CN113933729A - 电池荷电状态的处理方法、装置、车辆及电池管理系统 - Google Patents

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杨红新
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Abstract

本发明公开了一种电池荷电状态的处理方法、装置、车辆及电池管理系统。其中，该方法包括：获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；根据安时值、电池容量值以及荷电状态值，确定电池的当前荷电状态值。本发明解决了相关技术中开路电压查询条件无法有效在电池荷电状态估算功能上应用的技术问题。

Description

电池荷电状态的处理方法、装置、车辆及电池管理系统
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池荷电状态的处理方法、装置、车辆及电池管理系统。
背景技术
电池系统作为新能源电动汽车的核心能源部件，其可用能量的估算功能一直是整车运行及剩余纯电行驶里程的功能的重要参考。目前磷酸铁锂电芯以其高安全性，不断提高的比能量，广泛的应用到新能源电动汽车。但是由于其较为平滑的OCV曲线，在使用Ah积分与OCV校正结合策略中OCV校正功能无法在SOC估算中发挥其应有的作用。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电池荷电状态的处理方法、装置、车辆及电池管理系统，以至少解决相关技术中开路电压查询条件无法有效在电池荷电状态估算功能上应用的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电池荷电状态的处理方法，包括：获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；根据所述安时值、所述电池容量值以及所述荷电状态值，确定所述电池的当前荷电状态值。
可选地，在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，包括：对所述电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理。
可选地，对所述电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理，包括：判断电池上电后是否满足开路电压查询条件；在所述电池上电后满足所述开路电压查询条件的情况下，则将满足所述开路电压查询条件的荷电状态值确定为所述电池的荷电状态值，以及将循环充放电存储的安时值进行清零处理，并在所述电池下电过程中存储所述电池的荷电状态值以及所述电池的安时值；在所述电池上电后不满足所述开路电压查询条件的情况下，则获取循环充放电存储的满足所述开路电压查询条件的荷电状态值，并在所述电池下电过程中存储所述荷电状态值，重新确定循环充放电存储的安时值以及存储所述安时值。
可选地，重新确定循环充放电存储的安时值，包括：获取所述电池在循环充放电中存储的安时值以及电池容量值；依据所述安时值以及所述电池容量值，重新确定循环充放电存储的安时值。
可选地，在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，还包括：确定电池在循环充放电中存储的电池容量值。
可选地，确定电池在循环充放电中存储的电池容量值，包括：对所述电池采集的电流值进行校正处理；依据校正后的所述电流值，确定所述电池容量值。
可选地，所述开路电压查询条件包括以下至少之一：依据所述电池的开路电压曲线，确定开路电压校正的荷电状态区间或电压区间；休眠计时满足开路电压校正时长；所述电池处于无故障状态。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池荷电状态的处理装置，包括：获取模块，用于获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；第一确定模块，用于根据所述安时值、所述电池容量值以及所述荷电状态值，确定所述电池的当前荷电状态值。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，所述车辆包括上述的电池荷电状态的处理装置。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池管理系统，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行上述中任意一项所述的电池荷电状态的处理方法。
在本发明实施例中，采用获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；根据安时值、电池容量值以及荷电状态值，确定电池的当前荷电状态值，通过电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及荷电状态值，计算出电池的当前荷电状态值，从而实现了能够充分发挥开路电压查询条件在电池荷电状态估算中的作用的技术效果，进而解决了相关技术中开路电压查询条件无法有效在电池荷电状态估算功能上应用的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的电池荷电状态的处理方法的流程图；
图2是根据本发明可选实施例的电池系统的示意图；
图3是根据本发明可选实施例的电池荷电状态的处理方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的电池荷电状态的处理装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种电池荷电状态的处理方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的电池荷电状态的处理方法的流程图，如图1所示，该电池荷电状态的处理方法包括如下步骤：
步骤S102，获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；
上述安时值是反映电池容量大小的指标，具体为按照规定的电流进行放电的时间。相同电压的电池，安时值大的容量越大；相同安时值的电池，电压高的容量大。上述电池容量值为电池的实际容量。满足开路电压查询条件的荷电状态值为在电池满足开路电压查询条件下的电池的剩余容量。
需要说明的是，上述安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值分别为电池在循环充放电中存储的最新数据。另外，开路电压查询条件包括但不限于依据电池的开路电压曲线，确定开路电压校正的荷电状态区间或电压区间；休眠计时满足开路电压校正时长；电池处于无故障状态。
在一种可选的实施方式中，在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，包括：对电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理。
在一种可选的实施方式中，对电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理，包括：判断电池上电后是否满足开路电压查询条件；在电池上电后满足开路电压查询条件的情况下，则将满足开路电压查询条件的荷电状态值确定为电池的荷电状态值，以及将循环充放电存储的安时值进行清零处理，并在电池下电过程中存储电池的荷电状态值以及电池的安时值；在电池上电后不满足开路电压查询条件的情况下，则获取循环充放电存储的满足开路电压查询条件的荷电状态值，并在电池下电过程中存储荷电状态值，重新确定循环充放电存储的安时值以及存储安时值。
需要说明的是，可以获取电池在循环充放电中存储的安时值以及电池容量值，在根据安时值以及电池容量值，重新确定循环充放电存储的安时值。通过该实施方式可以准确得到循环充放电存储的安时值。
在一种可选的实施方式中，在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，还包括：确定电池在循环充放电中存储的电池容量值。在具体实施过程中，可以需要对电池采集的电流值进行校正处理，然后再依据校正后的电流值，确定电池容量值。通过该实施方式可以更加准确得到电池容量值。
步骤S104，根据安时值、电池容量值以及荷电状态值，确定电池的当前荷电状态值。
在具体实施过程中，根据安时值、电池容量值以及荷电状态值，确定电池的当前荷电状态值可以采用以下方式：
Figure BDA0003290685800000041
Capacitylast，SOCcurrent为电池的当前荷电状态值，SOClast(OCV)为荷电状态值，Ahlastcycle为安时值，Capacitylast为电池容量值。
