CN106125006A - 电池荷电状态确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池荷电状态确定方法及装置，通过确定出起始状态下的SOC，以及当前状态下电池的容量比系数与修正系数，进而根据起始状态下的SOC，以及当前状态下电池的容量比系数与修正系数确定电池的当前状态SOC，实现在电动汽车运行过程中对SOC进行确定，从而使得电动汽车驾驶员实时掌握电池的剩余电量，并根据剩余电量确定出电动汽车能够继续行驶的里程以及及时对电池进行充电。

Description

电池荷电状态确定方法及装置

技术领域

本发明涉及电池管理技术，尤其涉及一种电池荷电状态确定方法及装置。

背景技术

电池荷电状态(Sate of Charge，SOC)指在一定的放电倍率下，电池剩余电量与电池额定容量的比值，其一般用于表征电池的剩余可用电量的大小。通过估计电池的SOC，能够保持电池性能的均匀性、避免电池出现过放电或过充电、有效利用电池的能量以及判断出电动汽车的剩余行驶里程等。因此，对电池的SOC进行准确的确定具有重要的意义。

目前，通过开路电压法对电池的SOC进行估计。具体的，首先，静置电池，拟合出不同放电电流下，电池的端电压与电池的剩余电量的关系曲线，并存储该关系曲线；然后，估计SOC的过程中，静置电池，使得电池的电压稳定；接着，实时采样电池放电时的端电压，根据拟合曲线确定出剩余电量。同时，考虑电池的使用寿命以及内阻对SOC的影响，对求得的剩余电量进行校正，进而根据校正后的剩余电量得出SOC。

上述的SOC确定过程中，需要根据经验将电池静置一段时间，然后才能确定SOC，无法满足对运行中的电动汽车进行SOC确定。

发明内容

本发明提供一种电池荷电状态确定方法及装置，实现在电动汽车运行过程中对SOC进行确定。

第一方面，本发明实施例提供一种电池荷电状态确定方法，包括：

确定起始状态下，电池的起始状态SOC；

确定当前状态下，所述电池的容量比系数，所述能量比系数为所述电池在所述当前状态下能放出的容量与所述电池的额定容量的比值；

确定当前状态下的修正系数，所述修正系数为所述起始状态SOC与当前状态SOC理论值的比值；

根据所述容量比系数、所述修正系数，确定所述电池的当前状态SOC。

在一种可行的实现方式中，所述确定当前状态下的修正系数之前，还包括：

获取当前状态下所述电池的温度值、电流值和单体电压；

根据所述温度值、所述电流值和所述单体电压，确定至少一个第一电压；

从所述至少一个第一电压中确定出第二电压，所述第二电压与所述单体电压之间的差值最小；

根据所述温度值与所述第二电压，确定所述当前状态SOC理论值。

在一种可行的实现方式中，所述根据所述温度值、所述电流值和所述单体电压，确定至少一个第一电压，包括：

遍历第一表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个开路电压OCV；

遍历第二表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个直流内阻DCIR；

所述第一电压＝OCV-I×DCIR；

I表示电流值，所述第一表为保存温度值、预设SOC以及开路电压OCV对应关系的三维表，所述第二表为保存温度值、预设SOC以及直流内阻DCIR对应关系的三维表。

在一种可行的实现方式中，所述根据所述温度值与所述第二电压，确定所述当前状态SOC理论值，包括：

根据所述温度值与所述第二电压，查询所述第一表确定所述当前状态SOC理论值。

在一种可行的实现方式中，所述当前状态SOC为SOC_当前，所述起始状态SOC为SOC_起始，则：

其中，η表示所述容量比系数，R表示所述修正系数，C_N表示所述额定容量，I表示电流值，t1表示所述起始状态SOC对应的时间点，t2表示所述当前状态对应的时间点。

第二方面，本发明实施例提供一种电池荷电状态SOC确定装置，包括：

第一确定模块，用于确定起始状态下，电池的起始状态SOC；

第二确定模块，用于确定当前状态下，所述电池的容量比系数，所述能量比系数为所述电池在所述当前状态下能放出的容量与所述电池的额定容量的比值；

第三确定模块，用于确定当前状态下的修正系数，所述修正系数为所述起始状态SOC与当前状态SOC理论值的比值；

第四确定模块，用于根据所述容量比系数、所述修正系数，确定所述电池的当前状态SOC。

在一种可行的实现方式中，所述第三确定模块，还用于在确定当前状态下的修正系数之前，获取当前状态下所述电池的温度值、电流值和单体电压；根据所述温度值、所述电流值和所述单体电压，确定至少一个第一电压；从所述至少一个第一电压中确定出第二电压，所述第二电压与所述单体电压之间的差值最小；根据所述温度值与所述第二电压，确定所述当前状态SOC理论值。

