CN111624491A - 一种确定电池剩余电量的方法、装置及电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种确定电池剩余电量的方法、装置及电池管理系统,其中,方法包括:获取前一时刻电池在第一温度下的第一剩余电量以及电池在当前时刻的第二温度;根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量;根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量。在本发明的方案中,通过根据第一温度以及第二温度将第一剩余电量换算为对应第二温度的换算剩余电量,进而得到当前时刻电池的第二剩余电量的过程中充分考虑了温度对电池的影响,避免了电池受温度影响而导致剩余电量的准确性较差的情况发生,以及进而导致的电池管理系统的控制策略与实际电池情况不符,有利于保证电池管理系统对电池的准确控制。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域,特别涉及一种确定电池剩余电量的方法、装置及电池管理系统。
背景技术
锂离子电池已经在各个领域得到了广泛的应用,但是在低温条件下,由于电池阻抗增大,极化增强,充电过程中在负极将出现锂金属的析出与沉淀,沉淀出的金属锂易与电解液发生不可逆反应,从而导致电池容量降低。锂离子电池由于其高比能量、长循环寿命和较高的安全性,成为当前电动汽车储能系统的最佳选择之一。
实现准确的剩余电量(State of Capacity,SOC)估计是电池管理系统(BatteryManagement System,BMS)的重要任务之一。目前车辆上应用的SOC估计算法主要为安时积分法,该方法简单并且易于实用,但是采用该方法进行估计时由于电池受到温度的影响,导致SOC以及实际可用容量存在跳变的可能,进而影响了安时积分法的精度,使得BMC在实际应用过程中存在因SOC估算准确性较差而导致的电池管理不准确的问题。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种确定电池剩余电量的方法、装置及电池管理系统,用以解决当前电池管理系统在获取电池的剩余电量时,由于电池受温度影响导致估算剩余电量的准确性较差的问题。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种确定电池剩余电量的方法,包括:
获取前一时刻电池在第一温度下的第一剩余电量以及电池在当前时刻的第二温度;
根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量;
根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量。
优选地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量的步骤包括:
获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量、电池在第二温度时的第二实际可用容量和第一温度与第二温度之间的满放容量损失;
根据第一剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量、满放容量损失以及第一预设算法,确定换算剩余电量。
具体地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,第一预设算法为:
CT1SOCT1=CT2SOCT2+ΔC
其中,CT1为第一实际可用容量;
SOCT1为第一剩余电量;
CT2为第二实际可用容量;
SOCT2为换算剩余电量;
ΔC为满放容量损失。
具体地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,得到满放容量损失的步骤包括:
获取电池在第二温度下以恒流放电方式放电至电压下限且放置第一预设时间后,以恒流充电的方式将电池充满时的充电容量;
获取电池在第一温度下放置第二预设时间后,以恒流放电方式放电至电压下限时的放电容量;
根据充电容量、放电容量以及第二预设算法得到满放容量损失,第二预设算法为:
ΔC=DCHT1-CHT2
其中,ΔC为满放容量损失;
CHT2为充电电量;
DCHT1为放电容量。
优选地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量的步骤包括:
获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量以及电池在第二温度时的第二实际可用容量;
根据换算剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量以及第三预设算法确定第二剩余电量。
具体地,如上所述5的确定电池剩余电量的方法,第三预设算法为:
其中,SOC(t)为第二剩余电量;
SOCT(t-1)为换算剩余电量;
η为库伦效率;
Ct为不同时刻下的温度所对应的实际可用容量。
优选地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,在根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量;以及根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量的步骤包括:
获取预存修正对照表,其中,预存修正对照表中记录了同一电池在不同温度下的剩余电量;
根据第一温度、第二温度、第一剩余电量以及预存修正对照表,确定电池在当前时刻的第二温度下的第二剩余电量,其中,第二剩余电量是根据第一温度下的第一剩余电量在第二温度时的换算剩余电量计算得到。
