一种蓄电池的健康度与荷电状态的估算方法

摘要

本发明公开了一种应用于备用电力系统的蓄电池健康度SOH(State Of Health)与荷电状态SOC(State Of Charge)的估算方法。本发明方法包括如下步骤：同时用两条支路估算蓄电池的SOH与SOC；比较两条支路估算值的偏差；选择、确定估算值。本发明提供的方法不需要备用电池组，在线就能够完成测量，能实现定量测量且准确度高，测量时不需要复杂设备从而降低了成本。

主权项

1.一种蓄电池的健康度与荷电状态的估算方法，其特征在于包括如下步骤：1.1.同时用两条支路估算蓄电池的健康度即SOH与荷电状态即SOC；其中一条支路采用基于自适应模型估算所述蓄电池的健康度与荷电状态，其包括如下步骤：(A)根据蓄电池的端电压u、放电电流i、放电时间t和实时的得到放电过程的平均功率P_avr；(B)根据步骤(A)所述平均功率P_avr、设定的蓄电池放电终止电压V_e和得到i_e；(C)根据放电电流i、放电时间t和得到放电深度s；(D)根据电池内阻r和步骤(C)所述放电深度的s得到蓄电池端电压u等于电池放电终止电压V_e时电池内阻r_e，所述r_e是通过含两个隐层神经元的单层隐层、单输入、单输出的BP网络求出；（E）根据放电电流i、电池内阻r和放电深度s做递推最小二乘法得到式(1)中待定参数θ$\hat{u}(i\left(t\right),r\left(t\right),s\left(t\right))={\theta }_1+{\theta }_2{f}_{\mathrm{base}}\left(s\left(t\right)\right)+{\theta }_{3}i\left(t\right)r\left(t\right)+{\theta }_4{I}_{\mathrm{avr}}\left(t\right)f_{\mathrm{fix}}\left(s\left(t\right)\right)---\left(1\right)$(F)根据电压曲线模型u＝f(s，i，I_avr，r)得到放电终止电压V_e到来时的放电深度s_e；(G)根据步骤(C)所述放电深度s、步骤(F)所述放电终止电压V_e到来时的放电深度s_e，蓄电池标称容量C_nominal，按照式(2)和(3)得到该蓄电池的健康度与荷电状态；$\mathrm{SOH}=\frac{S_e}{C_{\mathrm{no}\min \mathrm{al}}}\times 100\%---\left(2\right)$$\mathrm{SOC}=(1-\frac{S}{S_e})\times 100\%---\left(3\right)$对于另外一条支路，首先检测放电初期电压是否发生了陡降复升；如果发生所述的陡降复升，则选用所述的基于归一化放电电压曲线法估算所述蓄电池的健康度与荷电状态；如果没有发生所述的陡降复升，则选用所述的剩余容量域放电电压曲线法估算所述蓄电池的健康度与荷电状态；其中，所述剩余容量域放电电压曲线法估算所述蓄电池的健康度与荷电状态，包括如下步骤：(a)根据蓄电池端电压u、放电电流i、放电时间t经回归分析得到剩余容量域电压曲线f_s(v)；(b)根据所述的剩余容量域电压曲线f_s(v)得到其反函数(c)设定v₁，得到(d)根据$\mathrm{SOC}=f_s^{-1}\left(v\right)/f_s^{-1}\left(v_1\right),$得到SOC；(e)根据对电池浅度放电的起始时间T_p到截止时间T_s的积分得到期间电量C_ps；(f)根据$\mathrm{SOH}=\frac{C_{\mathrm{ps}}}{1-{\mathrm{COS}}_s}={\int }_{T_p}^{T_s}\mathrm{idt}/(1-{\mathrm{SOC}}_s),$得到SOH；1.2.比较两条支路估算值的偏差；1.3选择、确定估算值；其中如果所述偏差在设定范围内，选择所述基于自适应模型估算出蓄电池的SOH和SOC；如果所述偏差超出设定范围，选择所述基于归一化放电电压曲线法或剩余容量域放电电压曲线法估算出蓄电池的SOH和SOC。