在一种可行的实现方式中，所述第三确定模块，具体用于遍历第一表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个开路电压OCV；

遍历第二表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个直流内阻DCIR；

所述第一电压＝OCV-I×DCIR；

I表示电流值，所述第一表为保存温度值、预设SOC以及开路电压OCV对应关系的三维表，所述第二表为保存温度值、预设SOC以及直流内阻DCIR对应关系的三维表。

在一种可行的实现方式中，所述第三确定模块，具体用于根据所述温度值与所述第二电压，查询所述第一表确定所述当前状态SOC理论值。

在一种可行的实现方式中，所述当前状态SOC为SOC_当前，所述起始状态SOC为SOC_起始，则：

其中，η表示所述容量比系数，R表示所述修正系数，C_N表示所述额定容量，I表示电流值，t1表示所述起始状态SOC对应的时间点，t2表示所述当前状态对应的时间点。

本发明实施例提供的电池荷电状态确定方法及装置，通过确定出起始状态下的SOC，以及当前状态下电池的容量比系数与修正系数，进而根据起始状态下的SOC，以及当前状态下电池的容量比系数与修正系数确定电池的当前状态SOC，实现在电动汽车运行过程中对SOC进行确定，从而使得电动汽车驾驶员实时掌握电池的剩余电量，并根据剩余电量确定出电动汽车能够继续行驶的里程以及及时对电池进行充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明方法实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明方法的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本发明电池荷电状态确定方法实施例一的流程图；

图2为本发明电池荷电状态SOC确定装置的结构示意图。

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，本领域技术人员在没有做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。以下内容为结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效的详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明电池荷电状态确定方法实施例一的流程图。本实施例提供的电池荷电状态确定方法，适用于电动汽车运行状态或静止状态，包括：

101、确定起始状态下，电池的起始状态SOC。

本发明实施例所述的SOC确定，可以应用在电池充电过程中，也可以应用在电池放电过程中。当应用于电池充电过程时，起始状态可以是刚开始充电时电池的SOC状态，例如为电池的容量为0时的状态，也可以是充电进行一段时间后电池的SOC状态；同理，当应用于电池放电过程时，起始状态可以是刚开放放电时电池的SOC状态，也可以是放电进行一段时间后电池的SOC状态，例如为电池的容量为满容量时的状态。

本步骤中，开始进行SOC确定时，先确定电池的起始状态SOC，即起始状态下的SOC。

102、确定当前状态下，所述电池的容量比系数，所述能量比系数为所述电池在所述当前状态下能放出的容量与所述电池的额定容量的比值。

当电流值达到稳定状态后，例如，在对电池充电一段时间后，充电电流值达到稳定状态；再如，放电一段时间后，放电电流值达到稳定状态，确定电池在当前状态下能放出的容量与电池的额定容量的比值，即确定当前状态下的容量比系数。例如，预先保存一个三维表，该三维表保存温度-电流-容量比系数的对应关系，通过查询该温度-电流-容量比系数三维表，就可以确定出容量比系数。

需要说明的是，由于当前状态为起始状态后的任意一个时间点的状态，而任意时间点对应的电池能够放出的电的容量是不同的。因此，不同的当前状态下，容量比系数是不同的，也就是说，容量比系数是一个动态变化的量。

103、确定当前状态下的修正系数，所述修正系数为所述起始状态SOC与当前状态SOC理论值的比值。

本发明实施例中，修正系数为起始状态SOC与当前状态SOC理论值的比值。确定修正系数时，需要先确定出起始状态SOC以及当前状态SOC理论值，然后再根据这两个值确定修正系数。下面，对如何确定修正系数进行详细说明。

