CN109655753A - 一种电池组soc的估算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池组SOC的估算方法，该电池组SOC的估算方法的步骤如下：计算任一时刻电池组内所有单体电池各自的SOC值，进而计算出单体电池SOC的平均值，最小值和最大值，设置电池组SOC的最大阈值和最小阈值；比较单体电池SOC的平均与最大阈值或最小阈值的大小，从而得出电池组SOC。本发明不但可以获得单体电池的SOC值，还能够保证电池组SOC显示的连续平滑性，有利于延长电池的使用寿命，有效防止电池组在充放电过程中发生过冲和过放的现象。

Description

一种电池组SOC的估算方法

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池组SOC估算方法。

背景技术

近年来，新能源汽车如电动汽车正快速发展，而动力电池作为电动汽车的心 脏，需要高效可靠的管理，这样才能保障汽车的安全性、经济性，延长电池的使 用寿命。为了减少环境污染并缓解日益严重的能源枯竭问题，锂电池作为一种可 二次利用的清洁能源正逐步应用于电动车、储能和便携式电源等多个领域。出于 对锂电池本身特性和安全方面的考虑，在实际使用中需要配套电池管理系统对锂 电池的电压、温度、充放电电流和SOC等参数进行实时监控。

电池荷电状态是指电池的剩余荷电容量与电池额定容量的比值，它在经过一 定转换之后可以反映电动汽车的续航里程。同时，对电池SOC的准确估计可以防 止电池在充放电过程中发生过充和过放，从而保障电池的安全使用，延长电池使 用寿命。

在串联锂电池组运行过程中，需要获取锂电池组SOC数据，大部分BMS系统 仅直接计算锂电池组SOC，并不计算单体锂电池SOC。该种方式，无法获取单体 SOC，不利于单体电池信息的获取与控制；

另外还有通过计算单体锂电池SOC来获取锂电池组SOC，其一般采用放电时 最小SOC当作组SOC，充电时采用最大SOC当组SOC。这是由于锂电池组在运行 时，放电时当单体锂电池最小电压截止时不可放电，充电时当单体锂电池最大电 压截止时不可充电。该种方式，电池组状态转换期间会存在SOC数据较大的波动。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明所要解决的技术问题在于提供一种使 得电池组SOC运行平稳的估算方法。

本发明提供的技术方案为：

一种电池组SOC估算方法，所述的电池组包括若干单体电池，包括以下步 骤：

S1:计算任一时刻电池组内所有单体电池各自的SOC_i值,0＜i≤n，n为单体 电池个数，进而计算出单体电池SOC的平均值SOC_avg，最小值SOC_min和最大值 SOC_max；

S2：设置电池组SOC的最大阈值SOCH和最小阈值SOCL，SOCL＜SOCH；

S3：当单体电池SOC的平均值大于等于最大阈值SOCH，则电池组SOC等于 单体电池SOC的最大值SOC_max；

S4：当单体电池SOC的平均值小于等于最小阈值SOCL，则电池组SOC等于 单体电池SOC的最小值SOC_min；

S5：当单体电池SOC的平均值小于最大阈值SOCH且大于最小阈值SOCL， 则电池组SOC输出为一个单体电池SOC的最大值与最小值之间的一个中间值 GSOC，且该值随时间变化为一条连续的曲线。

本发明的SOC指的是state of charge，即电池或电池组的荷电状态。上述 SOC_i、SOC_max、SOC_min、SOCH、SOCL、GSOC为0到1的百分数。

进一步地，步骤S1中，所述单体电池SOC的平均值记为SOC_avg， SOC_avg＝AVG(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)；

最小值记为SOC_min，SOC_min＝MIN(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)；

最大值记为SOC_max,SOC_max＝MAX(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)。

进一步地，步骤S2中根据单体电池SOC的最大值、最小值和平均值计算得 到最大阈值和最小阈值，最大阈值SOCH＝SOC_avg+(1-SOC_max)，最小阈值 SOCL＝SOC_avg-SOC_min。

进一步地，步骤S2中设置最大阈值和最小阈值为定值。再进一步，最大阈 值设为85％，最小阈值设为15％。

进一步地，步骤S5中,当SOCL＜SOC_avg＜SOCH时，

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如有益效果：

本发明不但可以获得单体电池的SOC值，还能够保证电池组SOC显示的连续 平滑性，有利于延长电池的使用寿命，有效防止电池组在充放电过程中发生过冲 和过放的现象。

附图说明

图1为本发明电池组SOC的估算方法的流程图。

图2为放电过程中电池组GSOC值的变化示意图；

具体实施方式

下面将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 的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施 例，都属于本发明保护的范围。

