锂离子电池组可用剩余容量的估算方法.pdf

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1、研究与设计锂离子电池组可用剩余容量的估算方法李练兵，杜仲刚，梁浩（河北工业大学，天津300130）摘要：锂离子电池的可用剩余容量是电池管理系统(BMS)中一个重要参数，为精确计算电池的可用剩余容量，提出了一种新型的估算锂离子电池可用剩余容量的方法，利用开路电压法与智能估算方法相结合估测电池的SOC，得到锂离子电池SOC的实际值和估测值，经过比较，能很好的反映出电池随老化程度及其他条件的改变而发生的可用剩余容量变化。关键词：锂离子电池组；可用剩余容量；SOC中图分类号：TM912.9文献标识码：A文章编号：1002-087X(2011)12-1517-03Esti

2、mationofremainingcapacityoflithium-ionbatteryLILian-bing,DUZhong-gang,LIANGHao（HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China）Abstract:Theavailableresidualcapacityoflithium-ionistheveryimportantparametersofthebatterymanagementsystem.Inordertocalculatetheavailableresidualcapacitymore

3、accurately,anewtypeofresidualcapacityoflithium-ionwasproposed,whichproperlycombinedtheopencircuitvoltagemethodwithintelligentforecastingmethodstoobtaintheactualvalueandestimatedvalueofSOC.Bycomparison,themethodcanbetterreflectthechangeoftheavailableresidualcapacitywiththeagingoflithi

4、um-ionandthechangeofotherconditions.Keywords:lithium-ionbatterypack;residualcapacityavailable;SOC锂离子电池组是各类电动车中最常用的储能元件，其可具有的剩余容量，即额定容量。用剩余电量的精确测量在电动车的发展中一直是一个非常关1.2电池可用剩余容量键的问题[1]。电池的SOC值是电池能量管理系统中一个非常由于锂离子电池在动态运行过程中的复杂变化，锂离子重要的参数，同时也是电动汽车与混合动力汽车中制定控制电池组在不同温度、电流和内阻下的可用剩余容量会有很大策略的一个关键

5、参数。实时准确的SOC值的确定是提高电池不同，给电池可利用能量计算带来较大的误差。效率、有效保护电池的基础。但是由于锂离子电池在动态时期通过以上分析，本文把剩余容量归结为温度、电流、放电复杂的化学变化，使得各种估计方法并不是十分的满意。动力时间的函数，得到可用剩余容量为：电池的荷电状态（SOC）是表征电池状态的重要参数之一，本文中SOC被用来反映电池的可用剩余容量情况，准确计量式中：Qres(i,t.T)为电池可用剩余容量；Q(i,0,T)为电池放电开始SOC是电池安全和优化控制充放电能量的保证。所具有的额定可用剩余容量；为已用容量，即蓄电池1锂离子电池组从开始

6、放电到经过时间t所放出的电量；T为温度传感器实时1.1SOC定义监测的温度值。本文所指的SOC是指当前锂离子电池组的可用剩余能1.3开路电压法与智能估测相结合的估算方法量，用来准确的反应锂离子电池的当前状态以及电池的使用开路电压法是指根据测得开路电压值直接估计电池的剩情况。在不同的放电电流大小和温度的情况下，电池可用剩余余容量，但由于自恢复效应和电压平台现象使估算出来的SOC容量SOC发生变化并会随着电池阻抗的增大而减小。其数值误差过大。而智能估测具有非线性基本特性，将开路电压法与上定义为电池剩余容量与电池容量的比值：智能估测的方法相结合，对电流检测误差进行校正

7、，计算锂离SOC=Qres/Qn子电池组充放电电能，这样既适应了动力锂离子电池组在使用式中：Qres为电池剩余容量；Qn为电池以标准电流I放电时所过程中电流变化剧烈表现出的非线性等特点，又可以根据开路电压及时的修正电流积分误差。通过开路电压和充放电电流的收稿日期：2011-06-05作者简介：李练兵（1972—），男，河北省人，博士，教授，主要研大小实时更新电流误差系数，并由此时的开路电压计算出锂离究方向为电力电子与运动控制。子电池组在放电达到终止电压时的实际剩余电能。15172011.12Vol.35No.12研究与设计2SOC估算策略该类函数具有渐近线，平滑

8、性和单调性。使用BP神经