CN116699448B - 一种磷酸锂电池平台期soc修正方法、装置和系统 - Google Patents
一种磷酸锂电池平台期soc修正方法、装置和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116699448B CN116699448B CN202310997258.2A CN202310997258A CN116699448B CN 116699448 B CN116699448 B CN 116699448B CN 202310997258 A CN202310997258 A CN 202310997258A CN 116699448 B CN116699448 B CN 116699448B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soc
- battery
- voltage
- acquiring
- characteristic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 40
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 24
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 16
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 13
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 claims description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013211 curve analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/378—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
- G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
- G01R31/387—Determining ampere-hour charge capacity or SoC
- G01R31/388—Determining ampere-hour charge capacity or SoC involving voltage measurements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
本发明实施例提供一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法、装置和系统,属于电池技术领域。所述方法包括:获取电池在实验阶段不同温度下的特征曲线;获取所述电池在运行阶段的特征点集,所述特征点包括对应的电压,SOC和所述电池的温度;对所述特征点集进行数据拟合;根据拟合的特征点集和实验阶段的特征曲线对平台期的SOC进行修正。该方法可以在电池的平台期对电池的SOC进行修正。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,具体地涉及一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法、装置和系统。
背景技术
由于磷酸铁锂电池具备安全性能好、寿命长、成本低等优势,其逐渐被用于电动汽车、储能以及备用电源等领域。其中荷电状态(State-of-Charge, SOC)用来描述电池使用过程中可充入和放出容量,是磷酸铁锂电池的关键参数之一。准确的SOC估计有利于充分发挥电池系统的动力性能、防止动力电池过充和过放、保障动力电池的使用寿命和使用过程中的安全性。当前在磷酸铁锂动力电池的实际应用领域主要利用充放电末端电池极化电压较大的特点修正SOC。由于上述修正方法多适用于SOC大于80%或小于30%的区间,而在电动汽车实际运行的过程中,SOC更多处于30-80%(磷酸铁锂电池OCV曲线平台期)内。当前没有具体针对磷酸锂电池处于中段区间的SOC校准。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法、装置和系统,该方法可以在电池的平台期对电池的SOC进行修正。
为了实现上述目的,一方面,本发明实施例提供一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法,所述方法包括:
获取电池在实验阶段不同温度下的特征曲线;
获取所述电池在运行阶段的特征点集,所述特征点包括对应的电压,SOC和所述电池的温度;
对所述特征点集进行数据拟合;
根据拟合的特征点集和实验阶段的特征曲线对平台期的SOC进行修正。
可选的,所述获取电池在实验阶段不同温度下的特征曲线包括:
在国标工况下对所述电池进行放电实验;
