CN107422274A - 小型动力装置的电池包soc估算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小型动力装置的电池包SOC估算方法，应用于包括电池包、显示屏以及存储器的小型动力装置中，存储器预先存有电池包处于充电状态时不同充电电流的OCV‑SOC曲线以及电池包在放电状态时不同放电电流下的OCV‑SOC曲线；小型动力装置的电池包SOC估算方法包括如下步骤：读取电池包的电压值；依据电压值判断电池包是否故障；若电池包没有故障，则检测电池包的电流方向及大小；依据电流的方向及大小选择对应的OCV‑SOC曲线并通过查表得出电池包的SOC值。本发明提供的小型动力装置的电池包SOC估算方法提高了电池包SOC估算的精度。本发明还提供一种小型动力装置的电池包SOC估算系统。
Description
【技术领域】
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种小型动力装置的电池包SOC估算方法及系统。
【背景技术】
随着新能源汽车产业的迅速发展，锂离子或磷酸铁锂电池因其具有良好的充放电性能、体积小以及循环寿命长等优点受到各大厂商的青睐。目前，除了电动汽车领域，各类小型动力装置，例如，电动工具、电动三轮车或者电动自行车也在使用锂离子或磷酸铁锂电池提供电能。在使用过程中，除了需要提供优质的电能以外，还需要显示电池的剩余电量以供使用者参考。
由于单体电池的开路电压OCV与单体电池的SOC存在对应关系，因此，可以根据单体电池的开路电压来预测电池的剩余电量。然而，由于单电池在充电的时候存在浮压，其外端电压与开路电压存在较大的差异，若不处理直接查表得到剩余电量，将会造成较大的误差；同理，放电时的外端电压与实际的开路电压也存在较大差异，进而引起剩余电量估算不准的问题。
鉴于此，实有必要提供一种新的小型动力装置的电池包SOC估算方法及系统以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种小型动力装置的电池包SOC估算方法及系统，所述小型动力装置的电池包SOC估算方法及系统能够依据电池包的充放电状态选择对应的OCV-SOC曲线并通过查表得出所述电池包的SOC值，进而使得所述电池包的剩余电量估算较为准确。
为了实现上述目的，本发明提供一种小型动力装置的电池包SOC估算方法，应用于包括电池包以及显示屏的小型动力装置中，其中，所述电池包包括若干单体电池；所述小型动力装置还包括存储器，所述存储器预先存有所述电池包处于充电状态时不同充电电流的OCV-SOC曲线以及所述电池包在放电状态时不同放电电流下的OCV-SOC曲线；所述小型动力装置的电池包SOC估算方法包括如下步骤：
读取所述电池包的电压值；
依据所述电压值判断所述电池包是否故障；
若所述电池包没有故障，则检测所述电池包的电流方向及大小；
依据所述电流的方向及大小选择对应的OCV-SOC曲线并通过查表得出所述电池包的SOC值。
本发明还提供一种小型动力装置的电池包SOC估算系统，应用于包括电池包以及显示屏的小型动力装置中；所述小型动力装置还包括存储器，所述存储器预先存有所述电池包处于充电状态时不同充电电流的OCV-SOC曲线以及所述电池包在放电状态时不同放电电流下的OCV-SOC曲线；所述小型动力装置的电池包SOC估算系统包括读取模块、判断模块、检测模块以及查表模块；所述读取模块用于读取所述电池包的电压值；所述判断模块用于依据所述电压值判断所述电池包是否故障；若所述电池包没有故障，则所述检测模块用于检测所述电池包的电流方向及大小；所述查表模块用于依据所述电流的方向及大小选择对应的OCV-SOC曲线并通过查表得出所述电池包的SOC值。
本发明所提供的小型动力装置的电池包SOC估算方法及系统，通过检测所述电池包的方向以判断所述电池包处于充电状态还是放电状态，进而依据所述电池包的充放电状态选择的相应的OCV-SOC曲线，从而使得所述电池包的SOC估算较为准确。
【附图说明】
图1为本发明实施例中提供的小型动力装置的功能结构示意图。
图2为本发明实施例中提供的小型动力装置的电池包SOC估算方法的流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请参阅图1，其为本发明实施例中提供的小型动力装置99的功能结构示意图。所述小型动力装置99包括为其提供电能的电池包91、用于显示所述电池包91的剩余电量的显示屏92、存储器93、处理器94以及电池包SOC估算系统100。其中，所述小型动力装置99的所述电池包SOC估算系统100用于估算所述电池包91的SOC(State of Charge，荷电状态)。所述小型动力装置99可以为电动三轮车、电动自行车或者电动工具，可以理解，所述电池包SOC估算系统100还可以用于小型储能装置中。
