【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池能量，具体涉及一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法。
技术介绍
1、随着近些年电动汽车的井喷发展，对电池状态进行精确估计显得越发重要，电池状态估计主要包括荷电状态、能量状态、功率状态和健康状态(soh)。在电池应用过程中,电池的电量一直用电池容量和荷电状态来描述。随着动力电池在电动汽车中的大量应用，电池作为动力源用来存储和释放能量，但电池容量和soc不能线性对应车辆的行驶里程，于是研究人员开始从能量的角度，提出了电池的soe的概念。
2、纯电动汽车上电池组与电机相连接并为电机提供能量，电池的剩余能量能表征电机的工作能力，也能反映电池的工作能力。相比容量状态，能量状态更能反映电池的放电能力。其中，内阻法依据电池内阻和soe之间的函数关系，通过检测电池内阻检测内阻来计算电池soe，然而在线、准确地测量电池内阻存在因难，限制了该方法在实际工程中的应用；另外，针对soc目前多通过建立等效电路模型并结合算法实现电池soc估计，卡尔曼滤波和滑模观测器是soc估计常用方法；soe的估计策略与soc类似；sop则多采用电池模型求得约束条件获取，使得电池整个状态估计策略繁琐复杂、计算量大且精度有限。
3、中国专利公开号cn115079025a，公开日2022年9月20日，专利技术创造的名称为一种储能磷酸铁锂电池能量状态soe的估算，该方案公开了一种储能磷酸铁锂电池能量状态soe的估算，根据定义提前对电池系统做测试，得到soe-ocv的表，通过ocv查表来获取soe的值，其不足之处便是soe-ocv表
技术实现思路
1、本专利技术解决了电池在全寿命状态下的电池能量状态soe计算问题，提供了一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，包括以下步骤：
4、s1、根据电池模型，将电池模型等效为rc电路模型，得到对应电池模型的公式；
5、s2、进行电池的电芯测试，计算获取电池的等效rc电路模型参数；
6、s3、迭代计算dt时间间隔周期内的所放的总能量值和荷电状态soc变化量；
7、s4、计算当前荷电状态soc下的可用能量en和总能量etotal。
8、所述估算电池能量状态方法，还包括，步骤s5、根据当前荷电状态soc选的可用能量en，计算当前电池的能量状态。本专利技术中，通过将电池模型等效为rc电路模型，再根据不同的rc电路模型，计算得出相应的电路模型公式，通过电池模型公式，采用迭代计算的方式，在当前荷电状态soc、健康状态soh和温度状态，1c恒流放电条件下，进行功率积分计算，在线实时估算全寿命的电池能量状态；同时，还可以实时根据电池容量衰减的健康状态soh_q和电池内阻增长的健康状态soh_p的不同状态进行估算。
9、作为优选，所述步骤s2进一步表示为：进行电池的电芯测试，获取电池测试数据；根据电池测试数据和电池模型公式，计算拟合出的电池模型参数。所述步骤s2中，电池的电芯测试包括，hppc测试，ocv测试和capacity测试。所述hppc测试根据电流脉冲为基准，取值范围为5s至80s之间。根据测试数据和电池模型公式，通过最小二乘法来进行电池模型参数的计算拟合。
10、本专利技术中，为了获取等效rc电路模型的参数，需要提前做好电芯的相关测试来计算，电芯的测试内容包括hppc/ocv/capacity测试，完成电芯测试后，根据等效的rc电路模型中的开路电压ocv的测试数据可以直接读取到开路电压；根据混合脉冲功率特性hppc，可以计算出rc相关的参数；通过电芯测试，可以实时获取测试数据，在线实时监测估算电池模型的电池能量状态，还考虑到电池老化过程中的状态，减少电池老化后精度影响计算结果。
11、作为优选，所述步骤s3中，迭代计算1c的电流值i放电dt时间过程中所放的总能量值和荷电状态soc变化量，
12、endt＝(v0+vt)*i*dt
13、
14、其中，i指capnorminal*soh_q，i为负数，v0，vt分别指放电时的起始电压和截止电压。
15、所述步骤s4中，当以dt＝1s的间隔来计算，则soc和endt刚好3600个点，不同soc下的能量值计算公式如下，
16、
17、当n＝3600时，此时的en等于电池的总能量值etotal，总能量值etotal即，从100％soc放电到0％soc的总能量。
18、所述步骤s5中，计算当前电池的能量状态，
19、soe＝en*100/etotal
20、计算结果采用百分数表示，得到soe结果，即为当前电池的可用能量状态值。
