电池SOC估算策略研究

液压挖掘机是一种大功率工程机械，节能是工程机械发展的趋势，混合动力技术是液压挖掘机节能技术领域研究的热点之一。针对挖掘机的循环作业和系统中动力电池特殊的变电流放电工况，目前传统的SOC估算方法对动力电池荷电状态的估算精度不高，从而严重影响了混合动力系统中的动力控制的精度，影响了节能效果。在能量守恒定律和四线法电池内阻测量方法的基础上，提出一种新的SOC估算策略，该估算方法不仅能适应电池恒定小电流和大电流放电，而且对于变电流放电工况也具有很好的适应性，即使是在变电流放电工况下，新的SOC估算策略估计值的误差也能够控制在5％以内，其估计值具有较高精度。 本文的研究工作主要包括以下三个方面： (1)提出一种新的基于能量守恒定律和四线法电池内阻测量方法的电池SOC估算策略，并根据电池组容量与循环使用次数以及与温度的关系曲线，进行适当的修正和补偿，在MATLAB／Simulink环境下对此SOC估算策略进行仿真分析。 (2)新的SOC估算策略软硬件设计和实现。为了实现新的SOC估算策略以及与Ah法、基于能量守恒定律的SOC估算方法的对比分析，设计以ATMEGA16单片机为核心的硬件系统；并在此基础利用C语言进行编程设计，成功实现了新的SOC估算策略以及它与另外两种SOC估算方法的对比。 (3)实验验证分析。针对铅酸蓄电池，主要进行如下几方面的实验：开路电压与SOC的对应关系实验、小电流放电实验、不同环境温度下的大电流放电实验、间歇性大电流放电实验、变电流放电试验等等。实验结果表明在上述放电条件下，新的SOC估算策略估计结果具有较高精度，比较接近电池真实的SOC值，证明了该算法的正确性和可行性。