具体的，起始状态SOC的确定可参见上述的101，此处不再赘述。确定当前状态SOC理论值的过程中，可以预先保存第一表与第二表，第一表为保存温度值、预设SOC以及电池的开路电压(Open Circuit Voltage，OCV)对应关系的三维表，第二表为保存温度值、预设SOC以及电池的直流内阻(Direct Current Internal Resistance，DCIR)对应关系的三维表。

当电流值达到稳定状态后，首先，获取电流值I以及单体电压U，U＝OCV-I×DCIR。该等式中，U和I为已知量。然后，遍历第一表，确定温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个开路电压OCV，遍历第二表，确定温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个直流内阻DCIR，根据同一温度值与同一SOC下的OCV与DCIR，确定多个第一电压，第一电压＝OCV-I×DCIR。接着，从多个第一电压中确定出与单体电压差值最小的第一电压，该与单体电压差值最小的第一电压即为第二电压。接着，根据温度值与第二电压，查询第一表，从而确定出当前状态SOC理论值。

需要说明的是，由于电动电车运行过程中电池的状态是不断发生变化的。因此，不同的当前状态下，修正系数是不同的，也就是说，修正系数是一个动态变化的量。

104、根据所述容量比系数、所述修正系数，确定所述电池的当前状态SOC。

本步骤中，根据101、102、103中确定出的各个参数，确定电池的当前状态SOC。

具体的，当前状态SOC表示为SOC_当前，起始状态SOC表示为SOC_起始，则：

其中，η表示容量比系数，R表示修正系数，C_N表示额定容量，I表示电流值，t1表示起始状态SOC对应的时间点，t2表示当前状态对应的时间点。

本步骤中，当电动车辆运行过程电流值达到稳定状态时，根据实时检测出的电流值等，实时计算修正系数、容量比系数等，使得修正系数、容量比系数在电动车辆运行中均匀平滑下降，进而根据该些参数精确确定出电池的当前状态SOC。

本发明实施例提供的SOC确定方法，通过确定出起始状态下的SOC，以及当前状态下电池的容量比系数与修正系数，进而根据起始状态下的SOC，以及当前状态下电池的容量比系数与修正系数确定电池的当前状态SOC，实现在电动汽车运行过程中对SOC进行确定，从而使得电动汽车驾驶员实时掌握电池的剩余电量，并根据剩余电量确定出电动汽车能够继续行驶的里程以及及时对电池进行充电。

图2为本发明电池荷电状态SOC确定装置的结构示意图。本实施例提供的SOC确定装置，用于实现本发明应用于第一SOC确定装置的方法的各个步骤。具体的，本发明实施例提供的SOC确定装置包括：

第一确定模块11，用于确定起始状态下，电池的起始状态SOC；

第二确定模块12，用于确定当前状态下，所述电池的容量比系数，所述能量比系数为所述电池在所述当前状态下能放出的容量与所述电池的额定容量的比值；

第三确定模块13，用于确定当前状态下的修正系数，所述修正系数为所述起始状态SOC与当前状态SOC理论值的比值；

第四确定模块14，用于根据所述容量比系数、所述修正系数，确定所述电池的当前状态SOC。

本发明实施例提供的SOC确定装置，通过确定出起始状态下的SOC，以及当前状态下电池的容量比系数与修正系数，进而根据起始状态下的SOC，以及当前状态下电池的容量比系数与修正系数确定电池的当前状态SOC，实现在电动汽车运行过程中对SOC进行确定，从而使得电动汽车驾驶员实时掌握电池的剩余电量，并根据剩余电量确定出电动汽车能够继续行驶的里程以及及时对电池进行充电。

可选的，在本发明一实施例中，所述第三确定模块13，还用于在确定当前状态下的修正系数之前，获取当前状态下所述电池的温度值、电流值和单体电压；根据所述温度值、所述电流值和所述单体电压，确定至少一个第一电压；从所述至少一个第一电压中确定出第二电压，所述第二电压与所述单体电压之间的差值最小；根据所述温度值与所述第二电压，确定所述当前状态SOC理论值。

可选的，在本发明一实施例中，所述第三确定模块13，具体用于遍历第一表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个开路电压OCV；