获取在放电实验中的所述电池的温度、电压和SOC的参数;
将在放电实验中的所述电池的温度、电压和SOC拟合成特征曲线。
可选的,所述获取所述电池在运行阶段的特征点集,所述特征点包括对应的电压,SOC和所述电池的温度包括:
获取所述电池的实时工况数据;
判断车辆是否在静止阶段;
当所述车辆在静止阶段时,获取所述车辆的静止持续时间;
判断所述车辆的静止持续时间是否在一定的阈值范围内;
当所述车辆的静止持续时间在一定的阈值范围内时,保存当前的所述电池的工况数据并作为特征点;
获取所述车辆在运行的过程的所有的静止阶段的特征点并集合为特征点集;
当所述车辆不在静止阶段时,返回获取所述电池的实时工况数据的步骤;
当所述车辆的静止持续时间不在一定的阈值范围内时,返回获取所述电池的实时工况数据的步骤。
可选的,所述当所述车辆的静止持续时间在一定的阈值范围内时,保存当前的所述电池的工况数据并作为特征点包括:
获取当前的所述电池的工况数据;
计算当前的所述电池的工况数据的数据点集的电压差值、SOC差值和温度差值;
判断所述电压差值、SOC差值和温度差值是否在一定的阈值内;
当所述电压差值、SOC差值和温度差值均在一定的阈值内,保存此时的数据点作为特征点并进行数据趋势拟合;
当所述电压差值、SOC差值和温度差值中的任意一个不在一定的阈值内时,返回获取所述电池的实时工况数据的步骤。
可选的,所述对所述特征点集进行数据拟合包括:
选取所述特征点集中的第一个点作为参考点,并根据安时积分法标定其他点的SOC,以得到拟合曲线;
通过设定步长参数确定所述拟合曲线的起始点的范围,并在该范围内确定不同的起始点;
从所述起始点开始,按照跨度参数将所述拟合曲线划分为多个小区间;
计算每个所述小区间内的第一平均电压和第一平均SOC;
根据相邻的两个所述小区间的第一平均电压和第一平均SOC并通过公式(1)计算相邻的两个所述小区间之间的斜率:
(1)
其中,为斜率,/>表示小区间的第一平均电压,/>表示相邻的小区间的第一平均电压,/>表示小区间的第一平均SOC,/>表示相邻的小区间的第一平均SOC;
获取所述斜率,将所述斜率和SOC的关系拟合成斜率分布曲线。
可选的,所述对所述特征点集进行数据拟合包括:
获取所述斜率分布曲线;
获取在所述斜率分布曲线上斜率小于一定阈值,且SOC跨度大于一定阈值的区间作为平台区间;
计算所述平台区间的第二平均电压和第二平均SOC;
获取在第二平均电压的差值大于一定阈值且第二平均SOC的差值大于一定阈值的两个所述平台区间,并按SOC大小分为上平台和下平台;
获取所述上平台和下平台对应的电压和SOC;
计算上平台和下平台的第三平均电压;
根据公式(2)计算中点电压:
(2)
其中,表示中点电压,/>表示上平台的第三平均电压,/>表示下平台的第三平均电压;
根据所述中点电压,获取在所述中点电压的一定区域内的特征点作为有效中点数据集;
获取所述有效中点数据集内的中点作为校准点;
获取所述校准点在对应的所述电池在实验阶段的特征曲线中的点的SOC;
根据所述校准点的SOC和对应的在实验阶段的特征曲线中的点的SOC得到修正SOC。
可选的,所述根据所述中点电压,获取在所述中点电压的一定区域内的特征点作为有效中点数据集包括:
判断在所述中点电压的一定的区域内是否存在所述特征点;
当存在所述特征点时,将在所述中点电压的一定区域内的所有的特征点并为有效中点数据集;
当不存在特征点时,确定中点电压无法校准,清除计算值;
判断所述电池的SOC是否处于校准区域;
当所述电池的SOC处于校准区域时,返回获取所述电池的实时工况数据的步骤。
可选的,所述获取所述有效中点数据集内的中点作为校准点包括:
获取有效中点数据集内的所有的特征点;
将所述特征点按照SOC的大小排列;
判断所述特征点的数量是奇数还是偶数;
当所述特征点的数量是奇数时,取位于中点的特征点作为校准点;
当所述特征点的数量是偶数时,取所述特征点的均值作为校准点。
另一方面,本发明还提供一种磷酸锂电池平台期SOC修正装置,所述装置包括处理器,所述处理器被配置为执行如上述所述的磷酸锂电池平台期SOC修正方法。
再一方面,本发明还提供一种磷酸锂电池平台期SOC修正系统,所述系统包括:
电压传感器,用于测量电池的电压;
电流测量装置,用于测量所述电池的电流;
温度传感器,用于测量所述电池的温度;
如上述所述的磷酸锂电池平台期SOC修正装置。
通过上述技术方案,本发明提供的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法、装置和系统通过获取电池在实验阶段不同温度下的特征曲线,然后可以获取电池在运行阶段的特征点集,在得到特征点集后可以对特征点集进行数据拟合,然后可以根据拟合的特征点集和实验阶段的特征曲线对平台期的SOC进行修正。该方法可以在电池SOC中段进行SOC校准,有利于获得SOC准确值,提高SOC变化过程中的准确性,保障动力电池系统安全可靠地工作。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例,但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
