CN107861075A - 一种确定动力电池sop的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种确定动力电池SOP的方法：步骤1、选定测量目标的温度、极化电压、持续时间、SOC、SOH；步骤2、将电池调整至目标的温度、SOC和SOH；步骤3、将电池调整到目标的起始极化电压；步骤4、获得指定倍率下设定时间的放电库伦效率；步骤5、获得指定倍率下选定持续时间的充电库伦效率；步骤6、步骤4、5获得的结果进行曲线、曲面函数拟合；步骤7、根据拟合结果获得给定条件下给定功率的电池损害评估，获得电池的最大可承受功率。本发明的优点在于采用库伦效率直接定量评估电池容量损失，可以为控制策略使用电池功率提供可靠依据，设置起始极化电压条件，包含了使用历史对SOP的影响，使得测量更加准确可靠。

Description

一种确定动力电池SOP的方法

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及电动汽车动力电池管理领域。

背景技术

由于能源危机和环境危机的加剧，新能源汽车今年得到了迅速的发展，而锂电池作为电动汽车的主流储能能源，其管理***也得到了广泛的关注。电池管理中，电池的状态参数SOC(剩余电量)、SOH(剩余寿命)、SOP(功率承受能力)都是很重要的状态参数，SOC和SOH的技术开发得到，了广泛的关注。但是对于锂电池的功率承受能力(state of power，SOP)的实时估计可用技术却很少。SOP表示电池对充放电功率的承受能力，SOP的准确估计能够在保护电池的前提下，让电动汽车获得更大的动力自由，比如起步加速的可用功率，爬坡的车速，刹车电能回收的功率等。电池的功率状态跟电池的SOC、SOH、温度等多种因素和状态都有关系，因此具有高度的非线性特征。

现有技术关于电池功率承受能力的预测方法主要有脉冲响应的方法，如美国Freedo-CAR项目《功率辅助型混合动力汽车用动力电池测试手册》(简称HPPC)，通过给电池在不同SOC下施加特定脉冲激励，得到相应的电压相应来进行功率预测，但是这种方法仅考虑了电池的静态特征，在动态工况中的预测精度很低。电化学模型法，使用大量化学偏微分，利用各种近似组合来估计，但是简化后的适用范围很有限，难以满足应用的要求。电学模型通过电学元件的组合来模拟电池的行为，但是相比于SOP估算，这些模型更适合性能仿真。现有技术的其他一些方法，如专利申请201610799603.1，要先验地获得最大功率，但是却并没有具体的获得最大功率的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够可靠、有效测定动力电池的最大可承受功率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种确定动力电池SOP的方法：

步骤1、选定测量目标的温度、极化电压、持续时间、SOC、SOH；

步骤2、将电池调整至目标的温度、SOC和SOH；

步骤3、将电池调整到目标的起始极化电压；

步骤4、获得指定倍率下设定时间的放电库伦效率；

步骤5、获得指定倍率下选定持续时间的充电库伦效率；

步骤6、步骤4、5获得的结果进行曲线、曲面函数拟合；

步骤7、根据拟合结果获得给定条件下给定功率的电池损害评估，获得电池的最大可承受功率。

所述步骤1中、选定的目标温度点为0℃，5℃，10℃，20℃，35℃，45℃，50℃，55℃；

所述步骤1中，选定的目标SOC点为10％，20％，30％,50％,80％,90％,100％。

所述步骤1中，选定的目标SOH为100％，90％，85％，80％，70％。选定持续时间为10秒，20秒，35秒。

所述步骤1中，选定的目标极化电压按标准工况充满电，分别使用额定循环寿命倍率，80％循环寿命倍率，50％循环寿命倍率，30％循环寿命倍率对电池进行放电，得到极化电压曲线，对应该SOC点的极化电压选定为测试极化电压。

所述步骤4的设定时间为20秒。

所述步骤5通过重复步骤1、2获得充电库伦效率，每次重复选择不同的参数，再针对测量该点指定倍率下的选定持续时间获得充电库伦效率。

所述步骤4通过重复步骤1-3获得放电库伦效率，每次重复选择不同的参数，测量各选定的温度、SOC、SOH和起始极化电压下的选定持续时间的充电库伦效率和放电库伦效率。

