CN109991555A

CN109991555A - 一种电池组充电soc及放电soc的娇正方法

Info

Publication number: CN109991555A
Application number: CN201910313248.6A
Authority: CN
Inventors: 张寿励; 胡磊; 余奕星
Original assignee: Shenzhen Guoxin Power Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Guoxin Power Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2019-07-09

Abstract

本发明公开一种电池组充电SOC及放电SOC的娇正方法，其中电池组充电SOC计算娇正方法，包括S1：系统上电后，BMS先检测电池温度，BMS的采集芯片采集电池组的单个电压，获取电池组上次剩余电量和实际容量，计算出SOC，并与上次下电的存储数据做对比；然后计算系统休眠时间，判断是否达到自耗电校正条件；S2：当给电池充电时，电池管理系统BMS不断检测所有电池组单体的电压和总电流、温度；并根据安时积分法，计算出充电时的SOC数值，并通过此数值与开路电压法计算得出的SOC数值进行比对后得出充电的娇正SOC值。本发明具有SOC计算精准、电池容量的使用率高、延缓电池使用寿命的优点，并在新能源汽车电池技术领域具有广泛的生产及应用价值。

Description

一种电池组充电SOC及放电SOC的娇正方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车电池技术领域，尤其涉及一种电池组充电SOC及放电SOC的娇正方法。

背景技术

随着新能源技术的不断发展，电动汽车和储能设备将会变得十分普及，而随之而来的是人们对技术的要求也会越来越高；对于SOC计算，业界普遍采用的是电压转换和电流积分的方法来实现。但实际应用中由于不同厂家在单个电池的生产制造工艺不同厂家原材料的差别将不可避免的导致单体电池的容量不一致。而且电压转换法局限于电池的端电压不仅受外在因素电机工作带来的电压波动，也受内在因素电池内阻影响，单体电池的内阻又受温度，电流，电池使用次数和SOC影响。电流积分法也受限于单体电池漏电流和电池电流测量漂移两个因素。因此任何单一SOC估算势必都会导致SOC值不够准确，这样在电池成组的充放电时对SOC过计算矫正就变得十分必要。

且目前各大生产BMS生产商关于SOC计算都存在几个问题：

(1)、对于电池的SOC计算，以最高单体电压的值作为电池充电时的限制条件来修正SOC，这样就导致实际情况下最低单体的容量远远不够，在放电时只能以最低单体的SOC值进行放电。

(2)、在充电末端和放电末端直接按单体最值修正SOC，导致电池实际容量的使用量大大的减小。

因此，一种新的对SOC的过计算矫正就变得十分需要了；这种新的计算方法将会保证我们对电动汽车或储能设备关于SOC计算更加精准，而且不会出现SOC跳变。

发明内容

针对以上所述，本发明提供一种SOC计算精准、电池容量的使用率高、延缓电池使用寿命的电池组充电SOC及放电SOC的娇正方法。

本发明的技术方案如下：一种电池组充电SOC计算娇正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：系统上电后，BMS先检测电池温度，BMS的采集芯片采集电池组的单个电压，获取电池组上次剩余电量和实际容量，计算出SOC，并与上次下电的存储数据做对比；然后计算系统休眠时间，判断是否达到自耗电校正条件；

S2：当给电池充电时，电池管理系统BMS不断检测所有电池组单体的电压和总电流、温度；并根据安时积分法，计算出充电时的SOC数值，并通过此数值与开路电压法计算得出的SOC数值进行比对后得出充电的娇正SOC值；

S3：当给电池放电时，池管理系统BMS不断检测所有单体的电压和总流及温度；并根据安时积分法，计算出放电时的SOC数值，并通过放电时的SOC数值与开路电压法计算得出的SOC数值，进行比较后得出放电的娇正SOC数值。

优选地，在所述S1中，若达电池组到达自耗电条件，根据开路电压法估算出当前SOC，即计算静置时间超过设定时间且当前SOC与理论SOC差距超过设定阀值时，对SOC进行娇正。

优选地，在所述S2步骤中，充电的娇正SOC值小于或等于90％时，则设为充电矫正容量SOC1，充电SOC1以K1斜率上升，当充电矫正容量SOC1达到90％时，BMS周期检测总流和单体电压，当最高单体达到Vmax1且电流达到Imax1时，减缓充电电矫正容量SOC1的上升速度，以K2的速率上升。

优选地，所述充电矫正容量SOC1＝SOCct+(∑TI+AH)/CRATE；(I为电流，T为时间。AH＝10％～90％，代表待矫正容量，CRATE为额定容量)。

优选地，在S2步骤中当检测到最高单体电池达到Vmax2且电流达到Imax2时，则充电的娇正SOC设为充电娇正容量SOC2，单体电池充电娇正容量SOC2的上升速度减缓，此时以K3的速率上升。