本发明的另一优选实施例还提供了一种确定电池剩余电量的装置,包括:
第一获取模块,用于获取前一时刻电池在第一温度下的第一剩余电量以及电池在当前时刻的第二温度;
第一处理模块,用于根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量;
第二处理模块,用于根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量。
具体地,第一处理模块包括:
第一获取单元,用于获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量、电池在第二温度时的第二实际可用容量和第一温度与第二温度之间的满放容量损失;
第一处理单元,用于根据第一剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量、满放容量损失以及第一预设算法,确定换算剩余电量。
具体地,第二处理模块包括:
第二获取单元,用于获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量以及电池在第二温度时的第二实际可用容量;
第二处理单元,用于根据换算剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量以及第三预设算法确定第二剩余电量。
具体地,如上所述的确定电池剩余电量的装置,还包括:
第二获取模块,用于获取预存修正对照表,其中,预存修正对照表中记录了同一电池在不同温度下的剩余电量;
第三处理模块,用于根据第一温度、第二温度、第一剩余电量以及预存修正对照表,确定电池在当前时刻的第二温度下的第二剩余电量,其中,第二剩余电量是根据第一温度下的第一剩余电量在第二温度时的换算剩余电量计算得到。
本发明的又一优选实施例还提供了一种电池管理系统,包括:如上所述的确定电池剩余电量的装置。
与现有技术相比,本发明实施例提供的一种确定电池剩余电量的方法、装置及电池管理系统,至少具有以下有益效果:
在本发明的实施例中,为得到电池在当前时刻的剩余电量,会先获取电池在前一时刻的第一温度下的第一剩余电量以及当前时刻的第二温度,然后根据第一温度以及第二温度将第一剩余电量换算为对应第二温度的换算剩余电量,进而通过进一步处理得到当前时刻电池在第二温度下的第二剩余电量。在此过程中充分考虑了温度对电池的剩余电量的影响,避免了在温度变化后,电池受温度影响而导致原有方法获得的剩余电量的准确性较差的情况发生,以及进而导致的电池管理系统的控制策略与实际电池情况不符,有利于保证电池管理系统对电池的准确控制。
附图说明
图1为本发明的确定电池剩余电量的方法的流程示意图之一;
图2为本发明的确定电池剩余电量的方法的流程示意图之二;
图3为本发明的确定电池剩余电量的装置的结构示意图之一;
图4为本发明的确定电池剩余电量的装置的结构示意图之二。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中,提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此,本领域技术人员应该清楚,可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外,为了清楚和简洁,省略了对已知功能和构造的描述。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中,应理解,下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应理解,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中,应理解,“与A相应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。
参见图1,本发明的一优选实施例提供了一种确定电池剩余电量的方法,包括:
步骤S101,获取前一时刻电池在第一温度下的第一剩余电量以及电池在当前时刻的第二温度;
步骤S102,根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量;
步骤S103,根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量。
在本发明的实施例中,为得到电池在当前时刻的剩余电量,会先获取电池在前一时刻的第一温度下的第一剩余电量以及当前时刻的第二温度,然后根据第一温度以及第二温度将第一剩余电量换算为对应第二温度的换算剩余电量,进而通过进一步处理得到当前时刻电池在第二温度下的第二剩余电量。在此过程中充分考虑了温度对电池的剩余电量的影响,避免了在温度变化后,电池受温度影响而导致原有方法获得的剩余电量的准确性较差的情况发生,以及进而导致的电池管理系统的控制策略与实际电池情况不符,有利于保证电池管理系统对电池的准确控制。
优选地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量的步骤包括:
获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量、电池在第二温度时的第二实际可用容量和第一温度与第二温度之间的满放容量损失;
根据第一剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量、满放容量损失以及第一预设算法,确定换算剩余电量。
具体地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,第一预设算法为:
