一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法及设备与流程

allin2025-04-27  67


本发明涉及锂电池状态估算,尤其涉及一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法及设备。


背景技术:

1、磷酸铁锂电池有着成本低、循环寿命长等优点,适合作为储能场景下的储能动力电池。然而随着储能设备的不断使用,电池组容量衰减、安全性下降,继续使用会提高事故风险。因此对储能系统电池组的soc、soh、soe进行评估至关重要,进而保障储能系统的安全性、可靠性与经济性。

2、磷酸铁锂电池由于具有较长的平台期,导致基于电压的soc、soe估算方法难以应用;基于数据驱动的机器学习方法则需要大量的实验数据且鲁棒性差。安时积分法进行soc估计最为简单,但需要考虑电流积分误差与soh的影响。

3、目前主流的soh估算方法包括:满充满放试验法、电阻衡量法、阻抗分析法和基于数据的机器学习算法等。这些方法或需要大量老化试验,或难以适用于实际使用中的复杂工况而产生误差。

4、因此,需要根据储能实际工况设计一种针对磷酸铁锂电池组进行协同估算自修正方法的方法。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法及设备,旨在解决现有锂电池估算方法需要大量的老化试验,难以适用于复杂工况而产生误差的问题。

2、为实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法,包括以下步骤:

3、s1:使用安时积分法对磷酸铁锂电池组进行实时soc估算,估算出的参考剩余容量记为soc′,令显示的真实值socr=soc′;

4、s2:判断电池组平均温度t是否异常,若t不处于电池正常工作温度区间,则转至步骤s6,若t处于电池正常工作温度区间,再次判断充放电工况,若充电过程则转至步骤s3,反之转至步骤s4;

5、s3:在充电过程中,即电流i≥0,实时检测单体电压最高电芯的du/dt,若du/dt≥i/10且由安时积分法得到的soc′≤98%,则将socr修正为98%,并计算修正值e=|soc′-98|;

6、s4:在放电过程中,即电流i<0,实时检测单体电压最低电芯的du/dt,若du/dt≤i/10且由安时积分法得到的soc′≥5%,则将socr修正为5%,并计算修正值e=|soc′-5|;

7、s5:根据修正值e对soh进行修正;

8、s6:根据socr计算电池组soe,完成后返回步骤s1。

9、其中,所述磷酸铁锂电池组为多节同规格的磷酸铁锂电芯串联组成。

10、其中,所述电池正常工作温度区间为[20,45],单位为摄氏度。

11、其中,所述安时积分法计算公式如下所示:

12、

13、qmax=sohr*q出厂

14、式中,soc′为安时积分计算得到的soc估计值,socr为系统显示的soc真实值,t为单位采样间隔,i为电池当前电流,充电为正、放电为负,单位为安培,qmax为电池组当前最大可用容量,q出厂为电池组出厂时的标定最大容量,随着电池不断使用而损耗,qmax与soh不断下降。

15、第二方面,本发明还提供了一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正设备,包括数据采集模块、处理器和存储器,所述数据采集模块包括电压采集单元、电流采集单元、温度采集单元和计时器。

16、本发明的一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法,通过s1:使用安时积分法对磷酸铁锂电池组进行实时soc估算,估算出的参考剩余容量记为soc′,令显示的真实值socr=soc′;s2:判断电池组平均温度t是否异常,若t不处于电池正常工作温度区间,则转至步骤s6,若t处于电池正常工作温度区间,再次判断充放电工况,若充电过程则转至步骤s3,反之转至步骤s4;s3:在充电过程中,即电流i≥0,实时检测单体电压最高电芯的du/dt,若du/dt≥i/10且由安时积分法得到的soc′≤98%,则将socr修正为98%,并计算修正值e=|soc′-98|;s4:在放电过程中,即电流i<0,实时检测单体电压最低电芯的du/dt,若du/dt≤i/10且由安时积分法得到的soc′≥5%,则将socr修正为5%,并计算修正值e=|soc′-5|;s5:根据修正值e对soh进行修正;s6:根据socr计算电池组soe,完成后返回步骤s1。该方法基于安时积分法,算法实现简单,对算力要求低,根据磷酸铁锂电池在充放电首末段电压骤变的特征添加soc修正点,缩小安时积分法的累计误差的同时,辅以修正soh,避免了实际使用中循环次数难以界定的难题,节约老化试验时间成本、经济成本,可在电池组的充放电过程中,根据实际工况实时检测单体电芯的du/dt进而修正soc、soh,考虑到电芯间的差异性,将soe估算与soc相关联,简单易操作,解决现有锂电池估算方法需要大量的老化试验,难以适用于复杂工况而产生误差的问题。



技术特征:

1.一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法,其特征在于,

3.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法,其特征在于,

4.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法,其特征在于,

5.一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正设备,应用于如权利要求1-4任意一项所述的一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法,其特征在于,


技术总结
本发明涉及锂电池状态估算技术领域,具体涉及一种磷酸铁锂电池组的状态估算自修正方法及设备,包括对磷酸铁锂电池组进行实时SOC估算;判断电池组平均温度T是否异常;在充电过程中实时检测单体电压最高电芯的dU/dt,若dU/dt≥i/10,将SOC<subgt;R</subgt;修正为98%,并计算修正值e;在放电过程中实时检测单体电压最低电芯的dU/dt,若dU/dt≤i/10,将SOC<subgt;R</subgt;修正为5%,并计算修正值e;根据修正值e对SOH进行修正;根据SOC<subgt;R</subgt;计算电池组SOE。该方法在充放电首末段电压骤变的特征添加修正点,缩小安时积分法累计误差,并辅以修正SOC、SOH、SOE。

技术研发人员:程智鹏,邱喆
受保护的技术使用者:上海汉枫电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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