本发明涉及一种soc,具体为一种基于用户设定工作条件的soc估算方法及存储介质。
背景技术:
1、电池的应用类型中具有可重复利用电池,可用于电子产品、电动汽车和光伏风电储能等领域。电池的soc状态估算一直是电池运用的重要性能指标,其准确性是保障产品体验的关键因素,在产品开发过程中对于电池的使用需要兼顾续航和安全,往往在实际使用过程中会保留一定余量使用,并且不同温度、不同负载工况下的电池实际使用效率都有差异,使得在实验室标定的电池参数和真实使用参数有着一定的差异,最终造成电池的soc状态估算不准,更有甚者影响产品安全和用户体验。
2、在进行soc设计开发过程中,以电芯的使用条件进行电池的参数标定,比如对于某款软包电池,充满条件是先以0.2c电流充电到4.45v然后以恒压充电直到电流小于0.05c。放电截止条件是在负载0.05c状态下电压小于等于3v,需要在实验室标定充满和放空之间的电池模型(电化学模型、等效电路模型或者神经网络模型)参数用于估算电池状态。在电池的充电和电池容量的描述中,通常使用术语充电状态(soc)、放电深度(dod)、开路电压(ocv),soc表示与其完全充电状态相比存储在电池中的相对量的能量,dod表示与其完全充电状态相比已经使用了多少电池能量,ocv表示电池不放电时,电池两极之间的电位差。
3、目前无法实现根据客户对电池的使用习惯得到真正有用的电池参数,进行soc的估算;参考图1,ti公司设计的阻抗跟踪算法:
4、在终止dod仿真过程中,电压仿真的思路是以当前dod(dodpresent)为起点,按既定步进 ddod (比如 4%)逐步叠加 dod[i] = dodstart + ddod×i,其中dodstart为起始dod,仿真计算 dod[i]在既定负载i下的电池电压 v(dod[i],t) = ocv(dod[i],t) + i×r(dod[i],t), 并且与参数截止点电压(terminatevoltage)比较,直到 v(dod[i],t) <terminatevoltage 则停止 dod[i]迭代,即认为此 dod[i]对应 rsoc=0%,以此 dod[i]为终止dod(dodfinal);该算法是通过电压仿真得到终止dod,比如仿真电流i为1a,不同温度和不同dod下有参数表ocv和阻抗r。
5、但是,这种算法存在一定的缺陷:(1)只考虑放电预留电量,没有考虑充满预留电量;(2)仿真从当前dod(dodpresent)开始,但是终止dod(dodfinal)往往发生在97%附近,所以进行了重复迭代运算;(3)当前主流soc估算中,安时积分类估算是一种给较为常规手段,对于非安时积分形式估算的soc ,该方法无法准确获得真实的soc。
6、现有技术已经不能满足现阶段人们的需求,基于现状,急需对现有技术进行改革。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于用户设定工作条件的soc估算方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、本发明提供如下技术方案一种基于用户设定工作条件的soc估算方法,具体步骤包括:
3、步骤s1:标定初始参数:
4、qmax(t):电池不同温度t的最大可用容量;
5、ocv(t,soc):电池不同温度t不同soc下的开路电压;
6、r0(t,soc): 电池不同温度t不同soc下的欧姆电阻;
7、r1(t,soc):电池不同温度t不同soc下的极化电阻;
8、c1(t,soc):电池不同温度t不同soc下的极化电容。
9、步骤s2:配置工作参数:充满电压voltch、充满电流curch、放光电压voltdis和放光电流curdis;
10、步骤s3:计算充电截止点的真实soc;
11、从soc电池参数的电量为100%开始,按照既定步进量d逐步递减,以充满电流curch仿真计算电池电压voltsim(t,soc),电池电压voltsim(t,soc)=ocv(t,soc)+ curch×[r0(t,soc)+r1(t,soc)],电池电压voltsim(t,soc)实时与充满电压voltch比较,直到voltsim(t,soc)< voltch则停止仿真迭代。
12、步骤s4:计算放电截止点的真实soc;
13、从soc电池参数的电量为0%开始,按照既定步进量d逐步递增,以放光电流curdis仿真计算电池电压voltsim(t,soc),电池电压voltsim(t,soc)=ocv(t,soc)+ curdis×(r0(t,soc)+r1(t,soc)), 电池电压voltsim实时与放光电压voltdis比较,直到voltsim(t,soc)> voltdis则停止仿真迭代。
