经过深化的剖析和试验研讨，挑选了一种归纳的电量估量模型。咱们称之为四元模型：它以精确的安时计量为根底；充沛考虑各种影响要素进行补偿；考虑电池不一致性对电量估量形成的差错；对长时间的堆集差错考虑进行自整定。
6.1安时积分法
安时法依据的原理较为简略。它是对电流实时进行积分得到充入电池和从电池放出的电量。它对电池的电量状况进行长时间的记载和监测，然后能够给出恣意时刻电池的安时电量。该方完成起来较简略，受电池自身状况的约束小，适宜发挥微机监测的长处。但在有搅扰时，积分值会发生差错，因而要进步电流丈量的精度和采纳有用的滤波办法。
6.2电池安时积分模型的树立
咱们的估测办法也是依据安时法，经过精确的安时计量来盯梢电池的SOC，其间充沛考虑了温度补偿、容量老化补偿、自放电补偿、充电率补偿、放电率补偿、不一致性影响。图6.1是SOC估量框图。
体系中SOC估量的中心在于精确的安时计量，电流I对时刻t积分即为流进流出电池安时数，记为Qused（当放电时Qused为正，充电时Qused为负），在用当时电池的剩下电量Qres减去Qused，即得出电池经过充放电后电池所剩的电量，然后除以电池的总电量得出SOC值：
当然因为影响电池的要素许多，导致电池的状况不断改动，这种不断的改动相应的影响了SOC的计量，并且由此形成的堆集差错或许越来越大，形成SOC值的不精确。为此有必要研讨影响SOC的要素，以削减这些要素所带来的差错。
6.3 SOC猜测的补偿
电池不是一个简略的模型，它的电量会遭到温度、放电率、自放电、老化、不一致性等多种要素影响，其间有些要素对电量估量的影响很大，疏忽这些要素将给电量估测带来较大的差错。因而剩下电量计量进程应该考虑多种要素影响而不该该是简略的累加。
首要咱们规则一个规范状况，包含规范温度TS，规范放电电流IS，规范剩下电量QS。在试验进程中，咱们界说规范温度TS＝20℃，规范放电电流IS＝18A（即1C放电电流），QS就是在规范温度规范放电电流下电池所能放出的电量。
别的需求阐明的是，因为咱们的研讨目标是整组电池，所以要考虑电池组中功能最差的电池，以其功能作为电池组的功能参阅依据。
经过研讨发现SOC差错首要来历之一在于总电量的差错，如下式：
其间Kn标明电池的标称容量，Ia标明均匀电流，T标明电池温度，A标明电池的变老因子。从上式能够知道电流、温度、变老因子是首要影响总容量的要素，以下咱们将分类评论它们的补偿技能
6.3.1充电率补偿
依据电池厂深圳雷天公司供给的电池多轮充放电循环试验数据标明，在充电进程中，实践上的充电功率大概在97%左右，因而咱们在SOC估量中可取充电功率因子μ（SOC）=0.97.
6.3.2放电率补偿
电池在不同电流下放电时所放出的电量是不同的。咱们经过试验发现，电池容量同放电电流的联系根本如图6.2所示。
关于容量批改，现在得到广泛承受的是Peukert于1898年提出的经历公式
式中I——放电电流（A） t——放电时刻（h）
n——与电池类型有关常数k——与活性物质量有关常数。
为求常数n，k，用两种放电率进行放电，得
将n代入（16.a）即可求得k值，有了n和k值就可得恣意放电率下的容量。
所以，在核算SOC时有必要考虑放电率要素。因为电动汽车用电池放电电流值并不安稳，有必要规则一个参阅电流，在核算SOC时，将其他放电电流放出的电量折算到参阅规范电流所放的电量，以消除不同放电电流对SOC值核算所带来的差错。
6.3.3容量老化补偿
电池变老是指电池在运用进程中，电池内部的化学物质发生改动，然后改动电池的某些特性。在对电池的研讨进程中，咱们发现跟着电池运用的循环次数的添加，电池的总容量是在改动的。当新的电池开端运用时，它内部的化学物质并没有充沛反映，当经过屡次的充放电后，内部的化学物质反响将愈来愈充沛，表现出电池总容量在相同条件下将敏捷添加，随后电池总容量进入缓慢增长时间，当到达最大值后，开端逐步下降。它们的定性联系如图6.3.
