本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域,具體而言,涉及一種電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法及裝置。
背景技術(shù):
通信電源是為通信基站或者通信機(jī)房等通訊設(shè)備提供能量的設(shè)備,而蓄電池是通信電源的重要組成部分,能夠?yàn)橥ㄐ旁O(shè)備提供備用電源。近年來(lái),隨著各個(gè)國(guó)家對(duì)節(jié)能減排和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)越來(lái)越重視,磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。磷酸鐵鋰電池相比之前一直廣泛應(yīng)用的鉛酸電池,具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、高溫性能好、大容量、無(wú)記憶效應(yīng)、重量輕、環(huán)保等優(yōu)勢(shì),因此在多個(gè)領(lǐng)域得到快速的推廣和良好使用,例如通信電源儲(chǔ)能設(shè)備、新能源儲(chǔ)能設(shè)備、大型電動(dòng)車(chē)、醫(yī)療儀器等。
隨著磷酸鐵鋰電池應(yīng)用的推廣,電池管理系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用,為了充分發(fā)揮電池的動(dòng)力性能、提高其使用的安全性、防止電池過(guò)充和過(guò)放,延長(zhǎng)電池的使用壽命,提高其作為儲(chǔ)能設(shè)備的使用性能,電池管理系統(tǒng)需要對(duì)電池的荷電狀態(tài)(State-of-Charge,簡(jiǎn)稱(chēng)SOC)進(jìn)行準(zhǔn)確估算,SOC是用來(lái)描述電池使用過(guò)程中可充入和放出容量的重要參考因素。電池的SOC和很多因素有關(guān),如溫度、電流、壽命、電化學(xué)效應(yīng)等,且具有很強(qiáng)的非線(xiàn)性關(guān)系,給SOC實(shí)時(shí)在線(xiàn)估算帶來(lái)很大的困難。
相關(guān)技術(shù)中的電池SOC的估算方法主要有:安時(shí)積分法、開(kāi)路電壓法、卡爾曼濾波、內(nèi)阻法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。其中人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、卡爾曼濾波法由于系統(tǒng)設(shè)置復(fù)雜,而且在電池管理系統(tǒng)中對(duì)硬件配置要求較高,并未得到廣泛的應(yīng)用;內(nèi)阻法存在著估算內(nèi)阻的困難,在硬件上難以實(shí)現(xiàn);開(kāi)路電壓法需要使用到開(kāi)路電壓,需要電池組的長(zhǎng)時(shí)間靜置,一般系統(tǒng)不具備靜置條件。相比較而言,安時(shí)積分法由于簡(jiǎn)單有效而常被采用,但安時(shí)積分法由于可能只考慮電流對(duì)時(shí)間的積分,或者可能結(jié)合動(dòng)態(tài)放電曲線(xiàn)對(duì)容量進(jìn)行修正,但動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)受到溫度、電流、壽命等因素的影響,因此預(yù)估出來(lái)的電池SOC也不準(zhǔn)確。
針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的電池SOC估算方法估算的SOC準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題,目前尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法及裝置,以至少解決相關(guān)技術(shù)中電池SOC估算方法估算的SOC準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,提供了一種電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法,包括:檢測(cè)電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài);在電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)的情況下,通過(guò)安時(shí)積分法確定電池的荷電狀態(tài)SOC值;在電池不處于充電狀態(tài)和放電狀態(tài),且在電池的充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值。
在本發(fā)明實(shí)施例中,通過(guò)以下方式確定電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài):檢測(cè)電池的電流是否大于預(yù)定閾值;在電流大于預(yù)定閾值的情況下,電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,在電池的充電回路斷開(kāi)的情況下,對(duì)應(yīng)關(guān)系為用于指示電池的充電開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn);在電池的放電回路斷開(kāi)的情況下,對(duì)應(yīng)關(guān)系為用于指示電池的放電開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)通過(guò)以下方式獲?。涸陔姵氐某潆娺^(guò)程中,每隔第一預(yù)定時(shí)間段記錄一組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值,其中,兩個(gè)相鄰的預(yù)定時(shí)間段之間設(shè)置有停止對(duì)電池進(jìn)行充電的靜置時(shí)間段;根據(jù)記錄的多組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值擬合成充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn);放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)通過(guò)以下方式獲取:在電池的完放電過(guò)程中,每隔第二預(yù)定時(shí)間段記錄一組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓值,其中,兩個(gè)相鄰的預(yù)定時(shí)間段之間設(shè)置有停止對(duì)電池進(jìn)行放電的靜置時(shí)間段;根據(jù)記錄的多組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓值擬合成放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,該方法還包括:按照以下方式對(duì)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正:根據(jù)電池所接入設(shè)備的功耗對(duì)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正或者對(duì)放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正。
