CN112130084A - 一种基于充电末端估计电池soc方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种基于充电末端估计电池SOC方法和系统。一种基于充电末端估计电池SOC方法，包括步骤：S1、获取充电拐点电压和电池包当前最大电芯电压；S2、当所述当前最大电芯电压大于所述拐点电压时，执行电池SOC修正操作。本发明提供的估计电池SOC方法，首先获取电池在当前充电策略情况下的拐点电压，在电池包的电压达到拐点电压后，即进入电池SOC的修正操作，防止出现SOC值长时间不动或快速跳变的情况发生，增强用户体验。

Description

一种基于充电末端估计电池SOC方法和系统
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种基于充电末端估计电池SOC方法和系统。
背景技术
电动车充电过程中，若SOC虚高，SOC一般会在满充修正前长时间保持在99％；若SOC虚低，SOC一般会在满充修时突然跳变到100％，这就是充电末端经常出现的SOC跳变或者长时间等待的现象。这种现象会遭到客户投诉，影响客户体验，因此需要提出一种充电末端SOC修正方法，避免此类问题的发生。
申请号为CN201710477848.7的专利文献公开了一种用于估计电池SOC的装置，该装置包括处理器，所述处理器被配置成：判断电池是否进入充电末端；在判断电池进入充电末端的情况下，根据检测到的电池的电流I、电池的电压V以及预存的不同倍率下的电池的电压V、电流I与SOC值的对应关系，估计所述电池的SOC值。经该装置估计得到的SOC值的精度得到了很大提高，防止由于过充对电池造成损伤。但还是没能有效解决上述问题。
因而现有的电池SOC计算方法存在不足，还有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于充电末端估计电池SOC方法和系统，能够有效防止出现SOC跳变或长时间等待现象。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种基于充电末端估计电池SOC方法，包括步骤：
S1、获取充电拐点电压和电池包当前最大电芯电压；
S2、当所述当前最大电芯电压大于所述拐点电压时，执行电池SOC修正操作。
优选的所述的基于充电末端估计电池SOC方法，所述电池SOC修正操作具体包括：
S21、获取电池包的当前最大电芯电压、上一时刻最大电芯电压和上一时刻SOC，根据满充电压、满充SOC得到当前SOC；
S22、实时检测电池包当前最大电芯电压，判定是否小于满充电压，若是，则执行步骤S21；若否，则当前SOC等于满充SOC、当前最大电芯电压等于满充电压。
优选的所述的基于充电末端估计电池SOC方法，所述步骤S21中，所述当前SOC的计算公式为：
Figure BDA0002637518520000021
其中，SOCnow为当前SOC；Vmaxnow为当前最大电芯电压；Vmaxbefor为上一时刻最大电芯电压；SOCbefor为上一时刻SOC；Vfull为满充电压；SOCfull为满充SOC。
优选的所述的基于充电末端估计电池SOC方法，在步骤S1前，还包括步骤：
S01、获取电池包的当前SOC，当所述当前SOC与满充SOC的差值大于预设阈值时，则执行步骤S1；否则，执行步骤S02；
S02、实时检测电池包的当前最大电芯电压，当所述当前最大当前电芯电压等于满充电压，则当前SOC等于满充SOC。
优选的所述的基于充电末端估计电池SOC方法，所述预设阈值为0.1％-10％。
优选的所述的基于充电末端估计电池SOC方法，所述步骤S2还包括：
当所述当前最大电芯电压小于或等于所述拐点电压时，使用安时累加法计量电池SOC，执行步骤S1。
优选的所述的基于充电末端估计电池SOC方法，所述拐点电压通过使用不同的充电策略分别对电池包进行充电，分别得到各个充电策略对应的拐点电压。
优选的所述的基于充电末端估计电池SOC方法，所述步骤S1中，所述拐点电压的获取步骤为：
S11、获取本次充电策略；
S12、根据所述充电策略，得到本次充电的拐点电压。
一种使用所述的基于充电末端估计电池SOC方法的估计电池SOC系统，包括处理器、电压采集模块和SOC修正模块；所述电压采集模块、所述SOC修正模块分别与所述处理器连接。
一种计算机可读介质，存储有计算机软件，所述计算机软件在被处理器执行时，实现所述的基于充电末端估计电池SOC方法。
相较于现有技术，本发明提供的一种基于充电末端估计电池SOC方法和系统，具有以下有益效果：
本发明提供的估计电池SOC方法，首先获取电池在当前充电策略情况下的拐点电压，在电池包的电压达到拐点电压后，即进入电池SOC的修正操作，防止出现SOC值长时间不动或快速跳变的情况发生，增强用户体验。
附图说明
图1是本发明提供的基于充电末端估计电池SOC方法流程图；
图2是本发明提供的获取拐点电压的流程图；
图3是本发明提供的拐点电压标定图；
图4是本发明提供的电池SOC修改操作流程图；
图5是本发明提供的估计电池SOC方法前置操作流程图；