CT1SOCT1=CT2SOCT2+ΔC
其中,CT1为第一实际可用容量;
SOCT1为第一剩余电量;
CT2为第二实际可用容量;
SOCT2为换算剩余电量;
ΔC为满放容量损失。
在本发明的实施例中,在根据第一剩余电量确定对应的换算剩余电量时,会先获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量、电池在第二温度时的第二实际可用容量以及第一温度与第二温度之间的满放容量损失,进而将上述参数带入第一预设算法中进行运算处理得到换算剩余电量,其中,第一预设算法为根据同一电池在不同温度时的剩余容量相同的原理得到,通过将第一剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量以及上述的满放容量损失代入第一预设算法中进行运算处理,能得到第二温度下与第一剩余电量对应的换算剩余电量,同时有利于保证换算剩余电量的准确性,进而为后续根据换算剩余电量得到第二剩余电量的步骤提供数据基础,通过保证数据基础的准确性进而保证后续得到的第二剩余电量的准确性。其中,第一实际可用容量以及第二实际可用容量均为电池在满电时通过进行正交试验得到的电池容量。
具体地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,得到满放容量损失的步骤包括:
获取电池在第二温度下以恒流放电方式放电至电压下限且放置第一预设时间后,以恒流充电的方式将电池充满时的充电容量;
获取电池在第一温度下放置第二预设时间后,以恒流放电方式放电至电压下限时的放电容量;
根据充电容量、放电容量以及第二预设算法得到满放容量损失,第二预设算法为:
ΔC=DCHT1-CHT2
其中,ΔC为满放容量损失;
CHT2为充电电量;
DCHT1为放电容量。
在本发明的实施例中,电池在第一温度与第二温度间的满放容量损失为电池在第一温度时以恒流放电的方式放电至电压下限的放电容量与电池在第二温度时以恒流充电方式充满时的充电容量的差值,其中,在进行放电或充电时,均需要放置一段时间,有利于避免充电或放电后的电压或电流波动对电池再次进行充电或放电造成的影响,同时,放置一段时间也有利于电池的温度稳定在试验所需的温度,保证获取到的充电容量、放电容量以及满放容量损失的准确性,进而有利于保证最终获得的第二剩余电量的准确性。其中,第一预设时间包括但不限于1h,第二预设时间包括但不限于24h。
优选地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量的步骤包括:
获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量以及电池在第二温度时的第二实际可用容量;
根据换算剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量以及第三预设算法确定第二剩余电量。
具体地,如上所述5的确定电池剩余电量的方法,第三预设算法为:
其中,SOC(t)为第二剩余电量;
SOCT(t-1)为换算剩余电量;
η为库伦效率;
Ct为不同时刻下的温度所对应的实际可用容量。
在本发明的实施例中,在根据换算剩余电量得到电池在第二温度下的第二剩余电量时,会再次获取预存的第一实际可用容量和第二实际可用容量,并将第一实际可用容量、第二实际可用容量以及换算剩余电量带入到第二预设算法中进行运算处理,在此过程中,充分考虑了温度对电池的实际可用容量的影响,有利于保证得到剩余电量的准确性,进而有利于电池管理系统对电池进行准确控制。
参见图2,优选地,如上所述的确定电池剩余电量的方法,在根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量;以及根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量的步骤包括:
步骤S201,获取预存修正对照表,其中,预存修正对照表中记录了同一电池在不同温度下的剩余电量;
步骤S202,根据第一温度、第二温度、第一剩余电量以及预存修正对照表,确定电池在当前时刻的第二温度下的第二剩余电量,其中,第二剩余电量是根据第一温度下的第一剩余电量在第二温度时的换算剩余电量计算得到。
在本发明的实施例中,优选地可对获取到换算剩余电量以及第二剩余电量的步骤进行简化,其中,预先通过上述步骤进行试验获得电池在预设的第三温度时的第三剩余电量以及由第三温度变为预设的第四温度时的第四剩余电量,将第三温度、第三剩余电量、第四温度以及第四剩余电量储存为一预存修正对照表,其中第三温度和第四温度为预设范围内的任一温度,但两者不相等,第三剩余电量可为任一电池电量。在实际运用时,通过直接调用预存修正对照表,并根据第一温度、第一剩余电量以及第二温度得到第二剩余电量。可选地,也可将第四剩余电量变更为第三剩余电量在第二预设温度下的换算剩余电量存储为预存修正对照表,实际运用时先根据预存修正对照表得到换算剩余电量,再根据换算剩余电量运算得到第二剩余电量。通过采用预存修正对照表的方式简化了在实际运用中处理过程,有利于提高剩余电量的获取速度。
参见图3,本发明的另一优选实施例还提供了一种确定电池剩余电量的装置,包括:
第一获取模块301,用于获取前一时刻电池在第一温度下的第一剩余电量以及电池在当前时刻的第二温度;
第一处理模块302,用于根据第一剩余电量,确定第一剩余电量在第二温度下的换算剩余电量;
第二处理模块303,用于根据换算剩余电量,确定电池在第二温度下的第二剩余电量。
具体地,第一处理模块包括:
