CN111426960A - 储能锂电池荷电状态监控方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种储能锂电池荷电状态监控方法与装置。储能锂电池荷电状态监控方法包括：确定电池在第一时刻的荷电状态初始值；确定荷电状态初始值校正系数；确定电池额定容量校正系数；确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值，本公开提供的储能锂电池荷电状态监控方法提高对工矿用电池储能系统的荷电状态估算精准度和效率，有效提高电池储能系统性能。
Description
技术领域
本公开涉及矿用储能电池领域，具体而言，涉及一种储能锂电池荷电状态监控方法与装置。
背景技术
电池SoC(State of Charge，荷电状态)为电池当前剩余容量与电池实际可用容量的比值，电池荷电状态(SoC)作为BMS(Battery Management System，电池管理系统)的主要参数，可防止电池过充过放，从而延长电池的寿命，保证动力电池组的续航里程，其精确估计是电池管理系统主要功能得以实现的前提。目前常用的电池SoC估算方法主要包括开路电压法、卡尔曼滤波估计算法、人工神经网络、安时积分法、滑模观测法等。
SoC的估算方法中，开路电压法虽最常用，但不同类型的电池，开路电压和SoC的特性关系不同，准确测量开路电压，需要将电池提前静置，不能用于SoC在线估算。利用卡尔曼滤波估计算法估计锂电池的SoC能使SoC的估算精度低于3％，但硬件成本较高因此该方法在实际应用中较少用到。利用人工神经网络估算SoC需要建立数据库且需要大量的训练数据。安时积分法虽简单易用，但准确性依赖于初始SoC的估计精度，并且由于矿用储能电池运行环境的特殊性，采用安时积分法估计电池SoC时容易出现累计误差，导致电池过充过放，影响电池安全运行，缩短电池使用寿命，严重时会引起爆炸。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种储能锂电池荷电状态监控方法与装置，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的不能对SoC进行在线估算以及实时校正的问题。
根据本公开的一个方面，提供一种储能锂电池荷电状态监控方法，包括：
确定电池在第一时刻的荷电状态初始值；
确定荷电状态初始值校正系数；
确定电池额定容量校正系数；
确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；
根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值的公式为：
其中，SoC(t2)为电池在第二时刻的实时荷电状态值，SoC(t1)电池在第一时刻的实时荷电状态值，α为荷电状态初始值校正系数，β为电池额定容量校正系数，CN为电池额定容量值，i为t1时刻和t2时刻期间电池的实时工作电流值。
在本公开的一种示例性实施例中，所述确定电池在第一时刻的荷电状态初始值包括：
获取电池在所述第一时刻的开路电压值；
依据开路电压与电池荷电状态对应表格获取在第一时刻所述开路电压值对应的所述电池在第一时刻的荷电状态初始值。
在本公开的一种示例性实施例中，所述确定荷电状态初始值校正系数包括：
确定电池环境温度影响系数；
确定电池循环次数影响系数；
将所述电池环境温度影响系数和所述电池循环次数影响系数输入预设神经网络中进行训练输出所述荷电状态初始值校正系数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述电池额定容量校正系数由物理实验下测得的电池温度、电池老化程度和电池充放电倍率与电池实际容量的关系曲线图确定。
在本公开的一种示例性实施例中，所述确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值的步骤之后还包括：
判断所述第二时刻的实时荷电状态值是否低于预设第一阈值或高于预设第二阈值；
若是，依据预设二次校正公式对所述第二时刻的实时荷电状态值进行二次校正获得电池最终荷电状态值。
在本公开的一种示例性实施例中，所述二次校正公式具体为：
SoC(T)＝γ·SOC(t2)+(1-γ)SOC(t1)
其中，SoC(T)为电池最终荷电状态值，SoC(t2)为电池第二时刻的实时荷电状态值,SoC(t1)为电池第一时刻的荷电状态初始值，γ为第二时刻实时荷电状态值校正系数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一阈值和所述第二阈值分别设置为15％和90％，所述第二时刻实时荷电状态值校正系数γ通过枚举法取值为0.8。
根据本公开的一个方面，提供一种储能锂电池荷电状态监控装置，包括：
初始荷电状态确定模块，用于确定电池荷电状态初始值；
初始荷电状态校正模块，用于确定电池荷电状态初始值校正系数；
电池容量校正模块，用于确定电池额定容量校正系数；
实时电流确定模块，用于确定第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值；