图6是本发明提供的估计电池SOC系统结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种基于充电末端估计电池SOC方法，包括步骤：
S1、获取充电拐点电压和电池包当前最大电芯电压；在电动车充电过程中，充电过程均是按照提前设定好的充电策略进行，充电策略一般会设定的不同的充电电流充电以实现快充或慢充，例如在电池SOC小于10％时使用充电电流10A，当电池SOC为10-60％时充电电流为20A，电池SOC为60％-80％时充电电流为30A，电池SOC大于80％时充电电流为10A；现有的电池SOC估计方法是通过检测电池包的电芯电压(一般情况下，电芯电压与电池SOC之间是一一对应关系)结合安时累加法进行电池SOC的估计(本发明提供的估计电池SOC方法中，在不执行所述电池SOC修正操作的情况下，会优先使用安时累加法计量电池SOC)，在充电电流调高的情况下(例如在本实施例的充电策略中，充电电流由10A转换成20A)，一般不会出现拐点电压；但是出现充电电流调低的情况，就会造成就会出现电池电芯电压骤然下降的情况，此时出现拐点电压，此时电池的电芯电压与电池SOC之间不一一对应，就会出现背景技术中出现的技术问题。具体的，在一次充电过程中，可能会出现多次电池的电芯电压骤降的情况发生，在本实施例中，仅仅选取最后一次电压骤降时的拐点电压参与处理。同时实时检测电池包的当前最大电芯电压(在检测电池包电压时，能够反映电池包电压情况的电压值)，对二者进行比对，判定是否需要进行电池SOC的调整。
请参阅图2，作为优选方案，本实施例中，所述步骤S1中，所述拐点电压的获取步骤为：
S11、获取本次充电策略；一般的，电动车充电时的充电策略会包括多种，往往根据电动车电池状态进行调整，例如在电池状态较佳的情况下，往往会使用快充的充电策略，例如仅仅将充电过程分为三阶段：第一阶段，电池SOC为0-10％，充电电流为20A；第二阶段，电池SOC为10-90％，充电电流为40A；第三阶段，电池SOC为90-100％，充电电流为20A。但是在电池工作状态不佳的情况下，就会需要使用慢充的方式，防止电池受损，例如将充电过程分为五个阶段：第一阶段，电池SOC为0-10％，充电电流为10A；第二阶段，电池SOC为10-30％，充电电流为20A；第三阶段，电池SOC为30-70％，充电电流为40A；第四阶段，电池SOC为70-85％，充电电流为20A；第五阶段，电池SOC为85-100％，充电电流为10A。因此，需要在获取所述拐点电压前，获取本次电动车充电所使用的充电策略。
S12、根据所述充电策略，得到本次充电的拐点电压。当然，在根据所述充电策略得到所述拐点电压前，需要针对不同的充电策略进行测试，分别记录不同的拐点电压，进而在需要时直接获取，应当说明的是，针对性的测试，可以是针对同一生产批次的电池或同一型号的电池记性分类测试，也可是针对每个电池包进行针对性测试。
作为优选方案，本实施例中，所述拐点电压通过使用不同的充电策略分别对电池包进行充电，分别得到各个充电策略对应的拐点电压。请参阅图3，一般的，按照具有两次下调充电电流的充电策略(例如上述中的慢充)会出现图3中的状态，此时按照既定的充电策略进行充电，得到充电过程中的电芯电压与电池SOC标定数据，观察标定数据后，得到充电末端拐点电压V0。
S2、当所述当前最大电芯电压大于所述拐点电压时，执行电池SOC修正操作。具体的，在得到所述拐点电压后，判定得到电池包的当前最大电芯电压大于所述拐点电压后，为了防止充电末端出现同一电池SOC显示时间过长，或电池SOC跳变的情况发生，需要使用电池SOC修正操作进行电池SOC值的调整，以使电池SOC值的显示线性上升，不发生跳变或长时间等待现象。
请参阅图4，具体的，作为优选方案，本实施例中，所述电池SOC修正操作具体包括：
S21、获取电池包的当前最大电芯电压、上一时刻最大电芯电压和上一时刻SOC，根据满充电压、满充SOC得到当前SOC；
作为优选方案，本实施例中，所述步骤S21中，所述当前SOC的计算公式为：
Figure BDA0002637518520000051
其中，SOCnow为当前SOC，即用于显示的电池SOC；Vmaxnow为当前最大电芯电压；Vmaxbefor为上一时刻最大电芯电压；SOCbefor为上一时刻SOC；Vfull为满充电压，一般为电池包的基础参数；SOCfull为满充SOC，一般为100％。
S22、实时检测电池包当前最大电芯电压，判定是否小于满充电压，若是，则执行步骤S21；若否，则当前SOC等于满充SOC、当前最大电芯电压等于满充电压。
作为优选方案，本实施例中，所述步骤S2还包括：
当所述当前最大电芯电压小于或等于所述拐点电压时，使用安时累加法计量电池SOC，执行步骤S1。
请参阅图5，作为优选方案，本实施例中，在步骤S1前，还包括步骤：