在本發(fā)明實(shí)施例中,在電池的充電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值包括:查找電池的當(dāng)前電壓值落入的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的第一取值區(qū)間;對(duì)第一取值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓采用線(xiàn)性差值算法計(jì)算當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值;在電池的放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值包括:查找電池的當(dāng)前電壓值落入的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的第二取值區(qū)間;對(duì)第二取值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓采用線(xiàn)性差值算法計(jì)算當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。
在本發(fā)明實(shí)施例中,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值之后,該方法還包括:在第三預(yù)定時(shí)間之后,若充電回路仍然斷開(kāi),則根據(jù)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)每隔第四預(yù)定時(shí)間對(duì)SOC值進(jìn)行修正;或者,在第五預(yù)定時(shí)間之后,若放電回路仍然斷開(kāi),則根據(jù)放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)每隔第六預(yù)定時(shí)間對(duì)SOC值進(jìn)行修正。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,提供了一種電池荷電狀態(tài)SOC值的估算裝置,包括:檢測(cè)模塊,用于檢測(cè)電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài);第一確定模塊,用于在所述電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)的情況下,通過(guò)安時(shí)積分法確定電池的荷電狀態(tài)SOC值;第二確定模塊,用于在電池不處于充電狀態(tài)和放電狀態(tài),且在電池的充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值。
在本發(fā)明實(shí)施例中,檢測(cè)模塊還用于通過(guò)以下方式確定電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài):檢測(cè)電池的電流是否大于預(yù)定閾值;在電流大于預(yù)定閾值的情況下,電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,在電池的充電回路斷開(kāi)的情況下,對(duì)應(yīng)關(guān)系為用于指示電池的充電開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn);在電池的放電回路斷開(kāi)的情況下,對(duì)應(yīng)關(guān)系為用于指示電池的放電開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)通過(guò)以下方式獲?。涸陔姵氐某潆娺^(guò)程中,每隔第一預(yù)定時(shí)間段記錄一組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值,其中,兩個(gè)相鄰的預(yù)定時(shí)間段之間設(shè)置有停止對(duì)電池進(jìn)行充電的靜置時(shí)間段;根據(jù)記錄的多組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值擬合成充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn);放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)通過(guò)以下方式獲?。涸陔姵氐耐攴烹娺^(guò)程中,每隔第二預(yù)定時(shí)間段記錄一組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓值,其中,兩個(gè)相鄰的預(yù)定時(shí)間段之間設(shè)置有停止對(duì)電池進(jìn)行放電的靜置時(shí)間段;根據(jù)記錄的多組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓值擬合成放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,該裝置還包括:修正模塊,用于按照以下方式對(duì)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正:根據(jù)電池所接入設(shè)備的功耗對(duì)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正或者對(duì)放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正。
在本發(fā)明實(shí)施例中,第二確定模塊包括:第一查找單元,用于在電池的充電回路斷開(kāi)的情況下,查找電池的當(dāng)前電壓值落入的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的第一取值區(qū)間;第一計(jì)算單元,用于對(duì)第一取值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓采用線(xiàn)性差值算法計(jì)算當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值;第二確定模塊還包括:第二查找單元,用于在電池的放電回路斷開(kāi)的情況下,查找電池的當(dāng)前電壓值落入的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的第二取值區(qū)間;第二計(jì)算單元,用于對(duì)第二取值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓采用線(xiàn)性差值算法計(jì)算當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。
在本發(fā)明實(shí)施例中,該裝置還包括修正模塊,用于根據(jù)所述電池的電池開(kāi)路電壓和所述SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述荷電狀態(tài)SOC值之后,在第三預(yù)定時(shí)間之后,若所述充電回路仍然斷開(kāi),則根據(jù)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)每隔第四預(yù)定時(shí)間對(duì)所述SOC值進(jìn)行修正;或者,在第五預(yù)定時(shí)間之后,若所述放電回路仍然斷開(kāi),則根據(jù)所述放電開(kāi)路電壓 曲線(xiàn)每隔第六預(yù)定時(shí)間對(duì)所述SOC值進(jìn)行修正。
通過(guò)本發(fā)明,采用在電池處于所述充電狀態(tài)或者所述放電狀態(tài)的情況下,通過(guò)安時(shí)積分法確定所述電池的荷電狀態(tài)SOC值,在所述電池的充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)所述電池的電池開(kāi)路電壓和所述SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述荷電狀態(tài)SOC值,即將安時(shí)積分法和開(kāi)路電壓法進(jìn)行結(jié)合對(duì)SOC進(jìn)行確定,增加了SOC的修正機(jī)會(huì),解決了電池SOC估算方法估算的SOC準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題,提高了SOC的估算精度。
