鋰電池最大放電功率的估算方法技術

本發(fā)明專利技術提供了一種鋰電池最大放電功率的估算方法，用于在線估算鋰電池當前的最大放電功率，包括如下步驟：S1.估算所述鋰電池當前的內阻值R

Estimation method for maximum discharge power of lithium battery

The invention provides a method for estimating the maximum discharge power of a lithium battery for on-line estimating the current maximum discharge power of a lithium battery, comprising the following steps: S1. estimating the current internal resistance value of the lithium battery R;

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
鋰電池最大放電功率的估算方法
本專利技術涉及一種鋰電池最大放電功率的估算方法。
技術介紹
鋰電池的最大放電功率，可以評估電池在不同狀態(tài)下輸出功率的極限。因此，鋰電池的最大放電功率的計算，對于匹配電池與負載，合理利用電池，延長電池壽命，都具有重要意義。鋰電池的最大放電功率在離線狀態(tài)下可以設計實驗，使用設備進行測量，但是不適合在線評估鋰電池的狀態(tài)。近年來，也出現(xiàn)了一些鋰電池最大放電功率的在線估算方法，比如公開號為CN104298793A的專利申請文件“一種動力電池組極限功率的模型反推動態(tài)算法”、公開號為CN103675707A的專利申請文件“鋰離子電池峰值功率在線評估方法”、公開號為CN103675707A的專利申請文件“一種動力電池的峰值功率預測方法”等。這些對鋰電池最大放電功率的評估計算的方法，模型復雜，參數(shù)調整困難，對于主要由MCU控制的電池管理系統(tǒng)來說負擔過重，工程實施上存在很大障礙。因此，需要提出一種魯棒性好、精度較高、參數(shù)調整方便的鋰電池最大放電功率在線估算方法。
技術實現(xiàn)思路
為此，本專利技術提供了一種鋰電池最大放電功率的估算方法，用于在線估算鋰電池當前的最大放電功率，包括如下步驟：S1.估算所述鋰電池當前的內阻值R1；S2.根據(jù)如下公式計算所述鋰電池的當前實際能夠輸出的最大放電電流I：其中，UOCVx為所述鋰電池在當前的電量SOCx下的開路電壓值，Umin為所述鋰電池的外部有電流時的最小輸出電壓，Imax為所述鋰電池的額定最大輸出電流；S3.根據(jù)所述鋰電池的當前實際能夠輸出的最大放電電流I，計算所述鋰電池當前的最大放電功率P。優(yōu)選地，在步驟S3中根據(jù)如下公式計算所述鋰電池當前的最大放電功率P：P＝Umin×I。進一步地，所述步驟S1包括：S1-1.獲取所述鋰電池的初始內阻值R0，所述初始內阻值R0為所述鋰電池在第一次循環(huán)使用時在預定電量SOC0和預定溫度T0下的內阻值；S1-2.根據(jù)所述鋰電池當前的電量SOCx計算對內阻值的電量修正系數(shù)αSOC，根據(jù)所述鋰電池當前的循環(huán)使用次數(shù)j計算對內阻值的循環(huán)容量衰減系數(shù)αH，根據(jù)所述鋰電池當前的溫度t計算對內阻值的溫度修正系數(shù)αW；S1-3.根據(jù)如下公式計算當前所述鋰電池的內阻值R1：R1＝R0×αSOC×αH×αW。優(yōu)選地，所述預定電量SOC0大于或等于第一電量SOC1，所述第一電量SOC1根據(jù)所述鋰電池的如下分布來確定：當所述鋰電池的電量大于或等于所述第一電量SOC1時，其內阻值的變化量小于第一預定值；當所述鋰電池的電量小于所述第一電量SOC1時，其內阻值的變化量大于第二預定值，其中，所述第一預定值不大于所述第二預定值。進一步地，所述電量修正系數(shù)αSOC通過如下公式計算：其中，為所述鋰電池在第一次循環(huán)使用時在預定溫度T0下電量為第二電量SOC2時的內阻值，所述第二電量SOC2小于所述第一電量SOC1。進一步地，所述循環(huán)容量衰減系數(shù)αH通過如下公式計算：其中，J為所述鋰電池的總循環(huán)使用次數(shù)，RJ/2為所述鋰電池在第J/2次循環(huán)使用后在預定電量SOC0和預定溫度T0下的內阻值，RJ為所述鋰電池在第J次循環(huán)使用后在預定電量SOC0和預定溫度T0下的內阻值。