基于OCV-SOC曲线簇的磷酸铁锂电池SOC估算研究郭宝甫;张鹏;王卫星;王法宁【摘要】通过对3.2 V/72 Ah能量型磷酸铁锂电池进行充放电试验,研究不同充放电倍率下的开路电压(OCV)与荷电状态(SOC)的关系.根据磷酸铁锂电池在静置状态下的电压滞回特性,构建了不同静置时间下的OCV-SOC曲线簇,并利用傅里叶高阶拟合和差值法建立电池OCV-SOC不同静置时间下的校正数据表,该数据表将对提高电池管理系统SOC估算精度具有较强的可行性和实用性.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2019(043)007【总页数】5页(P1125-1128,1139)【关键词】磷酸铁锂电池;开路电压;荷电状态;OCV-SOC曲线簇【作者】郭宝甫;张鹏;王卫星;王法宁【作者单位】许继集团有限公司,河南许昌461000;许继集团有限公司,河南许昌461000;许继集团有限公司,河南许昌461000;许继集团有限公司,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TM912.9在电化学储能电站中，电池的荷电状态(SOC)是储能电站的一个重要指标，即电池在一定充放电倍率下，剩余容量与相同条件下额定容量的比值。
电化学储能电站中的电池管理系统根据电池的SOC进行指令控制，以便对电池进行管理。
在一定温度下，电池的荷电状态与开路电压(OCV)呈现一一对应的关系。
电池的OCV-SOC 曲线是锂电池一条重要的基础曲线，主要用于开路电压估算电池的荷电状态中，即通过测量开路电压来校正电池的剩余电量，以消除电池的累计误差，提高电池的SOC估算精度。
目前实际应用的实时在线估算SOC的方法大多采用安时计量法，由于安时计量法长时间运行存在累计误差，随着使用时间的增加，累计误差会增大。
文献[2]研究了影响安时计量法估算SOC精度的各种因素，研究结果表明，初始SOC的校正对于提高安时计量法的精度具有重要意义。
文献[3]研究了如何通过卡尔曼滤波法获得准确的电池模型，从而得到电池的实时开路电压，再通过OCV-SOC曲线估算电池的SOC。
锂电池测试报告
一、锂电池放电
锂电池放电曲线图
一般锂电池放电曲线图如上，可通过三条直线模拟拼接；
第一段：电量消耗<20%，电压范围（4.2~4.0V）；
第二段：20%<电量消耗<90%，电压范围（4.0~3.7V）；
第三段：电量消耗>90%，电压范围（3.7~2.95V）；
以下是实际测量结果：
说明：
第一阶段通过时间为0（电压为4.18V）和时间为0.5（电压为4.0V），求出平均电流37mA；该阶段耗电量为：0.5h*37mA=18.5mAh
第二阶段通过时间为0.5（电压为4.0V）和时间为4.5（电压为3.71V），求出平均电流32.85mA；该阶段耗电量为：4h*32.85mA=131.4mAh
第一阶段通过时间为4.5（电压为3.71V）和时间为6.5（电压为2.76V），求出平均电流20.35mA；该阶段耗电量为：2h*20.35mA=40.7 mAh
综上，总的电池容量为：190.6mAh；
二、锂电池充电：
充电电流：100mA；（充电电路前端实测：101mA，充电电路输出：99mA）
电池标称容量：180mAh；
充电时长：2h；
饱和电压：4.18V；。
产品型号：042030 402030
标称容量：200MAH
产品尺寸：厚4MM（±0.2MM）宽20MM（±0.5MM）*长30MM（±0.5MM）
额定电压：3.7V
充电电压：4.2V
充电温度：0°C ~ 45°C
放电温度：-20°C ~ +60°C
存储温度：-20°C ~ +35°C
充电电流：标准充电：0.5C、快速充电：1.0C
标准充电方法：0.5C CC（恒流）充电至4.25V，再CV（恒压4.2V）充电直至充电电流≤0.05C 最大充电电流：1C
最大放电电流：1C
保护IC参数: 过充电保护电压4.20V±0.05V ，过放电保护电压2.7V±0.1V,充许最大电流2A
充电：充电电流为500mA，不带载，当电压充到4.2v时，充电电流逐渐减小，直到降为0，即充满。
放电：
放电电流为50mA，上电时的电压为4.05v左右，当放电到下图标记的点时，电池电压为3.56v 左右。
单片机AD采集经过2.1倍分压之后的电压，采集的频率为1HZ，参考电压为3.6V。
总共用时200分钟左右。