第一获取单元,用于获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量、电池在第二温度时的第二实际可用容量和第一温度与第二温度之间的满放容量损失;
第一处理单元,用于根据第一剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量、满放容量损失以及第一预设算法,确定换算剩余电量。
具体地,第二处理模块包括:
第二获取单元,用于获取预先存储的电池在第一温度时的第一实际可用容量以及电池在第二温度时的第二实际可用容量;
第二处理单元,用于根据换算剩余电量、第一实际可用容量、第二实际可用容量以及第三预设算法确定第二剩余电量。
参见图4,具体地,如上所述的确定电池剩余电量的装置,还包括:
第二获取模块401,用于获取预存修正对照表,其中,预存修正对照表中记录了同一电池在不同温度下的剩余电量;
第三处理模块402,用于根据第一温度、第二温度、第一剩余电量以及预存修正对照表,确定电池在当前时刻的第二温度下的第二剩余电量,其中,第二剩余电量是根据第一温度下的第一剩余电量在第二温度时的换算剩余电量计算得到。
本发明的装置实施例是与上述方法的实施例对应的装置,上述方法实施例中的所有实现手段均适用于该装置的实施例中,也能达到相同的技术效果。
本发明的又一优选实施例还提供了一种电池管理系统,包括:如上所述的确定电池剩余电量的装置。
包括上述确定电池剩余电量的装置的电池管理系统,在实际运用时,能根据电池在前一时刻的温度下的剩余电量,并通过运算处理得到当前时刻的温度下的剩余电量,在此过程中充分考虑了温度对电池的影响,保证了电池管理系统最终得到的电池在当前时刻的剩余电量的准确性,有利于电池管理系统对电池进行准确控制。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种确定电池剩余电量的方法,其特征在于,包括:
获取前一时刻电池在第一温度下的第一剩余电量以及所述电池在当前时刻的第二温度;
根据所述第一剩余电量,确定所述第一剩余电量在所述第二温度下的换算剩余电量;
根据所述换算剩余电量,确定所述电池在所述第二温度下的第二剩余电量。
2.根据权利要求1所述的确定电池剩余电量的方法,其特征在于,所述根据所述第一剩余电量,确定所述第一剩余电量在所述第二温度下的换算剩余电量的步骤包括:
获取预先存储的所述电池在所述第一温度时的第一实际可用容量、所述电池在所述第二温度时的第二实际可用容量和所述第一温度与所述第二温度之间的满放容量损失;
根据所述第一剩余电量、所述第一实际可用容量、所述第二实际可用容量、所述满放容量损失以及第一预设算法,确定所述换算剩余电量。
3.根据权利要求2所述的确定电池剩余电量的方法,其特征在于,所述第一预设算法为:
CT1SOCT1=CT2SOCT2+ΔC
其中,CT1为所述第一实际可用容量;
SOCT1为所述第一剩余电量;
CT2为所述第二实际可用容量;
SOCT2为所述换算剩余电量;
ΔC为所述满放容量损失。
4.根据权利要求2所述的确定电池剩余电量的方法,其特征在于,得到所述满放容量损失的步骤包括:
获取所述电池在第二温度下以恒流放电方式放电至电压下限且放置第一预设时间后,以恒流充电的方式将所述电池充满时的充电容量;
获取所述电池在第一温度下放置第二预设时间后,以所述恒流放电方式放电至所述电压下限时的放电容量;
根据所述充电容量、所述放电容量以及第二预设算法得到所述满放容量损失,所述第二预设算法为:
ΔC=DCHT1-CHT2
其中,ΔC为所述满放容量损失;
CHT2为所述充电电量;
DCHT1为所述放电容量。
5.根据权利要求1所述的确定电池剩余电量的方法,其特征在于,所述根据所述换算剩余电量,确定所述电池在所述第二温度下的第二剩余电量的步骤包括:
获取预先存储的所述电池在所述第一温度时的第一实际可用容量以及所述电池在所述第二温度时的第二实际可用容量;
根据所述换算剩余电量、所述第一实际可用容量、所述第二实际可用容量以及第三预设算法确定所述第二剩余电量。
7.根据权利要求1所述的确定电池剩余电量的方法,其特征在于,在所述根据所述第一剩余电量,确定所述第一剩余电量在所述第二温度下的换算剩余电量;以及根据所述换算剩余电量,确定所述电池在所述第二温度下的第二剩余电量的步骤包括:
获取预存修正对照表,其中,所述预存修正对照表中记录了同一所述电池在不同温度下的剩余电量;
根据所述第一温度、所述第二温度、所述第一剩余电量以及所述预存修正对照表,确定所述电池在当前时刻的所述第二温度下的第二剩余电量,其中,所述第二剩余电量是根据所述第一温度下的所述第一剩余电量在所述第二温度时的换算剩余电量计算得到。
8.一种确定电池剩余电量的装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于获取前一时刻电池在第一温度下的第一剩余电量以及所述电池在当前时刻的第二温度;
第一处理模块,用于根据所述第一剩余电量,确定所述第一剩余电量在所述第二温度下的换算剩余电量;
第二处理模块,用于根据所述换算剩余电量,确定所述电池在所述第二温度下的第二剩余电量。
9.根据权利要求8所述的确定电池剩余电量的装置,其特征在于,还包括:
第二获取模块,用于获取预存修正对照表,其中,所述预存修正对照表中记录了同一所述电池在不同温度下的剩余电量;
第三处理模块,用于根据所述第一温度、所述第二温度、所述第一剩余电量以及所述预存修正对照表,确定所述电池在当前时刻的所述第二温度下的第二剩余电量,其中,所述第二剩余电量是根据所述第一温度下的所述第一剩余电量在所述第二温度时的换算剩余电量计算得到。
10.一种电池管理系统,其特征在于,包括:如权利要求8或9所述的确定电池剩余电量的装置。
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