14、步骤s5:根据真实soc计算工作soc;
15、电池按照使用条件放出的电量称为真实soc,用soctrue表示,将按照实验室标定条件下配置后电池放出的电量称为工作soc,用socwork表示;对于真实soctrue,其soc估算方案可以是安时积分法、卡尔曼滤波算法、神经网络算法等,通过真实soc对工作soc作估算,其估算公式为:
16、
17、在一种可能的实现方式中,所述放光电流curdis配置为本次放电周期的平均电流;或,所述放光电流curdis配置为上一次放电周期的平均电流;或,所述放光电流curdis配置为历史放电周期最大的平均电流。
18、在一种可能的实现方式中,在计算充电截止点的真实soc步骤s3中,所述电池电压voltsim(t,soc)=ocv(t,soc)+ curch×[r0(t,soc)+r1(t,soc)]。
19、在一种可能的实现方式中,在计算放电截止点的真实soc步骤s4中,所述电池电压voltsim(t,soc)=ocv(t,soc)+ curdis×(r0(t,soc)+r1(t,soc))。
20、有益效果:
21、(1)本发明当电池在实验室标定参数条件和实际使用条件不一致时,能够准确的获取真实soc的方法,不仅进行放电预留电量和进行了充电预留电量,且在计算截止点对应的soc时,本发明在迭代放电截止点时使用从0%-100%的循环过程,在迭代充电截止点时使用从100%-0%的循环过程,大大减少了重复迭代运算过程。
22、(2)相比背景技术中的算法:在截止点使用过程中,将估算的终止dod(dodfinal)结合最大可用容量,使用安时积分算法给出工作下的soc,本发明利用真实soc和工作soc的关系,在不改变以往soc计算结果的基础上,较好了实现了可配置功能,大大提升了soc的灵活性和实用性。
1.一种基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于,所述方法包括步骤:
2.根据权利要求1所述的基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于:所述计算充电截止点的真实soc时,从soc电池参数的电量为100%开始,按照既定步进量d逐步递减,以所述充满电流curch仿真计算得出电池电压voltsim(t,soc)。
4.根据权利要求3所述的基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于:所述计算充电截止点的真实soc时,将所述电池电压voltsim(t,soc)实时与所述充满电压voltch比较,直到voltsim(t,soc)< voltch则停止仿真迭代,则socwork100处为真实soc工作在电池参数的电量为100%处的值。
5.根据权利要求3或4所述的基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于:所述电池电压voltsim(t,soc)=ocv(t,soc)+ curch×[r0(t,soc)+r1(t,soc)]。
6.根据权利要求1所述的基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于:所述计算放电截止点的真实soc时,从soc电池参数的电量为0%开始,按照既定步进量d逐步递增,以所述放光电流curdis仿真计算电池电压voltsim(t,soc)。
7.根据权利要求6所述的基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于:所述计算放电截止点的真实soc时,将所述电池电压voltsim(t,soc)实时与所述放光电压voltdis比较,直到voltsim(t,soc)> voltdis时停止仿真迭代,则socwork0处为真实soc工作在电池参数的电量为0%处的值。
8.根据权利要求6或7所述的基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于:所述电池电压voltsim(t,soc)=ocv(t,soc)+ curdis×(r0(t,soc)+r1(t,soc))。
9.根据权利要求1所述的基于用户设定工作条件的soc估算方法,其特征在于:步骤s5具体包括:通过真实soc对工作soc作估算,所述估算公式为:
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至9中任意一项所述的方法。