附圖說(shuō)明
此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法的流程圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算裝置的結(jié)構(gòu)框圖一;
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算裝置的結(jié)構(gòu)框圖二;
圖4a是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的放電開(kāi)路曲線(xiàn)OCV-SOCdischg1的示意圖;
圖4b是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的充電開(kāi)路曲線(xiàn)OCV-SOCchg1的示意圖;
圖5a是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的放電開(kāi)路曲線(xiàn)OCV-SOCdischg的示意圖;
圖5b是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的充電開(kāi)路曲線(xiàn)OCV-SOCchg的示意圖;
圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的FBMS對(duì)磷酸鐵鋰電池的SOC估算流程圖。
具體實(shí)施方式
下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是,在不沖突的情況下,本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
需要說(shuō)明的是,本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類(lèi)似的對(duì)象,而不必用于描述特定的順序或先后次序。
在本實(shí)施例中提供了一種電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法,圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法的流程圖,如圖1所示,該流程包括如下步驟:
步驟S102,檢測(cè)電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài);
步驟S104,在電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)的情況下,通過(guò)安時(shí)積分法確定電池的荷電狀態(tài)SOC值;
步驟S106,在電池不處于充電狀態(tài)和放電狀態(tài),且在電池的充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值。
通過(guò)上述步驟,采用在電池處于所述充電狀態(tài)或者所述放電狀態(tài)的情況下,通過(guò)安時(shí)積分法確定所述電池的荷電狀態(tài)SOC值,在所述電池的充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)所述電池的電池開(kāi)路電壓和所述SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述荷電狀態(tài)SOC值,即將安時(shí)積分法和開(kāi)路電壓法進(jìn)行結(jié)合對(duì)SOC進(jìn)行確定,增加了SOC的修正機(jī)會(huì),解決了電池SOC估算方法估算的SOC準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題,提高了SOC的估算精度。
需要說(shuō)明的是,上述方法的執(zhí)行主體可以是電池的管理系統(tǒng),可以是電池和電池的管理系統(tǒng)之外的一個(gè)第三方設(shè)備。
在本發(fā)明實(shí)施例中,可以通過(guò)以下方式確定電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài):檢測(cè)電池的電流是否大于預(yù)定閾值;在電流大于預(yù)定閾值的情況下,電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)。也可以通過(guò)其他的方式判斷電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài),比如,檢測(cè)電池的電壓來(lái)判斷。需要說(shuō)明的是,在本實(shí)施例中通過(guò)檢測(cè)電池的電流是否大于預(yù)定閾值來(lái)確實(shí)電池是否處于正常的充放電狀態(tài),以便判斷是否采用安時(shí)積分法來(lái)估算SOC值,該判斷條件并不區(qū)分電池是處于正常的充電狀態(tài)還是正常的放電狀態(tài)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,上述對(duì)應(yīng)關(guān)系可以是電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系表,也可以是表示電池開(kāi)路電壓和SOC值對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線(xiàn),在本發(fā)明實(shí)施例中,當(dāng)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系為電池開(kāi)路電壓和SOC值對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線(xiàn)時(shí),在電池的充電回路斷開(kāi)的情況下,對(duì)應(yīng)關(guān)系為用于指示電池的充電開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn);在電池的放電回路斷開(kāi)的情況下,對(duì)應(yīng)關(guān)系為用于指示電池的放電開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)通過(guò)以下方式獲取:在電池的充電過(guò)程中,每隔第一預(yù)定時(shí)間段記錄一組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值,其中,兩個(gè)相鄰的預(yù)定時(shí)間段之間設(shè)置有停止對(duì)電池進(jìn)行充電的靜置時(shí)間段;根據(jù)記錄的多組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值擬合成充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn);放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)通過(guò)以下方式獲取:在電池的完放電過(guò)程中,每隔第二預(yù)定時(shí)間段記錄一組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓值,其中,兩個(gè)相鄰的預(yù)定時(shí)間段之間設(shè)置有停止對(duì)電池進(jìn)行放電的靜置時(shí)間段;根據(jù)記錄的多組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓值擬合成放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,考慮的是電池靜置后SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)獲取的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),以及電池靜置后SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)獲取的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),而由于靜置后電池的內(nèi)部反應(yīng)趨于穩(wěn)定狀態(tài),因而相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的動(dòng)態(tài)方式獲取的曲線(xiàn),干擾因子較少,因而獲取的充電開(kāi)路電壓 曲線(xiàn)或者放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)相對(duì)比較準(zhǔn)確,進(jìn)而提高了SOC估算的準(zhǔn)確度。
