金属氢化物镍蓄电池SOC估计的EIS研究
镍氢动力电池SOC估算方法
镍氢动力电池SOC估算方法
曹责华;陈智家;王卓
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2009(000)009
【摘要】SOC(State of Charge,电池充电状态)估算是电动汽车电池管理系统的重要功能,准确有效的SOC估算对推动电动汽车核心技术的发展具有重要意义.文章介绍了镍氢电池工作的基本原理及电池管理系统的基本结构等方面技术,阐述了在对电动汽车SOC进行估算的8种方法,并比较各方法在应用中存在的优缺点.指出Ah计量法是目前最常用的方法.且常与其他方法组合使用.
【总页数】4页(P41-44)
【作者】曹责华;陈智家;王卓
【作者单位】武汉理工大学汽车工程学院;武汉理工大学汽车工程学院;武汉理工大学汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.基于Kalman滤波的镍氢动力电池SOC估算方法 [J], 吴红杰;齐铂金;郑敏信;刘永喆
2.基于LSTM-DaNN的动力电池SOC估算方法 [J], 王一全;黄碧雄;严晓;刘新田;王影;刘双宇;徐华源
3.电动汽车动力电池SOC估算方法综述 [J], 刘平;秦李伟;姜点双
4.电动汽车动力电池SOC估算方法综述 [J], 刘平;秦李伟;姜点双
5.动力电池SOC估算方法的实时工况对比研究 [J], 耿晶;张万良;战东红;王维振;张传龙
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
金属氢化物-镍蓄电池及其在电动自行车上的应用
２ 工作 原理 及其性能特 点
氢 镍 电池 以金属氢 化物 为 负极 ，氢氧 化镍 为
于贮氢合金 的催化作用 ，过充 电在正极上产生 的氧 气和过 放电产 生的氢气均可在 负极上消 除掉 ，从而 使 电池具 有耐过充 电和过放 电能 力。这就 是为什 么
正极 ，氢氧 化钾 水溶 液为 电解液 。充 、放 电过 程
低 ，出现 所谓 的 一△ Ｕ （ 是 由于 电池 电压 的 负 这
温度 系数 特性 所造成 的 ） 。 图 １是 电池 电压和 温度 变 化的 特征 曲线 ，为 我们 实施 充 电保护提 供 了重 要依据 ，各厂 家 可 以 根据 各 家 电池性 能 设计 出适 合 的 充 电保 护 电路 ， 如采 用充 电终止 电压 、 充 电终 止温 度 、温 度 变化
Ｎ（ ）＋ ＮＯＯＨ＋ ２ ＋ｅ ｉ ＯＨ ２ ＯＨ ＨＯ Ｍ ＋Ｈ Ｏ ＋ｅ ＭＨ ＋ＯＨ ＋△Ｈ ２ — ４ ０Ｈ — Ｈ Ｏ ＋Ｏ２ ｅ ２ ２ ＋４ ２ ２ ＋Ｏ２ ｅ ４ ＨＯ ＋４ — ＯＨ ＋ △Ｈ ＮＯＯＨ＋ ２ ｉ Ｈ Ｏ＋ｅ Ｎ（ ）＋ — ｉ ＯＨ ２ ＯＨ ＭＨ＋ＯＨ — ＋Ｈ Ｏ ＋ｅ Ｍ ２ ２ ２ Ｈ Ｏ＋２ — Ｈ ＋ ０Ｈ ｅ ２ ２ Ｈ ＋ ０Ｈ －￣Ｈ ０ ＋２ ２ ２ －２ ２ ｅ
总电池反应：
ＭＨ＋ ｉ ＮＯＯＨ Ｍ＋ （ ） Ｎｉ ＯＨ ２ （ ９）
从 上 述 反应 过 程 我们 可 以看 出氢 镍 电池充 、 放 电过 程有 如下特 点 。 ２ １ 氢镍 电池有 一定 的耐 过充 电和过放 电能 力 ．
从 氢镍 电池过 充 电和 过 放 电反 应过程 看 ，由
２ ２ 充 电特 性 ．
镍 电池有 较好 的充 电接 受能 力 ，加上 上 述合 适 的 充 电控 制 实现 了快 速 充 电 ，快速 充 电是 氢镍 电池
动力电池荷电状态(SOC)估算方法综述
10.16638/ki.1671-7988.2019.08.011动力电池荷电状态（SOC）估算方法综述胡耘（长安大学，陕西西安710064）摘要：在动力电池管理系统(BMS)中动力电池SOC评估是最为重要的作用之一。
