電池組soc估算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池組SOC估算方法。
背景技術(shù)：
為了減少環(huán)境污染并緩解日益嚴(yán)重的能源枯竭問(wèn)題，鋰電池作為一種可二次利用的清潔能源正逐步應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能和便攜式電源等多個(gè)領(lǐng)域。國(guó)家十二五規(guī)劃也把新能源技術(shù)作為重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行發(fā)展。出于對(duì)鋰電池本身特性和安全方面的考慮，在實(shí)際使用中需要配套電池管理系統(tǒng)對(duì)鋰電池的電壓、溫度、充放電電流和SOC等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 然而電池本身復(fù)雜的特性使電池具有不一致性，電池使用過(guò)程中將表現(xiàn)出一定的“短板效應(yīng)”。在電池組充放電過(guò)程中，電池組的充放電能力將以最弱的電池表現(xiàn)出來(lái)，為了解決這一問(wèn)題，提高電池組的整體性能，一種帶均衡的電池管理系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。由于均衡電流的影響，單體電池的SOC估算尤為重要。現(xiàn)有的SOC估算方法主要有開(kāi)路電壓法、安時(shí)積分法、卡爾曼濾波法等，其中最常用的為安時(shí)積分法。在這種帶均衡功能的鋰電池管理系統(tǒng)中，常規(guī)的安時(shí)積分法已不能滿(mǎn)足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決目前電池組在充放電過(guò)程由于均衡電流影響導(dǎo)致對(duì)電池SOC估算的誤差的問(wèn)題。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而提供一種鋰電池組SOC估算方法，該鋰電池組SOC估算方法的步驟如下I).判斷待測(cè)電池組的單體電池是否處于均衡狀態(tài)，如果不是處于均衡狀態(tài)，根據(jù)電池的額定容量和充放電電流計(jì)算其S0C，如果該電池處于均衡狀態(tài)，則進(jìn)入步驟2)；2).根據(jù)電池的均衡方向和均衡電流計(jì)算流過(guò)該電池的電流；3).根據(jù)流過(guò)該電池的電流和額定容量，計(jì)算該單體電池的SOC ；4).重復(fù)上述步驟I)、2)和3)，直至計(jì)算出該電池組中所有單體電池的SOC ；5).比較電池組中每個(gè)單體電池的SOC值，找出SOC值最小的單體電池，以此單體電池的SOC值作為該電池組的SOC值。所述步驟2)計(jì)算流過(guò)電池的電流時(shí)需要先判斷電池的均衡方向，如果該單體電池的均衡方向是向內(nèi)，則流過(guò)該單體電池的電流為該單體電池的充電電流或放電電流加上其均衡電流，如果單體電池的均衡方向是向外，則流過(guò)該單體電池的電流為該單體電池的充電電流或放電電流減去其均衡電流。所述的步驟3)計(jì)算單體電池的SOC所用的公式為SOC(t) = ^ldt X100%
IQ0 J其中Qtl為電池的額定容量，I為在t時(shí)間內(nèi)流過(guò)單體電池的電流。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)利用電池組的均衡管理系統(tǒng)，根據(jù)電池的充放電電流和電池均衡方向以及均衡電流計(jì)算出流過(guò)該電池的電流，以此電流值作為計(jì)算電池SOC值的依據(jù)，提高對(duì)均衡電池組SOC值估算的準(zhǔn)確度。


圖I是鋰電池均衡管理系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；圖2是本發(fā)明的鋰電池組SOC估算方法的流程圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)施過(guò)程做進(jìn)一步的說(shuō)明。圖I給出了鋰電池均衡管理系統(tǒng)系統(tǒng)框圖，該系統(tǒng)主要包括主控單元、電流采集單元、采集均衡單元和顯示單元4個(gè)部分。其中采集均衡單元實(shí)現(xiàn)電池電壓、溫度采集和電池均衡等功能，包括DC/DC開(kāi)關(guān)電源、可控開(kāi)關(guān)組、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊、電池管理1C、溫度傳感器、CAN通訊模塊及MCIDC/DC開(kāi)關(guān)電源和可控開(kāi)關(guān)組共同組成均衡控制模塊，依據(jù)均衡策略挑選需要?jiǎng)幼鞯拈_(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單體電池之間或者單體電池與電池組之間的能量轉(zhuǎn)移，達(dá)到均衡目的?？煽亻_(kāi)關(guān)組由小型繼電器實(shí)現(xiàn)，根據(jù)不同的均衡實(shí)現(xiàn)方式分別連接不同路數(shù)繼電器，根據(jù)所要求的均衡電流的大小，要求繼電器最大觸點(diǎn)電流要大于一定的值，采集均衡單元采集到每節(jié)電池的電壓值，通過(guò)計(jì)算最低電壓電池和最高電壓電池的電壓差，確定出需要均衡的電池。每一個(gè)采集均衡單元通過(guò)采集均衡線(xiàn)和電池相連，根據(jù)設(shè)計(jì)的不同最多可連接的電池?cái)?shù)不同。對(duì)單體電池SOC的估算基于如下公式soc(o = I Qo —、Idt IX100%
