CN112557910A - 一种新能源电池soc计算方法 - Google Patents

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张园尚
冯峥
郭玉铮
王皓民
解海浩
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Abstract

本发明公开了一种新能源电池soc计算方法，包括如下步骤：S1、新能源电池检测；S2、收集新能源电池历史参数；S3、损耗检测；S4、计算电池的实际的存电量D实际；S5、根据电池的实际的存电量D实际判定是否立刻进行检测；S6、电池荷电状态估算，通过安时积分法对荷电状态估算，并记录结果。本发明在电流积分法的基础上，把电池系统待机低电流工作状态的时间累计，电量变化累计结合起来，让电池系统能够在较长时间没有大功率工作时，仅仅在为低压负载供电的情况下，也能计算电量的变化，避免了电池在较长时间没有启动使用时，因低压系统的小电流放电，造成较大的电量损耗，而soc的电量显示却任然是满电量，让使用者认为电池电量充足的情况。

Description

一种新能源电池soc计算方法
技术领域
本发明属于电池管理技术领域，更具体地说，尤其涉及一种新能源电池soc计算方法。
背景技术
随着电池储能系统技术的进步，其电池储能的比能量快速提升，单位成本逐步下降。加上电池储能系统本身所具有的快速响应、设置便捷等特点，使得电池储能系统的应用变得越来越广泛。
SOC是当前电池剩余电量/容量的简称即荷电保持，SOC是BMS的核心，BMS是电池的核心，电池是电池储能系统的核心，SOC的精准计算对电池储能系统至关重要，目前常用的SOC估算方法有：开路电压法、安时积分法、内阻法、神经网络和卡尔曼滤波法，但是，开路电压法的缺陷是再估算soc之前要让电池静止1小时，才能测出精确的电压值，在实际应用中测量的电压精准度不高，误差大，在实际应用中电池的电压与温度，电流的大小有关联，当温度变化或电流变化过程中，soc的估算误差较大；电流积分法无法估算出电池的初始电流，当充放电电流小于2A一下时，无法估算变化的电量，因此，我们提出一种新能源电池soc计算方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种新能源电池soc计算方法，本算法是把电流积分法与时间结合起来，进行一个综合估算，主要解决传统的电流积分法在低电流放电状况下，soc无法及时计算的电量变化的新方法。
为实现上述目的，一种新能源电池soc计算方法，包括如下步骤：
S1、新能源电池检测，检测系统上电后，首先检测新能源电池的温度、充电、放电是否正常，并检测新能源电池外观是否有鼓包或者烧焦，并记录检测时间记做S检；
S2、收集新能源电池历史参数，所述新能源电池历史参数具体包括，该电池实际的总储电量D总、该电池最后的停止使用的时间S停、电池显示最后的剩余电量记做D剩；
S3、损耗检测，检测新该电池因低压系统的小电流放电，造成较大的电量损耗，每天的损耗记做F；
S4、计算电池的实际的存电量D实际，通过电池显示最后的剩余电量减去耗电量乘以该电池最后的停止使用的时间于检测时间相距的天数；
S5、根据电池的实际的存电量D实际判定是否立刻进行检测，具体判定标准为：
1）D实际≥0时，判定为立即检测；
2）D实际≤0时，判定为不能立即检测；
当D实际≤0时需要首先对电池充电，充电量≥
Figure DEST_PATH_IMAGE001
D总时，重复步骤S5的判定；
S6、电池荷电状态估算，通过安时积分法对荷电状态估算，并记录结果。
优选的，步骤S1所述的新能源电池外观检测具体采用视觉检测系统进行检测，所述视觉检测系统通过机器代替人眼来做测量和判断。视觉检测是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来确定新能源电池外管是否存在不良。
优选的，所述视觉检测系统包括：照明组件、镜头以及相机，所述照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果，由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。
优选的，所述镜头采用自动光圈定焦镜头，所述自动光圈定焦镜头光圈调整环上增加一个齿轮合传动的微型电机，并从驱动电路引出3或4芯屏蔽线，接到相机自动光圈接口座上，当进入镜头的光通量变化时，摄像机CCD靶面产生的电荷发生相应的变化，从而使视频信号电平发生变化，产生一个控制信号，传给自动光圈镜头，从而使镜头内的电机做相应的正向或反向转动，完成调整大小的任务；所述相机采用标准分辨率数字相机。
优选的，步骤S1所述的新能源电池充电、放电检测采用万用表进行检测，所述万用表采用灵敏的磁电式直流电流表做表头，当微小电流通过表头，就会有电流指示，但表头不能通过大电流，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。
优选的，步骤S6所述的安时积分法计算开始放电至今电池的放电电量Qd，并换算为电池开始放电至今电池的放电容量SOCd；再利用公式SOCt＝SOC0-SOCd，计算出当前剩余容量SOCt；其中SOC0为电池的初始剩余容量。
