CN111580000B - 一种电池soc校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种电池SOC校准方法，包括以下步骤：S1，满足静态校准条件下判断是否存在平台区，若存在则启动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，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，进行静态电压斜率校准；S4，限制增长速率进行校准；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
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。
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，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，满足静态校准条件下判断是否存在平台区，若存在则启动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，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，进行静态电压斜率校准；
S4，限制增长速率进行校准；
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S2还包括读取最高电芯温度、最低电芯温度和充电方式。
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，在进行步骤S1前电芯最少需要静置6小时。
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。
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。
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：
电芯最少需要静置6小时后进行以下步骤：
S1，判断是否存在平台区，若存在则启动OCV-SOC查表校准，再进行步骤S2，否则直接进行步骤S2；
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：
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：
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。
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 (8)
1.一种电池SOC校准方法，其特征是，包括以下步骤：
S1，满足静态校准条件下判断是否存在非平台区，若存在则启动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，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，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；
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S2还包括读取最高电芯温度、最低电芯温度和充电方式。
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为设定的参考值。
4.根据权利要求1所述的一种电池SOC校准方法，其特征是，在进行步骤S1前电芯最少需要静置N小时。
5.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。
6.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。
7.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。
8.根据权利要求5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。
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