系统中的大多数功能都依赖于动力电池SOC评估的结果。
所以准确估算动力电池SOC，有利于保护电池，防止电池过充或过放，提高电池的寿命，达到节约能源的目的。
文章通过对SOC评估的当前各种方法的分类综述，并介绍了最新的研究成果，提出了SOC 未来的发展方向。
关键词：动力电池；电池管理系统；SOC估算中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)08-36-03Summary of methods for state of charge estimation of power batteriesHu Yun( Chang'an University, Shaanxi Xi’an 710064 )Abstract: Power battery SOC evaluation is one of the most important roles in the Power Battery Management System (BMS). Most of the functions in the system depend on the results of the power battery SOC evaluation. Therefore, accurate estimation of the power battery SOC is conducive to protecting the battery, preventing overcharging or overdischarging of the battery, improving the life of the battery, and achieving energy conservation. This paper summarizes the current classification of various methods of SOC assessment, and introduces the latest research results, and proposes the future development direction of SOC.Keywords: power battery; battery management system; SOC estimationCLC NO.: U469.72 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)08-36-031 SOC的定义与分类我们将电池的荷电状态，称为SOC，指电池中剩余电荷的可用状态，用百分数表示。
最新QCT744电动汽车用金属氢化物镍蓄电池
Q C T744电动汽车用金属氢化物镍蓄电池QC中华人民共和国汽车行业标准QC/T744-2006电动汽车用金属氢化物镍蓄电池Nickel-metal hydride batteries for electric vehicles2006-03-07发布 2006-08-01实施国家发展和改革委员会发布QC/T744-2006目次前言 (Ⅱ)1范围 (Ⅰ)2规范性引用文件 (Ⅰ)3术浯、定义和符号 (1)4分类 (1)5要求 (2)6试验方法 (4)7检验规则 (9)8标志、包装、运输和储存 (10)附录A（规范性附录）一致性分析方法 (12)附录B（规范性附录）简单模拟工况试验步骤 (12)QC/T744—2006前言本标准的附录A和附录B为规范性附录。
本标准由全国汽车标准化技术委员会提出。
本标准由全国汽车标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：国家高技术绿色材料发展中心、北方汽车质量监督检验鉴定试验所、中国电子科技集团第十八研究所。
本标准主要起草人：吴峰、王子冬、汪继强、肖成伟、毛立彩、赵淑红、李丽、王维佳等。