為了更加接近于實(shí)際應(yīng)用情況,使得SOC估算更加準(zhǔn)確,在本發(fā)明實(shí)施例中,該方法還包括:按照以下方式對(duì)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正:根據(jù)電池所接入設(shè)備的功耗對(duì)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正或者對(duì)放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正。在開(kāi)路電壓法中考慮了接入設(shè)備的損耗,比如電池管理系統(tǒng)的單板或者保護(hù)電路的耗電情況,得到更加符合實(shí)際工況的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),進(jìn)而提高了SOC估算的準(zhǔn)確度。
在本發(fā)明實(shí)施例中,在電池的充電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值包括:查找電池的當(dāng)前電壓值落入的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的第一取值區(qū)間;對(duì)第一取值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓采用線(xiàn)性差值算法計(jì)算當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值;在電池的放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值包括:查找電池的當(dāng)前電壓值落入的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的第二取值區(qū)間;對(duì)第二取值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓采用線(xiàn)性差值算法計(jì)算當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。
在本發(fā)明上述實(shí)施例中,可以按照一定的順序比如時(shí)間順序或者按照電壓值從小到大的順序等查找當(dāng)前電壓落入到充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或者放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的哪個(gè)區(qū)間中,對(duì)該區(qū)間內(nèi)的兩點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性差值,計(jì)算該當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。需要說(shuō)明的是,該區(qū)間的兩點(diǎn)可以取該區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn),也可以按照一定的規(guī)則取區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)點(diǎn),也可以是隨機(jī)取該區(qū)間的兩個(gè)點(diǎn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值之后,該方法還包括:在第三預(yù)定時(shí)間之后,若充電回路仍然斷開(kāi),則根據(jù)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)每隔第四預(yù)定時(shí)間對(duì)SOC值進(jìn)行修正;或者,在第五預(yù)定時(shí)間之后,若放電回路仍然斷開(kāi),則根據(jù)放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)每隔第六預(yù)定時(shí)間對(duì)SOC值進(jìn)行修正。在確定荷電狀態(tài)SOC值之后,經(jīng)過(guò)第三預(yù)定時(shí)間或者第五預(yù)訂時(shí)間之后回路仍然斷開(kāi),則之后每隔第四預(yù)訂時(shí)間或者第六預(yù)訂時(shí)間進(jìn)行一次SOS的修訂,通過(guò)對(duì)確定的SOC值的修正次數(shù)的增加,使得估算的SOC更加準(zhǔn)確。
需要說(shuō)明的是,上述第三預(yù)定時(shí)間和上述第五預(yù)定時(shí)間可以相同,也可以不相同;上述第四預(yù)定時(shí)間和上述第六預(yù)定時(shí)間可以相同,也可以不相同。
在本實(shí)施例中還提供了一種電池荷電狀態(tài)SOC值的估算裝置,該裝置用于實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例及優(yōu)選實(shí)施方式,已經(jīng)進(jìn)行過(guò)說(shuō)明的不再贅述。如以下所使用的,術(shù)語(yǔ)“模塊”可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實(shí)施例所描述的裝置較佳地以軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),但是硬件,或者軟件和硬件的組合的實(shí)現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算裝置的結(jié)構(gòu)框圖一,如圖2 所示,該裝置包括:
檢測(cè)模塊22,用于檢測(cè)電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài);
第一確定模塊24,與檢測(cè)模塊22連接,用于在所述電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)的情況下,通過(guò)安時(shí)積分法確定電池的荷電狀態(tài)SOC值;
第二確定模塊26,與檢測(cè)模塊22連接,用于在電池不處于充電狀態(tài)和放電狀態(tài),且在電池的充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值。