遍历第二表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个直流内阻DCIR；

所述第一电压＝OCV-I×DCIR；

I表示电流值，所述第一表为保存温度值、预设SOC以及开路电压OCV对应关系的三维表，所述第二表为保存温度值、预设SOC以及直流内阻DCIR对应关系的三维表。

可选的，在本发明一实施例中，所述第三确定模块13，具体用于根据所述温度值与所述第二电压，查询所述第一表确定所述当前状态SOC理论值。

可选的，在本发明一实施例中，所述当前状态SOC为SOC_当前，所述起始状态SOC为SOC_起始，则：

其中，η表示所述容量比系数，R表示所述修正系数，C_N表示所述额定容量，I表示电流值，t1表示所述起始状态SOC对应的时间点，t2表示所述当前状态对应的时间点。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池荷电状态SOC确定方法，其特征在于，包括：

确定起始状态下，电池的起始状态SOC；

确定当前状态下，所述电池的容量比系数，所述能量比系数为所述电池在所述当前状态下能放出的容量与所述电池的额定容量的比值；

确定当前状态下的修正系数，所述修正系数为所述起始状态SOC与当前状态SOC理论值的比值；

根据所述容量比系数、所述修正系数，确定所述电池的当前状态SOC。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前状态下的修正系数之前，还包括：

获取当前状态下所述电池的温度值、电流值和单体电压；

根据所述温度值、所述电流值和所述单体电压，确定至少一个第一电压；

从所述至少一个第一电压中确定出第二电压，所述第二电压与所述单体电压之间的差值最小；

根据所述温度值与所述第二电压，确定所述当前状态SOC理论值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度值、所述电流值和所述单体电压，确定至少一个第一电压，包括：

遍历第一表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个开路电压OCV；

遍历第二表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个直流内阻DCIR；

所述第一电压＝OCV-I×DCIR；

I表示电流值，所述第一表为保存温度值、预设SOC以及开路电压OCV对应关系的三维表，所述第二表为保存温度值、预设SOC以及直流内阻DCIR对应关系的三维表。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度值与所述第二电压，确定所述当前状态SOC理论值，包括：

根据所述温度值与所述第二电压，查询所述第一表确定所述当前状态SOC理论值。

5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述当前状态SOC为SOC_当前，所述起始状态SOC为SOC_起始，则：

其中，η表示所述容量比系数，R表示所述修正系数，C_N表示所述额定容量，I表示电流值，t1表示所述起始状态SOC对应的时间点，t2表示所述当前状态对应的时间点。

6.一种电池荷电状态SOC确定装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，用于确定起始状态下，电池的起始状态SOC；

第二确定模块，用于确定当前状态下，所述电池的容量比系数，所述能量比系数为所述电池在所述当前状态下能放出的容量与所述电池的额定容量的比值；

第三确定模块，用于确定当前状态下的修正系数，所述修正系数为所述起始状态SOC与当前状态SOC理论值的比值；

第四确定模块，用于根据所述容量比系数、所述修正系数，确定所述电池的当前状态SOC。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述第三确定模块，还用于在确定当前状态下的修正系数之前，获取当前状态下所述电池的温度值、电流值和单体电压；根据所述温度值、所述电流值和所述单体电压，确定至少一个第一电压；从所述至少一个第一电压中确定出第二电压，所述第二电压与所述单体电压之间的差值最小；根据所述温度值与所述第二电压，确定所述当前状态SOC理论值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述第三确定模块，具体用于遍历第一表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个开路电压OCV；

遍历第二表，确定所述温度值在不同的预设SOC下对应的至少一个直流内阻DCIR；

所述第一电压＝OCV-I×DCIR；

I表示电流值，所述第一表为保存温度值、预设SOC以及开路电压OCV对应关系的三维表，所述第二表为保存温度值、预设SOC以及直流内阻DCIR对应关系的三维表。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述第三确定模块，具体用于根据所述温度值与所述第二电压，查询所述第一表确定所述当前状态SOC理论值。

10.根据权利要求6～9任一项所述的装置，其特征在于，

所述当前状态SOC为SOC_当前，所述起始状态SOC为SOC_起始，则：

其中，η表示所述容量比系数，R表示所述修正系数，C_N表示所述额定容量，I表示电流值，t1表示所述起始状态SOC对应的时间点，t2表示所述当前状态对应的时间点。