QC/T 744—2006电动汽车用金属氢化物镍蓄电池1 范围本标准规定了电动汽车用密封金属氢化物镍蓄电池〔以下简称蓄电池）的要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存。
本标准适用于电动汽车用标称电压单体1.2V和模块 n×1.2V (n为蓄电池数量，n≥ 5 ）的密封金属氢化物镍蓄电池。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 2900. 11 电工术语原电池和蓄电池 (eqv IEC60050（482）：2003)3 术语、定义和符号3. 1 术语和定义GB/T 2900. 11确立的，以及下列术语和定义适用于本标准。
阻抗、极化和EIS分析
原电池：随电流密度增大，由于极化 作用，负极的电极电势比可逆电势值 愈来愈大，正极的电极电势比可逆电 势值愈来愈小，两条曲线有相互靠近 的趋势，原电池的电动势逐渐减少， 所做电功则逐渐减小。
从能量消耗的角度看，无论原电池还是电解池，极化作用的存在都是 不利的，而锂离子电池既是原电池又是电解池，这也就是为什么锂电 池在大电流充放电时，容量会降低。
电容C为与纵轴（虚部）重合的一条直线 电阻R与电容C串联的RC电路，为与横轴交 于R纵轴平行的一条直线 电阻R与电容C并联的RC电路，为为半径为 R/2的半圆
10
认识EIS图谱
电荷传递过程控制的EIS 圆心为（RΩ+Rct/2,0），半径为 Rct/2的半圆 从Nyquist图上，可以直接求出RΩ和Rct
1
正负阴阳电极的区别总结
无论是原电池还是电解池中，都有如下定义：
正极：电势较高的电极
负极：电势较低的电极
阳极：发生氧化反应的电极（化合价升高、失去电子）
阴极：发生还原反应的电极（化合价降低、得到电子）
原电池： 正极=阴极 ，负极=阳极
电解池：正极=阳极 ，负极=阴极
人们习惯用放电过程中的阴阳极代表正负极，即以原电池中的正负极
引起感抗
11
EIS图谱的五个部分
锂离子在嵌合物电极中的脱出和嵌入过程的典型EIS 谱包括5 个部分: (1) 超高频区域(10 kHz 以上) ，与锂离子和电子通过电解液、多孔隔膜、 导线、活性材料颗粒等输运有关的欧姆电阻，在EIS 谱上表现为一个点， 此过程可用一个电阻Rs表示; (2 ) 高频区域，与锂离子通过活性材料颗粒表面绝缘层的扩散迁移有关的 一个半圆，此过程可用一个RSEI /CSEI并联电路表示。其中，RSEI 即为锂离子扩散迁移通过SEI 膜的电阻; (3) 中频区域，与电荷传递过程相关的一个半圆，此过程可用一个Rct /Cdl并联电路表示。Rct为电荷传递电阻，或称为电化学反应电阻，Cdl 为双电层电容; (4) 低频区域，与锂离子在活性材料颗粒内部的固体扩散过程相关的一条 斜线，此过程可用一个描述扩散的Warburg 阻抗ZW表示; ( 5 ) 极低频区域( <0. 01Hz) ，与活性材料颗粒晶体结构的改变或新相的 生成相关的一个半圆以及锂离子在活性材料中的累积和消耗相关的一条垂 线组成，一般很少测0.01Hz以下的频率范围
MH-Ni电池充放电特性的建模与仿真
MH-Ni电池充放电特性的建模与仿真随着电动汽车和可再生能源的快速发展，储能技术成为了一个热门的研究领域。
MH-Ni电池作为一种重要的储能设备，其充放电特性的建模与仿真对于优化电池的设计和控制策略具有重要意义。
MH-Ni电池是一种镍氢电池，由负极金属氢化物（MH）和正极金属氢化物（NiOOH）组成。
在充电过程中，电流通过电解液使金属氢化物中的氢离子和电子发生氧化还原反应，将氢气储存到负极金属氢化物中。
在放电过程中，氢离子和电子再次发生反应，从而释放出储存的能量。
因此，建立MH-Ni电池的充放电特性模型可以帮助我们更好地理解电池的工作原理，并优化电池的性能。