通過(guò)上述裝置,采用在電池處于所述充電狀態(tài)或者所述放電狀態(tài)的情況下,通過(guò)安時(shí)積分法確定所述電池的荷電狀態(tài)SOC值,在所述電池的充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)所述電池的電池開(kāi)路電壓和所述SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述荷電狀態(tài)SOC值,即該裝置將安時(shí)積分法和開(kāi)路電壓法進(jìn)行結(jié)合對(duì)SOC進(jìn)行確定,增加了SOC的修正機(jī)會(huì),解決了電池SOC估算方法估算的SOC準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題,提高了SOC的估算精度。
在本發(fā)明實(shí)施例中,檢測(cè)模塊22還用于通過(guò)以下方式確定電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài):檢測(cè)電池的電流是否大于預(yù)定閾值;在電流大于預(yù)定閾值的情況下,電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)。需要說(shuō)明的是,在本實(shí)施例中檢測(cè)模塊22通過(guò)檢測(cè)電池的電流是否大于預(yù)定閾值來(lái)確實(shí)電池是否處于正常的充放電狀態(tài),以便判斷是否采用安時(shí)積分法來(lái)估算SOC值,該判斷條件并不區(qū)分電池是處于正常的充電狀態(tài)還是正常的放電狀態(tài)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,上述對(duì)應(yīng)關(guān)系可以是電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系表,也可以是表示電池開(kāi)路電壓和SOC值對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線(xiàn),在本發(fā)明實(shí)施例中,當(dāng)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系為電池開(kāi)路電壓和SOC值對(duì)應(yīng)關(guān)系的曲線(xiàn)時(shí),在電池的充電回路斷開(kāi)的情況下,對(duì)應(yīng)關(guān)系為用于指示電池的充電開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn);在電池的放電回路斷開(kāi)的情況下,對(duì)應(yīng)關(guān)系為用于指示電池的放電開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)通過(guò)以下方式獲?。涸陔姵氐某潆娺^(guò)程中,每隔第一預(yù)定時(shí)間段記錄一組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值,其中,兩個(gè)相鄰的預(yù)定時(shí)間段之間設(shè)置有停止對(duì)電池進(jìn)行充電的靜置時(shí)間段;根據(jù)記錄的多組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值擬合成充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn);放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)通過(guò)以下方式獲?。涸陔姵氐耐攴烹娺^(guò)程中,每隔第二預(yù)定時(shí)間段記錄一組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓值,其中,兩個(gè)相鄰的預(yù)定時(shí)間段之間設(shè)置有停止對(duì)電池進(jìn)行放電的靜置時(shí)間段;根據(jù)記錄的多組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓值擬合成放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,考慮的是電池靜置后SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值的對(duì)應(yīng) 關(guān)系來(lái)獲取的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),以及電池靜置后SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓值的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)獲取的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),而由于靜置后電池的內(nèi)部反應(yīng)趨于穩(wěn)定狀態(tài),因而相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的動(dòng)態(tài)方式獲取的曲線(xiàn),干擾因子較少,因而獲取的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或者放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)相對(duì)比較準(zhǔn)確,進(jìn)而提高了SOC估算的準(zhǔn)確度。
為了更加接近于實(shí)際應(yīng)用情況,使得SOC估算更加準(zhǔn)確,圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算裝置的結(jié)構(gòu)框圖二,如圖3所示,該裝置除包括圖2所示的所有模塊外,還包括:第一修正模塊32,用于按照以下方式對(duì)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正:根據(jù)電池所接入設(shè)備的功耗對(duì)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正或者對(duì)放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行修正。在開(kāi)路電壓法中考慮了接入設(shè)備的損耗,比如電池管理系統(tǒng)的單板或者保護(hù)電路的耗電情況,得到更加符合實(shí)際工況的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),進(jìn)而提高了SOC估算的準(zhǔn)確度。
在本發(fā)明實(shí)施例中,第二確定模塊26包括:第一查找單元,用于在電池的充電回路斷開(kāi)的情況下,查找電池的當(dāng)前電壓值落入的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的第一取值區(qū)間;第一計(jì)算單元,用于對(duì)第一取值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩組SOC值和電池的充電開(kāi)路電壓采用線(xiàn)性差值算法計(jì)算當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值;第二確定模塊26還包括:第二查找單元,用于在電池的放電回路斷開(kāi)的情況下,查找電池的當(dāng)前電壓值落入的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的第二取值區(qū)間;第二計(jì)算單元,用于對(duì)第二取值區(qū)間所對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的兩組SOC值和電池的放電開(kāi)路電壓采用線(xiàn)性差值算法計(jì)算當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。需要說(shuō)明的是,在本發(fā)明實(shí)施例中,上述第一查找單元和上述第二查找單元可以是同一個(gè)查找單元,也可以是不同的查找單元,上述第一計(jì)算單元和上述第二計(jì)算單元可以是同一個(gè)計(jì)算單元,也可以是不同的計(jì)算單元。