优选的，所述步骤S6中采用的还采用安时积分法对SOC修正，具体步骤包括：
1）电池的放电特性曲线；在放电特性曲线中预设若干个修正点；
2）在放电特性曲线中预设若干个修正点，修正点体现对应的放电电压Vn和电池容量SOCn；
3）对电池进行持续放电测试，测试过程中实时检测当前电池的电压Vt，并计算电池当前剩余容量SOCt；当检测当前电池的电压Vt放电至等于预设的修正点的放电电压Vn时，将电池当前剩余容量SOCt与对应修正点的电池容量SOCn进行比较，若两者不一致，则将当前剩余容量SOCt修正为对应修正点的电池容量SOCn，否则不修正。
优选的，步骤S4所述的实际的存电量D实际具体表达式为：D实际=D剩-（S检-S停）F。
本发明的技术效果和优点：本发明在电流积分法的基础上，把电池系统待机低电流工作状态的时间累计，电量变化累计结合起来，让电池系统能够在较长时间没有大功率工作时，仅仅在为低压负载供电的情况下，也能计算电量的变化，一定程度上避免了电池在较长时间没有启动使用时，因低压系统的小电流放电，造成较大的电量损耗，而soc的电量显示却任然是满电量，让使用者认为电池电量充足的情况。
附图说明
图1为本发明的新能源电池soc计算流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1的一种一种新能源电池soc计算方法，包括如下步骤：
S1、新能源电池检测，检测系统上电后，首先检测新能源电池的温度、充电、放电是否正常，并检测新能源电池外观是否有鼓包或者烧焦，并记录检测时间记做S检；
S2、收集新能源电池历史参数，新能源电池历史参数具体包括，该电池实际的总储电量D总、该电池最后的停止使用的时间S停、电池显示最后的剩余电量记做D剩；
S3、损耗检测，检测新该电池因低压系统的小电流放电，造成较大的电量损耗，每天的损耗记做F；
S4、计算电池的实际的存电量D实际，通过电池显示最后的剩余电量减去耗电量乘以该电池最后的停止使用的时间于检测时间相距的天数；
S5、根据电池的实际的存电量D实际判定是否立刻进行检测，具体判定标准为：
1）D实际≥0时，判定为立即检测；
2）D实际≤0时，判定为不能立即检测；
当D实际≤0时需要首先对电池充电，充电量≥
Figure 403454DEST_PATH_IMAGE001
D总时，重复步骤S5的判定；
S6、电池荷电状态估算，通过安时积分法对荷电状态估算，并记录结果。
其中，步骤S1的新能源电池外观检测具体采用视觉检测系统进行检测，视觉检测系统通过机器代替人眼来做测量和判断。视觉检测是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来确定新能源电池外管是否存在不良。
其中，视觉检测系统包括：照明组件、镜头以及相机，照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果，由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果；
照明组件按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等；其中背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像；前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装；结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息；频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，相机拍摄要求与光源同步。
其中，镜头采用自动光圈定焦镜头，自动光圈定焦镜头光圈调整环上增加一个齿轮合传动的微型电机，并从驱动电路引出3或4芯屏蔽线，接到相机自动光圈接口座上，当进入镜头的光通量变化时，摄像机CCD靶面产生的电荷发生相应的变化，从而使视频信号电平发生变化，产生一个控制信号，传给自动光圈镜头，从而使镜头内的电机做相应的正向或反向转动，完成调整大小的任务；相机采用标准分辨率数字相机。
其中，步骤S1的新能源电池充电、放电检测采用万用表进行检测，万用表采用灵敏的磁电式直流电流表做表头，当微小电流通过表头，就会有电流指示，但表头不能通过大电流，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。
其中，步骤S6的安时积分法计算开始放电至今电池的放电电量Qd，并换算为电池开始放电至今电池的放电容量SOCd；再利用公式SOCt＝SOC0-SOCd，计算出当前剩余容量SOCt；其中SOC0为电池的初始剩余容量。
其中，步骤S6中采用的还采用安时积分法对SOC修正，具体步骤包括：
1）电池的放电特性曲线；在放电特性曲线中预设若干个修正点；
2）在放电特性曲线中预设若干个修正点，修正点体现对应的放电电压Vn和电池容量SOCn；
3）对电池进行持续放电测试，测试过程中实时检测当前电池的电压Vt，并计算电池当前剩余容量SOCt；当检测当前电池的电压Vt放电至等于预设的修正点的放电电压Vn时，将电池当前剩余容量SOCt与对应修正点的电池容量SOCn进行比较，若两者不一致，则将当前剩余容量SOCt修正为对应修正点的电池容量SOCn，否则不修正。
