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BMS基础算法之---OCV详解

 云雪颂 2023-01-11 发布于江苏

大家好,我是BMS田间小路。在计算电池得算法当中,我们经常会使用到各种不同的策略,在计算SOC得算法当中,经常会见到的一个词就是OCV,那到底什么是OCV呢,这里我们就具体说一下。

OCV(开路电压)是电池在静态条件下的一个重要特征物理量。电池的OCV能够较好地反映电池的实际的荷电状态SOC。开路电压的测试意义在于用于 SOC的起始点的粗略估计,以及锂电池状态空间表达式输出方程的建立。

数据采集实现方法:

OCV通过电压传感器就可以测量出来,电池的SOC又可以通过电池充放电实验来控制,所以就可以确定具体SOC值下的OCV关系,但是SOC-OCV曲线并不是线性的,中间值无法确定。所以直接采用充放电实验无法确定整个区间的SOC-OCV关系。

想要获得满足需求的SOC-OCV关系数据,需要专业的充放电设备完成,这里的实验是HPPC实验,也叫脉冲放电实验。简单说就是间隔一段时间对电池进行脉冲电流放电,每次放出的电量是可以控制的,OCV获取实验的内容:

1)标准充电:

2)静置:将电池静置2min;

3)持续充电:

4)静置:将电池静置3h,测量电池此时端电压(此时电池SOC为100%);

5)间断放电:

6)静置:

7)重复步骤5-6 九次(合计十次);

8)类比上述放电步骤(步骤5~7),进行十次充电测试;

9)通过实验数据,获得OCV-SOC拟合曲线。使用MATLAB的拟合命令polyfit可以获得拟合曲线的多项式系数。

根据实验得到的数据点如下图所示:

文章图片1

通过数据拟合的方法可以得到SOC和OCV得某种函数关系,通过实验数据可以大致得出SOC和OCV是正相关关系,所以假设呈四次函数关系,就可以得到:

OCV=a∗(SOC)4+b∗(SOC)3+c∗(SOC)2+d*SOC+e

这里的参数计算过程在MATLAB中通过拟合实现,最后得到各参数的值,将参数带入函数后,得到的曲线。

文章图片2

函数的幂次与拟合精度呈正相关,但是幂次越高对应的计算量也越大,这就需要在拟合的精度和计算量之间做平衡。

SOC-OCV关系不是固定不变的:

同一个电芯的SOC-OCV关系在其整个生命周期中不是一成不变得,它会受到环境温度、电芯的SOH、静置时间的影响,不同的电芯的SOC-OCV关系曲线更是相差甚远,所以随着电芯得使用,要想SOC-OCV准确,就必须有针对性得不断进行数据更新,否则静态的使用初始值,会造成计算累计误差。

总结:

在我们进行SOC算法计算中使用到OCV得时候,要保证数据得准确性,就需要我们尽量得获取到电池整个生命周期得数据,以它为基础进行计算,才能够保证使用得准确性。上面内容只是对OCV做简单得介绍,真正在实验中获取并非易事,感兴趣的话可以找机会参与到实验中,那样会有更加深刻的认识。

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