在建模过程中，我们可以利用电化学方程和传热方程对电池的动力学行为进行描述。
电化学方程描述了充放电过程中的电化学反应，而传热方程则考虑了电池内部的热传导和对流换热。
通过将这些方程进行耦合求解，可以得到电池的电压、电流、温度等关键参数随时间变化的模拟结果。
仿真是研究电池充放电特性的一种常用方法。
通过建立MH-Ni电池的数学模型，并运用数值方法对模型进行求解，可以获得电池的充放电过程中各种特性的变化规律。
借助于仿真，我们可以预测电池的性能，评估电池在不同工况下的工作状态，并优化电池的设计和控制策略。
此外，建模与仿真还可以帮助我们研究电池的寿命和健康状态。
通过模拟电池的循环寿命和容量衰减等特性，可以评估电池的使用寿命和健康状况，并为电池的维护和管理提供指导。
综上所述，MH-Ni电池充放电特性的建模与仿真对于优化电池的设计和控制策略具有重要意义。
通过建立电池的数学模型，并通过仿真方法求解，可以深入了解电池的工作原理和性能特点，并为电池的设计、控制和管理提供理论支持。
未来，随着储能技术的不断发展，我们相信MH-Ni电池充放电特性的建模与仿真将在储能领域发挥更加重要的作用。
锂金属电池eis拟合等效电路
锂金属电池eis拟合等效电路
锂金属电池的等效电路模型通常采用Randles电路模型进行拟合。
Randles电路模型包括一个电解液电阻(R_1)、一个界面传
输电阻(R_2)、一个电解质电容(C_1)和一个电极表面双层电容(C_dl)。
可以通过EIS（电化学交流阻抗谱）实验来拟合得到
这些参数。
拟合的过程通常遵循以下步骤：
1.准备实验数据：进行EIS实验，得到频率范围内的阻抗数据。
可以记录频率、实部阻抗和虚部阻抗。
2.选择等效电路模型：根据锂金属电池的特性，选择适当的等
效电路模型。
常用的是Randles电路模型。
3.建立拟合模型：使用拟合软件（如ZView、Nova）使用Randles电路模型建立拟合模型，并输入实验数据。
4.调整参数：根据拟合结果，调整电解液电阻（R_1）、界面
传输电阻（R_2）、电解质电容（C_1）和电极表面双层电容（C_dl）的数值，使拟合曲线与实验数据尽可能接近。
5.评估拟合结果：通过比较拟合曲线与实验数据，评估拟合结
果的准确性和可靠性。
需要注意的是，锂金属电池的等效电路模型可能会因电池的具
体设计和特性而有所不同，因此在拟合过程中可能需要进行适当调整和改进。
电池soc标定
电池soc标定摘要：1.电池SOC标定的概念与意义2.电池SOC标定的方法3.电池SOC标定的应用4.电池SOC标定的发展趋势正文：电池作为电动汽车的核心部件，其性能直接影响着整车的运行效果。
电池状态监测与控制是保证电池安全、可靠、高效运行的关键。
电池State of Charge（SOC）标定是电池状态监测的重要环节，它直接影响着电池管理的精确性。
本文将从电池SOC标定的概念、方法、应用和发展趋势四个方面进行阐述。
一、电池SOC标定的概念与意义电池SOC标定是指在特定条件下，通过实验测量电池的剩余容量与总容量的比值，并以数值形式表示。
SOC是电池剩余电量与电池总容量的百分比，是评价电池剩余电量的重要指标。
准确的SOC标定有助于电池管理人员及时了解电池剩余电量，合理制定充放电策略，延长电池寿命，提高电动汽车的续航里程。
二、电池SOC标定的方法1.开路电压法：通过测量电池的开路电压与SOC的关系，实现SOC的标定。
该方法简单易行，但受温度影响较大。
2.充放电曲线法：通过测量电池在不同SOC下的充放电曲线，拟合得到SOC与电压的关系。
该方法准确性较高，但实验过程较长。
3.电化学阻抗谱法：通过测量电池在不同SOC下的电化学阻抗谱，分析电池内部的电化学反应，实现SOC的标定。
该方法具有较高的准确性，但设备成本较高。
4.人工智能算法：利用机器学习、神经网络等技术，根据电池的内阻、电压等参数，实现SOC的预测。
