锂电池SOC研究综述_刘博鑫1
需积分: 0 10 浏览量
2022-08-03
17:01:18
上传
评论
收藏 1.19MB PDF 举报
汽车工业研究·月刊 2018 年第 10
期
纯电动汽车是汽车行业的发展方向。蓄
电池作为纯电动汽车的储能设备，具有电压
稳定、供电可靠等特点
[1]
。目前常用的锂电池
一般通过串联和并联的方式形成锂电池组以
满足电动汽车高电压大容量使用要求，在使
用过程中，由于单体电池性能差异、环境温
度变化、过充放电等因素影响，电池组性能
取决于性能最差的单体电池。因此需要对锂
电池组进行有效的能量管理，以提高锂电池
使用效率，延长电池组使用寿命，降低运行
成本，提高电池组可靠性
[2]
。SOC估计是电池
管理系统研究的核心和难点，准确的 SOC 估
计值可以作为锂电池能量管理的依据。
对锂电池的 SOC 的估算需要建立锂电池
的等效模型
[3]
，本文首先对常用的锂电池模
型进行总结。基于相应的锂电池等效模型，
匹配与之相适应的算法才能进行锂电池 SOC
的准确估计。常用的锂电池 SOC 估算算法有
安时积分法、开路电压发、神经网络法、卡
尔曼滤波法等。本文对已经提出的锂电池
SOC 算法进行总结，分析各算法的优劣，提
出锂电池 SOC估算算法的研究方向。
锂电池模型研究
1
常用的电池建模方法大致有三种：根据
电池内部的化学机理建模、实验建模、电路
等效模型。
电化学分析法是用电化学的理论对电池
进行分析，分析电池内部的化学成分在化学
反应过程中的作用和分析工作时电池化学反
应的过程。从理论上讲，电化学建立的模型
应该是最准确的。代表模型 Shepherd 模型，
Unnewehr 模型，Nernst 模型，以及基于三种
模型的联合模型。
电路等效建模用来研究电池的端电压，
充、放电电流，工作温度等外特性间的关系，
能很好地表征电池静态特性及动态特性。代
表模型 Thevenin模型如下页图 1 所示。
其中，理想电压源 OCV 表示电池的开路
电压；电阻 R
0
为电池的欧姆内阻；电阻 R
p
为
电池的极化内阻；电容 C 为 R
p
的并联电容；
I
L
为电池的负载电流；I
p
为电池的极化电流；
V
L
为电池的端电压。依据等效模型以电池
SOC 和极化电压 V
p
为状态变量、端电流 I
L
为
输入变量、端电压 V
L
为输出变量
[4]
，依据基
锂电池 SOC 研究综述
▶ ◀
……………………………………………………………………………
关键词
荷电状态
等效模型
估算算法
摘要：荷电状态 （state of charge） 是锂电池的一个重要参
数。根据锂电池 SOC 值可以清楚地了解电池的使用情况，进行有
效的电池能量管理。但锂电池地充放电是个复杂的化学过程，对锂
电池 SOC 的估算多是基于锂电池的等效模型进行。本文主要研究
了现有的锂电池等效模型，依据现有模型重点研究了锂电池 SOC
的估算算法，对比各类估算算法，指出各算法的优点以及存在的问
题。目的是寻找行之有效的 SOC 估算算法，给出未来锂电池 SOC
估算算法的研究方向。
刘博鑫 李 军
New energy
新能源
DOI:DOI:1010..39693969/j.issn./j.issn.10091009--847847X.X.20182018..1010..007007
43
评论0