CN111579998B

CN111579998B - 一种电池soc校准方法、装置及存储介质

Info

Publication number: CN111579998B
Application number: CN202010290388.9A
Authority: CN
Inventors: 李志飞; 高科杰; 宋忆宁; 王志方
Original assignee: Zhejiang Zero Run Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Zero Run Technology Co Ltd
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2040-04-14
Also published as: CN111579998A

Abstract

本发明提出一种电池SOC校准方法，包括以下步骤：S1，系统上电，读取可读存储器中的存储时间和存储SOC值，判断静置时间是否满足阀值，若是，判断是否存在平台区，若是存在则启动OCV‑SOC查表校准，再进行步骤S2，否则直接进行步骤S2；S2，判断是否为充电模式，若是，最高电芯温度、最低电芯温度、充电方式、读取当前SOC值、充电电流、已充电时间和充电最高电芯电压，再进行步骤S3，若否则执行S2；S3，进行Dq/Dv关系判断和校准；S4，进行静态电压斜率校准；S5，进行充电末端电压校准。本发明通过充电过程中Dq/Dv关系、充电末端电压、静态电压斜率判断三种方式进行SOC校准，避免电芯存在平台区造成校准误差，以此适用于不同类型电芯SOC校准。

Description

一种电池SOC校准方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池SOC校准方法、装置及存储介质。

背景技术

随着市场对新能能源汽车、储能、3C电子产品要求越来越高，电池作为关键器件之一备受关注。SOC(State of Charge,荷电状态)估算是电池管理关键技术之一，用于确定电池剩余荷电状态，其值估算不精确容易造成电池过充、过放、降低电池使用寿命。

SOC估算精度主要受两方面影响，一是SOC过程计算精度，二是SOC校准精度。SOC过程计算精度可通过增加电压、电流、温度采集精度和计算算法进行提高。SOC校准主要为静态校准，通过电芯静置一段足够长时间，利用采集电芯电压等效为电芯开路电压，通过查询OCV-SOC关系表得到SOC值。该方法不适用于拥有平台电压区间的电芯，比如磷酸铁锂电芯，受OCV-SOC关系表精度和采集电压、温度等因素影响易引起较大校准误差。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种电池SOC校准方法、装置及存储介质，通过充电过程中Dq/Dv关系、充电末端电压、静态电压斜率判断三种方式进行SOC校准，避免电芯存在平台区造成校准误差，以此适用于不同类型电芯SOC校准。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种电池SOC校准方法，包括以下步骤：

S1，系统上电，读取可读存储器中的存储时间和存储SOC值，判断静置时间是否满足阀值，若是，判断是否存在平台区，若是存在则启动OCV-SOC查表校准，再进行步骤S2，否则直接进行步骤S2；

S2，判断是否为充电模式，若是，最高电芯温度、最低电芯温度、充电方式、读取当前SOC值、充电电流、已充电时间和充电最高电芯电压，再进行步骤S3，若否则执行S2；

S3，进行Dq/Dv关系判断和校准；

S4，进行静态电压斜率校准；

S5，进行充电末端电压校准。

采用电压斜率判断能够避免电芯电压在平台区校准引起校准误差；采用充电末端校准能够进行在线动态校准，增加校准机率，提高校准精度；采用限制增长速率进行SOC校准，充电截止时SOC刚好为100％，提升用户体验感；适用范围广，适用于拥有平台电压区间的电芯以及可应用于各类电池。

作为优选，所述步骤S1具体包括：当前采集电压为Voltage,当前采集电压增加nmv为Voltage+n,当前电压减少nmv为Voltage-n,分别对当前温度下Voltage、Voltage+n、Voltage-n进行OCV-SOC查表得到对应的SOCcur、SOCcur+n、SOCcur-n，若SOCcur+n-SOCcur≤m％且SOCcur-SOCcur-n≤m％时判定当前电压所处非平台区，进行OCV-SOC查表校准，所述当前SOC＝SOCcur；否则，不进行OCV-SOC查表校准，进入步骤S2；所述n和m为所述设定的参考值。

作为优选，所述步骤S3具体包括：

S301，判断充电最高电芯电压是否大于充电末端校准电压，若是则进行步骤S302；

S302，计算Dq/Dv值，根据充电电流，判断Dq/Dv值是否达到阈值，若达到，进行步骤S303,否则返回步骤S2；Dq/Dv值为充电过程中最高电芯电压每增加smv对应充电容量大小。