电流积分模块，用于确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；
实时荷电状态确定模块，用于根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值。
在本公开的一种示例性实施例中，所述初始荷电状态校正模块包括：
环境温度校正单元，用于确定电池环境温度影响系数；
循环次数校正单元，用于确定电池循环次数影响系数；
校正系数训练单元，用于将所述电池环境温度影响系数和所述电池循环次数影响系数输入预设神经网络中进行训练输出所述荷电状态初始值校正系数。
在本公开的一种示例性实施例中，还包括：
二次校正单元，用于判断所述第二时刻的实时荷电状态值是否低于预设第一阈值或高于预设第二阈值；若是，所述二次校正单元依据预设二次校正公式对所述第二时刻的实时荷电状态值进行二次校正获得电池最终荷电状态值。
根据本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：
存储器；以及
耦合到所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的储能锂电池荷电状态监控方法。
根据本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的储能锂电池荷电状态监控方法。
本公开实施例通过确定荷电状态初始值校正系数和电池额定容量校正系数，并利用实时工作电流值的电流积分值，根据荷电状态初始值、荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、电池额定容量校正系数和电流积分值确定电池的实时荷电状态值，提高对工矿用电池储能系统的荷电状态估算精准度和效率，有效提高电池储能系统性能。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性示出本公开一个示例性实施例中储能锂电池荷电状态监控方法的流程图。
图2示意性示出图1所示的储能锂电池荷电状态监控方法中确定电池在第一时刻的荷电状态初始值的流程图。
图3示意性示出图1所示的储能锂电池荷电状态监控方法中确定荷电状态初始值校正系数的流程图。
图4示意性示出本公开另一个示例性实施例中储能锂电池荷电状态监控方法的流程图。
图5示意性示出本公开一个示例性实施例中一种储能锂电池荷电状态监控装置的方框图。
图6示意性示出图5所示的储能锂电池荷电状态监控装置中初始荷电状态校正模块的方框图。
图7示意性示出本公开另一个示例性实施例中一种储能锂电池荷电状态监控装置的方框图。
图8示意性示出本公开一个示例性实施例中一种电子设备的方框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。
图1示意性示出本公开一个示例性实施例中储能锂电池荷电状态监控方法的流程图。
参考图1，储能锂电池荷电状态监控方法100可以包括：
步骤S102，确定电池在第一时刻的荷电状态初始值；
步骤S104，确定荷电状态初始值校正系数；
步骤S106，确定电池额定容量校正系数；
步骤S108，确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；
步骤S110，根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值。
本公开实施例通过确定荷电状态初始值校正系数和电池额定容量校正系数，并利用实时工作电流值的电流积分值，根据荷电状态初始值、荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、电池额定容量校正系数和电流积分值确定电池的实时荷电状态值，提高对工矿用电池储能系统的荷电状态估算精准度和效率，有效提高电池储能系统性能。
由于在锂电池充放电过程中，电池长时间放置、环境温度、电池循环次数、电池老化程度、放电倍率均会对SoC(State of Charge，电池荷电状态)产生影响。因此需要在对储能锂电池荷电状态监控过程中不断对电池荷电状态进行实时校正，以保证电池安全运行。
下面，对储能锂电池荷电状态监控方法100的各步骤进行详细说明。
在步骤S102，确定电池在第一时刻的荷电状态初始值。
图2示意性示出图1所示的储能锂电池荷电状态监控方法中确定电池在第一时刻的荷电状态初始值的流程图。
参考图2，确定电池在第一时刻的荷电状态初始值可以包括：
步骤S2022，获取电池在所述第一时刻的开路电压值；
步骤S2024，依据开路电压与电池荷电状态对应表格获取在第一时刻所述开路电压值对应的所述电池在第一时刻的荷电状态初始值。
具体的，第一时刻可以是电池即将投入使用的初始时刻。初始时刻电池的荷电状态(SoC)为剩余电量与电池总容量的比值。在本公开的实施例中，通过OCV(Open CircuitVoltage，开路电压)法确定电池在初始时刻的荷电状态初始值。由于电池开路电压(OCV)可以表现当前状态电池的放电能力，且开路电压(OCV)与荷电状态(SoC)有良好的线性关系，根据OCV-SoC关系估计荷电状态(SoC)的方法称为开路电压法。由于开路电压在电池工作状态下不能直接测量，只有在电池未工作的情况下才能近似测量，所以开路电压法只适用于在电池即将投入使用的初始时刻确定电池的荷电状态。基于荷电状态(SoC)与开路电压(OCV)存在一一对应关系，在本公开的实施例中，可通过查开路电压(OCV)与电池荷电状态(SoC)对应表格方式确定电池初始荷电状态值。
