CN114264998A - 一种利用ocv-soc曲线矫正soc的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用OCV‑SOC曲线矫正SOC的方法，包括二分轮询查表法、建立不同区间的斜率值、将每次充放电结束后累计的AH数对应的SOC和OCV对应SOC值进行选择性使用。本发明的有益效果是：使用两个步骤的的二分轮询查表法，加快OCV‑SOC的查表范围；将OCV分区间，加入斜率参数，可准确的估算不在OCV‑SOC表中的OCV值所对应的SOC值；使用AH累积量所对应的SOC校准不能长时间静止的电池所对应的浮动的不真实的OCV值所导致的SOC估算误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种矫正SOC的方法，具体为一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法，属于电池管理系统技术领域。
背景技术
现有的SOC计算大都使用安时积分的办法，算得电池容量的变化，将总容量减去电池容量的变化之差再除以总容量，即为SOC值，但是安时积分却无法获得电池的初始值，这样便会因为初始值的差异而导致SOC的计算误差的产生。
对于现有的技术：
1、现有的对于安时积分的矫正的方法为：对电芯进行不同温度，不同电流下充放电进行OCV-SOC数据的获取；但这样会导致在BMS的MCU中需要建立大量的表，在进行通过开路电压OCV估算SOC时，需要在大量的表中查此时的OCV值所对应的SOC值，比较耗时；
2、在进行查表时，需要建立大量的OCV-SOC的对应值，这样BMS才能根据不同的OCV-SOC表，通过OCV值进行查找对应的SOC值，但这样会有一个问题，采集的OCV值如果不在表中，这样选取的SOC值就会有误差；
3、开路电压OCV需要将电池静止2个小时以上，这样才会通过开路电压OCV值进行推算SOC初始值，但是对于一个运行的系统来说，通过需要频繁的充放电，电池的静止时间不够，直接选取OCV值会因为电芯的浮电特性，导致实际采集的OCV值不是实际的电池OCV值，导致得到错误的SOC初始值。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法，包括以下步骤
步骤一：在BMS软件中建立多个不同温度下的OCV-SOC数据表，并把多个温度T1，T2，T3……Tn值从小到大放到一个数组OCV-SOC-T里面，设这个数组的大小为OCV-SOC-T_MAX；并引入以下的参数：
数组的最后一个数位号End(End＝OCV-SOC-T_MAX-1)；
数组的第一数位号Frist(Frist＝0)；
数组的中间数位号Mid(Mid＝End/2)；
采集的温度值为Tx；
步骤二：判断采集的温度Tx是否在OCV-SOC-T数组里面
OCV-SOC-T[0]<Tx<＝OCV-SOC-T[OCV-SOC-T_MAX-1]
若成立，则当：
Mid＝End/2且End-Frist！＝1时
如果采集的温度值即Tx值大于整体数组的中间位号的值即OCV-SOC-T[Mid]时，由于整体OCV-SOC-T数组是由小变大排列的，则采集的Tx对应在数组中一定在数组中间值位号的后面，即令：
End＝Mid
Mid＝(End+Frist)/2；
反之，则令：
End＝half
Mid＝(End+Frist)/2；
步骤三：不断的重复步骤二,更新数组的中间数位号和数组最后一个数的位号，完成快速查表实际的温度值在BMS软件的哪一个温度值所对应的温度的OCV-SOC表。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中，当采集的OCV值不在表中时，对于所建立的OCV-SOC数据表的OCV间隔分区间，建立不同区间的斜率值，从而当采集到不同的OCV值时，具体包括：
首先判断OCV值在哪一个OCV区间段，然后使用公式：
OCVx-OCV0/SOCx-SOC0＝K
其中：
OCVx：为电池管理系统BMS实时采集的OCV值；
OCV0：为该OCV区间表中的初始OCV值；
SOCx：为实时采集的OCV值所对应的SOC值；
