CN109085512A - 一种电池管理系统计算soc的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池管理系统计算SOC的方法，包括以下步骤：1)获取各个器件、电机的用电电流以及母线的总电流Isum；2)采样电机t₁和t₂时刻的电流I_M1和I_M2以及母线电压U₁和U₂，计算得到电池内阻；3)由已知的直流母线总电流I_sum，电池组内阻R，母线电压U，计算获得电池单体的平均开路电压；4)通过查表得到SOC，通过安时积分法得到SOC_OCV，从而通过计算得到实际的SOC_实际。其电流采样速度更快，精度更高，得到的SOC的值更为准确。

Description

一种电池管理系统计算SOC的方法

技术领域

本发明涉及SOC，具体涉及一种电池管理系统计算SOC的方法。

背景技术

在现有的电池管理系统中，SOC(State of charge，充电容量与额定容量的比值，一般用百分比表示)的计算通常采用安时累积结合开路电压的方法或卡尔曼滤波方法进行，这两种方法的基础在于对直流母线电流的计算，电流的采样精度和周期直接影响了SOC计算的误差。

在电动一体化控制器中，电机的转矩控制技术对三相电流的采样有着更高的要求，其采样周期远高于目前BMS(Battery management system)中所采用的周期，目前BMS中电流的采样多采用10ms的采样周期，而电机控制系统所采用的电流采样周期则在50～100us左右。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电池管理系统计算SOC的方法，其电流采样速度更快，精度更高，得到的SOC的值更为准确。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电池管理系统计算SOC的方法，包括以下步骤：

1)获取各个器件、电机的用电电流以及母线的总电流Isum；

2)采样电机t₁和t₂时刻的电流I_M1和I_M2以及母线电压U₁和U₂，计算得到电池内阻；

3)由已知的直流母线总电流I_sum，电池组内阻R，母线电压U，计算获得电池单体的平均开路电压；

4)通过查表得到SOC，通过安时积分法得到SOC_OCV，从而通过计算得到实际的SOC_实际。

作为优选的，所述步骤1)包括：

A.根据整车控制器模块确定当前由高压电源供电的所有器件和电机，并通过电流检测确定各用电器件的电流值I₁、I₂、I₃…，以及电机的电流值I_M；

B.根据各用电器件和电机的电流计算出母线的总电流：

I_sum＝I₁+I₂+I₃+…+I_M。

作为优选的，所述步骤2)包括：

A.系统获取各个器件的用电情况和用电电流I_other，其通常是保持不变的；并在t₁时刻采样得到电机的三相电流，并由此三相电流得到电机所消耗的电流I_M1，记此时各个器件的电流为：

I_other1＝I_sum1-I_M1

B.通过检测直流母线的电压，得到t₁时刻的母线电压值U₁；

C.在t₂时刻采集电机的三相电流，并由此三相电流得到电机所消耗的电流I_M2、，此时各个器件的电流为：

I_other1＝I_sum2-I_M2

D.通过检测直流母线的电压，得到t₂时刻的母线电压值U₂；

E.由以上各步骤能够得到下式：

△U₁＝U₂-U₁

△I₁＝I_M2-I_M1

△U₁为从t₁到t₂母线电压的变化量，△I₁为从t₁到t₂母线电流的变化量；

F.通过E中两式可得到电池组的内阻：

作为优选的，所述步骤3)包括：

根据任意时刻的直流母线总电流I_sum，电池组内阻R，母线电压U，得到该时刻电池组内电池单体的平均开路电压：

V_OCV＝(U+I_sum*R)/n

n为电池组内的电池单体串数。

作为优选的，所述步骤4)包括：

则通过程序内置的不同温度下的SOC-OCV曲线查表可得到此时的SOC，并把此时通过安时积分法所得到的SOC_OCV与SOC进行综合计算和判断，计算此时的实际SOC_实际

SOC_实际＝K*SOC+(1-K)*SOCocv

式中K为大于0小于1的实数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所提到的安时积分法计算SOC所采用的电流值是通过电机电流和其他用电器件相加得到的系统总电流，而非传统意义上的BMS的采样电流；相比而言本发明所采用的电流采样速度更快，精度更高，从而计算得到的SOC的值更为准确。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为发明的流程示意图。

具体实施方式

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)完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的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

