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新能源电动汽车电池荷电量简介

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  • 发布时间:2017/11/17 18:44:38
  • 作者:ly_yinhe

  动力电池在电动汽车上的使用工况较为恶劣,往往因不恰当使用而造成失效或寿命降低,为提高整车的工作效率、降低油耗,电池应工作在合适的状态。而精确、高效、简便的电池荷电量SOC(state of charge)估算方法,可以有效的评判电池应用的工作状态,对电动车合理应用及保护电池免受损坏具有重要作用。
  电池荷电量SOC和它的诸多影响因素之间是一种非常复杂的非线性关系,电池的内部化学反应非常复杂,很难通过其内部的化学特性来判断电池的SOC,因此,如何准确地进行电池SOC建模是一个国际性的难题。SOC是电池的荷电量状态,用来反映电池的剩余容量。电池荷电量SOC是一个数值,由电池剩余容量与基准容量的比值来表示:
SOC=Q1/Qo
  式中:
  Q1——电池剩余容量,A*h;
  Qo——基准容量,A*h。 
  定义电池荷电量SOC首先必须确定基准容量,从理论上讲,电池荷电量SOC应当是剩余容量与电池实际容量的比值。电池的实际容量是一变量,每一次测试结果均会有不同,而且随着电池寿命的消逝,实际容量会有所下降。在实际应用中又不可能预知电池的实际容量,例如混合电动汽车中,不可能每次测试电池组的实际容量,因此将实际容量作为基准容量没有实际应用意义。所以一般以电池的额定容量或标称容量来作为基准容量,此值为一固定值,实际操作方便,利于计算,但存在其他问题:一般新电池的实际容量要高于电池的额定容量,这样计算出来的SOC数值要大于1,当电池组处于寿命后期,电池的实际容量又会比额定容量低,计算出来的SOC数值又会小于1,所以需要根据实际应用情况或SOH(寿命状态)等信息对基准进行修正。
  还有以电池组的初始容量作为基准容量,这样其误差会比用额定容量的小一些。但在批量生产时,每一组电池的初始容量是不同的,生产过程中需要对每一组电池分别进行参数设计,不利于产品的批量生产。
  如果将电池充满电状态定为电池荷电量SOC=1,则电池荷电量SOC又可表示为:
SOC=1-Q/Q0
  式中:
  Q——电池已放出电量,A*h。
  由于在实际计算电池荷电量SOC时,电池的初始状态不能总是保持在充满电的状态,故引入另外两个量——初始电量Qs(A*h)和过程电量Qu(A*h),则SOC将由下式表示:
SOC=(Qs-Qu)/Qo
  通过这个方程式可以看出,电池荷电量SOC的计算结果由两个变量确定,电池的初始电量Qs和使用的过程电量Qu,只要能够准确的获得这两个变量的值就可以精确的计算出电池荷电量SOC,准确可靠地获得电池荷电状态是电池管理系统中最基本和最首要的任务,也可以帮助电池管理系统对电池进行更加稳定可靠的管控。