在本發(fā)明上述實(shí)施例中,可以按照一定的順序比如時(shí)間順序或者按照電壓值從小到大的順序等查找當(dāng)前電壓落入到充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)或者放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)上的哪個(gè)區(qū)間中,對(duì)該區(qū)間內(nèi)的兩點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性差值,計(jì)算該當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。需要說(shuō)明的是,該區(qū)間的兩點(diǎn)可以取該區(qū)間的兩個(gè)端點(diǎn),也可以按照一定的規(guī)則取區(qū)間內(nèi)的兩個(gè)點(diǎn),也可以是隨機(jī)取該區(qū)間的兩個(gè)點(diǎn)。
在本發(fā)明實(shí)施例中,該裝置還包括第二修正模塊,用于根據(jù)所述電池的電池開(kāi)路電壓和所述SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定所述荷電狀態(tài)SOC值之后,在第三預(yù)定時(shí)間之后,若所述充電回路仍然斷開(kāi),則根據(jù)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)每隔第四預(yù)定時(shí)間對(duì)所述SOC值進(jìn)行修正;或者,在第五預(yù)定時(shí)間之后,若所述放電回路仍然斷開(kāi),則根據(jù)所述放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)每隔第六預(yù)定時(shí)間對(duì)所述SOC值進(jìn)行修正。在確定荷電狀態(tài)SOC值之后,經(jīng)過(guò)第三預(yù)定時(shí)間或者第五預(yù)訂時(shí)間之后回路仍然斷開(kāi),則之后每隔第四預(yù)訂時(shí)間或者第六預(yù)訂時(shí)間進(jìn)行一次SOS的修訂,通過(guò)對(duì)確定的SOC值的修正次數(shù)的增加,使得估算的SOC更加準(zhǔn)確。
需要說(shuō)明的是,上述第三預(yù)定時(shí)間和上述第五預(yù)定時(shí)間可以相同,也可以不相同; 上述第四預(yù)定時(shí)間和上述第六預(yù)定時(shí)間可以相同,也可以不相同。
需要說(shuō)明的是,上述各個(gè)模塊是可以通過(guò)軟件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)的,對(duì)于后者,可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn),但不限于此:上述模塊均位于同一處理器中;或者,上述模塊分別位于多個(gè)處理器中。
為了更好的理解本發(fā)明,以下結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋。
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種優(yōu)選的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法,步驟如下:
(1)當(dāng)FBMS監(jiān)測(cè)到電池在動(dòng)態(tài)充放電時(shí),采用安時(shí)積分法進(jìn)行SOC的估算;
(2)當(dāng)充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)時(shí),則采用充放電獨(dú)立考慮的開(kāi)路電壓法。
當(dāng)充電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),磷酸鐵鋰電池便相當(dāng)于處于充電開(kāi)路狀態(tài),根據(jù)相應(yīng)的充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),經(jīng)過(guò)查表擬合法便可得到充電開(kāi)路狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的磷酸鐵鋰電池的SOC預(yù)估值;同理,當(dāng)放電開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),磷酸鐵鋰電池便相當(dāng)于處于放電開(kāi)路狀態(tài),根據(jù)相應(yīng)的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),便可得到放電開(kāi)路狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的磷酸鐵鋰電池的SOC預(yù)估值。從而實(shí)現(xiàn)SOC在開(kāi)路狀態(tài)時(shí)的修正,使容量的估算更加準(zhǔn)確。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例是基于一種磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)(FBMS)的,F(xiàn)BMS主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)磷酸鐵鋰電池的精細(xì)化管理,對(duì)電池的單體信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),通過(guò)相應(yīng)的控制防止電池過(guò)充或者過(guò)放,達(dá)到保護(hù)電池的目的?,F(xiàn)在電池管理系統(tǒng)已經(jīng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用,由于電池管理系統(tǒng)因素比如單板或者保護(hù)電路等的耗電情況,這些是常規(guī)開(kāi)路電壓法使用中未考慮進(jìn)入的因素,本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例之所以充放電單獨(dú)考慮開(kāi)路電壓,均是因?yàn)榭紤]到系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)的用電損耗對(duì)電池開(kāi)路電壓曲線(xiàn)的影響,從而對(duì)開(kāi)路電壓曲線(xiàn)進(jìn)行加權(quán)處理,得到更加符合實(shí)際工況的充電和放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn),因此本發(fā)明更加接近于實(shí)際應(yīng)用情況,從而SOC估算的更加準(zhǔn)確,也為其它的電池管理系統(tǒng)提供一種更加準(zhǔn)確的SOC修正方法。
上述FBMS需要具備以下條件:(1)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)磷酸鐵鋰電池的單體信息;(2)能夠?qū)α姿徼F鋰電池實(shí)現(xiàn)充電或者放電保護(hù);
