磷酸鐵鋰電池SOC的作用及估算方法
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-15 20:24
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磷酸鐵鋰電池SOC的影響及估算方法。隨著電池技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多估算電池荷電狀態(tài)的方法。磷酸鐵鋰電池的荷電狀態(tài)估計(jì)是為了更好地應(yīng)用電池作為動(dòng)力電池。電力磷酸鐵鋰電池SOC計(jì)算是電力電池BMS運(yùn)行的重要前提。準(zhǔn)確估算電池荷電狀態(tài)可以提高電池安全性能，有效保護(hù)電池，延長(zhǎng)電池壽命，提高電池效率。
電池荷電狀態(tài)，全稱充電狀態(tài)，也稱剩余電量，是指電池經(jīng)過一段時(shí)間的使用或長(zhǎng)期使用后剩余放電電量與完全充電狀態(tài)的比值，常用百分?jǐn)?shù)來表示。
磷酸鐵鋰電池JPG
磷酸鐵鋰電池SOC
隨著能源危機(jī)和環(huán)境問題的加劇，磷酸鐵鋰電池組作為一種新型高效綠色能源，近10年來發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電源等領(lǐng)域。為了提高磷酸鐵鋰電池的安全性和使用壽命，有必要對(duì)電池進(jìn)行有效的控制和管理。
磷酸鐵鋰電池的荷電狀態(tài)是電池管理系統(tǒng)中最重要的參數(shù)之一，是系統(tǒng)其他功能的基礎(chǔ)。因此，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的估計(jì)電池荷電狀態(tài)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，電池管理系統(tǒng)(BMS)得到了廣泛的應(yīng)用。為了充分發(fā)揮電池系統(tǒng)的動(dòng)力性能,改善其使用安全,防止電池過度充電和過放電,延長(zhǎng)磷酸亞鐵鋰電池的使用壽命,優(yōu)化駕駛和提高電動(dòng)汽車的性能,BMS系統(tǒng)需要準(zhǔn)確估計(jì)電池的帶電狀態(tài),即SOC。SOC是描述電池充放電能力的重要參數(shù)。
電池荷電狀態(tài)估計(jì)的精度越高，相同容量下的電池續(xù)航里程越高。高精度的SOC估計(jì)可以最大限度地利用鋰電池。
磷酸鐵鋰電池荷電狀態(tài)的估算方法
由于鋰電池的荷電狀態(tài)與溫度、極化效應(yīng)、電池壽命等諸多因素有關(guān)，并且是高度非線性的，為了提高荷電狀態(tài)估計(jì)的準(zhǔn)確性，有必要對(duì)測(cè)量方法、電池模型和估計(jì)算法進(jìn)行深入研究。國(guó)內(nèi)外常用的方法有:放電試驗(yàn)法、安培時(shí)法、開路電壓法、內(nèi)阻法、卡爾曼濾波法、線性模型法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。
目前，SOC的估計(jì)方法很多，但都存在一定的缺陷。
1)放電測(cè)試方法要求磷酸鐵鋰電池處于恒放電狀態(tài)，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng);
2)安培小時(shí)法易受電流測(cè)量精度的影響，在高溫或電流波動(dòng)劇烈的情況下測(cè)量精度很差;
3)采用開路電壓法進(jìn)行SOC估計(jì)時(shí)，磷酸鐵鋰電池必須長(zhǎng)期放置才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。另外，它只適用于電池電流變化不大的情況下的SOC估計(jì)，不能滿足在線檢測(cè)的要求;
4)內(nèi)阻法需要準(zhǔn)確測(cè)量電池的內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻一般為毫歐級(jí)，對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求很高，在實(shí)際應(yīng)用中比較困難;
5)卡爾曼濾波是目前廣泛使用的一種估計(jì)方法，它對(duì)電池模型的依賴性很強(qiáng)。為了獲得準(zhǔn)確的SOC，需要建立一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確的電池模型，電池模型的準(zhǔn)確性與復(fù)雜度成正比。
6)線性模型大致可分為等效電路模型和簡(jiǎn)化電化學(xué)模型。等效電路模型大多采用簡(jiǎn)單的evein模型，但如果采用較為復(fù)雜的電路模型，模型參數(shù)的辨識(shí)和狀態(tài)方程的建立將是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。由于模型的簡(jiǎn)化，不能充分反映電池的內(nèi)部規(guī)律，會(huì)造成較大的估計(jì)誤差。