其中，步骤S4的实际的存电量D实际具体表达式为：D实际=D剩-（S检-S停）F。
综上所述：本发明在电流积分法的基础上，把电池系统待机低电流工作状态的时间累计，电量变化累计结合起来，让电池系统能够在较长时间没有大功率工作时，仅仅在为低压负载供电的情况下，也能计算电量的变化，一定程度上避免了电池在较长时间没有启动使用时，因低压系统的小电流放电，造成较大的电量损耗，而soc的电量显示却任然是满电量，让使用者认为电池电量充足的情况。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新能源电池soc计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、新能源电池检测，检测系统上电后，首先检测新能源电池的温度、充电、放电是否正常，并检测新能源电池外观是否有鼓包或者烧焦，并记录检测时间记做S检；
S2、收集新能源电池历史参数，所述新能源电池历史参数具体包括，该电池实际的总储电量D总、该电池最后的停止使用的时间S停、电池显示最后的剩余电量记做D剩；
S3、损耗检测，检测新该电池因低压系统的小电流放电，造成较大的电量损耗，每天的损耗记做F；
S4、计算电池的实际的存电量D实际，通过电池显示最后的剩余电量减去耗电量乘以该电池最后的停止使用的时间于检测时间相距的天数；
S5、根据电池的实际的存电量D实际判定是否立刻进行检测，具体判定标准为：
1）D实际≥0时，判定为立即检测；
2）D实际≤0时，判定为不能立即检测；
当D实际≤0时需要首先对电池充电，充电量≥
Figure 978948DEST_PATH_IMAGE001
D总时，重复步骤S5的判定；
S6、电池荷电状态估算，通过安时积分法对荷电状态估算，并记录结果。
2.根据权利要求1所述的一种新能源电池soc计算方法，其特征在于：步骤S1所述的新能源电池外观检测具体采用视觉检测系统进行检测，所述视觉检测系统通过机器代替人眼来做测量和判断;视觉检测是指通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来确定新能源电池外管是否存在不良。
3.根据权利要求2所述的一种新能源电池soc计算方法，其特征在于：所述视觉检测系统包括：照明组件、镜头以及相机，所述照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果，由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。
4.根据权利要求3所述的一种新能源电池soc计算方法，其特征在于：所述镜头采用自动光圈定焦镜头，所述自动光圈定焦镜头光圈调整环上增加一个齿轮合传动的微型电机，并从驱动电路引出3或4芯屏蔽线，接到相机自动光圈接口座上，当进入镜头的光通量变化时，摄像机CCD靶面产生的电荷发生相应的变化，从而使视频信号电平发生变化，产生一个控制信号，传给自动光圈镜头，从而使镜头内的电机做相应的正向或反向转动，完成调整大小的任务；所述相机采用标准分辨率数字相机。
5.根据权利要求1所述的一种新能源电池soc计算方法，其特征在于：步骤S1所述的新能源电池充电、放电检测采用万用表进行检测，所述万用表采用灵敏的磁电式直流电流表做表头，当微小电流通过表头，就会有电流指示，但表头不能通过大电流，必须在表头上并联与串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和电阻。
6.根据权利要求1所述的一种新能源电池soc计算方法，其特征在于：步骤S6所述的安时积分法计算开始放电至今电池的放电电量Qd，并换算为电池开始放电至今电池的放电容量SOCd；再利用公式SOCt＝SOC0-SOCd，计算出当前剩余容量SOCt；其中SOC0为电池的初始剩余容量。
7.根据权利要求5所述的一种新能源电池soc计算方法，其特征在于：所述步骤S6中采用的还采用安时积分法对SOC修正，具体步骤包括：
1）电池的放电特性曲线；在放电特性曲线中预设若干个修正点；
2）在放电特性曲线中预设若干个修正点，修正点体现对应的放电电压Vn和电池容量SOCn；
3）对电池进行持续放电测试，测试过程中实时检测当前电池的电压Vt，并计算电池当前剩余容量SOCt；当检测当前电池的电压Vt放电至等于预设的修正点的放电电压Vn时，将电池当前剩余容量SOCt与对应修正点的电池容量SOCn进行比较，若两者不一致，则将当前剩余容量SOCt修正为对应修正点的电池容量SOCn，否则不修正。
8.根据权利要求1所述的一种新能源电池soc计算方法，其特征在于：步骤S4所述的实际的存电量D实际具体表达式为：D实际=D剩-（S检-S停）F。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113352939A (zh) * 2021-05-26 2021-09-07 武汉小安科技有限公司 剩余电量确定方法、装置、电子设备和存储介质
CN117406114A (zh) * 2023-12-14 2024-01-16 深圳智慧动锂电子股份有限公司 基于小电流的soc校准方法、系统

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