S01、获取电池包的当前SOC，当所述当前SOC与满充SOC的差值大于预设阈值时，则执行步骤S1；否则，执行步骤S11；在具体实施过程中，还需要设定所述预设阈值，用于判定是否需要进行本发明提供的电池SOC修改操作，在电池充电过程中，电动车在充电时，可能电池SOC已经处于接近充满的状态，可能只需要一次数据跳变既可以充满，因此所述预设阈值为电池SOC显示的跳变区间，例如大部分的电动车电池的充电状态是电池SOC每变化1％进行一次显示调整，此时所述预设阈值为1％，当然也有其他调整区间，例如有的电池SOC显示是每变化5％进行一次显示调整，此时所述预设阈值为5％。
作为优选方案，本实施例中，所述预设阈值为0.1％-10％，进一步优选为0.5％或1％或2％或5％。
S02、实时检测电池包的当前最大电芯电压，当所述当前最大当前电芯电压等于满充电压，则当前SOC等于满充SOC。
请参阅图6，本发明还提供一种使用上述中所述的基于充电末端估计电池SOC方法的估计电池SOC系统，包括处理器、电压采集模块和SOC修正模块；所述电压采集模块、所述SOC修正模块分别与所述处理器连接。具体的，所述电压采集模块，用于检测电池包的电压值，包括所述当前最大电芯电压和满电电压(一般情况下，满电电压为固定值存储在处理器中，当电池出现损伤时，满电电压会出现变化，此时需要进行检测更新处理器中满电电压值)，并传送到所述处理器中；所述SOC修正模块，用于根据所述处理器的指令，开始进行电池SOC的修正操作；所述处理器，用于接收所述电压采集模块传送的所述当前最大电芯电压驱动所述SOC修正模块，实现上述中所述估计电池SOC方法。
本发明还提供一种计算机可读介质，存储有计算机软件，所述计算机软件在被处理器执行时，实现上述中所述的基于充电末端估计电池SOC方法。具体的，所述介质可以单独存在，也可以内置与一种电子设备中，本发明不做限定。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于充电末端估计电池SOC方法，其特征在于，包括步骤：
S1、获取充电拐点电压和电池包当前最大电芯电压；
S2、当所述当前最大电芯电压大于所述拐点电压时，执行电池SOC修正操作。
2.根据权利要求1所述的基于充电末端估计电池SOC方法，其特征在于，所述电池SOC修正操作具体包括：
S21、获取电池包的当前最大电芯电压、上一时刻最大电芯电压和上一时刻SOC，根据满充电压、满充SOC得到当前SOC；
S22、实时检测电池包当前最大电芯电压，判定是否小于满充电压，若是，则执行步骤S21；若否，则当前SOC等于满充SOC、当前最大电芯电压等于满充电压。
3.根据权利要求2所述的基于充电末端估计电池SOC方法，其特征在于，所述步骤S21中，所述当前SOC的计算公式为：
Figure FDA0002637518510000011
其中，SOCnow为当前SOC；Vmaxnow为当前最大电芯电压；Vmaxbefor为上一时刻最大电芯电压；SOCbefor为上一时刻SOC；Vfull为满充电压；SOCfull为满充SOC。
4.根据权利要求1所述的基于充电末端估计电池SOC方法，其特征在于，在步骤S1前，还包括步骤：
S01、获取电池包的当前SOC，当所述当前SOC与满充SOC的差值大于预设阈值时，则执行步骤S1；否则，执行步骤S02；
S02、实时检测电池包的当前最大电芯电压，当所述当前最大当前电芯电压等于满充电压，则当前SOC等于满充SOC。
5.根据权利要求4所述的基于充电末端估计电池SOC方法，其特征在于，所述预设阈值为0.1％-10％。
6.根据权利要求1所述的基于充电末端估计电池SOC方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
当所述当前最大电芯电压小于或等于所述拐点电压时，使用安时累加法计量电池SOC，执行步骤S1。
7.根据权利要求1所述的基于充电末端估计电池SOC方法，其特征在于，所述拐点电压通过使用不同的充电策略分别对电池包进行充电，分别得到各个充电策略对应的拐点电压。
8.根据权利要求7所述的基于充电末端估计电池SOC方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述拐点电压的获取步骤为：
S11、获取本次充电策略；
S12、根据所述充电策略，得到本次充电的拐点电压。
9.一种使用权利要求1-8任一所述的基于充电末端估计电池SOC方法的估计电池SOC系统，其特征在于，包括处理器、电压采集模块和SOC修正模块；所述电压采集模块、所述SOC修正模块分别与所述处理器连接。
10.一种计算机可读介质，其特征在于，存储有计算机软件，所述计算机软件在被处理器执行时，实现权利要求1-8任一所述的基于充电末端估计电池SOC方法。
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WO2023044875A1 (zh) * 2021-09-26 2023-03-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 确定显示荷电状态的方法、装置及电池管理芯片

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