SOC锂离子电池剩余电量的估计+文献综述(3)
锂电池组是各类电动车中最常用的储能元件，其可用剩余电量的精确测量在电动车的发展中一直是一个非常关键的问题。用可测得的电池参数对现存电池容量状态作出准确、可靠的估计，一直是电动汽车和电池研究人员关注并投入大量精力的研究课题。电池的 SOC 值是电池能量管理系统中一个非常重要的参数，同时也是电动汽车与混合动力汽车中制定控制策略的一个关键参数。实时准确的 SOC 值的确定是提高电池效率、有效保护电池的基础。
锂离子动力电池的比能量和比功率较高, 在电动汽车上应用的越来越广泛。随着电动汽车发展,电池管理系统(BMS)也得到了广泛应用。为了充分发挥电池系统的动力性能、提高其使用的安全性、防止电池过充和过放, 延长电池的使用寿命、优化驾驶和提高电动汽车的使用性能, BMS 系统就要对电池的荷电状态即 SOC(State-Of-Charge)进行准确估算。SOC 是用来描述电池使用过程中可充入和放出容量的重要参数，是电动汽车重要的性能参数之一，是整车控制策略制定的基础。它的大小直接反映了电池所处的状态，直接预测电动车的续驶里程。精确预估 SOC 可有效提高能量的利用率，防止电池过充电、过放电，从而提高电池的使用寿命，降低使用成本，有利于优化电池的使用和文护电池的性能, 进而可提高电池管理系统的效率，对发挥电动汽车的最佳性能有着至关重要的作用。因此，提高电池 SOC的估算精度是电池管理领域的一项研究热点, 混合动力电动车中，电池的 SOC是整车控制器制定能量控制策略的重要依据，因此电池 SOC 的精度对于混合动力车辆的控制算法以及纯电动车辆的安全性与经济性有着重要的意义。
锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。
本文对锂离子电池的研究重点包括三个方面：(1)锂离子电池充放电动态特性建模；(2)用改进的安时法估算锂离子电池的剩余电量；(3)影响SOC估算准确性的因素和提高精度的方法。
2 电池的剩余电量与SOC
2.1 电池的剩余电量
很多时候，电动汽车电池的剩余电量与荷电状态(SoC)经常被混为一谈。然而，严格来说，两者定义是有差别的，所采用的单位也不一致。
电池中电荷的剩余量，即剩余电量（记为Qremain），指的是从当前时刻起，某个电池内部通过化学反应所能释放出来的电荷量，可以类比于杯子里所装的水，其余量可以由杯子所能倒出的水的多少来反映。剩余电量可以用“安时”(Ah)为计量单位。
2.1.1 广义的剩余电量定义
广义地说，剩余电量应该是所有可能发生的化学反应释放出来的电荷量的体现。这里所说的“所有”，指的就是在不损坏电池的前提下，选择适当的温度和放电倍率所能放出的电荷的最大值。
2.1.2 狭义的剩余电量定义
狭义的剩余电量，指的是在限定的温度条件和放电倍率下，电池所能放出的电荷的多少。例如，在比较低的温度下，水杯里有一部分的水结冰冻住了，剩余量就是把那些还没结冰的液态的水全部倒出来的多少。可见，狭义的剩余电量应该是温度和放电倍率的因变量。
在实际工作中，以上广义和狭义的两种概念都会被使用到。在常温和小倍率放电的前提下，两者的值几乎是相等的，因此在传统的使用中，人们往往不加区分地把这两个概念等同起来。但对于电动汽车的动力电池而言，由于汽车的工作环境温度变化可能较大，而且放电倍率也比较大，因此，我们在使用过程中应该清醒地意识到所指的剩余电量是以上广义和狭义的具体哪一种。
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