其间Ah ref是参阅电池容量，它一般为电池容量在整个运用进程中的电池最大容量。Ah cyc为在某一变老点的电池容量，它由变老进程中电池端电压和电池容量联系曲线确认。最终SOC的核算转化式确认如下：
其间SOC cak为没有进行老化补偿的SOC值，SOCage为老化补偿后的值。
本体系中，老化补偿的具体做法如下：用电池一切流进流出的安时数累加总值折算成电池循环次数，体系中存储有电池老化曲线，这样就可查出老化因子进行老化补偿。老化曲线由电池厂家供给，能够按两种办法给出。一种用电池深放电循环次数，这种办法的缺陷是在电动车实践运转进程中欠好判别。另一种就是咱们选用的按总安时数给出。
6.3.4温度补偿
关于电池，温度高时，电池内部化学活性物质活动增强，这样反响充沛，有更多的化学能转化为电能，导致电池总容量的添加。这样当电池温度改动时，就会导致SOC计量的不精确。经过试验能够得出锂电池在几个要害温度丈量点的实践放电有用电量。
在软件设计中，咱们使用对所给出的几个要害丈量点进行分段曲线拟和，结构出电池在不同温度下的容量曲线。再将当时放电温度下电池的有用容量折算到20℃下的有用容量，这样就完成了电池在放电下的温度补偿。当温度改动时，对照容量曲线就可批改电池的总容量。
6.3.5自放电补偿
关于不同类型的电池，自放电速度是不相同的。并且，不同类型的电池，影响自放电的首要要素也不完全相同。影响自放电的要素，有温度、电池的剩下电量等。当温度愈髙，SOC愈大，自放电程度越深。电池厂商给出的参数阐明，在充电较满的状况下，前3天电池的自放电最严峻。并且，自放电随温度不同也有较大不同。表6.1给出不同温度下放置3天电池自放电率。
在咱们结构的模型中，能够依据上表选用线性插值来近似核算电池自放电丢失的能量。体系硬件中设有一片时钟芯片PCF8583，每次体系上电开机时就能够核算出和前次关机之间的时刻距离，一起依据温度传感器收集的电池环境温度，依照电池厂商供给的自放电率与静置天数、温度的联系曲线，来批改电池的剩下电量，进而对SOC的猜测做出相应的补偿。
6.4电池不一致性对SOC的影响
电池组是由若干个单体电池串联组成的。因为各单体电池容量的不一致，以串联的电池组为目标对电池组进行充放电，而不考虑单体电池的容量不同，就不可避免地会导致某些单体电池的过充、过放或充电缺乏。影响了电池的有用使用。
因为电池的不一致性，在猜测SOC时应以功能最差的电池作为猜测的依据。如图6.4所示为存在不一致性的电池放电时的特性曲线。在放电前期电池的电压改动趋势相同，好电池与坏电池的不同表现不明显，但到后期功能较差的电池因为电池电量耗尽，电压将敏捷下跌，急剧下降的电压反映出较大的U，此刻假如持续放电将会导致过放现象。能够使用电池组中电压最低的那个单体电池电压U min与一切单体电池均匀电压U ave的差值U作为批改的依据，依照单电池电压值与容量的联系曲线来进行批改。公式如下：
其间SOC为SOC的批改值。Ks为试验得到单电池电压值与容量的联系系数，该系数Ks为很多单电池容量与端电压试验的计算值。U要扣除前史技能档案中的单电池电压差值。
6.5 SOC的初始化
电池办理体系初次运用时需求对SOC进行一次初始化。并且在计量剩下电量进程中，不可避免会引入各式各样的差错。当差错堆集到必定程度后，咱们也要对SOC进行初始化。一般讲，在不考虑电池老化时，充溢电能够为SOC=1.关于电池来说，电池在充放电截止时分将表现出必定的特性。以锂电池为例，在答应的最大定压充电条件下，电流下降到十分小的数值并根本保持不变，这时分就以为现已充溢，应该中止充电，否则将导致电池的过充，影响电池的循环运用寿命。这时便可设定SOC=1.关于旧电池的SOC则能够经过容量试验来确认
6.6 SOC的自整定问题
选用电量盯梢办法的估量，长时间（1-2年或更长）会发生堆集差错，有必要主动进行纠偏，称作自整定。问题是依据什么作为判据及怎样进行整定。
电池组在深度放电状况下，它的内阻会成十倍的添加。咱们经过试验能够树立起电池在深放电时容量与内阻值的对应联系。关于纯电动车，能够使用深放电时的内阻值作为判据。假定此刻由容量与内阻值联系曲线得到的SOC值为SOC1，而由电池办理体系给出的值为SOC2，此刻的自整定公式如下：
这样就得到自整定后的SOC值，其间系数u取优选系数0.618.关于混合电动车，因为电池不会到达深度放电状况，故不能独自选用内阻值作为判据。咱们能够经过精细放电试验树立起电池容量与大电流放电状况下的电池电压及内阻值两者之间的联系。然后使用大电流放电时的电池电压及内阻值作为判据来进行自整定。
只要在电池大批量出产的条件下，电池的特性十分安稳，才或许进行深化的试验研讨和选用本办法进行自整定。