优选地，所述单体电池充电SOC2＝((Vct-Vmin)*100％)/(Vmax-Vmin)；(Vct为当前单体的平均电压，Vmax为电池允许最高单体电压，Vmin为电池允许最低单体电压)

优选地，所述充电矫正容量SOC1等于当前BMS估算SOC数值加上要娇正的SOC值；

单体电池充电SOC2则根据单体电压估算充电SOC的值，通过比较充电SOC1和充电SOC2值来判断实际中充电SOC需要矫正的值，计算出充电SOC的上升曲线K2和Kn，其中Kn可根据时间厂家的电池新能得出不同的值。

根椐以上所述的一种电池组放电SOC计算娇正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2：当给电池放电时，池管理系统BMS不断检测所有单体的电压和总流及温度；并根据安时积分法，计算出放电时的SOC数值，并通过放电时的SOC数值与开路电压法计算得出的SOC数值，进行比较后得出放电的娇正SOC数值。

优选地，在所述S2步骤中当放电矫正容量SOC大于或等于10％时，则放电矫正容量SOC设为放电矫正容量SOC1，放电矫正容量SOC1以K1斜率下降，当放电矫正容量SOC1达到10％时，BMS周期检测总流和单体电压。

优选地，在所述S2步骤中当单体电池放电SOC电压估算值，最低单体达到Vmin1且电流达到Imin1时，则放电矫正容量SOC设为放电矫正容量SOC2，并减缓放电矫正容量SOC2的下降速度，放电矫正容量SOC2以K2的速率下降。

优选地，在所述S2步骤中当检测到最低单体达到Vmin2且电流达到Imin2时，继续减缓放电矫正容量SOC2的下降速度，此时以K3的速率下降。

放电矫正容量SOC1＝SOCct+(∑TI+AH)/CRATE；(I为电流，T为时间。AH＝10％～90％，代表待矫正容量，CRATE为额定容量。)

单体电池放电SOC2＝((Vct-Vmin)*100％)/(Vmax-Vmin)；(Vct为当店单体的平均电压，Vmax为电池允许最高单体电压，Vmin为电池允许最低单体电压)

其中放电矫正容量SOC1等于当前BMS估算的SOC加上要娇正的SOC值；

单体电池SOC2则根据单体电压估算SOC的值；通过比较SOC1和SOC2的值来判断实际中SOC需要矫正的值；计算出SOC的上升曲线K2和Kn；其中Kn可根据时间厂家的电池新能得出不同的值。

采用上述方案，本发明的有益效果是：

使用本发明的方法对电池组的SOC过计算进行矫正，能使各单体达到满充状态以此提高电池容量的使用率，同时提前给使用客户一个精准的时间告警，这样使得同一批次的电池包在实际使用时电池容量使用率大大提高；同时延缓电池使用寿命。

附图说明

图1为本发明的电池组电压采集方框原理图：

图2为本发明的充电安时积分过程示意图；

图3为本发明的电池组充电过程示意图；

图4为本发明的电池组放电安时积分过程示意图；

图5为本发明的电池组放电过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

如图1至图3所示：一种电池组充电SOC计算娇正方法，包括以下步骤：

在所述S1中，若达电池组到达自耗电条件，根据开路电压法估算出当前SOC，即计算静置时间超过设定时间且当前SOC与理论SOC差距超过设定阀值时，对SOC进行娇正。

在所述S2步骤中，充电的娇正SOC值小于或等于90％时，则设为充电矫正容量SOC1，充电SOC1以K1斜率上升，当充电矫正容量SOC1达到90％时，BMS周期检测总流和单体电压，当最高单体达到Vmax1且电流达到Imax1时，减缓充电电矫正容量SOC1的上升速度，以K2的速率上升。

所述充电矫正容量SOC1＝SOCct+(∑TI+AH)/CRATE；(I为电流，T为时间。AH＝10％～90％，代表待矫正容量，CRATE为额定容量)。

在S2步骤中当检测到最高单体电池达到Vmax2且电流达到Imax2时，则充电的娇正SOC设为充电娇正容量SOC2，单体电池充电娇正容量SOC2的上升速度减缓，此时以K3的速率上升。

所述单体电池充电SOC2＝((Vct-Vmin)*100％)/(Vmax-Vmin)；(Vct为当前单体的平均电压，Vmax为电池允许最高单体电压，Vmin为电池允许最低单体电压)