进一步地，所述电池包SOC估算系统100包括读取模块10、判断模块20、检测模块30、查表模块40以及计时模块50。可以理解地，上述各功能模块可以软件程序的形式存储于存储器93中，并由处理器94执行。替代实施例中，上述各功能模块也可为具有特定功能的硬件，例如，烧录有特定软件程序的芯片或者具有特定功能的电路。在本实施方式中，所述存储器93中还预先存有若干条OCV-SOC曲线。其中，所述OCV-SOC曲线是指单体电池开路电压(OCV，Open Circuit Voltage)与单体电池荷电状态(SOC，State of Charge)的关系曲线。所述若干条OCV-SOC曲线包括所述电池包91在充电状态时不同充电电流下的OCV-SOC曲线以及所述电池包91在放电状态时不同放电电流下的OCV-SOC曲线。
下面结合图2对上述各功能模块进行详细的介绍。
如图2所示，其为本发明实施例中小型动力装置的电池包SOC估算方法的流程图。所应说明的是，本发明的方法并不受限于下述步骤的顺序，且其他实施例中，本发明的方法可以只包括以下所述步骤的其中一部分，或者其中的部分步骤可以被删除。
步骤S01，所述读取模块10用于读取所述电池包91的电压值。
具体地，所述读取模块10可以为以采样电路以检测所述电池包91的电压值。可以理解，在电动汽车领域，通常通过电池管理系统(BMS，Battery Management System)来采集所述单体电池的电压，而所述小型动力装置99通常不会配置有相应的电池管理系统以降低成本，且因所述小型动力装置99的用途限定，也没有必要配置复杂的电池管理系统，因此，可以通过简单的电路或者软件来实现对所述电池包91的电压检测。
步骤S02，所述判断模块20用于依据所述电压值判断所述电池包是否故障；若所述电池包91没有故障，则进入步骤S03；若所述电池包91故障，则进入步骤S07。
在本实施方式中，当所述电池包91的电压值小于预设电压时，则所述电池包91故障。可以理解，若所述电池包91的输出电压为12V，则当检测到所述电池包91的电压为5V时，则所述电池包91发生故障。由于，所述电池包91由若干单体电池串并联组成，当所述电池包91的实际电压值比理论值小很多时，则所述电池包91存在连接不当或者电池老化破损的情况。
步骤S03，所述检测模块30用于检测所述电池包91的电流方向及大小。
具体地，所述检测模块30检测所述电池包91的电流方向以判断所述电池包91处于充电状态还是放电状态。可以理解，所述电池包91的充电电流方向与放电电流方向相反。
步骤S04，所述判断模块20还用于判断所述电池包的91的电流是否过流，若所述电池包的91的电流没有过流，则进入步骤S05；若所述电池包的91的电过流，则进入步骤S08。
具体地，当所述电池包91处于充电状态时，若所述电池包91的电流值大于第一预设值，则判断所述电池包91的电流过流。当所述电池包91处于放电状态时，若所述电池包91的电流值大于第二预设值，则判断所述电池包91的电流过流。由于所述判断模块20还用于判断所述电池包91的电流是否过流，进而避免了因充放电电流过大而对所述电池包91带来的损坏。其中，所述第一预设值和第二预设值依据电池包91的电压以及容量来具体确定，例如，电压为19.2V且容量为20Ah的电池包91，放电时电流大于2C，则判断为过流；充电时，电流大于0.5C，即可判断为过流。
步骤S05，所述查表模块40用于依据所述电池包91的电流的方向及大小选择对应的所述OCV-SOC曲线并通过查表得出所述电池包的SOC值。
具体地，每条OCV-SOC曲线中，都存在单体电池的OCV与SOC的一一对应关系，通过所述电池包91的电压值可以计算得出单体电池的电压值，并依据所述检测模块30检测到的电池包91的电流即可对应查找出相应的SOC。
步骤S06，所述查表模块40还将所述电池包91的电压值与SOC显示于所述显示屏92中。
具体地，通过显示屏92显示所述电池包91的电压值以及SOC，可以直观的让使用者或者所述电池包91的状态，例如，当所述电池包91的电量(SOC)很低时，使用者可以选择为电池包91充电，进而避免了因所述电池包91过放而将电池包91损坏的情况发生。
步骤S07，所述计时模块50开始计时并当计时时间达到预设时间时所述判断模块20再次判断电池包91是否故障，若仍然故障，则进入步骤S08；若没有故障，则进入步骤S03。