通过上述步骤，可以采用获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；根据安时值、电池容量值以及荷电状态值，确定电池的当前荷电状态值，通过电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及荷电状态值，计算出电池的当前荷电状态值，从而实现了能够充分发挥开路电压查询条件在电池荷电状态估算中的作用的技术效果，进而解决了相关技术中开路电压查询条件无法有效在电池荷电状态估算功能上应用的技术问题。
下面对本发明一种可选的实施方式进行详细说明。
图2是根据本发明可选实施例的电池系统的示意图，如图2所示，电池管理系统BMS主要用于负责SOC估算功能，给电流电压采集模块CVS供电,获取电芯电压和温度，存储上次OCV校正值，存储上次Ah计数值，诊断功能；CVS主要用于负责采集PACK电压，PACK电流，进行Ah积分，存储上次Ah计数值，自诊断功能；另外，异常断电后能够存储尚未存储的数据。
图3是根据本发明可选实施例的电池荷电状态的处理方法的流程图，如图3所示，每次上电后进行SOC-OCV查表条件(对应于上述的开路电压查询条件)的检查，如果满足条件则将当前检查的值作为当前电池的SOC值，同时Ahlastcycle清零；下电过程中将该循环中查表得到的SOC值和当前电流积分值存储待NVM中；如果不满足SOC-OCV查表条件，将存储到NVM中的SOClast(OCV)值读取上来，下电过程中将该值再次存储到NVM中；上电时刻的SOC值为SOClast(OCV)-Ahlastcycle/Capacitylast；整个运行过程中的SOC值为
Figure BDA0003290685800000051
Figure BDA0003290685800000052
下电过程中，将(Ahlastcycle-0tI*tdt)/Capacitylast作为Ahlastcycle存储到NVM中。
需要说明的是，在具体实施过程中，充电电流为负值，放电电流为正值。而且，BMS存储信息包括但不限于上次满足SOC-OCV查表条件的SOC值(对应于上述的荷电状态值)，上次循环充放电的Ah(对应于上述的安时值)，上次估算的电池容量(对应于上述的电池容量值)；此外，满足OCV查询SOC条件，Ahlastcycle清零。
在实施过程中，SOC-OCV查表条件也即是OCV校正条件，具体如下：分析磷酸铁锂电芯OCV曲线，选取能够进行OCV校正SOC段或电压段；采用常规的休眠计时，满足OCV校正时长；无相关故障：如电芯电压无效。
此外，对于电流采集校正具体如下：CVS负责采集电流并进行Ah计数；CVS能够进行不同温度不同电流条件下偏差的校正；每10ms上报采集及计算的相关信息
进一步地，关于存储异常处理，如果上电检查存储数据有效性位无效，Ahlastcycle清零；触发运行过程中的SOC修正策略，具体如下：单体电压<tbd V或单体电压<tbd V；电流<tbd A；时间>tbd s；以上参数有效位。通过上述SOC修正策略可以使能OCV校正，SOC平滑修正到校正的值。
通过本发明的上述实施方式可以取得以下技术效果：能够充分发挥OCV校正策略在磷酸铁锂电芯SOC估算策略中的作用；实现关键数据备份/无效修正功能，能够预防异常掉电导致SOC估算不准的弊端。
实施例2
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池荷电状态的处理装置，图4是根据本发明实施例的电池荷电状态的处理装置的示意图，如图4所示，该电池荷电状态的处理装置包括：获取模块42和第一确定模块44。下面对该电池荷电状态的处理装置进行详细说明。
获取模块42，用于获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；第一确定模块44，连接至上述获取模块42，用于根据安时值、电池容量值以及荷电状态值，确定电池的当前荷电状态值。
在本发明实施例中，该电池荷电状态的处理装置可以通过电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及荷电状态值，计算出电池的当前荷电状态值，从而实现了能够充分发挥开路电压查询条件在电池荷电状态估算中的作用的技术效果，进而解决了相关技术中开路电压查询条件无法有效在电池荷电状态估算功能上应用的技术问题。
此处需要说明的是，上述获取模块42和第一确定模块44对应于实施例1中的步骤S102至S104，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。
可选地，上述装置还包括：处理模块，用于在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，对电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理。
可选地，上述处理模块包括：判断单元，用于判断电池上电后是否满足开路电压查询条件；第一处理单元，用于在电池上电后满足开路电压查询条件的情况下，则将满足开路电压查询条件的荷电状态值确定为电池的荷电状态值，以及将循环充放电存储的安时值进行清零处理，并在电池下电过程中存储电池的荷电状态值以及电池的安时值；第二处理单元，用于在电池上电后不满足开路电压查询条件的情况下，则获取循环充放电存储的满足开路电压查询条件的荷电状态值，并在电池下电过程中存储荷电状态值，重新确定循环充放电存储的安时值以及存储安时值。
可选地，上述第二处理单元包括：获取子单元，用于获取电池在循环充放电中存储的安时值以及电池容量值；确定子单元，用于依据安时值以及电池容量值，重新确定循环充放电存储的安时值。
可选地，上述装置还包括：第二确定模块，用于在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，确定电池在循环充放电中存储的电池容量值。
可选地，上述第二确定模块包括：校正单元，用于对电池采集的电流值进行校正处理；确定单元，用于依据校正后的电流值，确定电池容量值。
可选地，上述开路电压查询条件包括以下至少之一：依据电池的开路电压曲线，确定开路电压校正的荷电状态区间或电压区间；休眠计时满足开路电压校正时长；电池处于无故障状态。
实施例3
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，该车辆包括上述的电池荷电状态的处理装置。
在一种可选的实施方式中，上述车辆包括但不限于电动汽车、氢燃料汽车以及其他新能源汽车等。
实施例4
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池管理系统，该电池管理系统包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为通过计算机程序执行上述中任意一项的电池荷电状态的处理方法。
本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；根据安时值、电池容量值以及荷电状态值，确定电池的当前荷电状态值。
可选地，在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，包括：对电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理。
可选地，对电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理，包括：判断电池上电后是否满足开路电压查询条件；在电池上电后满足开路电压查询条件的情况下，则将满足开路电压查询条件的荷电状态值确定为电池的荷电状态值，以及将循环充放电存储的安时值进行清零处理，并在电池下电过程中存储电池的荷电状态值以及电池的安时值；在电池上电后不满足开路电压查询条件的情况下，则获取循环充放电存储的满足开路电压查询条件的荷电状态值，并在电池下电过程中存储荷电状态值，重新确定循环充放电存储的安时值以及存储安时值。
可选地，重新确定循环充放电存储的安时值，包括：获取电池在循环充放电中存储的安时值以及电池容量值；依据安时值以及电池容量值，重新确定循环充放电存储的安时值。
可选地，在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，还包括：确定电池在循环充放电中存储的电池容量值。
可选地，确定电池在循环充放电中存储的电池容量值，包括：对电池采集的电流值进行校正处理；依据校正后的电流值，确定电池容量值。
可选地，开路电压查询条件包括以下至少之一：依据电池的开路电压曲线，确定开路电压校正的荷电状态区间或电压区间；休眠计时满足开路电压校正时长；电池处于无故障状态。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅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)