在步骤S104，确定荷电状态初始值校正系数。
图3示意性示出图1所示的储能锂电池荷电状态监控方法中确定荷电状态初始值校正系数的流程图。
参考图3，确定荷电状态初始值校正系数可以包括：
步骤S3042，确定电池环境温度影响系数；
步骤S3044，确定电池循环次数影响系数；
步骤S3046，将所述电池环境温度影响系数和所述电池循环次数影响系数输入预设神经网络中进行训练输出所述荷电状态初始值校正系数。
由于电池容量受电池循环次数和环境温度的影响，其中电池循环次数与电池的剩余寿命有关，相同条件下，电池循环次数越高，电池剩余寿命越短，电池容量越小。环境温度对电池容量的影响也很明显，由于电池的正常工作是有一定的温度要求的，当环境温度变化时，电池的使用特性和电池可用容量也随之发生变化。低温环境下，电池放电会很快到达截止电压，可放出的电量较少；当温度升高时，电池活性增强，电池的使用特性会逐渐提高，可用容量也随之增多。因此为了体现电池循环次数和环境温度共同作用下电池真实的荷电状态，需要对荷电状态初始值进行校正。
在本公开的实施例中，校正系数定义为电池实际容量与电池额定容量的比值。假设荷电状态初始值校正系数为α，电池环境温度影响系数和电池循环次数影响系数分别为α1和α2。电池环境温度影响系数α1和电池循环次数影响系数α2可以通过实验方式获取。具体的，可以选用同一批次生产的标准锂电池，在不同环境温度和不同电池循环次数下对电池实际容量进行测定实验，获取电池环境温度与电池容量函数关系式以及电池循环次数与电池容量函数关系式，即可分别得出电池环境温度影响系数α1和电池循环次数影响系数α2。再将电池环境温度影响系数α1和电池循环次数影响系数α2输入预设BP(Back Propagation，反向传播)神经网络中，通过建立一个三层BP神经网络,利用模型训练得出电池环境温度影响系数α1和电池循环次数影响系数α2与荷电状态初始值校正系数α之间的函数关系式，即获取电池环境温度影响系数α1和电池循环次数影响系数α2共同作用下的荷电状态初始值校正系数α。
在步骤S106，确定电池额定容量校正系数。
在本公开的实施例中，电池额定容量校正系数由物理实验下测得的电池温度、电池老化程度和电池充放电倍率与电池实际容量的关系曲线图确定。
电池温度、电池老化程度和电池充放电倍率对电池实际容量的影响在于：(1)关于电池温度。电池内部的化学反应进程会因电池温度而改变。当电池温度过低时，电解液的黏滞度增加，带电粒子运动阻力随之增大，使得化学反应不够充分，因而使电池实际容量下降；当电池温度升高时，电池内部的活化能增大，电池内部的化学反应更加充分，因而使电池实际容量增加。(2)关于电池老化程度。随着电池老化程度的加剧，电池实际容量会逐渐衰减。电池的老化主要由循环充放电或长时间存储引起的，而矿用储能电池长时间工作在浮充电状态下，其老化是由浮充电引起的，浮充电引起的老化速度介于循环充放电和长时间存储引起的老化速度之间。(3)关于电池充放电倍率。电池充放电电流越大，电池的库伦效率越低，电池实际放电容量越小，因此在充电过程中需要实时对充放电倍率进行校正，以保证电池容量能够得到充分利用，同时防止电池过充过放。
具体的，在本公开的实施例中，物理实验是通过选用同一批次生产的标准锂离子电池，分别进行电池不同温度下的放电实验、浮充电老化实验和不同放电倍率下的放电实验，根据实验结果得到电池温度、电池老化程度和充放电倍率对电池实际容量的影响曲线。假设电池额定容量校正系数为β，电池温度影响系数为β1，电池老化程度影响系数为β2，充放电倍率影响系数为β3，根据上述物理实验可得到电池温度影响系数β1、电池老化程度影响系数β2和充放电倍率影响系数β3与电池额定容量校正系数β的实验曲线图，因此可通过该实验曲线图读取电池额定容量校正系数β的数值。
在步骤S108，确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值。
具体的，先确定第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值，而后确定该第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值。在本公开的实施例中，第一时刻为电池即将投入使用的初始时刻。第二时刻为电池使用过程中的任一时刻，因此本公开的储能锂电池荷电状态监控方法是用于电池充放电过程中的荷电状态在线监控方式。
在步骤S110，根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值。
具体的，根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值的公式(1)为：
在公式(1)中，SoC(t2)为电池在第二时刻的实时荷电状态值，SoC(t1)电池在第一时刻的实时荷电状态值，α为荷电状态初始值校正系数，β为电池额定容量校正系数，CN为电池额定容量值，i为t1时刻和t2时刻期间电池的实时工作电流值。
