CN105652210B - 一种依电池状态量变化过程进行soc修正的方法及系统 - Google Patents

一种依电池状态量变化过程进行soc修正的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法及系统，该方法包括下述步骤：在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数；计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量；计算每相邻两个变化量的差值；依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值；检测当前的实际的SOC值，二者进行比较，如存在偏差则把实际的SOC值修正为基准SOC值。系统包括顺序连接的电池状态参数记忆模块、电池状态参数变化量计算模块、电池状态参数变化量差值计算模块、基准SOC值确定模块以及修正模块。本发明可提高电池组在不同老化程度不同环境下SOC精度；消除电池串并联后，电池老化、环境变化等引起的特性变化和一致性变差带来的误差。

Description

一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法及系统
技术领域
本发明涉及电动汽车的技术领域，更具体地说，是涉及一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法及系统。
背景技术
对于电动汽车来讲，动力电池是一种十分普遍的储能元件，其性能对整车性能起着决定作用，而动力电池中，以锂离子电池作为重要储能介质，已在新能源领域得到广泛的应用。电池剩余电量又称电池的荷电状态(State of Charge；SOC)是电池状态的重要参数之一，为电动汽车整车的控制策略提供依据。精确估算当前电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止过充或过放对电池损伤，为我们合理利用电池，提高电池使用寿命，降低维护成本提供了技术方向。如何准确又可靠得获得电池SOC值是电池管理系统最基本也是最重要的任务。
现阶段SOC估算主要还是采用安时积分加开路电压修正法，安时积分会产生误差，如不消除误差则累积的误差会越来越大，不能满足SOC估算精度的要求，通过修正来消除误差可大大提高SOC估算精度。但现阶段SOC修正采用开路电压修正法，该方法依赖电芯厂家提供的原始数据，且无法消除对于电池串并联后，电池老化，环境变化等引起的特性变化，一致性变差情况带来的误差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法及系统。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供了一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法，该方法包括下述步骤：
(1)在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数；
(2)计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量；
(3)计算每相邻两个变化量的差值；
(4)依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值，记为SOC0；
(5)检测当前的实际的SOC值，记为SOC1，将SOC0与实际SOC1进行比较，如存在偏差则把实际的SOC值修正为SOC0。
作为优选的技术方案，步骤(1)中，所述电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度。
作为优选的技术方案，步骤(1)中，所述预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率。
作为优选的技术方案，步骤(2)中，所述预设时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期。
作为优选的技术方案，步骤(4)中，依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值的方法为：
通过实验测试数据分析，采用电池状态量变化过程明显且捕捉精确度高的时刻的SOC值。
本发明还提供一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的系统，该系统包括电池状态参数记忆模块、电池状态参数变化量计算模块、电池状态参数变化量差值计算模块、基准SOC值确定模块以及修正模块；
所述电池状态参数记忆模块，用于在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数；
所述电池状态参数变化量计算模块，用于计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量；
所述电池状态参数变化量差值计算模块，用于计算每相邻两个变化量的差值；
所述基准SOC值确定模块，用于依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值，记为SOC0；
所述修正模块，用于检测当前的实际的SOC值，记为SOC1，将SOC0与实际SOC1进行比较，如存在偏差则把实际的SOC值修正为SOC0。
作为优选的技术方案，所述电池状态参数记忆模块中，电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度。
作为优选的技术方案，所述电池状态参数记忆模块包括频率预设模块，所述频率预设模块的预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率。
作为优选的技术方案，所述电池状态参数变化量计算模块包括时间段预设模块，所述时间段预设模块的预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期。
作为优选的技术方案，所述基准SOC值确定模块包括电池状态量变化捕捉模块，所述电池状态量变化捕捉模块用于通过实验测试数据分析，采用电池状态量变化过程明显且捕捉精确度高的时刻的SOC值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、通过本发明的技术方案，开发使用更方便，可以依电池状态量变化自学习的SOC修正方法，而不依赖电芯厂提供的数据。
2、本发明在电池组使用过程中实时就可进行SOC修正，更即时、更实用。
3、本发明可提高电池组在不同老化程度不同环境下SOC精度；从而消除对于电池串并联后，电池老化、环境变化等引起的特性变化和一致性变差情况带来的误差。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法的流程图；
图3是本发明实施例三提供的依电池状态量变化过程进行SOC修正的系统结构图；
图4是本发明实施例四提供的依电池状态量变化过程进行SOC修正的系统结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明的实施例一提供了一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法，图1是本发明实施例一的方法流程图，请参考图1，本发明实施例的方法包括以下步骤：
步骤S101在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数，如10MS记忆一次安时数、总电压、单体电压、电流和温度，△AH10MS，△SUMV10MS，△VOLT10MS，△CUR10MS，△T10MS；
步骤S102、计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量，如记忆安时数据变化量△AH10MS0、△AH10MS1、△AH10MS2…△AH10MS(N)；
步骤S103、计算每相邻两个变化量的差值，如安时数变化量差值△AH差0＝△AH10MS1－△AH10MS0，△AH差1＝△AH10MS2－△AH10MS1，…△AH差N-1＝△AH10MS(N)－△AH10MS0(N-1)；