SOC0：为该OCV区间表中的初始OCV值所对应的表中的SOC值；
K：为该OCV区间内OCV-SOC值的斜率。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，对于采集的OCV值,在该温度对应的OCV-SOC中去查表，再查表时，将OCV从小到大的排列，使用二分轮询查表法快速查出对应的OCV区间，当采集的OCV值不在表中时，使用建立不同区间的斜率值来完成SOC的对应。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，采集OCV值时，具体包括：判断电池静止时间是否大于1h，若是，则读取当前温度下OCV对应的SOC，以得到此时的SOC初始值SOCO，若否，则读取累计的AH数，并通过公式：SOCO＝(AH总-累计AH)/AH总，计算得出此时的SOC初始值SOCO。
本发明的有益效果是：
1、使用两个步骤的二分轮询查表法，加快OCV-SOC的查表范围；
2、将OCV分区间，加入斜率参数,可准确的估算不在OCV-SOC表中的OCV值所对应的SOC值；
3、使用AH累积量所对应的SOC校准不能长时间静止的电池所对应的浮动的不真实的OCV值所导致的SOC估算误差。
附图说明
图1为本发明SOC初始值采集流程示意图；
图2为本发明OCV-SOC对比图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法，包括以下步骤
步骤一：在BMS软件中建立多个不同温度下的OCV-SOC数据表，并把多个温度T1，T2，T3……Tn值从小到大放到一个数组OCV-SOC-T里面，设这个数组的大小为OCV-SOC-T_MAX；并引入以下的参数：
数组的最后一个数位号End(End＝OCV-SOC-T_MAX-1)；
数组的第一数位号Frist(Frist＝0)；
数组的中间数位号Mid(Mid＝End/2)；
采集的温度值为Tx；
步骤二：判断采集的温度Tx是否在OCV-SOC-T数组里面
OCV-SOC-T[0]<Tx<＝OCV-SOC-T[OCV-SOC-T_MAX-1]
若成立，则当：
Mid＝End/2且End-Frist！＝1时
如果采集的温度值即Tx值大于整体数组的中间位号的值即OCV-SOC-T[Mid]时，由于整体OCV-SOC-T数组是由小变大排列的，则采集的Tx对应在数组中一定在数组中间值位号的后面，即令：
End＝Mid
Mid＝(End+Frist)/2；
反之，则令：
End＝half
Mid＝(End+Frist)/2；
步骤三：不断的重复步骤二,更新数组的中间数位号和数组最后一个数的位号，完成快速查表实际的温度值在BMS软件的哪一个温度值所对应的温度的OCV-SOC表。
在本发明实施例中，所述步骤二中，当采集的OCV值不在表中时，对于所建立的OCV-SOC数据表的OCV间隔分区间，建立不同区间的斜率值，从而当采集到不同的OCV值时，具体包括：
首先判断OCV值在哪一个OCV区间段，然后使用公式：
OCVx-OCV0/SOCx-SOC0＝K
其中：
OCVx：为电池管理系统BMS实时采集的OCV值；
OCV0：为该OCV区间表中的初始OCV值；
SOCx：为实时采集的OCV值所对应的SOC值；
SOC0：为该OCV区间表中的初始OCV值所对应的表中的SOC值；
K：为该OCV区间内OCV-SOC值的斜率。
在本发明实施例中，所述步骤三中，对于采集的OCV值,在该温度对应的OCV-SOC中去查表,再查表时，将OCV从小到大的排列,使用二分轮询查表法快速查出对应的OCV区间，当采集的OCV值不在表中时，使用建立不同区间的斜率值来完成SOC的对应。
在本发明实施例中，所述步骤三中，采集OCV值时，具体包括：判断电池静止时间是否大于1h，若是，则读取当前温度下OCV对应的SOC，以得到此时的SOC初始值SOCO，若否，则读取累计的AH数，并通过公式：SOCO＝(AH总-累计AH)/AH总，计算得出此时的SOC初始值SOCO。
实施例一
请参阅图2，一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法，具体包括：
①使用二分轮询查表法；
