阀控密封式铅酸蓄电池广泛应用于后备应急电源系统和低速电动汽车上动力电源,及时掌握其性能参数和实际运行状态尤为重要。荷电状态(State Of Charge,简称SOC,也称剩余容量)是描述蓄电池状态的重要参数,体现了蓄电池的实际供电能力。蓄电池意外失效或供电能力不足常常造成不可估量的损失,所以国内外对SOC的实时准确估算需求迫切。SOC估计是电池管理系统的核心任务,由于受蓄电池内部电化学反应及多种复杂因素影响,多数情况下尚不能准确估计SOC值。对蓄电池剩余容量的研究及基于SOC准确估计的实际应用是目前蓄电池研究方向的热点和难点,具有广阔的发展前景。课题在大量现场实验的基础上,分别研究了适合后备电源和动力电源SOC准确估计的方法。介绍了铅酸蓄电池基本性能特点,包括其工作原理和状态参数,了解充放电过程中蓄电池特性和参数变化趋势;探讨了基于恢复电压的SOC估计,用短时脉冲直流放电的方法,研究电池放出一定容量后,端电压恢复稳定过程中各参数的变化,通过测量不同荷电状态下的恢复电压并进行归一化处理,拟合归一化恢复电压和蓄电池当前剩余容量关系,得到函数关系式,并与核对容量放电法进行了对比;研究了动力电池SOC估计精度的影响因素,分别对放电率、老化、温度等因素进行实验研究,继而提出动力电池SOC估算策略;最后,在动力电池SOC估算策略的基础上,设计了基于低速电动汽车车载动力电池管理系统的硬件电路和软件程序,探讨了电池组均衡控制。本课题的创新点是:1、研究了短时脉冲恒流放电后,蓄电池端电压恢复到稳定状态过程中各参数的变化。提出了归一化恢复电压的方法,消除了同组蓄电池初始电压不一致对数据处理造成的影响;拟合归一化恢复电压和SOC的函数关系,并通过实验证明此函数关系只和放电电流有关,和放电时间没有关系。基于以上结论,提出可用短时放电确定蓄电池组当前剩余容量,SOC估计误差小于5%,更加方便、快捷、节约。2、在研究动力电池SOC估算方法过程中,进行了大量实际工况测试,取得了复杂条件下电动汽车运行过程中电池参数的变化趋势。在SOC算法优化中,充分结合电动汽车运行实际情况,分为静态驻车状态和动态开启状态,分别用不同算法估计SOC,使估计值更加准确,更切合实际。