图1是电池组SOC估算方法的流程图。电动汽车上配置有动力电池组用于供 电，电池组是由多个电池模块通过串、并联的方式组合而成，每一个单体电池都 具备其各自的SOC值，且多个单体电池的SOC值并非完全相同，有的值大，有的 值小，通常，电池管理系统会对这些单体电池进行SOC值估算，然后通过这些单 体电池SOC来评价整个电池组的SOC。

本发明电池组SOC的估算方法，包括以下步骤：

S1:计算任一时刻电池组内所有单体电池各自的SOC_i值,0＜i≤n，n为单体 电池个数，进而计算出单体电池SOC的平均值SOC_avg，最小值SOC_min和最大值 SOC_max；

S2：设置电池组SOC的最大阈值SOCH和最小阈值SOCL，SOCL＜SOCH；

S3：当单体电池SOC的平均值大于等于最大阈值SOCH，则电池组SOC等于 单体电池SOC的最大值SOC_max；

S4：当单体电池SOC的平均值小于等于最小阈值SOCL，则电池组SOC等于 单体电池SOC的最小值SOC_min；

S5：当单体电池SOC的平均值小于最大阈值SOCH且大于最小阈值SOCL， 则电池组SOC输出为一个单体电池SOC的最大值与最小值之间的一个中间值GSOC，且该值随时间变化为一条连续的曲线。

步骤S1中，所述单体电池SOC的平均值记为SOC_avg， SOC_avg＝AVG(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)；

最小值记为SOC_min，SOC_min＝MIN(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)；

最大值记为SOC_max,SOC_max＝MAX(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)。

步骤S2中根据单体电池SOC的最大值、最小值和平均值计算得到最大阈值 和最小阈值，最大阈值SOCH＝SOC_avg+(1-SOC_max)，最小阈值 SOCL＝SOC_avg-SOC_min。

或者步骤S2中设置最大阈值和最小阈值为定值。比如，最大阈值设为85％， 最小阈值设为15％。

步骤S5中,当SOCL＜SOC_avg＜SOCH时，

在本实施例中，设置的最大阈值和最小阈值可以有效防止在电池组充、放电 过程中，电池组中的某些单体电池过度充电或过度放电。

图2表示的是在电池组放电过程中电池组GSOC的变化曲线图，其在充电过 程中在确定了电池组SOC的最大阈值和最小阈值后，能够保证电池组GSOC在最 大阈值和最小阈值之间，且可以显示出电池组GSOC的连续性、平滑性，不出现 跳变，有效保证了不会因为SOC评估偏差导致电池组发生过放和过充的情况，延 长电池组使用寿命。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用 本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相 关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种电池组SOC的估算方法，所述的电池组包括若干单体电池，其特征在于，其包括以下步骤：

S1:计算任一时刻电池组内所有单体电池各自的SOC_i值,0＜i≤n，n为单体电池个数，进而计算出单体电池SOC的平均值SOC_avg，最小值SOC_min和最大值SOC_max；

S2：设置电池组SOC的最大阈值SOCH和最小阈值SOCL，SOCL＜SOCH；

S3：当单体电池SOC的平均值大于等于最大阈值SOCH，则电池组SOC等于单体电池SOC的最大值SOC_max；

S4：当单体电池SOC的平均值小于等于最小阈值SOCL，则电池组SOC等于单体电池SOC的最小值SOC_min；

S5：当单体电池SOC的平均值小于最大阈值SOCH且大于最小阈值SOCL，则电池组SOC输出为一个单体电池SOC的最大值与最小值之间的一个中间值GSOC，且该值随时间变化为一条连续的曲线。

2.根据权利要求1所述的电池组SOC的估算方法，其特征在于，步骤S1中，所述单体电池SOC的平均值记为SOC_avg，SOC_avg＝AVG(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)；

最小值记为SOC_min，SOC_min＝MIN(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)；

最大值记为SOC_max,SOC_max＝MAX(SOC₁,SOC₂,...,SOC_n)。

3.根据权利要求2所述的电池组SOC的估算方法，其特征在于，步骤S2中根据单体电池SOC的最大值、最小值和平均值计算得到最大阈值和最小阈值，最大阈值SOCH＝SOC_avg+(1-SOC_max)，最小阈值SOCL＝SOC_avg-SOC_min。

4.根据权利要求2所述的电池组SOC的估算方法，其特征在于，步骤S2中设置最大阈值和最小阈值为定值。

5.根据权利要求4所述的电池组SOC的估算方法，其特征在于，最大阈值设为85％，最小阈值设为15％。

6.根据权利要求2所述的电池组SOC的估算方法，其特征在于，步骤S5中,当SOCL＜SOC_avg＜SOCH时，