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詳解鋰離子電池各種狀態(tài)估計(jì)之間的關(guān)系

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1562次  |  2020年11月05日  

鋰離子電池各種狀態(tài)估計(jì)之間的關(guān)系


鋰離子電池溫度估計(jì)是其他狀態(tài)估計(jì)的基礎(chǔ),SOC估計(jì)受到SOH的影響,SOF是由SOC、SOH、SOS以及電池溫度共同確定的,SOE則與SOC、SOH、電池溫度、未來(lái)工況有關(guān)。鋰離子電池的荷電狀態(tài)、能量狀態(tài)、剩余使用能量、健康狀態(tài)都是電池的隱形狀態(tài),不能由測(cè)量設(shè)備直接獲取。


溫度對(duì)電池性能影響較大,目前一般只能測(cè)得電池表面溫度,而電池內(nèi)部溫度要使用熱模型進(jìn)行估計(jì);鋰離子電池適宜的工作溫度為15~35℃,而電動(dòng)汽車的實(shí)際工作溫度為-30~50℃,因此必須對(duì)電池進(jìn)行熱管理,低溫時(shí)要加熱,高溫時(shí)要冷卻。


鋰離子電池SOH是電池管理系統(tǒng)中最重要的參數(shù)之一,精確掌握電池組SOH可以為其自身的檢測(cè)與診斷供應(yīng)依據(jù),有助于及時(shí)了解電池組各單體電池的健康狀態(tài),及時(shí)更換老化的單體電池,提高電池組的整體壽命,進(jìn)一步提高電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能。


鋰離子電池SOH表征當(dāng)前電池相關(guān)于新電池存儲(chǔ)電能的能力,以百分比的形式表示電池從壽命開(kāi)始到壽命結(jié)束期間所處的狀態(tài),用來(lái)定量描述當(dāng)前電池的性能狀態(tài);鋰離子電池的性能指標(biāo)較多,國(guó)內(nèi)外對(duì)SOH有多種含義,概念上缺乏統(tǒng)一,目前SOH的含義重要體現(xiàn)在容量、電量、內(nèi)阻、循環(huán)次數(shù)和峰值功率等幾個(gè)方面。


鋰離子電池SOC設(shè)計(jì)了針對(duì)動(dòng)力鋰電池的荷電狀態(tài)估計(jì)觀測(cè)器,利用測(cè)得電流和電壓值分別作為觀測(cè)器的輸入和觀測(cè)值,結(jié)合雙自適應(yīng)衰減擴(kuò)展卡爾曼濾波估計(jì)出觀測(cè)器中的電池荷電狀態(tài)。


鋰離子電池能量狀態(tài)SOE表示電池當(dāng)前條件下可釋放的能量與電池最大可用能量的比值,是反映電池能量使用情況的重要指標(biāo)。電池SOE的估計(jì)方法不同于SOC,不僅受電池負(fù)載電流的影響,還和電池端電壓相關(guān)。在鋰離子電池使用過(guò)程中,當(dāng)電池溫度和電池充放電倍率變化時(shí),電池的放電率會(huì)隨之改變并影響電池的SOE。


關(guān)于電動(dòng)汽車而言,SOF可以被含義為某一特按時(shí)刻,電池組可以供應(yīng)給電機(jī)等各種電氣負(fù)載的功率,可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為,SOF是SOC及溫度的函數(shù)。實(shí)際上,關(guān)于很多電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)說(shuō),BMS不僅要估算特按時(shí)刻電池組對(duì)外輸出的功率SoF,還要供應(yīng)電池組允許充電的最大功率SoF2。


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