一种电池剩余能量SOE的估算方法与流程

本发明属于电池管理，尤其涉及一种基于soc生成soe的估算方法。

背景技术：

1、电池管理系统(battery management system，bms)作为电动汽车的核心部件之一，一直是电动汽车研发的重点，soc、soh、sop和soe是bms最关键的参数，在车辆运行过程中，锂电池进行复杂的化学反应，soc、soh、sop和soe等关系参数无法直接获取，只能通过bms采集电池电压和温度，通过锂电电池模型和估计算法来进行间接估计。在电池使用过程中，通常使用soc来表示电池的剩余放电能力，但soc表征电池放电能力时，却有很明显的缺陷，一方面soc无法表征同样的soc变化，电池电压越高，释放电量越多，续航里程越长；另一方面soc也无法表征同样的soc变化，温度越高，释放电量越多，续航时间越长的问题。与电池soc相比，soe充分考虑了温度和单体电压对电池放电能力影响。其中，soe类似于燃油车中剩余油量，soe是里程计算的关键，准确的soe计算能够有效的为终端用户的出行提供一个可靠地参考，提升用户体验。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种电池剩余能量soe的估算方法。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的，本发明的电池剩余能量soe的估算方法包括如下步骤：

3、s1.生成基于电池剩余电量soc和开路电压ocv对应关系的soc-ocv曲线以及生成基于不同温度下的温度-容量保持率对应关系表；

4、s2.基于所述soc-ocv曲线获取不同soc下的电压补偿因子voltfactor以及额定电压ratedvolt；

5、s3.根据所述电压补偿因子voltfactor、额定电压ratedvolt以及电池的标称容量cap估算出常温下电池剩余能量soe_nom，再根据低温环境下的soc冻结条件soc_bottom和不同温度下的温度-容量保持率对应关系表中的容量保持率估算出不同温度下的电池剩余能量soe。

6、作为本发明的进一步的优选方案，所述步骤s1中，生成基于电池剩余电量soc和开路电压ocv对应关系的soc-ocv曲线的步骤具体为，

7、a.将电池的电芯放置于25℃环境中，直到电芯温度为25℃，静置60min；

8、b.以1/3c的电流将电池充电到充电截止电压，再以0.1c的电流将电池充电至充电截止电压；

9、c.待温度冷却至25℃后静置60min，以1/3c的电流放电至5％*q0后静置4小时,记录当前的电池电压作为ocv，并记录当前soc,重复该步骤至放电到q0后停止，其中q0表示放电能量；

10、d.记录soc与ocv的对应关系，生成电池剩余电量soc和开路电压ocv表对应关系的soc-ocv曲线。

11、作为本发明的进一步的优选方案，所述步骤s1中生成不同温度下的温度-容量保持率对应关系表的步骤具体为，

12、将电池的电芯放置于25℃环境中，直到电芯温度为25℃，静置60min；

13、以1c的电流对电池充电至充电截止电压，再以0.1c的电流对电池充电至充电截止电压；

14、待电芯温度为25℃后，静置60min；

15、以1/3c的电流连续放电到放电截止电压，记录得到放电能量为q0；

16、调整温度，在不同温度下连续放电到放电截止电压，得到不同温度下的放电能量记作q(t)；

17、根据容量保持率计算公式，得到不同温度下的容量保持率，容量保持率计算公式如下：

18、η＝q(t)/q0；

19、根据不同温度下的容量保持率η生成温度-容量保持率对应关系表。

20、作为本发明的进一步的优选方案，所述步骤s2中基于所述soc-ocv曲线获取不同soc下的电压补偿因子voltfactor以及额定电压ratedvolt的步骤具体为，：

21、根据所述soc-ocv曲线，分别并根据如下公式计算出不同soc下的电压补偿因子voltfactor和额定电压ratedvolt：

22、

23、

24、式中，batnum表示电池数目。

25、作为本发明的进一步的优选方案，所述s3中根据所述电压补偿因子voltfactor、额定电压ratedvolt以及电池的标称容量cap估算出常温下电池剩余能量soe1，再根据低温环境下的soc冻结条件soc_bottom和不同温度下的温度-容量保持率对应关系表中的容量保持率估算出不同温度下的电池剩余能量soe的步骤具体为，

26、s301.计算出电池的充电容量cap，如下式：

27、

28、s302.使用电池剩余电量soc、电池健康状态soh和标称容量cap表示充电容量cap，公式如下：

29、cap＝soc*soh*cap

30、s303.根据所述电压补偿因子voltfactor和额定电压ratedvolt，可得常温下电池剩余能量soe_nom的估算公式表示为：

31、soe_nom＝soh*cap*soc*ratedvolt*voltfactor

32、s304.根据低温环境下的soc冻结条件soc_bottom和不同温度下的温度-容量保持率对应关系表中的容量保持率估算出不同温度下的电池剩余能量soe，如下式所示：

33、soe＝soh*cap*ratedvolt*(soc*voltfactor(soc-soc_bottom*voltfactor(soc_bottom

34、其中，所述冻结条件soc_bottom表示为100％与所述容量保持率的差值。

35、本发明的有益效果在于：

36、本发明充分考虑了温度、soc和电压对soe的影响，通过ocv-soc对应关系表和温度容量保持率对应关系表将电池常规参数将soc准换成soe，实现简单并且缩短了开发周期，充分反映出电池在不同温度和不同soc的放电能力。

技术特征：

1.一种电池剩余能量soe的估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电池剩余能量soe的估算方法，其特征在于，所述步骤s1中，生成基于电池剩余电量soc和开路电压ocv对应关系的soc-ocv曲线的步骤具体为，

3.根据权利要求1所述的电池剩余能量soe的估算方法，其特征在于，所述步骤s1中生成不同温度下的温度-容量保持率对应关系表的步骤具体为，

4.根据权利要求1所述的电池剩余能量soe的估算方法，其特征在于，所述步骤s2中基于所述soc-ocv曲线获取不同soc下的电压补偿因子voltfactor以及额定电压ratedvolt的步骤具体为，：

5.根据权利要求1所述的电池剩余能量soe的估算方法，其特征在于，所述s3中根据所述电压补偿因子voltfactor、额定电压ratedvolt以及电池的标称容量cap估算出常温下电池剩余能量soe1，再根据低温环境下的soc冻结条件soc_bottom和不同温度下的温度-容量保持率对应关系表中的容量保持率估算出不同温度下的电池剩余能量soe的步骤具体为，

技术总结
本发明涉及一种电池剩余能量SOE的估算方法，包括以下步骤：生成基于电池剩余电量SOC和开路电压OCV对应关系的SOC‑OCV曲线以及生成基于不同温度下的温度‑容量保持率对应关系表；获取不同SOC下的电压补偿因子VoltFactor以及额定电压RatedVolt；估算出常温下电池剩余能量SOE_nom，再根据低温环境下的SOC冻结条件SOC_bottom和容量保持率估算出不同温度下的电池剩余能量SOE。本发明充分考虑了温度、电池剩余电量SOC和电压对电池剩余能量SOE的影响，将电池常规参数SOC转换成SOE，便于实现且缩短了开发周期，充分反映出电池在不同温度和不同SOC的放电能力。

技术研发人员：康义,沈永柏,王翰超,王云,姜明军,孙艳,江梓贤,刘欢
受保护的技术使用者：力高（山东）新能源技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13