上述FBMS并非特指某種用途的系統(tǒng),適用于所有磷酸鐵鋰電池的管理單元。FBMS能夠?qū)α姿徼F鋰電池實(shí)現(xiàn)充電或者放電保護(hù),當(dāng)充電保護(hù)時(shí),充電開(kāi)關(guān)切斷,充電回路處于斷開(kāi)狀態(tài),電池停止充電;當(dāng)放電保護(hù)時(shí),放電開(kāi)關(guān)切斷,放電回路處于斷開(kāi)狀態(tài),電池停止放電,從而起到保護(hù)電池的作用。而充電回路斷開(kāi)或者放電開(kāi)關(guān)切斷時(shí),電池處于開(kāi)路狀態(tài),無(wú)電流經(jīng)過(guò),此時(shí)電池相當(dāng)于開(kāi)路狀態(tài),因此FBMS具備電池組的靜置條件,從而為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所述的采用充放電獨(dú)立考慮的開(kāi)路電壓法對(duì)磷酸鐵鋰電池SOC的修正方法奠定基礎(chǔ)。
本發(fā)明實(shí)施例提供了另一種優(yōu)選的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法,具體步驟如下:
(1)通過(guò)對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行完整的充電和放電過(guò)程,并在過(guò)程中進(jìn)行分段靜置記錄,然后通過(guò)加權(quán)擬合得到對(duì)應(yīng)的充電開(kāi)路曲線(xiàn)和放電開(kāi)路曲線(xiàn),這兩個(gè)曲線(xiàn)包含了磷酸鐵鋰電池SOC和電池開(kāi)路電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系,然后將此關(guān)系表存入FBMS中;
(2)初始化SOC。根據(jù)電池的電壓值進(jìn)行初始容量的估算,依據(jù)電池電壓值,通過(guò)查表線(xiàn)性插值算法得到對(duì)應(yīng)的磷酸鐵鋰電池SOC初始值SOCini。
(3)判斷若電池電流絕對(duì)值超出Imin(電流的最小值,根據(jù)硬件檢測(cè)誤差來(lái)定),此時(shí)認(rèn)為電池在正常的充電或者放電,采用安時(shí)積分法來(lái)估算否則進(jìn)入下一步;
(4)判斷FBMS的充電回路是否斷開(kāi),若斷開(kāi)則進(jìn)入步驟(5),否則進(jìn)入步驟(6);
(5)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器,當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)一小時(shí),則根據(jù)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)OCV-SOCchg進(jìn)行SOC的修正,主要是根據(jù)靜置后的電池組電壓值,采用遞增式查找法,查找到當(dāng)前電壓值落入OCV-SOCchg的哪個(gè)區(qū)間中,然后對(duì)該區(qū)間的兩點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性擬合,計(jì)算出當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。若充電回路狀態(tài)變成閉合,則計(jì)時(shí)器清零,退出此次修正過(guò)程;
(6)判斷放電回路是否斷開(kāi),若斷開(kāi)則啟動(dòng)計(jì)時(shí)器,當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到一小時(shí),則根據(jù)放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)OCV-SOCdischg進(jìn)行SOC的修正,主要是根據(jù)靜置后的電池組電壓值,采用遞增式查找法,查找到當(dāng)前電壓值落入OCV-SOCdischg的哪個(gè)區(qū)間中,然后對(duì)該區(qū)間的兩點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性擬合,計(jì)算出當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。若放電回路狀態(tài)變成閉合,則計(jì)時(shí)器清零,退出此次修正過(guò)程;
(7)上述(5)和(6)步驟若一小時(shí)后回路仍然斷開(kāi),則之后每隔15分鐘進(jìn)行一次SOC的修正,使修正次數(shù)增加,從而使容量估算更加準(zhǔn)確。
上述步驟中的(5)、(6)、(7)便是通過(guò)充放電獨(dú)立的OCV-SOC曲線(xiàn)進(jìn)行SOC的修正,步驟(3)體現(xiàn)了正常充放電時(shí)采用安時(shí)積分法進(jìn)行SOC的估算,這兩者結(jié)合,尤其是充放電獨(dú)立考慮的OCV-SOC曲線(xiàn)修正法使容量的估算更加準(zhǔn)確。下面詳細(xì)介紹如何獲取充電OCV-SOC曲線(xiàn)和放電OCV-SOC曲線(xiàn):
(1)將電池充電至最高電壓,待充電電流接近0時(shí),且維持一段時(shí)間,認(rèn)為電池充滿(mǎn),此時(shí)靜置一個(gè)小時(shí),記錄對(duì)應(yīng)的電池電壓值和SOC值。然后電池端接入負(fù)載,使電池較小電流放電至一個(gè)新的SOC值,靜置一個(gè)小時(shí),記錄對(duì)應(yīng)的電池電壓值,依此類(lèi)推,直至電池放完電,記錄最終的SOC值和靜置電壓值。在此過(guò)程中記錄的所有(SOC,Uocv)點(diǎn)擬合成放電開(kāi)路曲線(xiàn)OCV-SOCdischg1,如圖4a所示,該曲線(xiàn)的橫坐標(biāo)為SOC值,縱坐標(biāo)為電池組開(kāi)路電壓值Uocv;
(2)在步驟(1)的基礎(chǔ)上,將電池進(jìn)行較小電流充電,采樣記錄的間隔以放電開(kāi) 路曲線(xiàn)中的SOC值為準(zhǔn),分別進(jìn)行充電靜置一個(gè)小時(shí),記錄對(duì)應(yīng)的電池電壓值,直至電池充滿(mǎn)電。在此過(guò)程中記錄的所有(Uocv,SOC)點(diǎn)擬合成充電開(kāi)路曲線(xiàn)OCV-SOCchg1,如圖4b所示;
(3)以上過(guò)程均只對(duì)電池本身進(jìn)行測(cè)試,考慮FBMS系統(tǒng)接入后,單板或者保護(hù)電路等的耗電情況,對(duì)上述得到的OCV-SOCdischg1和OCV-SOCchg1兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)擬合,由于單板或者保護(hù)電路會(huì)有一定的電量損耗,因此把OCV-SOCdischg1和OCV-SOCchg1兩組曲線(xiàn)進(jìn)行向下偏移,即將電壓值–偏移電壓值得到OCV-SOCdischg和OCV-SOCchg曲線(xiàn)。
(4)對(duì)修正之后的OCV-SOCdischg和OCV-SOCchg曲線(xiàn)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證,偏移電壓值根據(jù)各個(gè)系統(tǒng)的單板或者保護(hù)電路的損耗情況來(lái)確定,通過(guò)實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證,取得合理的偏移電壓值,從而得到最終的OCV-SOCdischg曲線(xiàn),如圖5a所示和OCV-SOCchg曲線(xiàn),如圖5b所示,保證SOC修正更加準(zhǔn)確。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將充放電獨(dú)立考慮的開(kāi)路電壓法和安時(shí)積分法結(jié)合進(jìn)行磷酸鐵鋰電池SOC的估算,尤其是采用充放電獨(dú)立考慮的開(kāi)路電壓法對(duì)磷酸鐵鋰電池SOC進(jìn)行修正,大大增加了SOC的修正機(jī)會(huì),提高了SOC的估算精度,易于實(shí)現(xiàn)和推廣。由于本發(fā)明提出了充放電獨(dú)立考慮的開(kāi)路電壓法,在充電保護(hù)或者放電保護(hù)的情況下,均可以對(duì)SOC進(jìn)行修正,提高了此工況下的SOC估算精度。