進一步地，所述溫度修正系數(shù)αW根據(jù)預存的溫度查找表來計算，其中，所述溫度查找表包括多個溫度t1,t2,...,tN以及與所述多個溫度分別對應的溫度修正系數(shù)αW1,αW2,...,αWN。所述多個溫度t1,t2,...,tN中包括特定溫度tx，其值等于所述預定溫度T0；并且，與所述特定溫度tx對應的溫度修正系數(shù)αWx為1。優(yōu)選地，所述預定電量SOC0為50％，所述第一電量SOC1為30％，所述第二電量SOC2為10％。本專利技術的鋰電池最大放電功率的估算方法，通過獲取鋰電池當前的電量、循環(huán)使用次數(shù)、以及溫度，來估算鋰電池的最大放電功率，其運算量較小，工程實現(xiàn)方便。附圖說明圖1為本專利技術的鋰電池最大放電功率的估算方法的流程示意圖；圖2為圖1中步驟S1的流程示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術的鋰電池最大放電功率的估算方法作進一步的詳細描述，但不作為對本專利技術的限定。本專利技術提供了一種鋰電池最大放電功率的估算方法，用于在線估算鋰電池當前的最大放電功率。如圖1所示，該方法包括：步驟S1：根據(jù)鋰電池當前的電量SOCx、當前的循環(huán)使用次數(shù)j、以及當前的溫度t，估算鋰電池當前的內阻值R1。具體地，步驟S1還包括如下子步驟：子步驟S1-1：獲取鋰電池的初始內阻值R0。初始內阻值R0是指，鋰電池在第一次循環(huán)使用時、在預定電量SOC0和預定溫度T0下的內阻值。該初始內阻值R0可以是在上述條件下離線測量的內阻值，然后保存在存儲器中，在需要在線估算鋰電池的內阻值R1時，從存儲器中讀取得到。一次循環(huán)使用是指一次充放電過程，第一次循環(huán)使用是指鋰電池為沒有進行充放電循環(huán)使用過程的新電池。預定電量SOC0的選取需要考慮鋰電池在該預定電量SOC0時的內阻值必須是穩(wěn)定的。由于鋰電池的內阻值在電量充足時比較穩(wěn)定(即當鋰電池的電量大于或等于第一電量SOC1時其內阻值的變化量小于第一預定值)，而電量低于第一電量SOC1時會明顯增大(即當鋰電池的電量小于第一電量SOC1時其內阻值的變化量大于第二預定值，其中第一預定值不大于第二預定值)，因此，預定電量SOC0需要大于或等于第一電量SOC1。經實驗可得，該第一電量SOC1的優(yōu)選值為30％。預定電量SOC0的選取需要大于或等于30％，按照鋰電池的預定的使用狀態(tài)，預定電量SOC0的優(yōu)選值推薦為50％。預定溫度T0是指鋰電池通常的溫度，可以選擇鋰電池在正常工作時的溫度范圍內的任意一個溫度值作為預定溫度T0，例如20℃。子步驟S1-2：根據(jù)鋰電池當前的電量SOCx計算對內阻值的電量修正系數(shù)αSOC，根據(jù)鋰電池當前的循環(huán)使用次數(shù)j計算對內阻值的循環(huán)容量衰減系數(shù)αH，根據(jù)鋰電池當前的溫度t計算對內阻值的溫度修正系數(shù)αW。鋰電池當前的電量SOCx、當前的循環(huán)使用次數(shù)j、和當前的溫度t可以從鋰電池的實時管理系統(tǒng)的輸出中獲得。電量修正系數(shù)αSOC的計算：電量修正系數(shù)αSOC反應鋰電池當前的電量SOCx對其內阻值的影響，即從初始內阻值R0到當前內阻值R1由于電量變化所引起的內阻值的變化程度。由于鋰電池的內阻值在電量大于或等于第一電量SOC1時比較穩(wěn)定，而在電量低于第一電量SOC1時會明顯增大，因此，優(yōu)選地，電量修正系數(shù)αSOC可以通過如下公式1來計算：公式1其中，為鋰電池在第一次循環(huán)使用時在預定溫度T0下電量為第二電量SOC2時的內阻值，第二電量SOC2為小于第一電量SOC1的一個電量值，優(yōu)選地該第二電量SOC2為10％。當然，電量修正系數(shù)αSOC也可以使用其他的方法來計算。例如，經實驗觀察發(fā)現(xiàn)，鋰電池的內阻值在其電量為SOC1～SOC3之間時比較穩(wěn)定，而在小于SOC1或者大于SOC3時均呈線性或類似線性變化，因此，可選地，電量修正系數(shù)αSOC可以通過如下公式1’來計算：公式1’其中：RSOCl為鋰電池在第一次循環(huán)使用時在預定溫度T0下電量為SOCl時的內阻值，即與初始內阻值R0的其他條件相同但電量為SOCl時的內阻值，其中SOCl滿足0＜SOCl＜SOC1，即小于SOC1的分段內的電量的代表值，其優(yōu)選值為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋰電池最大放電功率的估算方法，用于在線估算鋰電池當前的最大放電功率，其特征在于，包括如下步驟：S1.估算所述鋰電池當前的內阻值R

