CN107571747A - Soc的平滑控制方法、装置、电池管理系统及车辆 - Google Patents

Soc的平滑控制方法、装置、电池管理系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种动力电池SOC的平滑控制方法、装置、电池管理系统及车辆，其中，方法包括：获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值；根据初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量；根据电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，并根据当前剩余电量和偏差补偿值之差得到显示的动力电池剩余电量SOC，其中，动态偏差补偿系数随时间推移而逐渐减小。该方法可以根据动态偏差补偿系数调整车辆显示的SOC，从而修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，提高用户体验。

Description

SOC的平滑控制方法、装置、电池管理系统及车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种SOC的平滑控制方法、装置、电池管理系统及车辆。
背景技术
BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)对SOC(State of Charge，动力电池剩余电量)进行估算，从而可以间接的反映动力电池剩余能量。因此，SOC的估算结果不仅需要准确，而且不能出现跳变，以及上、下电前后的估算结果需要一致。然而，相关技术中车辆下电、上电前后SOC很容易出现不一致，即车辆上电后剩余电量测量值和上次停车时显示的电量剩余值会有一定差别，导致SOC出现跳变，无法有效反映剩余电量的真实值，有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种动力电池SOC的平滑控制方法，该方法可以实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变。
本发明的第二个目的在于提出一种动力电池SOC的平滑控制装置。
本发明的第三个目的在于提出一种电池管理系统。
本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种动力电池SOC的平滑控制方法，包括以下步骤：获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值；根据所述初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量；根据所述电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，并根据所述当前剩余电量和所述偏差补偿值之差得到显示的动力电池剩余电量SOC，其中，所述动态偏差补偿系数随时间推移而逐渐减小。
本发明实施例的动力电池SOC的平滑控制方法，通过随时间推移而逐渐减小的动态偏差补偿系数调整显示的SOC，使得显示的SOC慢慢趋近于当前剩余电量，以修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，使得感官上没有违和感，提高用户体验。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值，进一步包括：根据上电后开路电压得到所述初始剩余电量；根据所述初始剩余电量和所述下电前存储的剩余电量之差得到所述电量偏差值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量，进一步包括：判断车辆当前所处模式；如果车辆处于充电模式，则根据所述初始剩余电量通过电压负载法得到所述当前电池剩余电量；如果车辆处于驱动模式，则根据所述初始剩余电量通过安时积分法得到所述当前电池剩余电量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，进一步包括：根据所述电量偏差值和工作电流确定补偿时间；根据所述补偿时间和工作时间得到所述动态偏差补偿系数。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种动力电池SOC的平滑控制装置，包括：第一获取模块，用于获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值；第二获取模块，用于根据所述初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量；控制模块，用于根据所述电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，并根据所述当前剩余电量和所述偏差补偿值之差得到显示的动力电池剩余电量SOC，其中，所述动态偏差补偿系数随时间推移而逐渐减小。
本发明实施例的动力电池SOC的平滑控制装置，通过随时间推移而逐渐减小的动态偏差补偿系数调整显示的SOC，使得显示的SOC慢慢趋近于当前剩余电量，以修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，使得感官上没有违和感，提高用户体验。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一获取模块进一步用于根据上电后开路电压得到所述初始剩余电量，并根据所述初始剩余电量和所述下电前存储的剩余电量之差得到所述电量偏差值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第二获取模块包括：判断单元，用于判断车辆当前所处模式；第一获取单元，用于在车辆处于充电模式时，根据电压负载法得到所述当前电池剩余电量；第二获取单元，用于在车辆处于驱动模式时，根据安时积分法得到所述当前电池剩余电量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述控制模块还用于根据所述电量偏差值和工作电流确定补偿时间，并根据所述补偿时间和工作时间得到所述动态偏差补偿系数。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电池管理系统，其包括上述的动力电池SOC的平滑控制装置。该系统可以通过随时间推移而逐渐减小的动态偏差补偿系数调整显示的SOC，使得显示的SOC慢慢趋近于当前剩余电量，以修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，使得感官上没有违和感，提高用户体验。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种车辆，其包括上述的电池管理系统。该车辆可以通过随时间推移而逐渐减小的动态偏差补偿系数调整显示的SOC，使得显示的SOC慢慢趋近于当前剩余电量，以修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，使得感官上没有违和感，提高用户体验。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的动力电池SOC的平滑控制方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的动力电池SOC的平滑控制方法的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的初始剩余电量和下电前存储的剩余电量的关系示意图；
