電動汽車鋰電池管理系統(tǒng)之SOC估計(jì)的四元模型

經(jīng)過深入的分析和試驗(yàn)研究，選擇了一種綜合的電量估計(jì)模型。我們稱之為四元模型：它以精確的安時計(jì)量為基礎(chǔ)；充分考慮各種影響因素進(jìn)行補(bǔ)償；考慮電池不一致性對電量估計(jì)造成的偏差；對長期的積累誤差考慮進(jìn)行自整定。
　　6.1安時積分法
　　安時法基于的原理較為簡單。它是對電流實(shí)時進(jìn)行積分得到充入電池和從電池放出的電量。它對電池的電量情況進(jìn)行長時間的記錄和監(jiān)測，從而能夠給出任意時刻電池的安時電量。該方實(shí)現(xiàn)起來較簡單，受電池本身情況的限制小，宜于發(fā)揮微機(jī)監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn)。但在有干擾時，積分值會產(chǎn)生偏差，因而要提高電流測量的精度和采取有效的濾波措施。
　　6.2電池安時積分模型的建立
　　
　　我們的估測方法也是基于安時法，通過精確的安時計(jì)量來跟蹤電池的SOC，其間充分考慮了溫度補(bǔ)償、容量老化補(bǔ)償、自放電補(bǔ)償、充電率補(bǔ)償、放電率補(bǔ)償、不一致性影響。圖6.1是SOC估計(jì)框圖。
　　系統(tǒng)中SOC估計(jì)的核心在于精確的安時計(jì)量，電流I對時間t積分即為流進(jìn)流出電池安時數(shù)，記為Qused（當(dāng)放電時Qused為正，充電時Qused為負(fù)），在用當(dāng)前電池的剩余電量Qres減去Qused，即得出電池經(jīng)過充放電后電池所剩的電量，然后除以電池的總電量得出SOC值：
　　
　　當(dāng)然由于影響電池的因素很多，導(dǎo)致電池的狀態(tài)不斷變化，這種不斷的變化相應(yīng)的影響了SOC的計(jì)量，而且由此造成的積累誤差可能越來越大，造成SOC值的不準(zhǔn)確。為此有必要研究影響SOC的因素，以減少這些因素所帶來的誤差。
　　6.3 SOC預(yù)測的補(bǔ)償
　　電池不是一個簡單的模型，它的電量會受到溫度、放電率、自放電、老化、不一致性等多種因素影響，其中有些因素對電量估計(jì)的影響很大，忽略這些因素將給電量估測帶來較大的偏差。因此剩余電量計(jì)量過程應(yīng)該考慮多種因素影響而不應(yīng)該是簡單的累加。
　　首先我們規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)情況，包括標(biāo)準(zhǔn)溫度TS，標(biāo)準(zhǔn)放電電流IS，標(biāo)準(zhǔn)剩余電量QS。在試驗(yàn)過程中，我們定義標(biāo)準(zhǔn)溫度TS＝20℃，標(biāo)準(zhǔn)放電電流IS＝18A（即1C放電電流），QS就是在標(biāo)準(zhǔn)溫度標(biāo)準(zhǔn)放電電流下電池所能放出的電量。