1.一种电池荷电状态的处理方法，其特征在于，包括：
获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；
根据所述安时值、所述电池容量值以及所述荷电状态值，确定所述电池的当前荷电状态值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，包括：
对所述电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述电池在循环充放电中存储的安时值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值进行处理，包括：
判断电池上电后是否满足开路电压查询条件；
在所述电池上电后满足所述开路电压查询条件的情况下，则将满足所述开路电压查询条件的荷电状态值确定为所述电池的荷电状态值，以及将循环充放电存储的安时值进行清零处理，并在所述电池下电过程中存储所述电池的荷电状态值以及所述电池的安时值；
在所述电池上电后不满足所述开路电压查询条件的情况下，则获取循环充放电存储的满足所述开路电压查询条件的荷电状态值，并在所述电池下电过程中存储所述荷电状态值，重新确定循环充放电存储的安时值以及存储所述安时值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，重新确定循环充放电存储的安时值，包括：
获取所述电池在循环充放电中存储的安时值以及电池容量值；
依据所述安时值以及所述电池容量值，重新确定循环充放电存储的安时值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值之前，还包括：
确定电池在循环充放电中存储的电池容量值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定电池在循环充放电中存储的电池容量值，包括：
对所述电池采集的电流值进行校正处理；
依据校正后的所述电流值，确定所述电池容量值。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述开路电压查询条件包括以下至少之一：
依据所述电池的开路电压曲线，确定开路电压校正的荷电状态区间或电压区间；
休眠计时满足开路电压校正时长；
所述电池处于无故障状态。
8.一种电池荷电状态的处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取电池在循环充放电中存储的安时值、电池容量值以及满足开路电压查询条件的荷电状态值；
第一确定模块，用于根据所述安时值、所述电池容量值以及所述荷电状态值，确定所述电池的当前荷电状态值。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求8所述的电池荷电状态的处理装置。
10.一种电池管理系统，其特征在于，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行权利要求1至7中任意一项所述的电池荷电状态的处理方法。
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