（三）SOC估算

SOC(state of charge)荷電狀態(tài)的估算主要有放電實驗法、安時計量法、開路電壓法、內(nèi)阻法、線性模型法、卡爾曼濾波法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。

1 放電試驗法

將目標(biāo)電池進(jìn)行持續(xù)的恒流放電直到電池截止電壓，將此放電過程所使用的時間乘以放電電流的大小值，即作為電池的剩余容量。該方法相對簡單可靠，并且結(jié)果較為準(zhǔn)確，對不同種類的蓄電池都有效。主要有兩點不足，第一，試驗過程需要花費大量的時間；第二，使用該方法時候需要將電池從電動汽車上取下，因此該方法不能用來計算處于工作狀態(tài)下的電池。

2 安時計量法（電流積分法、安時積分法）

將電池在不同電流下的放電電量等價于某個具體電流下的放電電量，主要思想是peukert方程（不懂）。該方法相對簡單，只關(guān)注該系統(tǒng)的外部特征，在電量估算中，只關(guān)心流進(jìn)和流出的電量。但該方法沒有從電池內(nèi)部得到SOC與放電量的關(guān)系，只是記錄充放電電量，從而會導(dǎo)致SOC累積誤差，結(jié)果精度較低，而且該方法不能確定電池的初始值。

3 開路電壓法

根據(jù)電池的開路電壓OCV（open circuit voltage ）與電池內(nèi)部鋰離子濃度之間的變化關(guān)系，間接擬合出他與SOC之間的一一對應(yīng)關(guān)系。需要將充滿電的電池以固定放電倍率（一般取1c）進(jìn)行放電，根據(jù)該放電過程獲得ocv和SOC之間的關(guān)系曲線。實際工作時，以電壓確定SOC，對所有蓄電池都有效。但有兩個缺陷，第一，測量ocv之前必須將目標(biāo)電池靜置1小時以上，從而使電池內(nèi)部電解質(zhì)均勻分布以便獲得穩(wěn)定的端電壓；第二，電池處于不同溫度、不同壽命時期時，盡管開路電壓一樣，但實際上的SOC差別可能較大，長期使用該方法其測量結(jié)果不能保證完全準(zhǔn)確。因此不適用于運行中的電池。

4 內(nèi)阻法

用不同頻率的交流電激勵電池，測量電池內(nèi)部交流電阻，并通過建立的計算模型得到SOC估計值。該方得到的荷電狀態(tài)反應(yīng)了電池在某特定恒流放電條件下的SOC值，由于電池SOC和內(nèi)阻不存在一一對應(yīng)的關(guān)系，不可能用一個數(shù)學(xué)模型來準(zhǔn)確建模。故而該方法很少使用與電動汽車。

5 線性模型法

該方法基于SOC的變化量、電流、電壓和上一個時間點SOC值，建立線性模型，這種模型使用于低電流、SOC緩變的情況，對測量誤差和錯誤的初始條件，有很強(qiáng)的魯棒性。理論上可應(yīng)用于不同電池不同階段，但目前只應(yīng)用于鉛酸電池，由于變化的SOC與電流、電壓的關(guān)系式不具有通用性，所以在其他電池上的適用性及變電流情況的估計效果有待進(jìn)一步研究。

6 卡爾曼濾波法

建立在安時積分法的基礎(chǔ)上，主要思想是對動力系統(tǒng)的狀態(tài)做出最小方差意義上的最優(yōu)估計。該方法應(yīng)用于電池SOC估計，可以根據(jù)最小均方差原則，對復(fù)雜系統(tǒng)作出最優(yōu)化估計。預(yù)測-實測-修正模式，消除干擾和偏差。但是有以下兩個缺點，第一，SOC估計精度很大程度上取決于電池模型的準(zhǔn)確性，模型不準(zhǔn)確，則估算結(jié)果也不一定可

靠；第二，該方法涉及的算法非常復(fù)雜，計算量極大，所需要的計算周期較長，需要高運算能力的單機(jī)片。

7 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

模擬人腦及其神經(jīng)元用以處理非線性系統(tǒng)的新型算法，無需深入研究電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需提前從目標(biāo)電池中提取出大量符合其工作特性的輸入和輸出樣本，并將其輸入到使用該方法所建立的系統(tǒng)中，就能獲得運行中的SOC值。該方法后期處理簡單，且減少誤差，實時獲取動態(tài)參數(shù)。但是該方法前期工作量大，需要提取大量且全面的目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，所輸入的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和訓(xùn)練方式很大程度上都會影響SOC的估計精度，長期使用精度會下降，故而使用較少。

實際應(yīng)用中，采用在安時積分法基礎(chǔ)上加入一些影響因子的校正，缺點是誤差較大。未來主要從四個方面進(jìn)行完善。首先。通過大量實驗，建立豐富的數(shù)據(jù)，使得有數(shù)據(jù)可查；其次，依靠硬件方面的技術(shù)，提高電流電壓等測量精度；第三，引入準(zhǔn)確的電池模型，更真實的表征電池在使用過程中的動態(tài)特性；最后，綜合各種算法，揚長補(bǔ)短，最大程度減少不同狀態(tài)下的誤差，提高其估算精度。

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