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电池荷电状态 SOC SOC的定义 SOC的影响因素 SOC的测量方法 测量SOC的意义 电池荷电状态称为SOC（State of Charge），是用来反映电池的剩余容量状况的物理量，其数值定义为电池剩余容量占电池容量的比值： SOC=Qc/CI 式中，Qc为电池剩余的容量；CI为电池以恒定电流I放电时所具有的容量。 SOC的定义 1) 充满电(按定义得SOC= 1) 的电池以某一恒 定的大电流放电至终止电压,放出了该恒流放电所 能放出的电量, 按定义得到了SOC= 0 的结论, 但这 时如果再以较小的电流放电, 则电池又能继续放电, 表现出SOC≠0。 2) 电池先以某小电流放电至该恒定放电电流下可放出容量的60%～ 70% , 按定义可得到SOC为0. 4～ 0. 3 的估计值, 但这时如果以某一大电流放电, 当电池电压急剧下降至其终止电压时, 放出的电量几乎为0, 即电池表现为SOC≈ 0, 与按定义得到的判断结果相矛盾。 从这两个例子我们可以看出，电池的固定的SOC很难测量，而且其受到某些因素的影响，同时这些因素对SOC测量的相关度很大。 列举两个例子 按定义得到的电池容量状态判断在放电电流变化的情况下出现了不适应性, 分析其原因为: 1) 按定义得出的是某一指定恒流放电电流下的SOC , 不同放电电流放电至相同的SOC时, 所放出的电量不同, 用相对意义的SOC 判断不同放电电流下的荷电状态, 自然会出现不一致的判断结果。 2) 电流、温度等影响电池容量因素具有可恢复性, 按定义从已放出的电量推算剩余的电量时没有考虑这些因素, 因而会出现SOC估计的不确定性。 结论 由于电池所能放出的容量受到放电率、放电电流、电池内部温度、自放电、充放电循环次数、电池老化等等诸多因素的影响，因此SOC也必然与这些因素有关。（对SOC的影响分为可恢复与不可恢复） SOC的影响因素 电动汽车的动力电池相当于普通汽车的发动机，那么电动汽车的SOC相当于普通汽车的什么？ 测量SOC的意义 SOC测量方法主要有：放电实验法、Ah计量法、开路电压法、负载电压法、内阻法、线性模型法、神经网络法、卡尔曼滤波法等。 SOC的测量方法 放电实验法是最可靠的SOC 估计方法,采用恒定电流进行连续放电,放电电流与时间的乘积即为剩余电量。放电实验法在实验室中经常使用,适用于所有电池,但它有2 个显著缺点:①需要大量时间; ②电池进行的工作要被迫中断。 SOC的定义 Ah 计量法是最常用的SOC 估计方法。如果充放电起始状态为SOC0 ,那么当前状态的SOC 为: 其中CN 为额定容量; I 为电池电流;η为充放电效率,不是常数。 应用中的问题有:电流测量不准,将造成SOC 计算误差,长期积累,误差越来越大;要考虑电池充放电效率;在高温状态和电流波动剧烈的情况下,误差较大。 电池的开路电压在数值上接近电池电动势，用开路电压法可估计SOC。 显著缺点是需要电池长时静置,以达到电压稳定,电池状态从工作恢复到稳定,需要几个小时甚至十几个小时,这给测量造成困难;静置时间如何确定也是一个问题,所以该方法单独使用只适于电动汽车驻车状态。开路电压法在充电初期和末期SOC 估计效果好,常与Ah 计量法结合使用。 卡尔曼滤波理论的核心思想,是对动力系统的状态做出最小方差意义上的最优估计。该方法适用于各种电池,与其他方法相比,尤其适合于电流波动比较剧烈的混合动力汽车电池SOC 的估计,它不仅给出了SOC 的估计值,还给出了SOC 的估计误差。该方法的缺点能力要求高。 a —从研究方法选择来看,SOC 估计选择方法较多。 b —从实际应用角度来看,Ah 计量法是目前最常用的方法,且常与其他方法组合使用,如Ah-内阻法、Ah-Peukert 方程法、Ah-开路电压法。 c —线形模型法、神经网络法和卡尔曼滤波法是新近发展的比较有希望的方法,仍需要不断研究实践。 d —电池充放电倍率、温度、自放电、老化等因素,对电池SOC 估计影响显著,任何SOC 估计方法都要加以考虑。 e —如何在变电流工作条件下,准确估计电动汽车电池SOC仍是一个难点,还需要努力解决。 结论