L 0。 J其中Qtl為電池的額定容量，I為在t時(shí)間內(nèi)流過(guò)單體電池的電流，I的計(jì)算分兩種情況均衡未開(kāi)啟時(shí)此時(shí)I為電池充電電流或者放電電流。均衡開(kāi)啟時(shí)電池分為被均衡和均衡兩種狀態(tài)，被均衡電池I為充電電流或放電電流加上被均衡電流I ，均衡電池I為充電電流或放電電流減去均衡電流I 。根據(jù)對(duì)單體電池均衡狀態(tài)的判斷，從上述兩種I計(jì)算方法中選出對(duì)應(yīng)的方法計(jì)算單體S0C，對(duì)單體SOC進(jìn)行估算，電池管理系統(tǒng)的SOC值以單體和總SOC兩種方式給出，單體SOC以單體估算值給出，總SOC以單體最低SOC給出。上述管理系統(tǒng)上電前及上電后SOC估算按照下列步驟進(jìn)行I.根據(jù)鋰電池均衡管理系統(tǒng)判斷待測(cè)電池組的單體電池是否處于均衡狀態(tài)，如果不是處于均衡狀態(tài)，根據(jù)該單體電池的額定容量和充放電電流計(jì)算其S0C，計(jì)算公式為
SOCco = { go IX100%其中Qtl為該單體電池的額定容量，I為在t時(shí)間內(nèi)該單體電池的充放電電流，如果該單體電池處于均衡狀態(tài)，則進(jìn)入步驟2。2.根據(jù)該單體電池的均衡方向和均衡電流計(jì)算流過(guò)該電池的電流，如果該單體電池的均衡方向是向內(nèi)(被均衡)，則流過(guò)該電池的電流為電池的充電電流或放電電流加上其均衡電流，即流過(guò)單體電池的電流I = I ，如果該單體電池的均衡方向
是向外(均衡)，則流過(guò)該單體電池的電流為該單體電池的充電電流或放電電流減去其均
衡電流，即流過(guò)該單體電池的電流I = I充電/放電電流-I均衡電流。3.根據(jù)流過(guò)該電池的電流和額定容量，計(jì)算該單體電池的S0C，單體電池SOC的估算基于如下公式
權(quán)利要求
1.一種鋰電池組SOC估算方法，其特征在于該鋰電池組SOC估算方法的步驟如下 1).判斷待測(cè)電池組中的單體電池是否處于均衡狀態(tài)，如果不是處于均衡狀態(tài)，根據(jù)電池的額定容量和充放電電流計(jì)算其S0C，如果該電池處于均衡狀態(tài)，則進(jìn)入步驟2)； 2).根據(jù)電池的均衡方向和均衡電流計(jì)算流過(guò)該電池的電流； 3).根據(jù)流過(guò)該電池的電流和額定容量，計(jì)算該單體電池的SOC； 4).重復(fù)上述步驟I)、2)和3)，直至計(jì)算出該電池組中所有單體電池的S0C; 5).比較電池組中每個(gè)單體電池的SOC值，找出SOC值最小的單體電池，以此單體電池的SOC值作為該電池組的SOC值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰電池組SOC估算方法，其特征在于所述步驟2)計(jì)算流過(guò)單體電池的電流時(shí)需要先判斷電池的均衡方向，如果該單體電池的均衡方向是向內(nèi)，則流過(guò)該單體電池的電流為該單體電池的充電電流或放電電流加上其均衡電流，如果單體電池的均衡方向是向外，則流過(guò)該單體電池的電流為該單體電池的充電電流或放電電流減去其均衡電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰電池組SOC估算方法，其特征在于所述的步驟3)計(jì)算單體電池的SOC所用的公式為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰電池組SOC估算方法。該鋰電池組SOC估算方法的步驟如下判斷待測(cè)電池的電池均衡管理系統(tǒng)中的均衡是否開(kāi)啟，如果沒(méi)有開(kāi)啟，根據(jù)電池的充放電電流計(jì)算其SOC；如果處于均衡狀態(tài)，根據(jù)電池的均衡方向和均衡電流計(jì)算流過(guò)該電池的電流，根據(jù)流過(guò)該電池的電流，計(jì)算該單體電池的SOC。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)利用電池組的均衡管理系統(tǒng)，根據(jù)電池的充放電電流和電池均衡方向以及均衡電流計(jì)算出流過(guò)該電池的電流，以此電流值作為計(jì)算電池SOC值的依據(jù)，本發(fā)明能夠準(zhǔn)確估計(jì)均衡電池的SOC值。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102645638SQ201210124719
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者賓玲 申請(qǐng)人:中航鋰電(洛陽(yáng))有限公司