步骤S104、依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值，记为SOC0；
SOC0＝【{△AH差0，△AH差1……△AH差N-1}，{△SUMV差0，△SUMV差1…△SUMV差N-1}，…】
步骤S105、检测当前的实际的SOC值，记为SOC1，将SOC0与实际SOC1进行比较，如存在偏差则把实际的SOC值修正为SOC0；如不存在偏差则实际SOC值保持不变。
本发明在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参，并计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量；再计算出变化量的差值，依各种电池状态的变化量差值的过程变化相互关系确定一时刻基准的准确SOC值，将准确SOC值与现在实际SOC值比较，如存在偏差，则进行修正。
实施例二
本发明的实施例二提供了一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法，是在实施例一的基础之上进行的改进。图2是本发明实施例二的方法流程图，请参考图2，本发明实施例的方法包括以下步骤：
步骤S201、在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数，所述电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度；
所述预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率；
步骤S202、计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量；
所述预设时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期；
步骤S203、计算每相邻两个变化量的差值；
步骤S204、通过实验测试数据分析，采用电池状态量变化过程较明显且捕捉精确度高的时刻的SOC值；例如可捕捉变化量差值的峰值或相互比值较大的时刻，先通过实验测试确定该时刻的基准SOC值；
步骤S205、将步骤S204中的SOC值确定为基准SOC值，记为SOC0；
步骤S206、检测当前的实际的SOC值，记为SOC1；
步骤S207、将SOC0与实际SOC1进行比较，是否存在误差；
步骤S208、如果存在偏差，则把实际的SOC值修正为SOC0。
步骤S209、如不存在偏差则实际SOC值保持不变。
本发明可提高电池组在不同老化程度不同环境下SOC精度；从而消除对于电池串并联后，电池老化、环境变化等引起的特性变化和一致性变差情况带来的误差。
实施例三
本发明的实施例三提供了一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的系统，图3是本发明实施例二的结构框图，请参考图3，本发明实施例的依电池状态量变化过程进行SOC修正的系统包括电池状态参数记忆模块1、电池状态参数变化量计算模块2、电池状态参数变化量差值计算模块3、基准SOC值确定模块4以及修正模块5，下面将对各功能模块的原理进行详细的说明。
所述电池状态参数记忆模块1，用于在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数；
所述电池状态参数变化量计算模块2，用于计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量；
所述电池状态参数变化量差值计算模块3，用于计算每相邻两个变化量的差值；
所述基准SOC值确定模块4，用于依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值，记为SOC0；
所述修正模块5，用于检测当前的实际的SOC值，记为SOC1，将SOC0与实际SOC1进行比较，如存在偏差则把实际的SOC值修正为SOC0。
本发明通过在电池组工作过程中记忆各个最小单体时间内电池状态的变化量，连续记忆一定时间周期内各电池状态变化量的变化过程，计算出变化量的差值，依各种电池状态的变化量差值的过程变化相互关系确定一时刻基准的准确SOC值，从现在实际SOC值比较如有误差则进行修正。
实施例四
本发明的实施例四提供了一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的系统，请参考图4，本发明实施例的显示系统与上述实施例三的修正系统的区别在于，所述电池状态参数记忆模块1包括频率预设模块11，所述频率预设模块的预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率。
所述电池状态参数记忆模块1中，电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度。
所述电池状态参数变化量计算模块2包括时间段预设模块21，所述时间段预设模块21的预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期。
所述基准SOC值确定模块4包括电池状态量变化捕捉模块41，所述电池状态量变化捕捉模块41用于通过实验测试数据分析，采用电池状态量变化过程明显且捕捉精确度高的时刻的SOC值。
在此需要说明的是，上述实施例提供的一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
(1)在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数；
(2)计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量；
(3)计算每相邻两个变化量的差值；
(4)依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值，记为SOC0；
(5)检测当前的实际的SOC值，记为SOC1，将SOC0与实际SOC1进行比较，如存在偏差则把实际的SOC值修正为SOC0；
步骤(1)中，所述电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度；
步骤(1)中，所述预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率；
步骤(2)中，所述预设长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期；
步骤(4)中，依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值的方法为：
通过实验测试数据分析，采用电池状态量变化过程明显且捕捉精确度高的时刻的SOC值。
2.一种依电池状态量变化过程进行SOC修正的系统，其特征在于，该系统包括电池状态参数记忆模块、电池状态参数变化量计算模块、电池状态参数变化量差值计算模块、基准SOC值确定模块以及修正模块；
所述电池状态参数记忆模块，用于在电池工作过程中以预设频率记忆电池状态参数；
所述电池状态参数变化量计算模块，用于计算预设时间长度内，预设频率对应的时间周期内每个电池状态参数的变化量；
所述电池状态参数变化量差值计算模块，用于计算每相邻两个变化量的差值；
所述基准SOC值确定模块，用于依各电池状态参数的相邻变化量差值确定基准SOC值，记为SOC0；
所述修正模块，用于检测当前的实际的SOC值，记为SOC1，将SOC0与实际SOC1进行比较，如存在偏差则把实际的SOC值修正为SOC0；
所述电池状态参数记忆模块中，电池状态参数包括安时数、总电压、单体电压、电流和温度；
所述电池状态参数记忆模块包括频率预设模块，所述频率预设模块的预设频率采用所有电池状态参数中采样频率最快的频率；
所述电池状态参数变化量计算模块包括时间段预设模块，所述时间段预设模块的预设时间段的时间长度不小于所有电池状态参数中采样频率最慢的频率对应的采样周期；
所述基准SOC值确定模块包括电池状态量变化捕捉模块，所述电池状态量变化捕捉模块用于通过实验测试数据分析，采用电池状态量变化过程明显且捕捉精确度高的时刻的SOC值。
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