该方法具有较高的准确性，但算法复杂度较高。
三、电池SOC标定的应用1.电池管理系统（BMS）：通过对电池SOC、温度、内阻等参数的实时监测，实现电池的安全、高效运行。
2.电动汽车续航预测：根据电池SOC的变化，预测电动汽车的剩余续航里程，为驾驶员提供实用的驾驶信息。
3.电池充放电策略优化：根据电池SOC、电池老化程度等参数，制定合理的充放电策略，延长电池寿命。
4.电池故障诊断与预警：通过对电池SOC的实时监测，发现电池性能异常，及时进行故障诊断和预警。
内阻法soc估计
内阻法soc估计
内阻法是一种用于估计电池的SOC（荷电状态）的方法。
该方法通过测量电池的内部电阻来估计SOC。
在电池充电和放电过程中，随着SOC的变化，电池的内部电阻会发生变化。
通过测量电池的内部电阻，结合已知的电池模型和参数，可以反推出电池的SOC。
具体来说，内阻法通常采用交流阻抗谱测量技术，通过向电池施加小幅度交流信号来测量电池的阻抗。
在阻抗谱中，可以根据已知的电池参数和模型，分析出电池的SOC。
需要注意的是，内阻法在实际应用中可能会受到多种因素的影响，例如电池的老化程度、温度、自放电等。
因此，为了获得准确的SOC估计结果，需要综合考虑这些因素，并采用适当的算法和模型进行数据处理和分析。
此外，内阻法还需要考虑测量设备的精度和误差，以及测量过程中的安全问题。
在某些情况下，过度的测量可能会对电池造成损害或影响其性能。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的测量方法和设备，并遵循相关的安全操作规程。
电池荷电状态SOC及估算方法
电池荷电状态SOC及估算方法1、电池荷电状态SOC的定义电池的荷电状态SOC被用来反映电池的剩余电量情况，其定义为当前可用容量占初始容量的百分比（国标）。
美国《电动汽车电池实验手册》中将SOC定义如下：在指定的放电倍率下，电池剩余电量与等同条件下额定容量的比值。
SOC=QO/QN日本本田公司的电动汽车（EV Plus）定义SOC如下：SOC = 剩余容量/(额定容量-容量衰减因子)其中剩余容量=额定容量-净放电量-自放电量-温度补偿动力电池的剩余电量是影响电动汽车的续驶里程和行驶性能的主要因素，准确的SOC估算可以提高电池的能量效率，延长电池的使用寿命，从而保证电动汽车更好的行驶，同时SOC也是作为电池充放电控制和电池均衡的重要依据。
实际应用中，我们需要根据电池的可测量值如电压电流结合电池内外界影响因素（温度、寿命等）来实现电池SOC的估算算法。
但是SOC受自身内部工作环境和外界多方面因素而呈非线性特性，所以要实现良好的SOC估算算法必须克服这些问题。
目前，国内外在电池SOC估算上已经部分实现并运用到工程上，如安时法、内阻法、开路电压法等。
这些算法共同特点是易于实现，但是对实际工况中的内外界影响因素缺乏考虑而导致适应性差，难以满足BMS对估算精度不断提高的要求。
所以在考虑SOC受到多种因素影响后，一些较为复杂的算法被提出,例如：卡尔曼滤波算法、神经网络算法、模糊估计算法等新型算法，相比于之前的传统算法其计算量大，但精度更高，其中卡尔曼滤波在计算精度和适应性上都有很好的表现。
2、几种SOC估算算法简介（1）安时法安时法又被称为电流积分法，也是计算电池SOC的基础。
假设当前电池SOC 初始值为SOC0，在经过t时间的充电或放电后SOC为：Q0是电池的额定容量，i(t)是电池充放电电流（放电为正）。
事实上，SOC定义为电池的荷电状态，而电池荷电状态就是电池电流的积分，所以理论上讲安时法是最准确的。
同时，它也易于实现，只需测量电池充放电电流和时间，而在实际工程应用时，采用离散化计算公式如下：在电池实际工作中使用安时法计算SOC，受到测量误差和噪声干扰因素会对测量结果造成影响从而无法正确估算SOC（自放电及温度等因素也没有考虑），同时电池的初始SOC值无法通过安时法得到。