图4为根据本发明一个具体实施例的动力电池SOC的平滑控制的补偿示意图；
图5为根据本发明一个实施例的计算补偿时间的流程图；
图6为根据本发明一个实施例的动力电池SOC的平滑控制方法的仿真示意图；以及
图7为根据本发明实施例的动力电池SOC的平滑控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的动力电池SOC的平滑控制方法、装置、电池管理系统及车辆，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的动力电池SOC的平滑控制方法。
图1是本发明实施例的动力电池SOC的平滑控制方法的流程图。
如图1所示，该动力电池SOC的平滑控制方法包括以下步骤：
在步骤S101中，获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值。
其中，在本发明的一个实施例中，获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值，进一步包括：根据上电后开路电压得到初始剩余电量；根据初始剩余电量和下电前存储的剩余电量之差得到电量偏差值。
可以理解的是，获取电量偏差值的方式可以有很多种，本发明实施例可以根据所存储SOC和开路电压查询的SOC进行SOC的校准。如图2所示，首先在控制器上电后，通过开路电压(OCV)查询事先存储在控制器当中的OCV-SOC关系曲线获取初始剩余电量SOCocv，而如图3所示，下电前存储的剩余电量SOCstore是控制器下电前存储的电池包的SOC。需要注意的是，在应用中，下电前存储的剩余电量SOCstore和初始剩余电量SOCocv不可能完全相同，而一旦相差过大，将会造成仪表所显示的动力电池剩余电量SOCdisplay出现跳变。
进一步地，如图4所示，在应用中存在以下四种情况：
1)下电前存储的剩余电量SOCstore≥初始剩余电量SOCocv，放电过程；
2)下电前存储的剩余电量SOCstore≥初始剩余电量SOCocv，充电过程；
3)下电前存储的剩余电量SOCstore＜初始剩余电量SOCocv，放电过程；
4)下电前存储的剩余电量SOCstore＜初始剩余电量SOCocv，充电过程。
其中，电量偏差值SOCdelta为：
SOCdelta＝SOCocv-SOCstore。
在步骤S102中，根据初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量。
其中，在本发明的一个实施例中，根据初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量，进一步包括：判断车辆当前所处模式；如果车辆处于充电模式，则根据初始剩余电量通过电压负载法得到当前电池剩余电量；如果车辆处于驱动模式，则根据初始剩余电量通过安时积分法得到当前电池剩余电量。
可以理解的是，当前电池剩余电量为动力电池真实的剩余电量SOCrealtime，当前电池剩余电量的获取方式可以有很多种，如图2所示，首先根据是充电模式还是驱动模式决定采用何种形式的SOC计算方法，例如，如果在充电模式，则采用电压负载法计算当前时刻的SOC；如果是在驱动模式下，则采用安时积分法计算SOC：
另外，在每次点火钥匙下电时，会把下电前的SOC存储到EEPROM中，从而在控制器下次上电时会重新获取下电前存储的剩余电量SOCstore。
在步骤S103中，根据电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，并根据当前剩余电量和偏差补偿值之差得到显示的动力电池剩余电量SOC，其中，动态偏差补偿系数随时间推移而逐渐减小。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，进一步包括：根据电量偏差值和工作电流确定补偿时间；根据补偿时间和工作时间得到动态偏差补偿系数。
可以理解的是，调整偏差补偿系数λn的方法可以有很多种，如图5所示，本发明实施例可以根据步长调整偏差补偿系数λn数，需要说明的是，步长和电流大小和电量偏差值SOCdelta相关，如可以根据电量偏差值SOCdelta和电流值查询步长，如表1所示。
表1
可以理解的是，为了有效避免动力电池SOC出现跳变，本发明实施例显示的动力电池SOC并不是一开始直接为动力电池真实的剩余电量SOCrealtime，而是在这之间增加了SOC补偿阶段，实现动力电池SOC的平滑处理，从而避免动力电池SOC出现跳变。
举例而言，如图4所示，显示的动力电池剩余电量为：
SOCdisplay＝SOCrealtime-λn*SOCdelta，
其中，如上述动态偏差补偿系数λn为软件第n周期SOC偏差补偿系数，动态补偿偏差系数λn和工作电流即充、放电电流的大小以及电量偏差值SOCdelta相关，如进行标定，在此不作具体限制。
需要说明的是，如图6所示，在SOC补偿阶段，为了保证SOC的平滑过渡，所显示的动力电池剩余电量SOCdisplay并不是真实的剩余电量，而通过SOC电量偏差值的差值大小和电流调整补偿的时间，进而在SOC补偿结束阶段，显示的为真实的剩余电量，因为此时通过调整偏差补偿系数，使得SOCdisplay＝SOCrealtime，不但能够自动修正BMS下电前和上电后SOC不一致的情况，而且能够根据工作电流和SOC的差值确定调整的时间，有效的防止下电前和上电后SOC不一致所导致的SOC跳变。
根据本发明实施例提出的动力电池SOC的平滑控制方法，通过随时间推移而逐渐减小的动态偏差补偿系数调整显示的SOC，使得显示的SOC慢慢趋近于当前剩余电量，以修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，使得感官上没有违和感，提高用户体验。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的动力电池SOC的平滑控制装置。
图7是本发明实施例的动力电池SOC的平滑控制装置的结构示意图。
如图7所示，该动力电池SOC的平滑控制装置10包括：第一获取模块100、第二获取模块200和控制模块300。