步骤一：首先在BMS软件中建立多个不同温度下的OCV-SOC数据表，并把多个温度T1，T2，T3……Tn值从小到大放到一个数组OCV-SOC-T里面，设这个数组的大小为OCV-SOC-T_MAX；
同时引入以下的参数：
数组的最后一个数位号End(End＝OCV-SOC-T_MAX-1)；
数组的第一数位号Frist(Frist＝0)；
数组的中间数位号Mid(Mid＝End/2)；
采集的温度值为Tx；
步骤二：判断采集的温度Tx是否在OCV-SOC-T数组里面；
OCV-SOC-T[0]<Tx<＝OCV-SOC-T[OCV-SOC-T_MAX-1]；
成立的话：
则当：Mid＝End/2且End-Frist！＝1时
如果采集的温度值即Tx值大于整体数组的中间位号的值即OCV-SOC-T[Mid]时，由于整体OCV-SOC-T数组是由小变大排列的，则采集的Tx对应在数组中一定在数组中间值位号的后面，即令：
End＝Mid；Mid＝(End+Frist)/2；
反之，则令：
End＝half；Mid＝(End+Frist)/2；
步骤三：不断的重复步骤二，更新数组的中间数位号和数组最后一个数的位号，完成快速查表实际的温度值在BMS软件的哪一个温度值所对应的温度的OCV-SOC表；
再通过采集的OCV值，在该温度对应的OCV-SOC中去查表，再查表时，同样的如①方法：将OCV从小到大的排列,使用二分轮询查表法快速查出对应的OCV区间，当采集的OCV值不在表中时使用下面的改进点②来完成SOC的对应；
②在实验数据的OCV间隔分区间，通过建立不同区间的斜率值，从而当采集到不同的OCV值时，首先判断OCV值在哪一个OCV区间段，然后使用公式：
OCVx-OCV0/SOCx-SOC0＝K---(1)
其中：
OCVx：电池管理系统BMS实时采集的OCV值；
OCV0：该OCV区间表中的初始OCV值；
SOCx：为实时采集的OCV值所对应的SOC值；
SOC0：该OCV区间表中的初始OCV值所对应的表中的SOC值；
K：该OCV区间内OCV-SOC值的斜率；
通过这种方法，可以将不在OCV-SOC表中的OCVx数据，也能很准确的对应出SOCx来。通过实验室对电池进行OCV-SOC测试，测得了OCV所对应的SOC值，在《实验数据表》插入一列：OCV的区间斜率；将上文中的公式(1)写入BMS程序中，随机给与BMS系统OCV的值，代码测试的结果如《程序实测表》，将两表的曲线放在一起，如《程序实测值和实验数据图线对比图》，如图2所示，两条曲线贴合的不错,本理论成立；
实验数据表：
| SOC | 斜率 | OCV |
| 0 | 0.077237665 | 2.828 |
| 2 | 0.04327632 | 2.982 |
| 4 | 0.024671352 | 3.069 |
| 10 | 0.002838342 | 3.217 |
| 20 | 0.004150162 | 3.245 |
| 30 | 0.002212648 | 3.286 |
| 40 | 0.000206658 | 3.309 |
| 50 | 0.000138623 | 3.311 |
| 60 | 0.000155386 | 3.312 |
| 70 | 0.000577186 | 3.314 |
| 80 | 0.002641178 | 3.319 |
| 90 | 0.000183605 | 3.346 |
| 96 | 0.000275408 | 3.347 |
| 100 | 3.347975662 |
程序实测表：
| SOC | OCV |
| 0.006388 | 2.828 |
| 0.291221 | 2.850 |
| 2.000238 | 2.982 |
| 4.018546 | 3.069 |
| 10.1513 | 3.217 |
| 18.25462 | 3.240 |
| 29.89022 | 3.286 |
| 52.53521 | 3.311 |
| 59.7485 | 3.312 |
| 70.7123 | 3.314 |
| 79.37522 | 3.319 |
| 91.23938 | 3.346 |
| 96.45697 | 3.347 |
| 100 | 3.348 |