【技術特征摘要】
1.一種鋰電池最大放電功率的估算方法，用于在線估算鋰電池當前的最大放電功率，其特征在于，包括如下步驟：S1.估算所述鋰電池當前的內阻值R1；S2.根據(jù)如下公式計算所述鋰電池的當前實際能夠輸出的最大放電電流I：其中，UOCVx為所述鋰電池在當前的電量SOCx下的開路電壓值，Umin為所述鋰電池的外部有電流時的最小輸出電壓，Imax為所述鋰電池的額定最大輸出電流；S3.根據(jù)所述鋰電池的所述當前實際能夠輸出的最大放電電流I，計算所述鋰電池當前的最大放電功率P。2.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池內阻值估算方法，其特征在于，在步驟S3中根據(jù)如下公式計算所述鋰電池當前的最大放電功率P：P＝Umin×I。3.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池最大放電功率的估算方法，其特征在于，所述步驟S1包括：S1-1.獲取所述鋰電池的初始內阻值R0，所述初始內阻值R0為所述鋰電池在第一次循環(huán)使用時在預定電量SOC0和預定溫度T0下的內阻值；S1-2.根據(jù)所述鋰電池當前的電量SOCx計算對內阻值的電量修正系數(shù)αSOC，根據(jù)所述鋰電池當前的循環(huán)使用次數(shù)j計算對內阻值的循環(huán)容量衰減系數(shù)αH，根據(jù)所述鋰電池當前的溫度t計算對內阻值的溫度修正系數(shù)αW；S1-3.根據(jù)如下公式計算當前所述鋰電池的內阻值R1：R1＝R0×αSOC×αH×αW。4.根據(jù)權利要求3所述的鋰電池最大放電功率的估算方法，其特征在于，所述預定電量SOC0大于或等于第一電量SOC1，所述第一電量SOC1根據(jù)所述鋰電池的如下分布來確定：當所述鋰電池的電量大于或等于所述第一電量SOC1時，其內阻值的變化量小于第一預定值；當所述鋰電池的電量小于所述第一電量SOC1時，其內阻值的變化量大...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：胡繼康，徐麗敏，申屠理鋒，劉金龍，呂忱，奚嘉奇，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31