本發(fā)明實(shí)施例提供了又一種優(yōu)選的電池荷電狀態(tài)SOC值的估算方法,具體步驟如下:
磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)FBMS能夠采集電池單體電壓、溫度及電池電流等模擬量和狀態(tài)量的采集,對(duì)磷酸鐵鋰電池可以實(shí)現(xiàn)充電或者放電保護(hù),當(dāng)充電保護(hù)時(shí),充電開(kāi)關(guān)切斷,充電回路處于斷開(kāi)狀態(tài),電池停止充電;當(dāng)放電保護(hù)時(shí),放電開(kāi)關(guān)切斷,放電回路處于斷開(kāi)狀態(tài),電池停止放電。
結(jié)合上述實(shí)施例中圖5a所示的充電開(kāi)路曲線(xiàn)OCV-SOCchg和圖5b所示的放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)OCV-SOCdischg對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例做進(jìn)一步解釋?zhuān)@兩組曲線(xiàn)通過(guò)采集點(diǎn)(Uocv,SOC)的坐標(biāo)方式(每個(gè)曲線(xiàn)包含13個(gè)坐標(biāo)點(diǎn))映射成二維數(shù)組的方式寫(xiě)入FBMS中待使用。
圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的FBMS對(duì)磷酸鐵鋰電池的SOC估算流程圖,結(jié)合該流程圖說(shuō)明SOC估算的具體實(shí)施步驟如下:
步驟S602,估算SOC的初始值。FBMS啟動(dòng)工作后,根據(jù)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)得到電池組電壓值Uini,然后通過(guò)查表,查看Uini電壓若小于充電開(kāi)路曲線(xiàn)OCV-SOCchg中的某個(gè)點(diǎn)i的電壓,則認(rèn)為該電壓點(diǎn)落入(Ui,SOCi)和(Ui-1,SOCi-1)區(qū)間內(nèi),然后根據(jù)線(xiàn)性插值算法得到對(duì)應(yīng)的磷酸鐵鋰電池SOC初始值SOCini:
步驟S604,周期性的判斷若電池電流絕對(duì)值超出Imin(2A),此時(shí)認(rèn)為電流在正常的充電或者放電,采用安時(shí)積分法來(lái)估算否則進(jìn)入下一步;
步驟S606,判斷FBMS的充電回路是否斷開(kāi),若斷開(kāi)則進(jìn)入步驟S608,否則進(jìn)入步驟S610;
步驟S608,啟動(dòng)計(jì)時(shí)器(即wBatCutTime1),當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)一小時(shí),則根據(jù)充電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)OCV-SOCchg進(jìn)行SOC的修正,主要是根據(jù)靜置后的電池組電壓值,采用遞增式查找法,查找到當(dāng)前電壓值落入OCV-SOCchg的哪個(gè)區(qū)間中,然后對(duì)該區(qū)間的兩點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性插值,計(jì)算出當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。計(jì)算方法參考步驟步驟S602中的公式(a)。若充電回路狀態(tài)變成閉合,則計(jì)時(shí)器清零,退出此次修正過(guò)程;
步驟S610,判斷放電回路是否斷開(kāi),若斷開(kāi)則啟動(dòng)計(jì)時(shí)器,當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到一小時(shí),則根據(jù)放電開(kāi)路電壓曲線(xiàn)OCV-SOCdischg進(jìn)行SOC的修正,主要是根據(jù)靜置后的電池組電壓值,采用遞增式查找法,查找到當(dāng)前電壓值落入OCV-SOCdischg的哪個(gè)區(qū)間中,然后對(duì)該區(qū)間的兩點(diǎn)進(jìn)行線(xiàn)性插值,計(jì)算出當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的SOC值。計(jì)算方法參考步驟S602中的公式(a)。若放電回路狀態(tài)變成閉合,則計(jì)時(shí)器清零,退出此次修正過(guò)程;
上述步驟S608和步驟S610若一小時(shí)后回路仍然斷開(kāi),則之后每隔15分鐘進(jìn)行一次SOC的修正,使修正次數(shù)增加,從而使容量估算更加準(zhǔn)確。
周期循環(huán)執(zhí)行步驟S602~步驟S612。
本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)??蛇x地,在本實(shí)施例中,上述存儲(chǔ)介質(zhì)可以被設(shè)置為存儲(chǔ)用于執(zhí)行以下步驟的程序代碼:
S1,檢測(cè)電池是否處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài);
S2,在電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)的情況下,通過(guò)安時(shí)積分法確定電池的荷電狀態(tài)SOC值;
S3,在電池不處于充電狀態(tài)和放電狀態(tài),且在電池的充電回路斷開(kāi)或者放電回路斷開(kāi)的情況下,根據(jù)電池的電池開(kāi)路電壓和SOC值的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定荷電狀態(tài)SOC值。
可選地,在本實(shí)施例中,上述存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括但不限于:U盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM,Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM,Random Access Memory)、移動(dòng)硬盤(pán)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
可選地,本實(shí)施例中的具體示例可以參考上述實(shí)施例及可選實(shí)施方式中所描述的示例,本實(shí)施例在此不再贅述。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白,上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn),它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上,或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上,可選地,它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn),從而,可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行,并且在某些情況下,可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟,或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊,或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣,本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。