图1是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的总体流程图;
图2是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的获取实验阶段的电池的特征曲线的流程图;
图3是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的获取特征点集的流程图;
图4是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的筛选特征点的流程图;
图5是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的获取斜率的流程图;
图6是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的特征点拟合的流程图;
图7是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的获取有效中点数据集的流程图;
图8是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的获取中点的流程图;
图9是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的电池的OCV-DOD曲线图;
图10是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的不同温度下的电压-SOC曲线图;
图11是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的根据数据采集规则得到的特征点图;
图12是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的均值分布图;
图13是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的斜率分布图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
图1是根据本发明的一个实施方式的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法的总体流程图。在本发明中,对于电池平台期的SOC的修正的流程可以包括:
在步骤S1中,获取电池在实验阶段不同温度下的特征曲线。
在步骤S2中,获取电池在运行阶段的特征点集,特征点包括对应的电压,SOC和电池的温度。
在步骤S3中,对特征点集进行数据拟合。
在步骤S4中,根据拟合的特征点集和实验阶段的特征曲线对平台期的SOC进行修正。
在本发明中,在对电池SOC进行修正时,可以先获取电池在实验阶段在不同温度下的各项参数。通过对电池特征区间进行分析,可以得到校准区间。DOD为电池的放电深度,磷酸锂电池的OVC-DOD曲线如图9所示,各温度下的曲线可以存在两个电压平台,根据电压大小,可以分别定义为上平台和下平台,上、下平台压差可以在30mv以上。两个平台之间的区域可以是变化区,SOC校准点位于30%-80%区间内。在实验阶段可以根据数据采集规则获取电池的电压、SOC和温度。在得到不同温度下的电池的电压和SOC后,可以将不同温度下的电池的参数拟合成曲线,如图10所示。由图10的温度-电压-SOC曲线可以得到,其与OCV-DOD曲线趋势保持一致。通过对温度-电压-SOC曲线分析,可以发现在不同温度下拟合曲线的变化区中点的SOC均在62-64%左右,具有很好的稳定性,因此,可以将该点作为SOC的实验校准点。本发明的估计区间位于变化区,属于磷酸锂电池的平台期。在得到电池在实验阶段不同温度下的特征曲线后,可以获取在实际运行阶段的特征点集,该特征点集可以包括对应的电压、SOC和电池的温度。在得到特征点集后可以对该特征点集进行数据拟合,然后可以根据特征点集的拟合趋势和实验阶段的特征曲线对平台期的SOC进行修正。本发明在电池的中段进行SOC校准,有利于获得SOC准确值,提高SOC变化过程中的准确性,保障动力电池系统安全可靠地工作。
在本发明的一个实施方式中,如图2所示,获取实验阶段的电池的特征曲线的流程可以包括:
在步骤S5中,在国标工况下对电池进行放电实验。
在步骤S6中,获取在放电实验中的电池的温度、电压和SOC的参数。
在步骤S7中,将在放电实验中的电池的温度、电压和SOC拟合成特征曲线。
在本发明中,可以在实验阶段获取电池的各项参数,然后可以根据在实验阶段获取的参数和在运行阶段获取的参数进行对比,以修正电池的SOC。在实验阶段时,可以在国标工况下对电池进行放电实验,然后可以获取在放电实验中的电池的温度、电压和SOC的参数。然后可以将在放电实验中的电池的温度、电压和SOC拟合成特征曲线,以便于后续的SOC的修正。
在本发明的一个实施方式中,如图3所示,获取特征点集的流程可以包括:
在步骤S8中,获取电池的实时工况数据。
在步骤S9中,判断车辆是否在静止阶段。