参照图1所示，本发明公开了一种电池管理系统计算SOC的方法，包括以下步骤：

1)获取各个器件、电机的用电电流以及母线的总电流Isum；

2)采样电机t1和t2时刻的电流IM1和IM2以及母线电压U1和U2，计算得到电池内阻；

3)由已知的直流母线总电流Isum，电池组内阻R，母线电压U，计算获得电池单体的平均开路电压；

4)通过查表得到SOC，通过安时积分法得到SOCOCV，从而通过计算得到实际的SOC实际。

本实施例一个优选的实施方式是：

1)根据整车控制器模块确定当前由高压电源供电的所有器件和电机，并通过电流检测确定各用电器件的电流值I₁、I₂、I₃…，以及电机的电流值I_M；

2)根据各用电器件和电机的电流计算出母线的总电流：

I_sum＝I₁+I₂+I₃+…+I_M

3)系统获取各个器件的用电情况和用电电流I_other，其通常是保持不变的；并在t₁时刻采样得到电机的三相电流，并由此三相电流得到电机所消耗的电流I_M1，记此时各个器件的电流为：

I_other1＝I_sum1-I_M1

4)通过检测直流母线的电压，得到t₁时刻的母线电压值U₁；

5)在t₂时刻采集电机的三相电流，并由此三相电流得到电机所消耗的电流I_M2、，此时各个器件的电流为：

I_other1＝I_sum2-I_M2

6)通过检测直流母线的电压，得到t₂时刻的母线电压值U₂；

7)由以上各步骤能够得到下式：

△U₁＝U₂-U₁

△I₁＝I_M2-I_M1

△U₁为从t₁到t₂母线电压的变化量，△I₁为从t₁到t₂母线电流的变化量；

8)通过7)中两式可得到电池组的内阻：

9)根据任意时刻的直流母线总电流I_sum，电池组内阻R，母线电压U，可得到该时刻电池组内电池单体的平均开路电压：

V_OCV＝(U+I_sum*R)/n

n为电池组内的电池单体串数；

10)则通过程序内置的不同温度下的SOC-OCV曲线查表可得到此时的SOC，并把此时通过安时积分法所得到的SOC_OCV与SOC进行综合计算和判断，计算此时的实际SOC_实际

SOC_实际＝K*SOC+(1-K)*SOCocv

式中K为大于0小于1的实数。

上述步骤10)中所提到的安时积分法计算SOC所采用的电流值是通过电机电流和其他用电器件相加得到的系统总电流，而非传统意义上的BMS的采样电流；相比而言本发明所采用的电流采样速度更快，精度更高，从而计算得到的SOC的值更为准确。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种电池管理系统计算SOC的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取各个器件、电机的用电电流以及母线的总电流I_sum；

2)采样电机t₁和t₂时刻的电流I_M1和I_M2以及母线电压U₁和U₂，计算得到电池内阻；

3)由已知的直流母线总电流I_sum，电池组内阻R，母线电压U，计算获得电池单体的平均开路电压；

4)通过查表得到SOC，通过安时积分法得到SOC_OCV，从而通过计算得到实际的SOC_实际。

2.如权利要求1所述的电池管理系统计算SOC的方法，其特征在于，所述步骤1)包括：

A.根据整车控制器模块确定当前由高压电源供电的所有器件和电机，并通过电流检测确定各用电器件的电流值I₁、I₂、I₃…，以及电机的电流值I_M；

B.根据各用电器件和电机的电流计算出母线的总电流：

I_sum＝I₁+I₂+I₃+…+I_M。

3.如权利要求1所述的电池管理系统计算SOC的方法，其特征在于，所述步骤2)包括：

A.系统获取各个器件的用电情况和用电电流I_other，其通常是保持不变的；并在t₁时刻采样得到电机的三相电流，并由此三相电流得到电机所消耗的电流I_M1，记此时各个器件的电流为：

I_other1＝I_sum1-I_M1

B.通过检测直流母线的电压，得到t₁时刻的母线电压值U₁；

C.在t₂时刻采集电机的三相电流，并由此三相电流得到电机所消耗的电流I_M2、，此时各个器件的电流为：

I_other1＝I_sum2-I_M2

D.通过检测直流母线的电压，得到t₂时刻的母线电压值U₂；

E.由以上各步骤能够得到下式：

△U₁＝U₂-U₁

△I₁＝I_M2-I_M1

△U₁为从t₁到t₂母线电压的变化量，△I₁为从t₁到t₂母线电流的变化量；

F.通过E中两式能够得到电池组的内阻：

4.如权利要求1所述的电池管理系统计算SOC的方法，其特征在于，所述步骤3)包括：

根据任意时刻的直流母线总电流I_sum，电池组内阻R，母线电压U，得到该时刻电池组内电池单体的平均开路电压：

V_OCV＝(U+I_sum*R)/n

n为电池组内的电池单体串数。

5.如权利要求1所述的电池管理系统计算SOC的方法，其特征在于，所述步骤4)包括：

则通过程序内置的不同温度下的SOC-OCV曲线查表可得到此时的SOC，并把此时通过安时积分法所得到的SOC_OCV与SOC进行综合计算和判断，计算此时的实际SOC_实际

SOC_实际＝K*SOC+(1-K)*SOCocv

式中K为大于0小于1的实数。