今天正好談到OCV-SOC曲線,還有SOC中采用矯正的算法,這里確實(shí)有著很多的。
《SOC-OCV曲線是否始終值得信賴的嗎?》
《聊聊電池管理中的SOC算法》
第一部分 OCV-SOC曲線如果要用來矯正,整個(gè)測試的之間靜置規(guī)格需要與后面BMS的時(shí)鐘進(jìn)行匹配
如曉宇之前所說的:
SOC-OCV曲線是我們電池在SOC標(biāo)定過程中非常重要的一條曲線,通常在電動汽車運(yùn)行了一段時(shí)間后,在車輛靜置再啟動前,BMS會調(diào)用這個(gè)曲線,對SOC值進(jìn)行一次矯正,并通過一定的算法和其他矯正系數(shù)得到一個(gè)SOC值的更新,因此這個(gè)曲線的準(zhǔn)確性就顯得尤為重要,可能直接關(guān)系到了SOC的精度
在這種測試工況下未有足夠的靜置時(shí)間,由于低溫下電池較嚴(yán)重的極化,顯然電池還沒有達(dá)到絕對的穩(wěn)態(tài),也就是說第一靜置時(shí)間不夠長,第二在每一個(gè)SOC range調(diào)整之間的電流還不夠小。但實(shí)際工況中會有絕對長的靜置時(shí)間嗎,于是這其實(shí)也就引出了另一個(gè)問題,我們到底要什么樣的SOC-OCV曲線,是結(jié)合實(shí)際工況的呢?
每5%SOC,12個(gè)小時(shí)擱置時(shí)間,0.05C的電流被認(rèn)為是一個(gè)很接近穩(wěn)態(tài)的測試方法
在最近的一個(gè)里面,如果我們把穩(wěn)態(tài)的用K值去估算,大概確實(shí)要20小時(shí),K值才能不往上走,40小時(shí)完全進(jìn)入穩(wěn)態(tài)
第二部分 矯正的時(shí)機(jī)(應(yīng)等待足夠的靜置時(shí)間,確認(rèn)溫度的情況)
SOC的算法主要的問題,是SOC的算法需要知道初始的SOC、需要知道電池的容量,在計(jì)算過程中由于測量誤差(V、I和T采集參量的誤差)會累積、從一個(gè)錯(cuò)誤的值上面很難回歸:
1)初始的SOC:由于整個(gè)電池包,單體、模組甚至整包都會有自放電和漏電流兩項(xiàng),導(dǎo)致長時(shí)間停放這種模式下,真實(shí)的SOC就會漂移。
2)容量:電芯容量目前都是不測容量,是通過抽樣來控制的,容量的一致性完全交給前面的原料和生產(chǎn)過程的一致性
3)錯(cuò)誤的累積和突然誤差:在工作一段時(shí)間以后,算法由于負(fù)荷的原因,基準(zhǔn)可能引起挺大的偏差
我們用的這個(gè)溫度、時(shí)間的跨度需要和上面的進(jìn)行匹配,否則靜置時(shí)間不對的,電壓會在變化。同時(shí)需要根據(jù)當(dāng)時(shí)的最小和最大SOC,還有矯正的情況綜合來調(diào)整這個(gè)數(shù)據(jù)。
第三部分 OCV-SOC曲線在容量變化后的漂移
某較苛刻條件下的快充工況標(biāo)定數(shù)據(jù),電池為某款能量型電池,可以看到在測試跨度約一年的周期內(nèi),分別截取BOL,約500大圈和約1000大圈的數(shù)據(jù):
從上表我們可以明顯看到變化趨勢,
同一個(gè)SOC點(diǎn)下,OCV值是有逐漸降低趨勢的,
從BOL到1000圈,各SOC標(biāo)定點(diǎn)降低幅度約10-30mv,甚至有些點(diǎn)SOC點(diǎn)降低接近了40mv
造成有些電池的OCV 漂移的原因是什么, 其實(shí)這些漂移的同時(shí),往往也伴隨著電池本身容量的衰減,而容量的衰減其實(shí)也正反應(yīng)了電池本身正極材料可能已經(jīng)發(fā)生了部分失活,而這種情況在富鋰錳基正極材料中可能表現(xiàn)的更為明顯,因?yàn)檫@種材料在循環(huán)后期由于其自身較差的穩(wěn)定性,可能從層狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為尖晶石狀,最終導(dǎo)致了電壓平臺的變化。而其他較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的正極材料這種變化趨勢可能就沒有那么明顯。
如果我們后面追求高容量的結(jié)構(gòu),大部分的材料變化在10%和20%的衰減之后,都會導(dǎo)致OCV曲線的漂移。與上面曉宇做的實(shí)驗(yàn)不一樣,我們需要根據(jù)不同的衰減,是Fast charging或者DST耗盡模式的衰減進(jìn)行對比,然后比較OCV的差異
小結(jié):想要打通在整個(gè)環(huán)節(jié)上面的數(shù)據(jù)測試、驗(yàn)證和算法建模和使用的問題,任重而道遠(yuǎn),要保證整個(gè)生命周期的特性是好的,要付出挺多的努力的
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原文標(biāo)題:SOC算法中電壓矯正的一些限制
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