在本公开的实施例中，通过设置荷电状态初始值校正系数α和电池额定容量校正系数β来修正电流积分过程中产生的累计误差。公式(1)是采用安时积分法的基本原理，即，可以计算出电池在充放电过程中充入或放出的电量，将此电量除以电池当前状态可用容量，再与电池初始荷电状态进行相应的加减运算即可得出电池当前状态荷电状态值。公式(1)在安时积分法的基础上加入荷电状态初始值校正系数α对池初始荷电状态进行修正，同时加入电池额定容量校正系数β对电池额定容量进行修正，确保在电池充放电过程中，不断对电池荷电状态估计进行实时校正，以避免出现累计误差进而导致电池过充过放，从而保证矿用储能锂电池安全运行。
图4示意性示出本公开另一个示例性实施例中储能锂电池荷电状态监控方法的流程图。
参考图4，储能锂电池荷电状态监控方法可以包括：
步骤S402，确定电池在第一时刻的荷电状态初始值；
步骤S404，确定荷电状态初始值校正系数；
步骤S406，确定电池额定容量校正系数；
步骤S408，确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；
步骤S410，根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值；
步骤S412，判断所述第二时刻的实时荷电状态值是否低于预设第一阈值或高于预设第二阈值；
若是，进入步骤S414，依据预设二次校正公式对所述第二时刻的实时荷电状态值进行二次校正获得电池最终荷电状态值。
若否，进入步骤S416，无需对所述第二时刻的实时荷电状态值进行二次校正。
图4流程图中步骤S402至步骤S410与图1流程图中步骤S102至步骤S110相同，图4实施例中的储能锂电池荷电状态监控方法与图1实施例中的储能锂电池荷电状态监控方法区别在于增加步骤S412至步骤S416。
在步骤S412中，第一阈值和第二阈值分别设置为15％和90％。即判断实时荷电状态值是否在0～15％和90％～100％两个区间中。实践中由于矿用储能电池荷电状态(SoC)长时间处于90％以上，因此在这一阶段对电池荷电状态(SoC)进行二次校正更具有针对性。当SoC≤15％或SoC≥90％时，通过步骤S414对步骤S410估算出的实时荷电状态值进行二次校正；当15％<SoC<90％时，对步骤S410估算出的实时荷电状态值不再进行二次校正。
在步骤S414中，依据预设二次校正公式对所述第二时刻的实时荷电状态值进行二次校正获得电池最终荷电状态值。
二次校正公式具体为公式(2)：
SoC(T)＝γ·SOC(t2)+(1-γ)SOC(t1)………………………(2)
在公式(2)中，SoC(T)为电池最终荷电状态值，SoC(t2)为电池第二时刻的实时荷电状态值,SoC(t1)为电池第一时刻的荷电状态初始值，γ为第二时刻实时荷电状态值校正系数。
在公式(2)中，第二时刻实时荷电状态值校正系数γ通过枚举法取值为0.8。当SoC≤15％或SoC≥90％时，由于荷电状态(SoC)与开路电压(OCV)关系曲线的斜率较大，此时在公式(2)中可用端电压代替开路电压OCV确定荷电状态(SoC)初始值，即通过端电压与荷电状态对应查表可得荷电状态(SoC)初始值。端电压代替开路电压能够有效提高荷电状态在这个区间(SoC≤15％或SoC≥90％)的估计精度。
对应于上述方法实施例，本公开还提供一种储能锂电池荷电状态监控装置，可以用于执行上述方法实施例。
图5示意性示出本公开一个示例性实施例中一种储能锂电池荷电状态监控装置的方框图。
参考图5，储能锂电池荷电状态监控装置500可以包括：
初始荷电状态确定模块510，用于确定电池荷电状态初始值；初始荷电状态校正模块520，用于确定电池荷电状态初始值校正系数；电池容量校正模块530，用于确定电池额定容量校正系数；实时电流确定模块540，用于确定第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值；电流积分模块550，用于确定第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；实时荷电状态确定模块560，用于根据荷电状态初始值、荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、电池额定容量校正系数和电流积分值确定电池在第二时刻的实时荷电状态值。
本公开实施例通过设置初始荷电状态校正模块520和电池容量校正模块530分别确定荷电状态初始值校正系数和电池额定容量校正系数，并利用实时电流确定模块540和电流积分模块550确定实时工作电流值的电流积分值，通过实时荷电状态确定模块560根据荷电状态初始值、荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、电池额定容量校正系数和电流积分值确定电池的实时荷电状态值，提高对工矿用电池储能系统的荷电状态估算精准度和效率，有效提高电池储能系统性能。
在本公开的一种示例性实施例中，确定电池在第一时刻的荷电状态初始值包括：
获取电池在所述第一时刻的开路电压值；
