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微信搜索GZH:BMS算法指北BMS算法指北:SOC之校准(上)16 赞同 · 1 评论文章在上一篇文章中,讲了选取SOC校准点的一种方法,主要是从电压采集误差的角度考虑 本篇从电池机理角度来解释和分析SOC校准点的选取原理代理芯海商。
学术论文中,经常会提到容量增量(IC)法,具体的算法原理在这里就不详细讲解了,相信BMS算法工程师和研究者对此并不陌生,有大量的论文对此有详细的阐述关于IC的研究,大家不妨注重阅读北京交通大学团队的论文,通过对北交团队论文的阅读,我发现北交对IC的研究已经相当详细了,只看代理芯海商该团队的论文,就能完全了解IC法,无需再阅读其他论文。
IC曲线原本是主要用来研究电池老化路径和机理,可以用来对电池的SOH进行估计和预测姜久春老师的讲座对此有过演讲,见下方链接:http://www.ndanev.com/2020/06/12/%e5%be%ae%e8%af代理芯海商%be%e5%a0%82%e7%ac%ac6%e6%9c%9f-%e5%8c%97%e4%ba%ac%e4%ba%a4%e9%80%9a%e5%a4%a7%e5%ad%a6%e6%95%99%e6%8e%88%e5%a7%9c%e4%b9%85%e6%98%a5%ef%bc%9a%e5%8a%a8%代理芯海商e5%8a%9b%e7%94%b5%e6%b1%a0/
同时呢,也有学者发现IC可以用来进行SOC的校准,同时也有BMS企业对此有应用首先简单介绍一下IC曲线对于锂离子电池来讲,可以通过dQ/dV-V曲线,研究电池内部正负极材料的情况,d Q/d V曲线通常称之为电量增量(Increme代理芯海商ntal Capacity,IC)曲线,如下图(LFP电芯)。
图1 IC曲线此外,也有dV/dQ-Q曲线,通常称之为电压差分(Differential Voltage,DV)曲线,即DV曲线,如下图。
图2 DV曲线利用IC曲线分析电池的衰减机理,这类方法通常称之为代理芯海商ICA(Incremental Capacity Analysis);利用DV 曲线分析电池的衰减机理,这类方法通常称之为DVA(Differential Voltage Analysis)。
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其实对上面两种曲线还有多种变形,在文献中也都有讲到,比如说将纵轴的dQ/dV换成dSOC/dV,也可以将IC曲线的横轴(图1)换成容量或者SOC,例如图3。
图3 其次,如果要通过上述曲线寻找SOC校准点,应该要明白IC曲线或者D代理芯海商V曲线以及变形曲线,可以反映电池电量的汇聚效应,可以理解为这些曲线能够反映在充电过程中某个电压区间或者某个SOC区间,充入的电量多(汇聚效应大),在另外一些区间则充入的电量少(汇聚效应小)。
而我们要寻找SOC校准点,就是找到一个电压区间,其电量的汇聚效应要尽量小,请仔细思考该思想以图1为例,IC曲线代理芯海商有三个峰,分别是①、②、⑤,这三个峰对应的电压充入的电量多,汇聚效应大,尤其是②峰,每变化一个单位的电压其充入的电量非常多,也就说此时的电压与电量(或者SOC)的一一对应关系不明显,应该尽量在曲线两端的电压区间选择SOC校准点,比如说在3.5V时,对应的电量增量近乎为0,说明3.5V与电量(或SOC代理芯海商)的一一对应关系非常明显,因此在3.5V及以上的电压,适合用来作为SOC的校准点。
那么对图2和图3进行分析,也会得到同样的结论,这根上一篇文章中的SOC校准点的选择不谋而合其中,安徽的优旦科技在其官网中,提到利用上述方法进行SOC的校准,当然也可以用来进行SOH估计(至于如何用来进行SOH估计,后续代理芯海商文章会详细展开讲),如下图4。
图4最后,需要说明,此方法用来寻找SOC的校准点,需要考虑不同倍率,不同温度以及不同SOH。因为IC曲线和DV曲线,跟温度、倍率以及SOH有强相关的关系,如图5。
图5这里需要着重提一下校准点跟SOH的关系,比如以LFP电芯为例,在25℃,0.3C充电倍率时,我们选取3.代理芯海商5V作为SOC的校准点,对应的SOC假设为95%,那么老化后,相同的充电条件下,3.5V对应的SOC还会是实际容量的95%吗?因此我们在选取校准点时,要避开老化对SOC校准精度影响较大的电压区间。
关于SOC的全部内容,暂时就到此为止了,后续会重点讲SOHSOH的精确估计可以说是行业的难点图片等内容引代理芯海商用文章如下:《车用锂离子电池机理模型与状态估计研究》,韩雪冰博士论文《基于微分曲线的LiFePO_4电池SOC估计算法研究》,储能科学与技术,候朝勇等。
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