其中，第一获取模块100用于获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值。第二获取模块200用于根据初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量。控制模块300用于根据电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，并根据当前剩余电量和偏差补偿值之差得到显示的动力电池剩余电量SOC，其中，动态偏差补偿系数随时间推移而逐渐减小。本发明实施例的装置10可以根据动态偏差补偿系数调整车辆显示的SOC，从而修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，提高用户体验。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第一获取模块100进一步用于根据上电后开路电压得到初始剩余电量，并根据初始剩余电量和下电前存储的剩余电量之差得到电量偏差值。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第二获取模块200包括：判断单元、第一获取单元和第二获取单元。
其中，判断单元用于判断车辆当前所处模式。第一获取单元用于在车辆处于充电模式时，根据电压负载法得到当前电池剩余电量。第二获取单元用于在车辆处于驱动模式时，根据安时积分法得到当前电池剩余电量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，控制模块300还用于根据电量偏差值和工作电流确定补偿时间，并根据补偿时间和工作时间得到动态偏差补偿系数。
需要说明的是，前述对动力电池SOC的平滑控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的动力电池SOC的平滑控制装置，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的动力电池SOC的平滑控制装置，通过随时间推移而逐渐减小的动态偏差补偿系数调整显示的SOC，使得显示的SOC慢慢趋近于当前剩余电量，以修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，使得感官上没有违和感，提高用户体验。
本发明的实施例还提出了一种电池管理系统，该电池管理系统包括上述的动力电池SOC的平滑控制装置。该系统可以通过随时间推移而逐渐减小的动态偏差补偿系数调整显示的SOC，使得显示的SOC慢慢趋近于当前剩余电量，以修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，使得感官上没有违和感，提高用户体验。
此外，本发明的实施例还提出了一种车辆，该车辆包括上述的电池管理系统。该车辆可以通过随时间推移而逐渐减小的动态偏差补偿系数调整显示的SOC，使得显示的SOC慢慢趋近于当前剩余电量，以修正下电前和上电后SOC不一致的情况，实现动力电池SOC的平滑处理，有效避免动力电池SOC出现跳变，不但保证动力电池SOC的准确性，而且提高车辆的可靠性，使得感官上没有违和感，提高用户体验。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种动力电池SOC的平滑控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值；
根据所述初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量；以及
根据所述电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，并根据所述当前剩余电量和所述偏差补偿值之差得到显示的动力电池剩余电量SOC，其中，所述动态偏差补偿系数随时间推移而逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的动力电池SOC的平滑控制方法，其特征在于，所述获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值，进一步包括：
根据上电后开路电压得到所述初始剩余电量；
根据所述初始剩余电量和所述下电前存储的剩余电量之差得到所述电量偏差值。
3.根据权利要求1所述的动力电池SOC的平滑控制方法，其特征在于，所述根据所述初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量，进一步包括：
判断车辆当前所处模式；
如果车辆处于充电模式，则根据所述初始剩余电量通过电压负载法得到所述当前电池剩余电量；
如果车辆处于驱动模式，则根据所述初始剩余电量通过安时积分法得到所述当前电池剩余电量。
4.根据权利要求1-3任一项所述的动力电池SOC的平滑控制方法，其特征在于，所述根据所述电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，进一步包括：
根据所述电量偏差值和工作电流确定补偿时间；
根据所述补偿时间和工作时间得到所述动态偏差补偿系数。
5.一种动力电池SOC的平滑控制装置，其特征在于，包括：
第一获取模块(100)，用于获取初始剩余电量和下电前存储的剩余电量得到电量偏差值；
第二获取模块(200)，用于根据所述初始剩余电量得到动力电池的当前剩余电量；以及
控制模块(300)，用于根据所述电量偏差值和动态偏差补偿系数得到偏差补偿值，并根据所述当前剩余电量和所述偏差补偿值之差得到显示的动力电池剩余电量SOC，其中，所述动态偏差补偿系数随时间推移而逐渐减小。
6.根据权利要求5所述的动力电池SOC的平滑控制装置，其特征在于，所述第一获取模块进一步用于根据上电后开路电压得到所述初始剩余电量，并根据所述初始剩余电量和所述下电前存储的剩余电量之差得到所述电量偏差值。
7.根据权利要求5所述的动力电池SOC的平滑控制装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：
判断单元，用于判断车辆当前所处模式；
第一获取单元，用于在车辆处于充电模式时，根据电压负载法得到所述当前电池剩余电量；
第二获取单元，用于在车辆处于驱动模式时，根据安时积分法得到所述当前电池剩余电量。
8.根据权利要求5-7任一项所述的动力电池SOC的平滑控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述电量偏差值和工作电流确定补偿时间，并根据所述补偿时间和工作时间得到所述动态偏差补偿系数。
9.一种电池管理系统，其特征在于，包括：如权利要求5-8任一项所述的动力电池SOC的平滑控制装置。
10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的电池管理系统。
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