所述充电矫正容量SOC1等于当前BMS估算SOC数值加上要娇正的SOC值；

实施例1：

如图1、图4、图5所述的一种电池组放电SOC计算娇正方法，包括以下步骤：

在所述S2步骤中当放电矫正容量SOC大于或等于10％时，则放电矫正容量SOC设为放电矫正容量SOC1，放电矫正容量SOC1以K1斜率下降，当放电矫正容量SOC1达到10％时，BMS周期检测总流和单体电压。

在所述S2步骤中当单体电池放电SOC电压估算值，最低单体达到Vmin1且电流达到Imin1时，则放电矫正容量SOC设为放电矫正容量SOC2，并减缓放电矫正容量SOC2的下降速度，放电矫正容量SOC2以K2的速率下降。

在所述S2步骤中当检测到最低单体达到Vmin2且电流达到Imin2时，继续减缓放电矫正容量SOC2的下降速度，此时以K3的速率下降。

采用上述方案，本发明的方法对电池组的SOC过计算进行矫正，能使各单体达到满充状态以此提高电池容量的使用率，同时提前给使用客户一个精准的时间告警，这样使得同一批次的电池包在实际使用时电池容量使用率大大提高；同时延缓电池使用寿命。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电池组充电SOC计算娇正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2：当给电池充电时，电池管理系统BMS不断检测所有电池组单体的电压和总电流、温度；并根据安时积分法，计算出充电时的SOC数值，并通过此数值与开路电压法计算得出的SOC数值进行比对后得出充电的娇正SOC值。

2.根据权利要求1所述的电池组充电SOC计算娇正方法，其特征在于，在所述S1中，若达电池组到达自耗电条件，根据开路电压法估算出当前SOC，即计算静置时间超过设定时间且当前SOC与理论SOC差距超过设定阀值时，对SOC进行娇正。

3.根据权利要求2所述的电池组充电SOC计算娇正方法，其特征在于，在所述S2步骤中，充电的娇正SOC值小于或等于90％时，则设为充电矫正容量SOC1，充电SOC1以K1斜率上升，当充电矫正容量SOC1达到90％时，BMS周期检测总流和单体电压，当最高单体达到Vmax1且电流达到Imax1时，减缓充电电矫正容量SOC1的上升速度，以K2的速率上升。

4.根据权利要求3所述的电池组充电SOC计算娇正方法，其特征在于，所述在S2步骤中当检测到最高单体电池达到Vmax2且电流达到Imax2时，则充电的娇正SOC设为充电娇正容量SOC2，单体电池充电娇正容量SOC2的上升速度减缓，此时以K3的速率上升。

5.根据权利要求4所述的电池组充电SOC计算娇正方法，其特征在于，所述充电矫正容量SOC1＝SOCct+(∑TI+AH)/CRATE；所述单体电池充电SOC2＝((Vct-Vmin)*100％)/(Vmax-Vmin)；所述充电矫正容量SOC1等于当前BMS估算SOC数值加上要娇正的SOC值；单体电池充电SOC2则根据单体电压估算充电SOC的值，通过比较充电SOC1和充电SOC2值来判断实际中充电SOC需要矫正的值，计算出充电SOC的上升曲线K2和Kn，其中Kn可根据时间厂家的电池新能得出不同的值。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池组放电SOC计算娇正方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的电池组放电SOC计算娇正方法，其特征在于，在所述S2步骤中当放电矫正容量SOC大于或等于10％时，则放电矫正容量SOC设为放电矫正容量SOC1，放电矫正容量SOC1以K1斜率下降，当放电矫正容量SOC1达到10％时，BMS周期检测总流和单体电压。

8.根据权利要求7所述的电池组放电SOC计算娇正方法，其特征在于，在所述S2步骤中当单体电池放电SOC电压估算值，最低单体达到Vmin1且电流达到Imin1时，则放电矫正容量SOC设为放电矫正容量SOC2，并减缓放电矫正容量SOC2的下降速度，放电矫正容量SOC2以K2的速率下降。

9.根据权利要求8所述的电池组放电SOC计算娇正方法，其特征在于，在所述S2步骤中当检测到最低单体达到Vmin2且电流达到Imin2时，继续减缓放电矫正容量SOC2的下降速度，此时以K3的速率下降。

10.根据权利要求9所述的电池组放电SOC计算娇正方法，其特征在于，放电矫正容量SOC1＝SOCct+(∑TI+AH)/CRATE；单体电池放电SOC2＝((Vct-Vmin)*100％)/(Vmax-Vmin)；其中放电矫正容量SOC1等于当前BMS估算的SOC加上要娇正的SOC值；单体电池SOC2则根据单体电压估算SOC的值；通过比较SOC1和SOC2的值来判断实际中SOC需要矫正的值；计算出SOC的上升曲线K2和Kn；其中Kn可根据时间厂家的电池新能得出不同的值。