針對(duì)現(xiàn)有鋰電池管理系統(tǒng)中基于庫(kù)侖積分的滿充容量估計(jì)方法所存在的更新慢、精度低的問題,提出了一種利用鋰電池最大化學(xué)容量的滿充容量估計(jì)方法。首先,在充電過程中根據(jù)鋰電池的等效電阻電容模型和電流采樣序列估計(jì)電池充電時(shí)間常數(shù);然后根據(jù)充電時(shí)間常數(shù)和充電截止電流,計(jì)算從截止電流開始以恒壓方式充電直至無(wú)限時(shí)間的虛擬電量。另一方面,根據(jù)鋰電池選定的兩個(gè)靜置狀態(tài)的放電深度以及這兩個(gè)狀態(tài)間的充電電量,計(jì)算鋰電池最大化學(xué)容量。最后根據(jù)滿充容量、最大化學(xué)容量與虛擬電量三者之間的近似關(guān)系,計(jì)算電池滿充容量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同溫度和健康狀態(tài)下滿充容量的估計(jì)誤差小于3%。這說(shuō)明提出的滿充容量估計(jì)方法具有較高的精度和較強(qiáng)的自適應(yīng)性,可滿足實(shí)際的鋰電池管理系統(tǒng)的需要。另一方面,該方法具有計(jì)算簡(jiǎn)便、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),在各種鋰電池管理系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。本研究挖掘并利用了滿充容量與最大化學(xué)容量之間的內(nèi)在聯(lián)系,為鋰電池狀態(tài)參數(shù)估計(jì)提供了新的途徑。 

【文章來(lái)源】：儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù). 2020,9(06)CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

鋰電池恒流恒壓充電過程Fig.1ConstantcurrentandconstantvoltagechargingprocessofLithiumbattery

第6期張江安等：鋰電池滿充容量的自適應(yīng)估計(jì)方法L應(yīng)足夠大。一般應(yīng)滿足L≥0.7Lm的條件，其中Lm為恒壓充電階段電流從Is變化至Ic的時(shí)間。此條件使τ不僅能達(dá)到較高的估計(jì)精度，也易于被及時(shí)更新。由于Ic=Ise-Lm/τ，可得Lm=τln(IsIc)。在得到τ值之后，可按下式計(jì)算虛擬電量Qv=τIc(6)1.4滿充容量自適應(yīng)估計(jì)的總體流程本文所提出的滿充容量自適應(yīng)估計(jì)方法可用圖5所示的流程圖表示。當(dāng)電池進(jìn)入正常工作狀態(tài)以后，系統(tǒng)不斷循環(huán)檢測(cè)最大化學(xué)容量更新計(jì)算的條件和充電時(shí)間常數(shù)更新計(jì)算的條件是否成立。如果任一條件成立，則進(jìn)行相應(yīng)的更新計(jì)算，使鋰電池最大化學(xué)容量和充電時(shí)間常數(shù)始終能夠跟蹤自身的老化過程和溫度的變化，從而始終使?jié)M充容量的估計(jì)值保持較高的精度。在大多數(shù)以鋰電池為電源的系統(tǒng)(例如以手機(jī)、筆記本電腦等為代表的消費(fèi)電子產(chǎn)品)中，最大化學(xué)容量和充電時(shí)間常數(shù)更新的條件易于達(dá)到，因此這種方法具有較高的可行性。另一方面，由于電池老化速度相對(duì)緩慢，即使最大化學(xué)容量和充電時(shí)間常數(shù)更新時(shí)SOH數(shù)值不同，滿充容量的估計(jì)精度也不會(huì)受到太大影響。2實(shí)驗(yàn)與分析2.1實(shí)驗(yàn)條件和評(píng)價(jià)指標(biāo)為了對(duì)本文提出的鋰電池滿充容量估計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證，采用4個(gè)三串一并(3S1P)型式電池包進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考察在不同溫度和不同SOH條件下滿充容量的估計(jì)精度。實(shí)驗(yàn)中電芯型號(hào)為Coslight18650型，標(biāo)稱容量為4000mA·h。在4個(gè)電池包中，選用一個(gè)新電池包用于測(cè)定OCV特性和溫度系數(shù)，另外三個(gè)電池包(分別標(biāo)記為1#、2#、3#)作為測(cè)試電池包，用于滿充容量估計(jì)精度測(cè)試。1#、2#

第6期張江安等：鋰電池滿充容量的自適應(yīng)估計(jì)方法L應(yīng)足夠大。一般應(yīng)滿足L≥0.7Lm的條件，其中Lm為恒壓充電階段電流從Is變化至Ic的時(shí)間。此條件使τ不僅能達(dá)到較高的估計(jì)精度，也易于被及時(shí)更新。由于Ic=Ise-Lm/τ，可得Lm=τln(IsIc)。在得到τ值之后，可按下式計(jì)算虛擬電量Qv=τIc(6)1.4滿充容量自適應(yīng)估計(jì)的總體流程本文所提出的滿充容量自適應(yīng)估計(jì)方法可用圖5所示的流程圖表示。當(dāng)電池進(jìn)入正常工作狀態(tài)以后，系統(tǒng)不斷循環(huán)檢測(cè)最大化學(xué)容量更新計(jì)算的條件和充電時(shí)間常數(shù)更新計(jì)算的條件是否成立。如果任一條件成立，則進(jìn)行相應(yīng)的更新計(jì)算，使鋰電池最大化學(xué)容量和充電時(shí)間常數(shù)始終能夠跟蹤自身的老化過程和溫度的變化，從而始終使?jié)M充容量的估計(jì)值保持較高的精度。在大多數(shù)以鋰電池為電源的系統(tǒng)(例如以手機(jī)、筆記本電腦等為代表的消費(fèi)電子產(chǎn)品)中，最大化學(xué)容量和充電時(shí)間常數(shù)更新的條件易于達(dá)到，因此這種方法具有較高的可行性。另一方面，由于電池老化速度相對(duì)緩慢，即使最大化學(xué)容量和充電時(shí)間常數(shù)更新時(shí)SOH數(shù)值不同，滿充容量的估計(jì)精度也不會(huì)受到太大影響。2實(shí)驗(yàn)與分析2.1實(shí)驗(yàn)條件和評(píng)價(jià)指標(biāo)為了對(duì)本文提出的鋰電池滿充容量估計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證，采用4個(gè)三串一并(3S1P)型式電池包進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，考察在不同溫度和不同SOH條件下滿充容量的估計(jì)精度。實(shí)驗(yàn)中電芯型號(hào)為Coslight18650型，標(biāo)稱容量為4000mA·h。在4個(gè)電池包中，選用一個(gè)新電池包用于測(cè)定OCV特性和溫度系數(shù)，另外三個(gè)電池包(分別標(biāo)記為1#、2#、3#)作為測(cè)試電池包，用于滿充容量估計(jì)精度測(cè)試。1#、2#

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3260728