S303，判断当前SOC是否小于第一标定SOC，若是，进行Dq/Dv校准，再返回步骤S2,否则直接返回步骤S2。

作为优选，所述步骤S4具体包括：

S401，判断充电最高电芯电压是否大于充电末端校准电压，若否则进行步骤S402；

S402，判断充电电流大小和已充电时间是否都达到阈值，若是进行步骤S403，若否返回步骤S2；

S403，判断当前SOC是否大于第二标定SOC，若是，按照一定速率限制当前SOC值增加，直到当前SOC大于或的等于消除阈值SOC时消除抑制速率，再返回步骤S2。

作为优选，所述步骤S5具体包括：

S501，判断当前SOC是否小于第二标定SOC，若是，进行步骤S502，若否，返回步骤S2；

S502，启动充电末端校准，再返回步骤S2。

作为优选，所述步骤S403具体包括：计算SOC增长抑制速率＝(当前SOC-第二标定SOC)/(消除阈值SOC-第二标定SOC)，当前SOC增长至消除阈值SOC时消除SOC抑制速率，即SOC增长抑制速率＝1。

一种电池SOC校准装置，适用于上述的一种电池SOC校准方法，包括

处理器，用于执行预编译指令判断系统上电，读取可读存储器中存储上次下电前电芯静置时间和存储SOC值，判断当前时间与存储时间差值；获取电压、温度传感器采集电压、温度信息，获取电流传感器采集电流信息；控制启动OCV-SOC查表校准；控制启动充电末端SOC校准；控制启动Dq/Dv校准；通过安时积分算法或扩展卡尔曼滤波算法计算SOC值；

可读存储器，用于存储上次下电前电芯静置时间和存储SOC值，并传输到处理器；

电压、温度传感器，用于采集电压、温度信息并传输到处理器；

电流传感器，用于采集电流信息并传输到处理器；

通讯模块，用于将处理器与其他处理器、终端通讯交互信息。

一种用于电池SOC校准的存储介质，适用于上述的一种电池SOC校准方法，所述存储介质用于存储上次下电前电芯静置时间和存储SOC值。

本发明有以下有益效果：采用电压斜率判断能够避免电芯电压在平台区校准引起校准误差；采用充电末端校准能够进行在线动态校准，增加校准机率，提高校准精度；采用限制增长速率进行SOC校准，充电截止时SOC刚好为100％，提升用户体验感；适用范围广，适用于拥有平台电压区间的电芯以及可应用于各类电池。

附图说明

图1是本实施例的流程图；

图2是本实施中OCV-SOC对应关系曲线；

图3是本实施例中Dq/Dv的关系图；

图4是本实施例中装置的构成示意图。

具体实施方式

实施例：

本实施例提出一种电池SOC校准方法，参考图1，包括以下步骤：

参考图2，步骤S1具体包括：当前采集电压为Voltage,当前采集电压增加1mv为Voltage+1,当前电压减少1mv为Voltage-1,分别对当前温度下Voltage、Voltage+1、Voltage-1进行OCV-SOC查表得到对应的SOCcur、SOCcur+1、SOCcur-1，若SOCcur+1-SOCcur≤1％且SOCcur-SOCcur-1≤1％时判定当前电压所处非平台区，进行OCV-SOC查表校准，当前SOC＝SOCcur；否则，不进行OCV-SOC查表校准，进入步骤S2；

S2，判断是否为充电模式，若是，读取当前SOC值、充电电流、已充电时间、最高电芯温度、最低电芯温度、充电方式和充电最高电芯电压，再进行步骤S3，若否则启动充电模式；

S3，进行静态电压斜率校准；

参考图3，步骤S3具体包括：

S302，计算Dq/Dv值，根据充电电流，判断Dq/Dv值是否大于8，若是，进行步骤S303,否则返回步骤S2；Dq/Dv为充电过程中最高电芯电压每增加2mv对应充电容量大小。

S303，判断当前SOC是否小于70％，若是，进行Dq/Dv校准，再返回步骤S2,否则直接返回步骤S2。

S4，限制增长速率进行校准；

步骤S4具体包括：

S402，判断充电电流大小是否都达到阈值和已充电时间是否等于10s，若是进行步骤S403，若否返回步骤S2；

S403，判断当前SOC是否大于85％，若是，按照一定速率限制当前SOC值增加，直到当前SOC大于或的等于99％时消除抑制速率，再返回步骤S2。

S5，进行充电末端电压校准。

步骤S5具体包括：

S501，判断当前SOC是否小于85％，若是，进行步骤S502，若否，返回步骤S2；

S502，启动充电末端校准，再返回步骤S2。

步骤S403具体包括：计算SOC增长抑制速率＝(当前SOC-85％)/(99％-85％)，当前SOC增长至99％时消除SOC抑制速率，即SOC增长抑制速率＝1。

参考值n＝1、m＝1、s＝2、Dq/Dv值的阈值＝8、已充电时间的阈值＝10s、第一标定SOC＝70％、第二标定SOC＝85％和消除阈值SOC＝99％仅为本实施选取的值，不做限定，其他数据调整也在本发明保护范围之内。

