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新型电动汽车锂电池管理系统的SOC 估计的四元模型

新型电动汽车锂电池管理系统的SOC 估计的四元模型

点击数:7106 次   录入时间:03-04 11:42:55   整理:http://www.55dianzi.com   电动车-摩托车-汽车

    电池组是由若干个单体电池串联组成的。由于各单体电池容量的不一致,以串联的电池组为对象对电池组进行充放电,而不考虑单体电池的容量差别,就不可避免地会导致某些单体电池的过充、过放或充电不足。影响了电池的有效利用。     

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    由于电池的不一致性,在预测SOC时应以性能最差的电池作为预测的依据。如图6.4所示为存在不一致性的电池放电时的特性曲线。在放电前期电池的电压变化趋势相同,好电池与坏电池的差别体现不明显,但到后期性能较差的电池由于电池电量耗尽,电压将迅速跌落,急剧下降的电压反映出较大的U,此时如果继续放电将会导致过放现象。可以利用电池组中电压最低的那个单体电池电压U min与所有单体电池平均电压U ave的差值U作为修正的依据,按照单电池电压值与容量的关系曲线来进行修正。公式如下:     

    其中SOC为SOC的修正值。Ks为实验得到单电池电压值与容量的关系系数,该系数Ks为大量单电池容量与端电压实验的统计值。U要扣除历史技术档案中的单电池电压差值。

    6.5 SOC的初始化

    电池管理系统首次使用时需要对SOC进行一次初始化。而且在计量剩余电量过程中,不可避免会引进各种各样的误差。当误差积累到一定程度后,我们也要对SOC进行初始化。一般讲,在不考虑电池老化时,充满电可认为SOC=1.对于电池来说,电池在充放电截止时候将表现出一定的特性。以锂电池为例,在允许的最大定压充电条件下,电流下降到非常小的数值并基本维持不变,这时候就认为已经充满,应该停止充电,否则将导致电池的过充,影响电池的循环使用寿命。这时便可设定SOC=1.对于旧电池的SOC则可以通过容量试验来确定

    6.6 SOC的自整定问题

    采用电量跟踪方式的估计,长期(1-2年或更长)会产生积累偏差,必须自动进行纠偏,称作自整定。问题是根据什么作为判据及怎样进行整定。

    电池组在深度放电状态下,它的内阻会成十倍的增加。我们通过实验可以建立起电池在深放电时容量与内阻值的对应关系。对于纯电动车,可以利用深放电时的内阻值作为判据。假设此时由容量与内阻值关系曲线得到的SOC值为SOC1,而由电池管理系统给出的值为SOC2,此时的自整定公式如下:     

    这样就得到自整定后的SOC值,其中系数u取优选系数0.618.对于混合电动车,由于电池不会达到深度放电状态,故不能单独采用内阻值作为判据。我们可以通过精密放电实验建立起电池容量与大电流放电状态下的电池电压及内阻值两者之间的关系。然后利用大电流放电时的电池电压及内阻值作为判据来进行自整定。

    只有在电池大批量生产的条件下,电池的特性非常稳定,才可能进行深入的实验研究和采用本方法进行自整定。



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