一種電池soc估算方法、裝置以及電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種電池SOC估算方法、裝置以及電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]SOC (State of Charge，荷電狀態(tài))是電池狀態(tài)的重要參數(shù)，為用戶(hù)使用和系統(tǒng)能量管理提供可靠依據(jù)，如何準(zhǔn)確而又可靠的獲得電池SOC值是電池管理系統(tǒng)最基本也是最重要的任務(wù)。
[0003]安時(shí)積分法是一種常用的電池SOC估算方法，但長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)產(chǎn)生較大的累積誤差，需要修正。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)給出了一種準(zhǔn)確估算SOC的方法，它通過(guò)電池SOC與電池端電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來(lái)修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果，提高了 SOC估算精度。但該方法只能在電池充放電初期和充放電末期修正S0C，而無(wú)法解決平臺(tái)區(qū)(即電池充放電中期)SOC估算精度低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種電池SOC估算方法、裝置以及電池管理系統(tǒng)，以提高電池充放電平臺(tái)區(qū)的SOC估算精度。
[0006]一種電池SOC估算方法，包括:
[0007]用安時(shí)積分法估算電池的SOC ；
[0008]判斷所述電池是否處于充放電的平臺(tái)區(qū)；
[0009]在判斷得到所述電池處于充放電平臺(tái)區(qū)時(shí)，計(jì)算所述電池充放電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)；
[0010]當(dāng)所述dQ/dV曲線(xiàn)達(dá)到峰值時(shí)，根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，通過(guò)查表修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0011]其中，所述根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，通過(guò)查表修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果，包括:
[0012]根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，確定與當(dāng)前峰值位置對(duì)應(yīng)的SOC ；
[0013]若通過(guò)查表確定的與當(dāng)前峰值位置對(duì)應(yīng)的SOC與用安時(shí)積分法估算出的SOC之間的偏差超出上限，修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0014]可選的，所述計(jì)算所述電池充放電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)后，還包括:
[0015]對(duì)所述dQ/dV曲線(xiàn)進(jìn)行平滑濾波。
[0016]可選的，所述判斷所述電池是否處于充放電的平臺(tái)區(qū)后，還包括:
[0017]在判斷得到所述電池處于充放電初期或末期時(shí)，根據(jù)預(yù)先制作的電池端電壓與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，通過(guò)查表修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0018]一種電池SOC估算裝置，包括:
[0019]SOC初步估算單元，用于用安時(shí)積分法估算電池的SOC ；
[0020]平臺(tái)區(qū)判斷單元，用于判斷所述電池是否處于充放電的平臺(tái)區(qū)；
[0021]dQ/dV曲線(xiàn)計(jì)算單元，用于在判斷得到所述電池處于充放電平臺(tái)區(qū)時(shí)，計(jì)算所述電池充放電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)；
[0022]平臺(tái)區(qū)SOC修正單元，用于在所述dQ/dV曲線(xiàn)達(dá)到峰值時(shí)，根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，通過(guò)查表修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0023]其中，所述平臺(tái)區(qū)SOC修正單元，包括:
[0024]第一處理單元，用于根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，確定與當(dāng)前峰值位置對(duì)應(yīng)的SOC ；
[0025]第二處理單元，用于在通過(guò)查表確定的與當(dāng)前峰值位置對(duì)應(yīng)的SOC與用安時(shí)積分法估算出的SOC之間的偏差超出上限時(shí)，修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0026]可選的，所述電池SOC估算裝置還包括:連接所述dQ/dV曲線(xiàn)計(jì)算單元與所述平臺(tái)區(qū)SOC修正單元的濾波單元，用于對(duì)所述dQ/dV曲線(xiàn)進(jìn)行平滑濾波。
[0027]可選的，所述電池SOC估算裝置還包括:與所述平臺(tái)區(qū)判斷單元相連的初末期SOC修正單元，用于在判斷得到所述電池處于充放電初期或末期時(shí)，根據(jù)預(yù)先制作的電池端電壓與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，通過(guò)查表修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0028]一種電池管理系統(tǒng)，包括監(jiān)測(cè)回路和與所述監(jiān)測(cè)回路相連的電池組控制單元，其中:
[0029]所述監(jiān)測(cè)回路，用于采集所述電池組控制單元工作過(guò)程中要用到的各種參數(shù)；
[0030]所述電池組控制單元，用于用安時(shí)積分法估算電池的SOC ;判斷所述電池是否處于充放電的平臺(tái)區(qū)；在判斷得到所述電池處于充放電平臺(tái)區(qū)時(shí)，計(jì)算所述電池充放電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)；以及當(dāng)所述dQ/dV曲線(xiàn)達(dá)到峰值時(shí)，根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，通過(guò)查表修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0031]其中，所述電池組控制單元為在計(jì)算所述電池充放電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)后，還用于對(duì)所述dQ/dV曲線(xiàn)進(jìn)行平滑濾波的單元。
