CN110531274A - 一种动力电池soc预估系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于动力电池技术领域，提供了一种动力电池SOC预估系统及方法，方法包括如下步骤：S1、车辆处于上电状态时，基于动力电池的电流，通过安时积分法来预估动力电池当前的剩余电量SOC；S2、车辆熄火设定时长后，车辆再次上电时，读取上电时的动力电池电压及电池温度，该动力电池电压即定义为动力电池静置设定时长后的静置OCV；S3、基于静置开路电压及温度在温度‑静置OCV‑SOC映射表中查找对应的电池电量，将电池剩余电量修改为静置开路电压对应的电池电量。基于安时积分法来实时计算剩余电量SOC，并通过OCV‑SOC关系表来对计算所得的剩余电量SOC进行校准，避免误差的累积。

Description

一种动力电池SOC预估系统及方法

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，提供了一种动力电池SOC预估系统及方法。

背景技术

电池管理是锂电池使用的核心，以维持电池高效利用、可靠性、安全，电池管理系统的核心部分是安全、可靠、可信。可信的基础在于电池荷电状态SOC(state of charge)的准确估算，而电池是一个非线性系统，电池的SOC与电压、电流、温度、内阻等参数没有确定的数学关系，如何利用电池的可观测量来准确估算电池实时的荷电状态，一直是电池管理系统一个重要而富有挑战的核心技术难题。目前常见的SOC估算方法有，开路电压法、安时法、阻抗法、卡尔曼滤波法、神经网络法等。其中卡尔曼滤波法计算量大，神经网络法不太成熟，阻抗法精度很难保证，开路电压法只适合驻车情况，安时积分法加开路电压校准是目前普遍应用的方法，然而这种方法的准确性有限，且不具有实时校准功能，可能造成比较大的误差积累和比较长时间的误差校准延后。

发明内容

本发明实施例提供了一种动力电池SOC预估方法，基于安时积分法来实时计算剩余电量SOC，并通过OCV-SOC关系表来对计算所得的剩余电量SOC进行校准，避免误差的累积。

本发明是这样实现的，一种动力电池SOC预估系统，所述系统包括：

通过采样线束与动力电池连接的电压采集单元；

设于动力电池上的温度传感器；

与电压采集单元及温度传感器输出端连接的处理单元，处理单元与显示装置连接。

本发明是这样实现的，一种动力电池SOC预估方法，所述方法包括如下步骤：

S1、车辆处于上电状态时，基于动力电池的电流，通过安时积分法来预估动力电池当前的剩余电量SOC；

S2、车辆熄火设定时长后，车辆再次上电时，读取上电时的动力电池电压及电池温度，该动力电池电压即定义为动力电池静置设定时长后的开路电压，称为静置OCV；

S3、基于动力电池的静置OCV及温度在温度-静置OCV-SOC映射表来查找对应的电池电量，将电池剩余电量修改为静置开路电压对应的电池电量。

进一步的，在步骤S1之前还包括：

通过实验测试动力电池在充电阶段的充电效率及动力电池在放电阶段的放电效率。

进一步的，所述温度-静置OCV-SOC映射表的获取方法包括如下步骤：

建立不同温度下的SOC-静置OCV的映射表，SOC-静置OCV的映射表的建立方法具体包括如下步骤：

在恒温条件下，对动力电池进行定量放电，每次定量放电完成后，将动力电池静置设定时长后，检测动力电池的开路电压，即形成指定温度下的SOC-静置OCV的映射表。

基于安时积分法来实时计算剩余电量SOC，并通过OCV-SOC关系表来对计算所得的剩余电量SOC进行校准，避免误差的累积。

附图说明

图1为本发明实施例提供的动力电池SOC预估系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的动力电池SOC的估算方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例提供的动力电池SOC预估系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出于本发明实施例先关的部分。

该系统包括：

通过采样线束与动力电池连接的电压采集单元；

设于动力电池上的温度传感器；

与电压采集单元及温度传感器输出段内连接的处理单元，处理单元与显示装置连接；

电压采集单元用于采集动力电池的电压，并发送至处理单元；

温度传感器用于采集动力电池的温度，并发送至处理单元；

处理单元预估动力电池的SOC。

图2为本发明实施例提供的动力电池SOC的估算方法流程图，该方法包括如下步骤：

S1、基于动力电池的电流，通过安时积分法来实时预估动力电池当前的剩余电量SOC；

在本发明实施例中，定义满足充电截止条件时，动力电池的电量SOC为100％，满足放电截止条件满足时的电池SOC为0％；放电过程，安时积分占容量的百分比为负值，充电过程安时积分占容量的百分比为正值。

S2、车辆在熄火设定时长(一般为1h～2h)后，车辆再次上电时，读取动力电池当前的电压值及温度值，将该电压值定义为动力电池静置设定时长后的开路电压，称为静置OCV，在本发明实施例中，动力静置时长即为电动汽车的熄火时长；

在本发明实施例中，将设定时长设置为2h，当车辆熄火时间超过2h，在车辆再次上电时，读取上电时刻的动力电池电压，该动力电池电压定义动力电池静置2h后的静态OCV；当车辆熄火时长低于2h，在车辆再次上电时，上电时刻的动力电池电压则不是动力电池静置设定时长后的静置OCV，此时无法基于静置OCV对动力电池的电量进行修正。

S3、基于静置开路电压及温度在温度-静置OCV-SOC映射表中查找对应的电池电量，将电池剩余电量修改为静置开路电压对应的电池电量。

建立不同温度下的SOC-静置OCV的映射表，SOC-静置OCV的映射表的建立方法具体包括如下步骤：

在恒温条件下，对动力电池进行定量放电，每次定量放电完成，将动力电池进行静置，在静置设定时长后，检测动力电池的开路电压，即形成指定温度下的SOC-静置OCV的映射表。

在步骤S1之前还包括：

S3、通过实验测试动力电池在充电阶段的充电效率及动力电池在放电阶段的放电效率。

基于安时积分法来实时计算剩余电量SOC，并通过静置OCV-SOC关系表来对计算所得的剩余电量SOC进行校准，避免误差的累积。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (4)

1.一种动力电池SOC预估系统，其特征在于，所述系统包括：

通过采样线束与动力电池连接的电压采集单元；

设于动力电池上的温度传感器；

与电压采集单元及温度传感器输出端连接的处理单元，处理单元与显示装置连接。

2.基于权利要求1所述动力电池SOC预估系统的预估方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、车辆处于上电状态时，基于动力电池的电流，通过安时积分法来预估动力电池当前的剩余电量SOC；

S2、车辆熄火设定时长后，车辆再次上电时，读取上电时的动力电池电压及电池温度，该动力电池电压即定义为动力电池静置设定时长后的开路电压，称为静置OCV；

S3、基于动力电池的静置OCV及温度在温度-静置OCV-SOC映射表来查找对应的电池电量，将电池剩余电量修改为静置开路电压对应的电池电量。

3.如权利要求2所述动力电池SOC预估方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：

通过实验测试动力电池在充电阶段的充电效率及动力电池在放电阶段的放电效率。

4.如权利要求2所述动力电池SOC预估方法，其特征在于，所述温度-静置OCV-SOC映射表的获取方法包括如下步骤：

建立不同温度下的SOC-静置OCV的映射表，SOC-静置OCV的映射表的建立方法具体包括如下步骤：

在恒温条件下，对动力电池进行定量放电，每次定量放电完成后，将动力电池进行静置，静置设定时长后，检测动力电池的开路电压，即形成指定温度下的SOC-静置OCV的映射表。