| 100 | 3.650 |
在实际使用时，储能系统常常是快速的进行充放电，系统不能理想的让电池静止几个小时，此时，需要将每次充放电结束后累计的AH数对应的SOC和OCV对应SOC值进行选择性使用，这样极大的保证了因为不能长时间静止电池，而因电池浮点特性，导致不能采集到真实的OCV值，到导致的SOC初始值的估算误差。
工作原理：在实际使用时，储能系统常常是快速的进行充放电，系统不能理想的让电池静止几个小时，此时，我们需要将每次充放电结束后累计的AH数对应的SOC和OCV对应SOC值进行选择性使用，并使用二分轮询查表法，加快OCV-SOC的查表范围，在实验数据的OCV间隔分区间，通过建立不同区间的斜率值，从而当采集到不同的OCV值时，也能准确的对应出SOCx来。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法，其特征在于：包括以下步骤
步骤一：在BMS软件中建立多个不同温度下的OCV-SOC数据表，并把多个温度T1，T2，T3……Tn值从小到大放到一个数组OCV-SOC-T里面，设这个数组的大小为OCV-SOC-T_MAX；并引入以下的参数：
数组的最后一个数位号End(End＝OCV-SOC-T_MAX-1)；
数组的第一数位号Frist(Frist＝0)；
数组的中间数位号Mid(Mid＝End/2)；
采集的温度值为Tx；
步骤二：判断采集的温度Tx是否在OCV-SOC-T数组里面
OCV-SOC-T[0]<Tx<＝OCV-SOC-T[OCV-SOC-T_MAX-1]
若成立，则当：
Mid＝End/2且End-Frist！＝1时
如果采集的温度值即Tx值大于整体数组的中间位号的值即OCV-SOC-T[Mid]时，由于整体OCV-SOC-T数组是由小变大排列的，则采集的Tx对应在数组中一定在数组中间值位号的后面，即令：
End＝Mid
Mid＝(End+Frist)/2；
反之，则令：
End＝half
Mid＝(End+Frist)/2；
步骤三：不断的重复步骤二，更新数组的中间数位号和数组最后一个数的位号，完成快速查表实际的温度值在BMS软件的哪一个温度值所对应的温度的OCV-SOC表。
2.根据权利要求1所述的一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法，其特征在于：所述步骤二中，当采集的OCV值不在表中时，对于所建立的OCV-SOC数据表的OCV间隔分区间，建立不同区间的斜率值，从而当采集到不同的OCV值时，具体包括：
首先，判断OCV值在哪一个OCV区间段；
然后，使用公式：
OCVx-OCV0/SOCx-SOC0＝K
其中：
OCVx：为电池管理系统BMS实时采集的OCV值；
OCV0：为该OCV区间表中的初始OCV值；
SOCx：为实时采集的OCV值所对应的SOC值；
SOC0：为该OCV区间表中的初始OCV值所对应的表中的SOC值；
K：为该OCV区间内OCV-SOC值的斜率。
3.根据权利要求2所述的一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法，其特征在于：所述步骤三中，对于采集的OCV值，在该温度对应的OCV-SOC中去查表，再查表时，将OCV从小到大的排列，使用二分轮询查表法快速查出对应的OCV区间，当采集的OCV值不在表中时，使用建立不同区间的斜率值来完成SOC的对应。
4.根据权利要求1或3所述的一种利用OCV-SOC曲线矫正SOC的方法，其特征在于：所述步骤三中，采集OCV值时，具体包括：判断电池静止时间是否大于1h，若是，则读取当前温度下OCV对应的SOC，以得到此时的SOC初始值SOCO，若否，则读取累计的AH数，并通过公式：SOCO＝(AH总-累计AH)/AH总，计算得出此时的SOC初始值SOCO。
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| 张福德: "《扩展COBOL程序设计语言语法手册》", 海洋出版社, pages: 212 * |
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