鋰離子電池荷電狀態(tài)估計(jì)的模型研究

鋰離子電池荷電狀態(tài)估計(jì)的模型研究

1電池soc值的測量as是所選字段的英文翻譯。它意味著電池負(fù)荷的剩余狀態(tài)。這是影響電池工作的最重要參數(shù)之一。在純電動(dòng)汽車的工作狀態(tài)下,電池的剩余電量占整個(gè)電池容量的百分比。當(dāng)SOC值達(dá)到100%的時(shí)候說明電池充電已經(jīng)達(dá)到了飽和的狀態(tài);當(dāng)SOC值達(dá)到0%的時(shí)候說明對電池進(jìn)行了放電,并且已經(jīng)放到能量達(dá)到0的狀態(tài)下。SOC值的計(jì)算公式如示所示,式中,Qrem指的是電池的剩余電量;Qmax指的是電池以固定的電流放電的時(shí)候可以釋放的最大的電量。能夠準(zhǔn)確獲取電池的SOC值,對于整個(gè)電動(dòng)車系統(tǒng)來說是特別重要的。1)SOC值不僅是對電池均衡管理的重要依據(jù),同時(shí)也可以使電池工作的設(shè)備提供靠譜和準(zhǔn)確的信息;2)電池的SOC值可以反映鋰離子電池的主要使用情況,可以進(jìn)一步地了解電池目前所處放點(diǎn)或者充電的狀態(tài),可以對電池充電過度或者用電過度的現(xiàn)象進(jìn)行有效的制止,已達(dá)到對電池原件的保護(hù)效果;3)通過了解電池的SOC值可以有效地加長電池的使用時(shí)間;4)鋰離子電池的荷電狀態(tài)還可以對電動(dòng)車各個(gè)單體能量是否均衡進(jìn)行估計(jì)。在電池的生產(chǎn)過程中,難免會(huì)因?yàn)殡姵氐闹圃旃に嚮蛘咂渌豢煽匾蛩厥闺姵氐碾娮璁a(chǎn)生改變,因此會(huì)導(dǎo)致電池充電的電量不均衡,當(dāng)人們不知情對其繼續(xù)充電時(shí),可能會(huì)對電池造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞,因此只有對整個(gè)電池組的SOC值進(jìn)行調(diào)節(jié)才能使整個(gè)電池組處于平衡的狀態(tài)。目前我國對SOC值的估計(jì)的準(zhǔn)確程度還不夠完善,因此對SOC的研究刻不容緩。2鋰離子充放電現(xiàn)象磷酸鐵鋰電池的正、負(fù)極材料分別由磷酸鐵鋰材料和石墨晶體,它的整體結(jié)構(gòu)為橄欖石形狀,根據(jù)相關(guān)知識(shí)得知其充放電反映的公式由式(3)、(4)進(jìn)行。鋰離子充電時(shí)將正極的電子脫出并且移向負(fù)極,放電時(shí)則是將負(fù)極的電子嵌入到正極中。充電:放電:鋰離子電池進(jìn)行充放電時(shí),不論是正極材料的晶體結(jié)構(gòu)還是負(fù)極材料的都沒有進(jìn)行改變,它的化學(xué)結(jié)構(gòu)均未發(fā)生變化。3當(dāng)前套票的估計(jì)方法3.1電流i比上時(shí)間t的積分電流計(jì)分法指的是通過進(jìn)行對電流積分從而得到電池所沖入的電量以及所放出電量,如果使用這個(gè)方法就需要長時(shí)間監(jiān)測以及記錄電池的電量。電流I比上時(shí)間t的積分即指的是鋰離子電池電量的變化值,可以記為Qch(如果電池進(jìn)行放電時(shí)Qch的數(shù)值為正值,如果電池在充電的時(shí)候Qch的值即為負(fù)值)。如果鋰離子電池當(dāng)前所剩余的電量用Qr進(jìn)行表示的話,鋰離子電池目前所剩的電量與電量的變化值的差值,就是電池在經(jīng)歷過充放電之后剩余的電量,因此目前電池的荷電狀態(tài)就可以表示為示(4)3.2基于電流曲線斜率的soc估算目前,電池生產(chǎn)商已經(jīng)對不同溫度下的SOC值與開路電壓(OCV)的對應(yīng)關(guān)系表進(jìn)行了廣泛認(rèn)可與接受。