在步骤S10中,当车辆在静止阶段时,获取车辆的静止持续时间。
在步骤S11中,判断车辆的静止持续时间是否在一定的阈值范围内。
在步骤S12中,当车辆的静止持续时间在一定的阈值范围内时,保存当前的电池的工况数据并作为特征点。
在步骤S13中,获取车辆在运行的过程的所有的静止阶段的特征点并集合为特征点集。
当车辆不在静止阶段时,返回步骤S8。
当车辆的静止持续时间不在一定的阈值范围内时,返回步骤S8。
在本发明中,在实际的运行过程中,电动汽车启动频繁,难以获得稳定的OCV曲线。因此,在本发明中,可以通过一定的数据采集规则获取在一定工况下的电池参数以得到电池的特征点。该获取电池的特征点时,可以获取电池的实时工况数据,然后可以判断该车辆是否在静止阶段,如果车辆在静止阶段,可以判断车辆的静止持续时间。在得到车辆的静止持续时间后,可以判断该车辆的静止持续时间是否在一定的阈值范围内,在本发明的一个实施例中,该阈值范围可以是5-6s。如果车辆的静止时间在一定的阈值范围内时,可以表明此时的特征点是有效的,因此可以保存当前的电池的工况数据表并作为特征点,该工况数据可以包括电池的电压、SOC和电池的温度。当车辆不在静止状态或者车辆的静止持续时间不在一定的阈值范围内时,可以表明此时的工况数据不符合特征点的抓取的规则,则可以返回步骤S8重新获取电池的实时工况数据并重新抓取电池的特征点。
在本发明的一个实施方式中,如图4所示,筛选特征点的流程可以包括:
在步骤S14中,获取当前的电池的工况数据。
在步骤S15中,计算当前的电池的工况数据的数据点集的电压差值、SOC差值和温度差值。
在步骤S16中,判断电压差值、SOC差值和温度差值是否在一定的阈值内。
在步骤S17中,当电压差值、SOC差值和温度差值均在一定的阈值内,保存此时的数据点作为特征点并进行数据趋势拟合。
当电压差值、SOC差值和温度差值中的任意一个不在一定的阈值内时,返回步骤S14。
在本发明的一个实施方式中,虽然可以基于一定的抓取规则得到特征点及其参数,但是可能会存在不符合要求的特征点,如果将不符合要求的特征点带入到后续SOC的判断过程中时,在增加计算量的同时可能会影响对SOC修正。因此,在本发明中,在获取到当前的工况数据后,可以计算当前的电池的工况数据的数据点集的电压差值、SOC差值和温度差值。然后可以判断该电压差值、SOC差值和温度差值是否在实验阶段设置的阈值内。当该电压差值、SOC差值和温度差值均在一定的阈值范围内时,可以说明此时该点的电池的工况数据是有效的,可以参与后续的数据拟合,因此,可以保存此时的数据点并作为特征点。当该电压差值、SOC差值和温度差值中的任意一个不在一定的阈值范围内时,可以表明此时刻的工况数据是无效的,因此,可以舍弃该点的工况数据,并且返回步骤S14以重新获取电池的工况数据。通过上述方法可以筛选部分不符合要求的数据点,在减小后续的计算量的同时可以更准确的对后续的电池的SOC进行修正。
在本发明的一个实施方式中,如图5所示,获取斜率的流程可以包括:
在步骤S18中,选取特征点集中的第一个点作为参考点,并根据安时积分法标定其他点的SOC,以得到拟合曲线。
在步骤S19中,通过设定步长参数确定拟合曲线的起始点的范围,并在该范围内确定不同的起始点。
在步骤S20中,从起始点开始,按照跨度参数将拟合曲线划分为多个小区间。
在步骤S21中,计算每个小区间内的第一平均电压和第一平均SOC。
在步骤S22中,根据相邻的两个小区间的第一平均电压和第一平均SOC并通过公式(1)计算相邻的两个小区间之间的斜率:
(1)
其中,为斜率,/>表示小区间的第一平均电压,/>表示相邻的小区间的第一平均电压,/>表示小区间的第一平均SOC,/>表示相邻的小区间的第一平均SOC。
在步骤S23中,获取斜率,将斜率和SOC的关系拟合成斜率分布曲线。
在本发明中,在获取到特征点集后,可以对特征点集进行数据拟合,然后可以根据拟合的数据判断电池是否进入平台期。在对特征点集进行数据拟合时,可以先获取该特征点集中的第一个点作为参考点,然后可以根据安时积分法标定其他点的SOC,如图11所示,从而可以重置电压和SOC的坐标系,以得到关于电压和SOC的拟合曲线。在得到拟合曲线后,可以通过设定步长参数确定该拟合曲线的起始点的范围,并且可以在该范围内确定不同的起始点。步长参数可以是工作人员根据需要设定,以划分拟合曲线的起始点的范围。在确定得到不同的起始点后,可以从得到的起始点开始,按照跨度参数将拟合曲线划分为多个小区间。因为通过起始点范围可以确定多个不同的起始点,并且可以根据该多个不同的起始点划分不同的小区间,从而可以将该拟合曲线细分成更多的不同的区间,以便于后续通过不同的小区间进行计算时,细分的区间可以使得计算数据更加准确。在得到各个小区间后,可以计算每个小区间的第一平均电压和第一平均SOC,如图12所示。然后可以根据相邻的两个小区间的第一平均电压和第一平均SOC并且通过公式(1)计算得到相邻的小区间之间的斜率,该相邻的小区间为通过同一个起始点进行划分得到的区间。通过确定不同的起始点并划分不同的小区间,再通过公式(1)可以得到多个相邻的小区间之间的斜率,如图13所示。在得到多个斜率后,可以将该斜率和SOC的关系拟合成斜率分布曲线。后续可以根据该斜率分布曲线判断电池是否在平台期。