依据开路电压与电池荷电状态对应表格获取在第一时刻所述开路电压值对应的所述电池在第一时刻的荷电状态初始值。
图6示意性示出图5所示的储能锂电池荷电状态监控装置中初始荷电状态校正模块的方框图。
参考图6，初始荷电状态校正模块600可以包括：
环境温度校正单元610，用于确定电池环境温度影响系数；循环次数校正单元620，用于确定电池循环次数影响系数；校正系数训练单元630，用于将电池环境温度影响系数和电池循环次数影响系数输入预设神经网络中进行训练输出荷电状态初始值校正系数。
在本公开的一种示例性实施例中，确定荷电状态初始值校正系数包括：
确定电池环境温度影响系数；
确定电池循环次数影响系数；
将所述电池环境温度影响系数和所述电池循环次数影响系数输入预设神经网络中进行训练输出所述荷电状态初始值校正系数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述电池额定容量校正系数由物理实验下测得的电池温度、电池老化程度和电池充放电倍率与电池实际容量的关系曲线图确定。
图7示意性示出本公开另一个示例性实施例中一种储能锂电池荷电状态监控装置的方框图。
参考图7，储能锂电池荷电状态监控装置700可以包括：
初始荷电状态确定模块710，用于确定电池荷电状态初始值；初始荷电状态校正模块720，用于确定电池荷电状态初始值校正系数；电池容量校正模块730，用于确定电池额定容量校正系数；实时电流确定模块740，用于确定第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值；电流积分模块750，用于确定第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；实时荷电状态确定模块760，用于根据荷电状态初始值、荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、电池额定容量校正系数和电流积分值确定电池在第二时刻的实时荷电状态值；二次校正单元770，用于判断第二时刻的实时荷电状态值是否低于预设第一阈值或高于预设第二阈值；若是，二次校正单元770依据预设二次校正公式对第二时刻的实时荷电状态值进行二次校正获得电池最终荷电状态值。
由于储能锂电池荷电状态监控装置的各功能已在其对应的方法实施例中予以详细说明，本公开于此不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。
所述技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
下面参照图8来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备800。图8显示的电子设备800仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，电子设备800以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：存储器820，以及耦合到存储器820的处理器810，处理器810被配置为基于存储在存储器820中的指令执行上述的储能锂电池荷电状态监控方法100。存储器820与处理器810之间通过总线830进行数据传输。
其中，存储器820存储有程序代码，程序代码可以被处理器810执行，使得所述处理器810执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理器810可以执行如图1中所示的步骤S102：确定电池在第一时刻的荷电状态初始值；步骤S104：确定荷电状态初始值校正系数；步骤S106：确定电池额定容量校正系数；步骤S108：确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；步骤S110：根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值。
存储器820可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)8201和/或高速缓存存储单元8202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)8203。
存储器820还可以包括具有一组(至少一个)程序模块8205的程序/实用工具8204，这样的程序模块8205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线830可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备800也可以与一个或多个外部设备900(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备800交互的设备通信，和/或与使得该电子设备800能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口850进行。并且，电子设备800还可以通过网络适配器860与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器860通过总线830与电子设备800的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术方案。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和构思由权利要求指出。
