一种含温度及寿命修正的矿用电源SOC算法
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2020-05-27
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第 !" 卷 第 # 期
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矿用避险设施对能源的需求促进了大容量防爆
后备电源的研究开发
<&=
。在后备电源
的电池管理系
统中，荷电状态（’>/）估算是系统做出多项决策的
重要信息来源。在过去几十年中，学者们提出了许
多种经典的评估剩余电量或者 ’>/ 算法，如放电实
验法、安时积分法、开路电压法、卡曼滤波法等
<$?@=
。
其中，安时积分法相对简单可靠易实现，
然而由于
电池状态变化及电流测量精度等诸多因素的影响，
造成 ’>/ 计算误差，长期积累将会导致误差越来越
大。因此，根据矿用避险设施用后备锂离子蓄电池
电源长期待机、易老化、可用容量受温度影响明显
等特点，采用安时积分法进行估算，并对老化、温度
$ 个因素进行修正，提出了基于安时积分法的老化
模型及温度模型修正的 ’>/ 估算方法。
& 矿用锂离子蓄电池电源的 ’>/ 估算方法
根据矿用避险设施用后备锂离子蓄电池电源
长期待机、易老化、可用容量受温度影响明显等特
点
<A?&%
=
，对电池 ’>/ 的估
算宜采用简便可靠的算法，
并对影响较大的因素进行估算精度的修正。采用安
时积分法进行估算，如果充放电起始状态为 ’>/
%
，
那么当前状态的 ’>/ 为：
’>/B
’>/
%
?
&
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.0C-.
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乙
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式中：!
.0C-.
(1
为额定容量
；$ 为电池电流；η 为充
放电效率；" 为时间。
对老化、温度因素进行修正，提出基于安时积分
法的老化模型及温度模型修正的 ’>/ 估算方法。
&5& 老化模型
为了研究锂离子电池老化的原因，寻找锂离子
电池老化的规律，对 EF’G% 型 @% 8H 容量磷酸铁锂
蓄电池进行了 @%% 次充放电循环耐久实验。每隔$%%
个充放电循环，进行 & 次电池容量的测试。室温 $I
℃下锂离子电池的放电容量与循环次数关系曲线如
图 &。室温 $J ℃循环次数与电池老化引起的容量损
失关系曲线如图 $。
K>L M &% 5 &NN6A O P 5 Q.R- 5 CR(S 5 $%&; 5 %8 5 %N$
一种含温度及寿命修正的矿用电源 SOC算法
孟积渐
（安标国家矿用产品安全标志中心，北京 &%%%&N）
摘 要：针对矿
用紧急避险设施用大容量锂离子蓄电池荷电状态（’>/）估算累积误差较大的问
题，提出适用于紧急避险这一特殊工况下使用备用锂电池电源的 ’>/ 修正估算方案。设计了基
于安时积分法，并含温度、寿命修正的 ’>/ 估算方法。经试验，该估算方法在给定实验条件下，可
达到明显的修正效果，适用于紧急避险设施锂电池电源。
关键词：锂离子蓄电池；紧急避险设施；后备电源；’>/ 估算；安时积分法
中图分类号：TK@A" 文献标志码：A 文章编号：&%%N?6"@U（$%&;）%8?%&$6?%6
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