本发明的优点在于采用库伦效率直接定量评估电池容量损失，可以为控制策略使用电池功率提供可靠依据，设置起始极化电压条件，包含了使用历史对SOP的影响，使得测量更加准确可靠，电池使用策略可在控制电池容量总体损失的前提下选择变动的最大功率控制策略。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为确定动力电池SOP的方法的流程图。

具体实施方式

本发明确定动力电池SOP的方法，是一种能够从本质上测定电池的最大可承受功率的方法，以三元锂电池8Ah电芯为例，具体处理步骤如下：

步骤一：选定温度点为0℃，5℃，10℃，20℃，35℃，45℃，50°C，55℃；

选定SOC点为10％，20％，30％,50％,80％,90％,100％。选定SOH为100％，90％，85％，80％，70％；

选定持续时间为10秒，20秒，35秒。极化电压的选定，按标准工况充满电，分别使用额定循环寿命倍率，80％循环寿命倍率，50％循环寿命倍率，30％循环寿命倍率对电池进行放电，得到极化电压曲线，对应该SOC点的极化电压选定为测试极化电压。

步骤二：将电池调整至目标的温度、SOC和SOH。

步骤三、将电池调整到目标的起始极化电压。

步骤四、测量该点指定倍率下的20秒放电库伦效率。

步骤五、重复步骤一二，测量该点指定倍率下的选定持续时间的充电库伦效率。

步骤六、重复步骤一至四，测量各选定的温度、SOC、SOH和起始极化电压下的选定持续时间的充电库伦效率和放电库伦效率。

步骤七、根据上述测试结果，进行曲线曲面等函数拟合。

步骤八、根据拟合结果，设计给定条件下给定功率的电池容量衰减损害评估，供电池充放电控制策略使用。

Claims (8)

1.一种确定动力电池SOP的方法，其特征在于：

步骤1、选定测量目标的温度、极化电压、持续时间、SOC、SOH；

步骤2、将电池调整至目标的温度、SOC和SOH；

步骤3、将电池调整到目标的起始极化电压；

步骤4、获得指定倍率下设定时间的放电库伦效率；

步骤5、获得指定倍率下选定持续时间的充电库伦效率；

步骤6、步骤4、5获得的结果进行曲线、曲面函数拟合；

步骤7、根据拟合结果获得给定条件下给定功率的电池损害评估，获得电池的最大可承受功率。

2.根据权利要求1所述的确定动力电池SOP的方法，其特征在于：所述步骤1中、选定的目标温度点为0℃，5℃，10℃，20℃，35℃，45℃，50℃，55℃。

3.根据权利要求1所述的确定动力电池SOP的方法，其特征在于：所述步骤1中，选定的目标SOC点为10％，20％，30％,50％,80％,90％,100％。

4.根据权利要求1所述的确定动力电池SOP的方法，其特征在于：所述步骤1中，选定的目标SOH为100％，90％，85％，80％，70％。选定持续时间为10秒，20秒，35秒。

5.根据权利要求1所述的确定动力电池SOP的方法，其特征在于：所述步骤1中，选定的目标极化电压按标准工况充满电，分别使用额定循环寿命倍率，80％循环寿命倍率，50％循环寿命倍率，30％循环寿命倍率对电池进行放电，得到极化电压曲线，对应该SOC点的极化电压选定为测试极化电压。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的确定动力电池SOP的方法，其特征在于：所述步骤4的设定时间为20秒。

7.根据权利要求6所述的确定动力电池SOP的方法，其特征在于：所述步骤5通过重复步骤1、2获得充电库伦效率，每次重复选择不同的参数，再针对测量该点指定倍率下的选定持续时间获得充电库伦效率。

8.根据权利要求1或7所述的确定动力电池SOP的方法，其特征在于：所述步骤4通过重复步骤1-3获得放电库伦效率，每次重复选择不同的参数，测量各选定的温度、SOC、SOH和起始极化电压下的选定持续时间的充电库伦效率和放电库伦效率。