自带恢复效应的锂电池在途SOC估计方法.pdf

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1、第50卷第8期电力电子技术Vo1．50，No．82016年8月PowerElectronicsAugust2016自带恢复效应的锂电池在途SOC估计方法钮勤民，刘雄飞，胡志坤(中南大学，物理与电子学院，湖南长沙410083)摘要：针对复杂工况时纯电动汽车磷酸铁锂(LiFePO)电池内部化学反应复杂、纯电路机理模型难以准确地进行荷电状态(SOC)估计的问题，使用动力学电池模型(KiBaM)和二阶Rc等效电路模型相结合的混合模型，充分考虑到电池放电过程中存在恢复效应和电流倍率效应，最终使一个模型能同时捕捉到动态的非线性容量效应和电路参数特征。从

2、而获得更加准确的SOC估计和电池运行时间预测，并通过试验进一步证明了其准确性较高。关键词：锂电池；电动汽车；恢复效应；混合模型；荷电状态中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)08—0061—04TheEstimationMethodofS0ContheWayBasedonLithiumBatteryContainedtheRecoveryEffectNIUQin—min。LIUXiong-fei．HUZhi—ku(CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)A

3、bstract：Whenelectricvehiclesaredrivingincomplexcondition，internalreactionsoflithiumironphosphate(LiFePO4)batteryareverycomplexSOthatpurecircuitbatterymodelcannotdescribeestimationofstateofcharge(SOC)accu—rately．Thus．thisarticleusesahybridmode1．whichisbasedonacombinationoft

4、llekineticbatterymodel(BaM)andsecond—orderRCequivalentcircuitmodel，fullyconsideringrecoveryefectandratecapacityefecttocapturethedyna—micnonlinearcapacityeffectandcharacteristicsofelectricalparameters．Subsequently，itcanobtainmoreaccuratees-timationofSOCandruntimepredictiono

5、fthebattery．Andexperimentfurtherprovesthehi【ghaccuracyofthemethod．Keywords：lithiumbattery；electricvehicles；recoveryefect；hybridmodel；stateofchargeFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．61490702)1引言2电池模型总体规划精确的预估SOC有利于提高电池能量利用图1为采用的混合电池模型流程框

6、图。率、使用寿命及降低使用成本[1]。电池的内部反应混合锂电池模型纠正后的SOC~)3始值DC．十分复杂．呈非线性趋势变化，且受温度影响很Uo。[soc(t)】大。目前，即使不考虑温度影响，国内外研究成果模型参数：R0[SOC(t)】，都不可能利用一个电池模型准确表述所有的电池~L[SOC(t)】，CL[SOC(t)】性能。目前由不同方法建立的不同电池模型用于s[soc(t)]，Cs[soc(t)】SOC估计取得了较好效果，如电化学模型、分析模LiFcPO4电池运行时间型、等效电路模型和随机模型，但均存在不足[2．。KiBaM模型鉴于各模型

7、优缺点，为进一步提高电动汽车在等效电路模型途SOC估计准确性，这里利用一种KiBaM模型与‰(t)为负载端电压，由，R。和RC网络决定，R。为欧姆电阻。二阶RC等效电路模型相结合的混合模型[4]．同时图1混合电池模型流程框图描述HFePO电池动态非线性容量效应和电路参Fig．1Theflowchartofhybridbatterymodel数特征。从而使纯电动汽车即使行驶在复杂路况下，考虑到电池充放电时存在恢复和电流倍率效也能较为准确地进行SOC估计和运行时间预测。应，电池不可用电量c岫(￡)不是一成不变，利用图2所示KiBaM模型实时捕捉

8、电池非线性容量效应．基金项目：国家自然科学基金(61490702)计算出c()用于SOC估计，提高SOC初步计算定稿日期：2016—01—15精度。对图3混合模型中等效电路模型。