Claims (13)
1.一种储能锂电池荷电状态监控方法，其特征在于，包括：
确定电池在第一时刻的荷电状态初始值；
确定荷电状态初始值校正系数；
确定电池额定容量校正系数；
确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；
根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值。
2.如权利要求1所述的储能锂电池荷电状态监控方法，其特征在于，所述根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值的公式为：
其中，SoC(t2)为电池在第二时刻的实时荷电状态值，SoC(t1)电池在第一时刻的实时荷电状态值，α为荷电状态初始值校正系数，β为电池额定容量校正系数，CN为电池额定容量值，i为t1时刻和t2时刻期间电池的实时工作电流值。
3.如权利要求1所述的储能锂电池荷电状态监控方法，其特征在于，所述确定电池在第一时刻的荷电状态初始值包括：
获取电池在所述第一时刻的开路电压值；
依据开路电压与电池荷电状态对应表格获取在第一时刻所述开路电压值对应的所述电池在第一时刻的荷电状态初始值。
4.如权利要求1所述的储能锂电池荷电状态监控方法，其特征在于，所述确定荷电状态初始值校正系数包括：
确定电池环境温度影响系数；
确定电池循环次数影响系数；
将所述电池环境温度影响系数和所述电池循环次数影响系数输入预设神经网络中进行训练输出所述荷电状态初始值校正系数。
5.如权利要求1所述的储能锂电池荷电状态监控方法，其特征在于，所述电池额定容量校正系数由物理实验下测得的电池温度、电池老化程度和电池充放电倍率与电池实际容量的关系曲线图确定。
6.如权利要求1所述的储能锂电池荷电状态监控方法，其特征在于，所述确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值的步骤之后还包括：
判断所述第二时刻的实时荷电状态值是否低于预设第一阈值或高于预设第二阈值；
若是，依据预设二次校正公式对所述第二时刻的实时荷电状态值进行二次校正获得电池最终荷电状态值。
7.如权利要求6所述的储能锂电池荷电状态监控方法，其特征在于，所述二次校正公式具体为：
SoC(T)＝γ·SOC(t2)+(1-γ)SOC(t1)
其中，SoC(T)为电池最终荷电状态值，SoC(t2)为电池第二时刻的实时荷电状态值,SoC(t1)为电池第一时刻的荷电状态初始值，γ为第二时刻实时荷电状态值校正系数。
8.如权利要求7所述的储能锂电池荷电状态监控方法，其特征在于，所述第一阈值和所述第二阈值分别设置为15％和90％，所述第二时刻实时荷电状态值校正系数γ通过枚举法取值为0.8。
9.一种储能锂电池荷电状态监控装置，其特征在于，包括：
初始荷电状态确定模块，用于确定电池荷电状态初始值；
初始荷电状态校正模块，用于确定电池荷电状态初始值校正系数；
电池容量校正模块，用于确定电池额定容量校正系数；
实时电流确定模块，用于确定第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值；
电流积分模块，用于确定所述第一时刻和第二时刻期间电池的实时工作电流值的电流积分值；
实时荷电状态确定模块，用于根据所述荷电状态初始值、所述荷电状态初始值校正系数、电池额定容量值、所述电池额定容量校正系数和所述电流积分值确定电池在所述第二时刻的实时荷电状态值。
10.如权利要求9所述的储能锂电池荷电状态监控装置，其特征在于，所述初始荷电状态校正模块包括：
环境温度校正单元，用于确定电池环境温度影响系数；
循环次数校正单元，用于确定电池循环次数影响系数；
校正系数训练单元，用于将所述电池环境温度影响系数和所述电池循环次数影响系数输入预设神经网络中进行训练输出所述荷电状态初始值校正系数。
11.如权利要求9所述的储能锂电池荷电状态监控装置，其特征在于，还包括：
二次校正单元，用于判断所述第二时刻的实时荷电状态值是否低于预设第一阈值或高于预设第二阈值；若是，所述二次校正单元依据预设二次校正公式对所述第二时刻的实时荷电状态值进行二次校正获得电池最终荷电状态值。
12.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器；以及
耦合到所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1-8任一项所述的储能锂电池荷电状态监控方法。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的储能锂电池荷电状态监控方法。
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