因?yàn)槿绻@個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算出來的話,從開路電壓對SOC值進(jìn)行推力就會(huì)變得異常容易與直接。Guiheen首先提出了SOC的關(guān)系與電流曲線斜率的估算方法,為了補(bǔ)充SOC-OCV表的準(zhǔn)確效果和認(rèn)可度。可是這種估算方法在現(xiàn)實(shí)中找到與之匹配的客觀條件是極其難的,這也就造成了估計(jì)值與真正的SOC值相差甚遠(yuǎn)。3.3時(shí)間累積法安時(shí)積分法對SOC值進(jìn)行測量的公式是式(5)式中的SOC4鋰離子電池的估計(jì)方法綜合了多種因素,本文利用了鋰離子電池的初始SOC值以及安時(shí)積分進(jìn)行更正。如果電池正在工作,就可以利用安時(shí)積分法對鋰離子電池的SOC值進(jìn)行計(jì)算,來獲取它的動(dòng)態(tài)變化情況。如果電池不工作的時(shí)候,就可以用OCV-SOC曲線修正SOC的初始值。這樣就可以避免積累誤差的出現(xiàn)。鋰離子電池的充放電的效率特別高,因此,押隊(duì)電量變化產(chǎn)生的影響可以暫時(shí)忽略。因此鋰離子電池的估算方法如下:1)在t1～t2的時(shí)間內(nèi),我們可以利用安時(shí)積分法對電池進(jìn)行充放電的過程中對電量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測;2)對初始核電狀態(tài)的SOC值進(jìn)行估算:初始狀態(tài)下,點(diǎn)吃的開路電壓與SOC值的關(guān)系是穩(wěn)定且單一的,有已知的開路電壓值,再根據(jù)OCV-SOC曲線就可以知道開路電壓下的SOC值,這個(gè)值就是電池初始狀態(tài)下的SOC值;3)獲取電池的OVC值:已知UO=UOCV±UR±UP,然而又已知極化電壓UP、外電壓UO和歐姆壓降UR的情況下,經(jīng)過計(jì)算就可以得知電壓UOCV。通過進(jìn)行監(jiān)測就可以知道電壓UO,再對OVC值進(jìn)行計(jì)算時(shí),UR的值會(huì)對整個(gè)結(jié)果造成一定的影響,因此在計(jì)算前應(yīng)該盡可能消除掉這個(gè)負(fù)面影響。當(dāng)UR=0時(shí),整個(gè)計(jì)算式是最準(zhǔn)確的時(shí)候。在化學(xué)計(jì)算式中,無論什么反應(yīng)都離不開分子的擴(kuò)散,都與分子的擴(kuò)繁速度有一定的關(guān)系。因此只有在經(jīng)過一段時(shí)間之后,才能處于平衡狀態(tài),達(dá)到徹底穩(wěn)定下來。如果電流為0,電池極化電壓的情況就有有所消退。4)選擇SOC初始值修正點(diǎn):因?yàn)殡姵氐腟OC值與OCV曲線已經(jīng)是固定的關(guān)系,所以,無論發(fā)生任何外界條件改變)例如溫度、老化程度、電流等),對于鋰離子電池的性能不會(huì)產(chǎn)生影響。5鋰離子電池荷電狀態(tài)估計(jì)方法時(shí)代在變換,技術(shù)在發(fā)展,現(xiàn)在也更注重環(huán)保,越來越多的車輛都在使用鋰離子電池,因此鋰離子電池性能也需要跟著時(shí)代不斷完善,它的估計(jì)方法也越來越多,準(zhǔn)確度也得到了一定認(rèn)可。本文中通過介紹硫酸鋰電池的工作狀態(tài)以及SOC值