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摘 要：电池荷电状态（SOC）是衡量蓄电池剩余工作能力的一个重要参数，因此，如何确定SOC具有很大的实际意义。本文提出了一种通过电流霍尔传感器、温度传感器及高精度电压采集模块，实时采集电池电流、电压、温度等参量来估算蓄电池剩余电量的方法。在精确安时积分的基础上，该方法结合电池特性最小二乘拟合曲线，用多种补偿对电池初始荷电量进行校正，进一步提高了SOC的预测精确度。试验结果证明，这种方法是有效的。
关键字：蓄电池；SOC； 霍尔传感器；最小二乘法
中图分类号：TP 212 文献标志码：A 文章编号：
Abstract： The battery state of charge（SOC） is an important parameter to measure the residual battery capacity. So， how to determine the SOC is of great practical significance. This paper puts forward a method to collect module by means of a current sensor， temperature sensor and high precision voltage acquisition module， and a way to estimate the residual battery capacity by means of collecting battery current， voltage， temperature and many other parameters Based on the accurate ampere-hour integrals， the prediction accuracy of SOC is improved by combining the characteristics of battery least square fitting curve and adopting various compensations to revise the initial battery capacity. Experimental results show that this method is effective.
Key words： storage battery； SOC； sensor； the least squares analysis
0 引 言
及时、准确地获取电池剩余电量[1]-[2]是对电池进行控制和管理的主要内容，通过它可以预测电池的剩余工作能力，避免电池过充过放，保证电池工作在安全稳定状态。对电池剩余电量进行估计是非常重要，而且非常有意义。
由于电池剩余电量与各影响因素之间存在复杂的非线性关系，主要受电池劣化程度、放电倍率、温度等多因素有关，对其建立準确的数学模型比较困难。常用的剩余电量估算方法主要有放电电压估算法，内阻估算法，安时积分法[3]。其中，安时积分法是目前使用最为广泛的计算方法，在电流变化和温度变化在一定范围的情况下，具有很高的计算准确度。安时积分法的最大缺点是初始容量的确定对计量结果具有较大的影响，电池衰老引起电池劣化，容量下降。本文在安时积分法的基础上，对引起误差来源进行分析，并建立积分数学模型，对电池初始荷电状态进行多参数补偿校正，通过实验论证该方法正确可行。
1 系统总体设计方案
设计方案如图1所示，以单片机为控制器，通过ACS712电流传感器、温度传感器DS18B20将电池电流和温度转换为数字信号，电池电压通过轮转切换后送入单片机A/D输入端，由单片机进行数据处理。电池组与上位机等其他控制器连接采用RS-485多点通信，放电开关为手动控制放电，LCD显示电池基本信息。
4. 结 论
本文介绍的蓄电池SOC估算方法，利用了电流传感器、温度传感器等高精度器件，组成了电池SOC估算系统，并运用对电池荷电量适当修正的方法，在传统估算方法上进一步提高了计算的精度，对蓄电池在工程应用中具有较好实用性。
参考文献
[1]Chiasson， J. Vairamohan，B. Estimating the state of charge of a battery[J]， Control Systems Technology，IEEE，2005，13（3），465-470.
[2]Haiying Wang，Yang Liu，Hang Fu and Gechen Li， Estimation of State of Charge of Batteries for Electric Vehicles[J]， International Journal of Control and Automation， 2013，6（2），185-193.
[3]顾晓莉.基于铅酸蓄电池的整车电源管理系统的设计[D]，上海交通大学，2011.
[4]麻友良，陈全世，齐占宁.电动汽车用电池SOC定义与检测方法[J]，清华大学学报，2001，41（11），95-96.
[5]李匡成，杨亚丽.用最小二乘法在线估计蓄电池荷电状态[J]，电源技术，2010，34（10），1056-1059.
[6]马建荣，王菊芬.光伏发电系统蓄电池SOC预测技术研究[J]，电源技术，2004，29（4），250-252.
关键字：蓄电池；SOC； 霍尔传感器；最小二乘法
中图分类号：TP 212 文献标志码：A 文章编号：
Abstract： The battery state of charge（SOC） is an important parameter to measure the residual battery capacity. So， how to determine the SOC is of great practical significance. This paper puts forward a method to collect module by means of a current sensor， temperature sensor and high precision voltage acquisition module， and a way to estimate the residual battery capacity by means of collecting battery current， voltage， temperature and many other parameters Based on the accurate ampere-hour integrals， the prediction accuracy of SOC is improved by combining the characteristics of battery least square fitting curve and adopting various compensations to revise the initial battery capacity. Experimental results show that this method is effective.
Key words： storage battery； SOC； sensor； the least squares analysis
0 引 言
及时、准确地获取电池剩余电量[1]-[2]是对电池进行控制和管理的主要内容，通过它可以预测电池的剩余工作能力，避免电池过充过放，保证电池工作在安全稳定状态。对电池剩余电量进行估计是非常重要，而且非常有意义。
由于电池剩余电量与各影响因素之间存在复杂的非线性关系，主要受电池劣化程度、放电倍率、温度等多因素有关，对其建立準确的数学模型比较困难。常用的剩余电量估算方法主要有放电电压估算法，内阻估算法，安时积分法[3]。其中，安时积分法是目前使用最为广泛的计算方法，在电流变化和温度变化在一定范围的情况下，具有很高的计算准确度。安时积分法的最大缺点是初始容量的确定对计量结果具有较大的影响，电池衰老引起电池劣化，容量下降。本文在安时积分法的基础上，对引起误差来源进行分析，并建立积分数学模型，对电池初始荷电状态进行多参数补偿校正，通过实验论证该方法正确可行。
1 系统总体设计方案
设计方案如图1所示，以单片机为控制器，通过ACS712电流传感器、温度传感器DS18B20将电池电流和温度转换为数字信号，电池电压通过轮转切换后送入单片机A/D输入端，由单片机进行数据处理。电池组与上位机等其他控制器连接采用RS-485多点通信，放电开关为手动控制放电，LCD显示电池基本信息。
4. 结 论
本文介绍的蓄电池SOC估算方法，利用了电流传感器、温度传感器等高精度器件，组成了电池SOC估算系统，并运用对电池荷电量适当修正的方法，在传统估算方法上进一步提高了计算的精度，对蓄电池在工程应用中具有较好实用性。
参考文献
[1]Chiasson， J. Vairamohan，B. Estimating the state of charge of a battery[J]， Control Systems Technology，IEEE，2005，13（3），465-470.
[2]Haiying Wang，Yang Liu，Hang Fu and Gechen Li， Estimation of State of Charge of Batteries for Electric Vehicles[J]， International Journal of Control and Automation， 2013，6（2），185-193.
[3]顾晓莉.基于铅酸蓄电池的整车电源管理系统的设计[D]，上海交通大学，2011.
[4]麻友良，陈全世，齐占宁.电动汽车用电池SOC定义与检测方法[J]，清华大学学报，2001，41（11），95-96.
[5]李匡成，杨亚丽.用最小二乘法在线估计蓄电池荷电状态[J]，电源技术，2010，34（10），1056-1059.
[6]马建荣，王菊芬.光伏发电系统蓄电池SOC预测技术研究[J]，电源技术，2004，29（4），250-252.