具体地，当小型动力装置99上电后，所述电池包91可能存在瞬间接触不良的情况，进而导致判断所述电池包91故障，因此，经过预定时间再次判断所述电池包91是否故障，可以准确获知所述电池包91是否是瞬间接触不良还是电池包91内部存在电池老化或者断路的情况。
步骤S08，所述小型动力装置99报警。
具体地，所述小型动力装置99还设置有报警装置(图未示)，例如，蜂鸣器，当所述电池包91故障或者过流时，所述蜂鸣器发出声音以提示使用者电池包91异常，进而提高了使用的安全性。此外，所述报警装置还可以是指示灯，例如，发光二极管，当电池包91异常时，发光二极管发出不同的颜色，例如，红色代表电池包91故障，绿色代表电池包91过流。当然，报警方式并不局限于此。
本发明所提供的小型动力装置的电池包SOC估算方法及系统，通过检测所述电池包91的方向来判断所述电池包91处于充电状态还是放电状态，进而依据所述电池包91的充放电状态选择的相应的OCV-SOC曲线，从而使得所述电池包的SOC估算较为准确。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
Claims (10)
1.一种小型动力装置的电池包SOC估算方法，应用于包括电池包以及显示屏的小型动力装置中，其中，所述电池包包括若干单体电池；其特征在于：所述小型动力装置还包括存储器，所述存储器预先存有所述电池包处于充电状态时不同充电电流的OCV-SOC曲线以及所述电池包在放电状态时不同放电电流下的OCV-SOC曲线；所述小型动力装置的电池包SOC估算方法包括如下步骤：
读取所述电池包的电压值；
依据所述电压值判断所述电池包是否故障；
若所述电池包没有故障，则检测所述电池包的电流方向及大小；
依据所述电流的方向及大小选择对应的所述OCV-SOC曲线并通过查表得出所述电池包的SOC值。
2.如权利要求1所述的小型动力装置的电池包SOC估算方法，其特征在于：所述“依据所述电压值判断所述电池包是否故障”之步骤还包括如下步骤：
若所述电池包故障，则开始计时并当所述计时时间达到预设时间时再次判断所述电池包是否故障；
若所述电池包仍然故障，则所述小型动力装置报警。
3.如权利要求1所述的小型动力装置的电池包SOC估算方法，其特征在于：当所述电池包的电压小于预设电压时，则判断所述电池包故障。
4.如权利要求1所述的小型动力装置的电池包SOC估算方法，其特征在于：所述小型动力装置的电池包SOC估算方法还包括如下步骤：
显示所述电池包的电压值与SOC于所述显示屏中。
5.如权利要求1所述的小型动力装置的电池包SOC估算方法，其特征在于：所述小型动力装置的电池包SOC估算方法在所述“检测所述电池包的电流方向及大小”步骤后还包括如下步骤：
判断所述电池包的电流是否过流，若所述电池包的电流过流，则所述小型动力装置报警。
6.一种小型动力装置的电池包SOC估算系统，应用于包括电池包以及显示屏的小型动力装置中；其特征在于：所述小型动力装置还包括存储器，所述存储器预先存有所述电池包处于充电状态时不同充电电流的OCV-SOC曲线以及所述电池包在放电状态时不同放电电流下的OCV-SOC曲线；所述小型动力装置的电池包SOC估算系统包括读取模块、判断模块、检测模块以及查表模块；所述读取模块用于读取所述电池包的电压值；所述判断模块用于依据所述电压值判断所述电池包是否故障；若所述电池包没有故障，则所述检测模块用于检测所述电池包的电流方向及大小；所述查表模块用于依据所述电流的方向及大小选择对应的所述OCV-SOC曲线并通过查表得出所述电池包的SOC值。
7.如权利要求6所述的小型动力装置的电池包SOC估算系统，其特征在于：所述小型动力装置的电池包SOC估算系统还包括计时模块；若所述电池包故障，则所述计时模块开始计时并当所述计时时间达到预设时间时所述判断模块再次判断所述电池包是否故障；若所述电池包仍然故障，则所述小型动力装置报警。
8.如权利要求6所述的小型动力装置的电池包SOC估算系统，其特征在于：当所述电池包的电压小于预设电压时，则所述判断模块判断所述电池包故障。
9.如权利要求6所述的小型动力装置的电池包SOC估算系统，其特征在于：所述查表模块还将所述电池包的电压值与SOC显示于所述显示屏中。
10.如权利要求6所述的小型动力装置的电池包SOC估算系统，其特征在于：所述判断模块还用于判断所述电池包的电流是否过流，若所述电池包的电流过流，则所述小型动力装置报警。
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