参考图4，本实施例还提出一种电池SOC校准装置，适用于上述的一种电池SOC校准方法，包括

电流传感器，用于采集电流信息并传输到处理器；

本实施还提出一种用于电池SOC校准的存储介质，适用于上述的一种电池SOC校准方法，存储介质用于存储上次下电前电芯静置时间和存储SOC值。

本发明有以下优势：采用电压斜率判断能够避免电芯电压在平台区校准引起校准误差；采用充电末端校准能够进行在线动态校准，增加校准机率，提高校准精度；采用限制增长速率进行SOC校准，充电截止时SOC刚好为100％，提升用户体验感；适用范围广，适用于拥有平台电压区间的电芯以及可应用于各类电池。

Claims

1.一种电池SOC校准方法，其特征是，包括以下步骤：

S1，系统上电，读取可读存储器中的存储时间和存储SOC值，判断静置时间是否满足阈值，若是，判断是否存在非平台区，若是存在则启动OCV-SOC查表校准，再进行步骤S2，否则直接进行步骤S2；

S2，判断是否为充电模式，若是，获取最高电芯温度、最低电芯温度、充电方式、读取当前SOC值、充电电流、已充电时间和充电最高电芯电压，再进行步骤S3，若否则执行S2；

S3，进行Dq/Dv关系判断和校准；所述步骤S3具体包括：

S301，判断充电最高电芯电压是否大于充电末端校准电压，若否则进行步骤S302；

S302，计算Dq/Dv值，根据充电电流，判断Dq/Dv值是否达到阈值，若达到，进行步骤S303,否则返回步骤S2；

S303，判断当前SOC是否小于第一标定SOC，若是，进行Dq/Dv校准，再返回步骤S2,否则直接返回步骤S2；步骤S4具体包括：

S401，判断充电最高电芯电压是否大于充电末端校准电压，若是则进行步骤S402；

S403，判断当前SOC是否大于第二标定SOC，若是，按照一定速率限制当前SOC值增加，直到当前SOC大于或的等于阈值SOC时消除抑制速率，再返回步骤S2；

S5，进行充电末端电压校准。

2.根据权利要求1所述的一种电池SOC校准方法，其特征是，所述步骤S1具体包括：当前采集电压为Voltage,当前采集电压增加nmv为Voltage+n,当前电压减少nmv为Voltage-n,分别对当前温度下Voltage、Voltage+n、Voltage-n进行OCV-SOC查表得到SOCcur、SOCcur+n、SOCcur-n，若SOCcur+n-SOCcur≤m％且SOCcur-SOCcur-n≤m％时判定当前电压所处非平台区，进行OCV-SOC查表校准，所述当前SOC＝SOCcur；否则，不进行OCV-SOC查表校准，进入步骤S2；所述n和m为所述设定的参考值。

3.根据权利要求1所述的一种电池SOC校准方法，其特征是，所述步骤S5具体包括：

S501，判断当前SOC是否小于第二标定SOC，若是，进行步骤S502，

若否，返回步骤S2；

S502，启动充电末端校准，再返回步骤S2。

4.根据权利要求3所述的一种电池SOC校准方法，其特征是，所述步骤S403具体包括：计算SOC增长抑制速率＝(当前SOC-第二标定SOC)/(消除阈值SOC-第二标定SOC)，当前SOC增长至消除阈值SOC时消除SOC抑制速率，即SOC增长抑制速率＝1。

5.根据权利要求4所述的一种电池SOC校准方法，其特征是，Dq/Dv值为充电过程中最高电芯电压每增加smv对应充电容量大小。

6.一种电池SOC校准装置，适用于权利要求1-5任一项所述的一种电池SOC校准方法，其特征是，包括

电流传感器，用于采集电流信息并传输到处理器；

7.一种用于电池SOC校准的存储介质，适用于权利要求1-5任一项所述的一种电池SOC校准方法，其特征是，所述存储介质用于存储上次下电前电芯静置时间和存储SOC值。