新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法研究

李飛飛

（運城職業技術學院，山西 運城 044000）

1 新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法

（1）構建鋰電池荷電狀態估算模型。根據現有新能源汽車工作原理及特點來說，其成本與性能能否與內燃機汽車進行抗衡，電池系統是關鍵。新能源汽車催化劑成本較高與存儲技術難度較大是新能源汽車較大[1]，因此通過對目前三種不通類型的新能源電動汽車優缺點進行對比，其結果如下表1所示：

表1 三種不同類型新能源汽車優缺點對比

根據上述分析，構建鋰電池荷電狀態估算模型，方便對電池荷電狀態進行精準度與復雜性的估算。在建立模型時，基礎模型采用等效電路模型的構建方法[2]。通過對電池組與整體電路模型之間的搭建，能夠判別等效電路模型與電池荷電狀態之間關系。

其中，T為整體系統開關周期；D為占空比；t為時間；Vi為Bi電壓；L為Li電感值。

而當Sia斷開時，Li的電流線性出現下降情況，此時電感為充電，其公式為：

其中，Ip為Li電流峰值；Vj為Bj的電壓。

通過上述計算，從而得到在一定周期內，均衡子電路Si減少電池Bi充電電流的平均值Iid為：

為保證在充電過程中，各個電感能夠復位，將其中電感電流從最大值降到0時所用時間Tf帶入，因此Tf+D?T≤T；當Tf+D?T＜T，此時電感電流呈現斷續模式。而當Tf+D?T=T時，電感電流臨界連續。此時，若i＞k，估算電路均衡子電路Si對電池進行放電均衡。

（3）計算放電過程參數。在放電過程中，當i≤k時，控制電路控制均衡子電路Si對電池進行充電均衡。當Sib開通狀態下，其流過電感Li的電流成線性上升，其計算公式為：

其中Vi為Bi電壓，Ip為電流Li的電流峰值。

在周期內，均衡子電路Si給電池Bi充電電流平均值Iic為：

通過計算從而完成對整體放電過程參數計算。

（4）實現鋰電池荷電狀態估算。在計算過程中，其荷電狀態估計相當于傳統汽油車的剩余油量估計，因此，其荷電狀態主要受到充放電倍率、電池溫度、自放電率以及電池壽命等因素的影響。因此在一定放電倍率條件下，其荷電狀態與剩余電量與相同條件下額定容量成正比，即：

其中，QC為剩余電量；CI為電池恒電流放電時的額定容量，同時可以表示為：

通過計算，從而實現對新能源汽車鋰電池荷電狀態估算。

2 實驗分析

圖1 新能源汽車鋰電池荷電狀態估算準確率對比

為驗證新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法的有效性，設計如下對比實驗。以新能源汽車鋰電池荷電狀態作為實驗對象，分為兩組，其中新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法方法為實驗組，傳統估算方法作為對照組，在估算單一變量的前提下，分別記錄新能源汽車鋰電池荷電狀態準確率。對兩組實驗數據設定相應的條件，為保證實驗的公平性，實驗組、對照組參數始終保持一致。為了驗證新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法的差異，實驗組將按照需求使用新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法方法進行操作，而傳統方法采用傳統估算方法。

實驗組與對照組同時對新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法準確率進行實驗，分別記錄汽車行駛25km、50km、100km、150km、200km、250km內，新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法準確率。為避免突發性事件對實驗結果造成的干擾，實驗組與對照組處理參數相同，具體結果如下。分析上圖可知，新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法準確率對比試驗中，隨著時間的增加，實驗組的準確率一直呈較為穩定的狀態。對照組整體準確率不穩定。所以，可證明新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法與傳統延控方式相比，其準確率能夠得到8%的提升。

3 結語

新能源汽車作為我國重點發展的新型產業之一，不僅加快了新能源汽車產業的培育與發展，同時也是我國針對能源與環境問題的一種戰略措施，在推動汽車產業不斷升級的同時，加速汽車產業的經濟轉變。因此，對新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法研究過程中，針對新能源汽車動力電池技術現狀與限制其發展因素進行分析，從而針對常用荷電狀態估計方法上，對新能源汽車鋰電池荷電狀態估算方法進行研究。在通過建立電池模型的前提下，對新能源汽車的鋰電池充電與放電狀態下參數進行計算，從而對電路模型在線參數識別與狀態進行估計。通過仿真實驗從而證明方法可行性，從而進一步減小電路板體積及提高電路板可靠性。