[0032]從上述的技術(shù)方案可以看出，由于電池充放電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)峰值對(duì)應(yīng)電池充放電曲線(xiàn)的平臺(tái)區(qū)，因此本發(fā)明根據(jù)dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系，制成待查表格，當(dāng)dQ/dV曲線(xiàn)達(dá)到峰值時(shí)，根據(jù)dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)查詢(xún)待查表格來(lái)修正安時(shí)積分法對(duì)平臺(tái)區(qū)內(nèi)SOC的估算結(jié)果，從而提高了平臺(tái)區(qū)的SOC估算精度。
【附圖說(shuō)明】
[0033]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種電池SOC估算方法流程圖；
[0035]圖2為現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的一種電池充電曲線(xiàn)圖；
[0036]圖3為現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的一種電池充電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)圖；
[0037]圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的又一種電池SOC估算方法流程圖；
[0038]圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種電池SOC估算裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖6為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的又一種電池SOC估算裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖7為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的一種電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種電池SOC估算方法，以提高電池充放電平臺(tái)區(qū)的SOC估算精度，包括:
[0043]步驟101:用安時(shí)積分法估算電池的SOC ；
[0044]步驟102:判斷所述電池是否處于充放電的平臺(tái)區(qū)，在判斷得到所述電池處于充放電平臺(tái)區(qū)時(shí)，進(jìn)入步驟103;
[0045]步驟103:計(jì)算所述電池充放電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)，即微分容量-電壓曲線(xiàn)；
[0046]步驟104:判斷所述dQ/dV曲線(xiàn)是否達(dá)到峰值，在判斷得到所述dQ/dV曲線(xiàn)達(dá)到峰值時(shí)，進(jìn)入步驟105 ;否則，返回步驟104 ;
[0047]步驟105:根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，通過(guò)查表修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0048]為了更清楚地描述本實(shí)施例所述的技術(shù)方案，下面對(duì)步驟101?步驟105進(jìn)行詳述。
[0049]I)關(guān)于步驟101
[0050]S0C，全稱(chēng)是State of Charge，荷電狀態(tài)，也叫剩余電量，代表的是電池使用一段時(shí)間或長(zhǎng)期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值，常用百分?jǐn)?shù)表示。當(dāng)SOC = O %時(shí)表示電池放電完全，當(dāng)SOC = 100%時(shí)表示電池完全充滿(mǎn)。SOC值常用安時(shí)積分法進(jìn)行估算，但估算結(jié)果存在一定誤差。
[0051]2)關(guān)于步驟102?103
[0052]電池的充電曲線(xiàn)如圖2所示，在電池充電初期和末期，單位時(shí)間內(nèi)隨電量增加，電壓上升比較快；而在充電中期電壓上升則比較慢，稱(chēng)為平臺(tái)區(qū)。設(shè)單位時(shí)間內(nèi)電量上升值為Δ Q，單位時(shí)間內(nèi)電壓上升值為Λ V，則Λ Q/ Λ V在平臺(tái)區(qū)所得比值較電池充電初、末期較大，即電池充電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)(即微分容量-電壓曲線(xiàn))峰值對(duì)應(yīng)電池充電的平臺(tái)區(qū)，所述電池充電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)如圖3所示。
[0053]3)關(guān)于步驟104?105
[0054]dQ/dV曲線(xiàn)的峰值取決于電芯所用材料的性質(zhì)、電池材料承受的充放電電流密度(即電池組的充放電倍率)、電池的溫度以及老化程度，峰值的大小會(huì)隨上述參數(shù)變化，但峰值位置對(duì)應(yīng)的SOC是基本不變的，也即在一定條件下dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置對(duì)應(yīng)固定的電池SOC ;電池放電情況與此類(lèi)似。
[0055]那么，將dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系制成待查表格，預(yù)先存儲(chǔ)于電池管理系統(tǒng)，在同等條件下，當(dāng)步驟103中計(jì)算出的dQ/dV曲線(xiàn)達(dá)到峰值時(shí)，從待查表格中提取與該峰值位置相對(duì)應(yīng)的SOC，若該SOC與用安時(shí)積分法估算出的SOC不一致，需要修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果，查表得到的該SOC即為用安時(shí)積分法估算出的的SOC的修正值。
[0056]優(yōu)選的，也可以為參與比較的兩個(gè)SOC之間的偏差設(shè)置一定的裕度，即在通過(guò)查表法確定的與當(dāng)前峰值位置對(duì)應(yīng)的SOC與用安時(shí)積分法估算出的SOC之間的偏差超出上限時(shí)，修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果，從而避免在兩個(gè)SOC偏差不大的情況下頻繁修正安時(shí)積分法對(duì)SOC的估算結(jié)果。
[0057]由上述描述可以看出，由于電池充放電過(guò)程中的dQ/dV曲線(xiàn)峰值對(duì)應(yīng)電池充放電曲線(xiàn)的平臺(tái)區(qū)，因此本實(shí)施例根據(jù)dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系，制成待查表格，當(dāng)dQ/dV曲線(xiàn)達(dá)到峰值時(shí)，根據(jù)dQ/dV曲線(xiàn)峰值位置與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)查詢(xún)待查表格修正安時(shí)積分法對(duì)平臺(tái)區(qū)