21、本专利技术中，电池能量状态soe定位为，在当前荷电状态soc健康状态soh和温度状态下，以1c(cap_norminal*soh_q)恒流放电到截止电压的能量与从100％soc放电到截止电压的总能量比值；通过基本原理可知，电池剩余能量是1c恒流放电的条件下进行功率积分来计算获取的，所以从100％soc开始放电直到0％soc的过程中，可以通过电池模型算出间隔dt时间内的放电能量序列值，总能量etotal就是所有间隔点的能量值累加，依此类推，直到soc到0％或达到截止电压的各点能量en，也就是当前温度下不同soc对应的en值。
22、在电池老化过程中，soh_q和soh_p之间是没有规律性，都是循环寿命和日历寿命的结合而变化的，通过基于电池模型全寿命估算电池能量状态的方案，本专利技术不仅仅解决了电池在全寿命状态下的soe计算，不仅计算出厂时的电池能量状态，还可以实时根据soh_q和soh_p的不同状态进行估算。
23、本专利技术的有益效果为：一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，通过将电池模型等效为rc电路模型，完成hppc/ocv/capacity电芯测试，再根据电芯测试所得数据和计算得到电池模型公式，通过最小二乘法拟合出电池模型参数，采用迭代计算的方式，在当前荷电状态soc、健康状态soh和温度状态，1c恒流放电条件下，根据电池模型计算出间隔dt时间内的放电能量序列值，再进行功率积分计算，总能量etotal就是所有间隔点的能量值累加。
24、本方案通过电池模型在线实时估算全寿命的电池能量状态；可以提高电池全寿命下soe精度，不会一直为bol状态的能量状态，能及时反应电池所能输出的能量，以便更好的估算续航里程或待机时间；不依赖于电池容量衰减和电池内阻增长的比例关系，可以实时根据电池的老化状态进行计算，电池循环寿命和日本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，所述步骤S2进一步表示为：进行电池的电芯测试，获取电池测试数据；根据电池测试数据和电池模型公式，计算拟合出的电池模型参数。
3.根据权利要求1或2所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，所述步骤S2中，电池的电芯测试包括，HPPC测试，OCV测试和Capacity测试。
4.根据权利要求2所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，通过最小二乘法来进行电池模型参数的计算拟合。
5.根据权利要求1所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，所述步骤S3中，迭代计算1C的电流值I放电dt时间过程中所放的总能量值和荷电状态SOC变化量，
6.根据权利要求1所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，所述步骤S4中，当以dt＝1s的间隔来计算，则SOC和Endt刚好3600个点，不同SOC下的能量值计算公式如下
7.根据权利要求1所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，所述步骤S5中，计算当前电池的能量状态，
8.根据权利要求3所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，所述HPPC测试根据电流脉冲为基准，取值范围为5s至80s之间。
...【技术特征摘要】
1.一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，所述步骤s2进一步表示为：进行电池的电芯测试，获取电池测试数据；根据电池测试数据和电池模型公式，计算拟合出的电池模型参数。
3.根据权利要求1或2所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，所述步骤s2中，电池的电芯测试包括，hppc测试，ocv测试和capacity测试。
4.根据权利要求2所述一种基于电池模型全寿命估算电池能量状态方法，其特征在于，通过最小二乘法来进行电池模型参数的计算拟合。
5.根据权利要求1所述一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，王羽平，严驰洲，许科，诸迪焕，
申请(专利权)人：万向一二三股份公司，
类型：发明
国别省市：
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