锂电池剩余电量SOC估算方法,电池系统SOC可用范围

来源：存能电气  日期：2020-01-16 13:59  浏览量：次

锂电池剩余电量SOC估算方法，电池系统SOC可用范围。荷电状态又叫剩余电量，SOC是反应锂电池包内当前电量占总体可用容量百分比的一个参数。SOC即电池的剩余电量，也称为荷电状态。表示电池使用或长期搁置一段时间后，其剩余容量与总的可用容量的比值，常用百分数表示。

对电池SOC的准确估算，既是电动汽车估算续航里程最基本的要求，又是提升电池利用效率和安全性能的基本保证。

锂电池剩余电量SOC估算方法

开路电压法：先离线测量得到不同温度不同SOC下的开路电压值，形成表格。电池系统装车以后，每当出现停止供电状态，就可以调用表格数据，根据测量得到的开路电压判断电池荷电状态。

安时积分法：实时测量锂电池包主回路电流，并将其对时间积分，充电为负放电为正。放电过程用初始电量减去积分结果得到当前电量；充电过程用初始电量加上积分结果得到当前电量。

内阻法：内阻跟随SOC变化的趋势非常平缓，很小的内阻变化或者测量误差就可以造成SOC值较大的误差。测量接触电阻过大、电池电流较大、出现较大的极化内阻的干扰；锂电池温升不一致使得温度监测点的温度和电池本体温度不一致，造成温度补偿出现偏差等等。

卡曼滤波算法：核心思想是根据当前仪器的“测量值”，上一刻的“预测量”，以及“误差”来计算得到当前的“最优值”。其亮点是把误差纳入了计算，误差独立存在不受测量数据的影响。

神经网络算法：模拟人脑及神经元来处理非线性系统的新型算法，无需深入研究锂电池的内部结构，只需提前从锂电池中提取出符合工作特性的输入与输出样本，并将其输入到建立系统中，就能获得运行中的SOC值。

电池系统SOC可用范围

SOC可用范围：SOC范围减掉SOC的缓冲区域，剩下的部分就是SOC可用范围了。SOC状态范围百分比一般是从0%到100%，但考虑到化学电池反应特性：阀值边界，静态和动态差异、倍率差异、估值精度差异等，SOC估值需要留出缓冲区间，以确保锂电池时时刻刻工作在安全区域。

SOC可用范围优化就是确定电池不同条件、工况下的下限值。锂电池上限的缓存区间很小，可以挖掘的空间不大。上限的缓存主要是在充电安全方面，保证不过充为目的。快充时充到SOC80%；慢充时依靠涓流小电流充电，可以达到95%以上。电池下限值主要是考虑放电工况，放电电流的变化能力，会影响动力输出或驾乘感受。同时其缓存的宽度还是很大的。

通过上面分析，SOC可用范围大小，关键还是由锂电池参数的准确，以及BMS算法的精度决定的。这两个方面缺一不可。同时在保证电池安全的前提下，面对各种工况，BMS策略和算法不能一刀切，更需要精准多层次实现。在锂电池安全的前提下把电池能力用足，优化最大化SOC可用范围。