SOC四元新型電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

將n代入(16.a)即可求得k值，有了n和k值就可得任意放電率下的容量。

所以，在計(jì)算SOC時(shí)必須考慮放電率因素。由于電動(dòng)汽車用電池放電電流值并不恒定，有必要規(guī)定一個(gè)參考電流，在計(jì)算SOC時(shí)，將其他放電電流放出的電量折算到參考標(biāo)準(zhǔn)電流所放的電量，以消除不同放電電流對(duì)SOC值計(jì)算所帶來的誤差。3.3容量老化補(bǔ)償

電池衰老是指電池在使用過程中，電池內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生變化，從而改變電池的某些特性。在對(duì)電池的研究過程中，我們發(fā)現(xiàn)隨著電池使用的循環(huán)次數(shù)的增加，電池的總?cè)萘渴窃谧兓?。?dāng)新的電池開始使用時(shí)，它內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)并沒有充分反映，當(dāng)經(jīng)過多次的充放電后，內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)將愈來愈充分，表現(xiàn)出電池總?cè)萘吭谙嗤瑮l件下將迅速增加，隨后電池總?cè)萘窟M(jìn)入緩慢增長期，當(dāng)達(dá)到最大值后，開始逐漸降低。它們的定性關(guān)系如圖。

其中Ahref是參考電池容量，它一般為電池容量在整個(gè)使用過程中的電池最大容量。Ahcyc為在某一衰老點(diǎn)的電池容量，它由衰老過程中電池端電壓和電池容量關(guān)系曲線確定。最后SOC的計(jì)算轉(zhuǎn)換式確定如下：

其中SOCcak為沒有進(jìn)行老化補(bǔ)償?shù)腟OC值，SOCage為老化補(bǔ)償后的值。

本系統(tǒng)中，老化補(bǔ)償?shù)木唧w做法如下：用電池所有流進(jìn)流出的安時(shí)數(shù)累加總值折算成電池循環(huán)次數(shù)，系統(tǒng)中存儲(chǔ)有電池老化曲線，這樣就可查出老化因子進(jìn)行老化補(bǔ)償。老化曲線由電池廠家提供，可以按兩種方式給出。一種用電池深放電循環(huán)次數(shù)，這種方法的缺點(diǎn)是在電動(dòng)車實(shí)際運(yùn)行過程中不好判斷。另一種便是我們采用的按總安時(shí)數(shù)給出。

3.4溫度補(bǔ)償

對(duì)于電池，溫度高時(shí)，電池內(nèi)部化學(xué)活性物質(zhì)活動(dòng)增強(qiáng)，這樣反應(yīng)充分，有更多的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，導(dǎo)致電池總?cè)萘康脑黾?。這樣當(dāng)電池溫度變化時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致SOC計(jì)量的不準(zhǔn)確。通過實(shí)驗(yàn)可以得出鋰電池在幾個(gè)關(guān)鍵溫度測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際放電有效電量。

在軟件設(shè)計(jì)中，我們利用對(duì)所給出的幾個(gè)關(guān)鍵測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行分段曲線擬和，構(gòu)造出電池在不同溫度下的容量曲線。再將當(dāng)前放電溫度下電池的有效容量折算到20℃下的有效容量，這樣就完成了電池在放電下的溫度補(bǔ)償。當(dāng)溫度變化時(shí)，對(duì)照容量曲線就可修正電池的總?cè)萘俊?strong style="text-indent: 2em; ">3.5自放電補(bǔ)償

對(duì)于不同類型的電池，自放電速度是不一樣的。而且，不同類型的電池，影響自放電的主要因素也不完全一樣。影響自放電的因素，有溫度、電池的剩余電量等。當(dāng)溫度愈髙，SOC愈大，自放電程度越深。電池廠商給出的參數(shù)說明，在充電較滿的狀態(tài)下，前3天電池的自放電最嚴(yán)重。而且，自放電隨溫度不同也有較大差別。表給出不同溫度下擱置3天電池自放電率。

在我們構(gòu)造的模型中，可以根據(jù)上表采用線性插值來近似計(jì)算電池自放電損失的能量。系統(tǒng)硬件中設(shè)有一片時(shí)鐘芯片PCF8583，每次系統(tǒng)上電開機(jī)時(shí)就可以計(jì)算出和上次關(guān)機(jī)之間的時(shí)間間隔，同時(shí)根據(jù)溫度傳感器采集的電池環(huán)境溫度，依照電池廠商提供的自放電率與靜置天數(shù)、溫度的關(guān)系曲線，來修正電池的剩余電量，進(jìn)而對(duì)SOC的預(yù)測(cè)做出相應(yīng)的補(bǔ)償。

4電池不一致性對(duì)SOC的影響

電池組是由若干個(gè)單體電池串聯(lián)組成的。由于各單體電池容量的不一致，以串聯(lián)的電池組為對(duì)象對(duì)電池組進(jìn)行充放電，而不考慮單體電池的容量差別，就不可避免地會(huì)導(dǎo)致某些單體電池的過充、過放或充電不足。影響了電池的有效利用。

由于電池的不一致性，在預(yù)測(cè)SOC時(shí)應(yīng)以性能最差的電池作為預(yù)測(cè)的依據(jù)。如圖所示為