在本发明的一个实施方式中,如图6所示,特征点拟合的流程可以包括:
在步骤S24中,获取斜率分布曲线。
在步骤S25中,获取在斜率分布曲线上斜率小于一定阈值,且SOC跨度大于一定阈值的区间作为平台区间。
在步骤S26中,计算平台区间的第二平均电压和第二平均SOC。
在步骤S27中,获取在第二平均电压的差值大于一定阈值且第二平均SOC的差值大于一定阈值的两个平台区间,并按SOC大小分为上平台和下平台。
在步骤S28中,获取上平台和下平台对应的电压和SOC。
在步骤S29中,计算上平台和下平台的第三平均电压。
在步骤S30中,根据公式(2)计算中点电压:
(2)
其中,表示中点电压,/>表示上平台的第三平均电压,/>表示下平台的第三平均电压。
在步骤S31中,根据中点电压,获取在中点电压的一定区域内的特征点作为有效中点数据集。
在步骤S32中,获取有效中点数据集内的中点作为校准点。
在步骤S33中,获取校准点在对应的电池在实验阶段的特征曲线中的点的SOC。
在步骤S34中,根据校准点的SOC和对应的在实验阶段的特征曲线中的点的SOC得到修正SOC。
在本发明中,在判断电池是否在平台期时,可以通过获取斜率分布曲线,然后通过分析斜率分布曲线判断电池是否在平台期。在获取到斜率分布曲线后可以获取在该斜率分布曲线上斜率小于一定阈值,且SOC跨度大于一定阈值的区间作为平台区间。当斜率小于一定阈值,且SOC跨度大于一定阈值时,可以表明此时该区间具有一定的平缓度,且该具有一定的平缓度的区间的跨度范围足够大,其特点和在平台区间的电池曲线的特征趋势一致,可以表明该区间在平台区,因此可以将该区间作为平台区间。在得到平台区间后,可以计算平台区间的第二平均电压和第二平均SOC。在得到各个平台区间的第二平均电压和第二平均SOC后,可以获取在第二平均电压的差值大于一定阈值,并且第二平均SOC的差值大于一定阈值的两个平台区间,该两个平台区间可以是上平台和下平台,然后可以根据SOC的大小将该两个平台区间分为上平台和下平台。在得到上平台和下平台后,可以获取上平台和下平台对应的电压和SOC。在得到上平台和下平台对应的电压和SOC后,可以计算上平台和下平台的第三平均电压,然后可以根据公式(2)计算得到中点电压。在得到中点电压后,可以获取在该中点电压的附近的一定区域内的特征点作为有效中点数据集。在得到有效中点数据集后可以获取该有效中点数据集内的中点作为校准点。得到校准点后可以获取该校准点对应的电池在实验阶段的特征曲线中的点的SOC,然后可以根据该校准点的SOC和对应的在实验阶段的特征曲线中的点的SOC得到修正SOC。实验阶段的特征曲线中的点可以是实验校准点。该修正SOC通过实验阶段和运行阶段双重阶段修正,可以更加准确的表明电池在平台期的SOC。
在本发明的一个实施方式中,如图7所示,获取有效中点数据集的流程可以包括:
在步骤S35中,判断在中点电压的一定的区域内是否存在特征点。
在步骤S36中,当存在特征点时,将在中点电压的一定区域内的所有的特征点并为有效中点数据集。
在步骤S37中,当不存在特征点时,确定中点电压无法校准,清除计算值。
在步骤S38中,判断电池的SOC是否处于校准区域。
当电池的SOC处于校准区域时,返回步骤S14。
在本发明中,在获取到中点电压后,可以根据该中点电压获取到有效的特征点。先判断在该中点电压的附近的一定的区域内是否存在特征点。当该中点电压的附近的一定的区域内存在特征点时,可以将在该中点电压的附近的一定区域内的所有的特征点合并为有效中点数据集。当该中点电压附近不存在特征点时,可以确定通过该中点电压无法对电池的SOC进行校准,因此可以清除计算值,此时可以判断该电池的SOC是否处于校准区域内,当该电池的SOC在校准区域内时,可以返回步骤S14中重新获取电池的各项参数然后重新对电池的SOC进行修正。
在本发明的一个实施方式中,如图8所示,获取中点的流程可以包括:
在步骤S39中,获取有效中点数据集内的所有的特征点。
在步骤S40中,将特征点按照SOC的大小排列。
在步骤S41中,判断特征点的数量是奇数还是偶数。
在步骤S42中,当特征点的数量是奇数时,取位于中点的特征点作为校准点。
在步骤S43中,当特征点的数量是偶数时,取特征点的均值作为校准点。
在本发明中,在得到有效中点数据集后,可以根据该有效中点数据集获有效的中点。可以获取有效中点数据集中的所有的特征点,然后将该所有的特征点按照SOC的大小进行排列。在排列后可以判断该所有的特征点的数量是奇数还是偶数。当该特征点的数量是奇数时,可以取位于中点的特征点作为特征点。当该特征点的数量是偶数时,可以取该特征点的均值作为校准点,从而可以保证该校准点的准确性。
另一方面,本发明还可以提供一种磷酸锂电池平台期SOC修正装置,该装置可以包括处理器,该处理器可以被配置为执行如上述所述的磷酸锂电池平台期SOC修正方法。
在一方面,本发明还可以提供一种磷酸锂电池平台期SOC修正系统,所述系统包括:电压传感器,用于测量电池的电压;电流测量装置,用于测量所述电池的电流;温度传感器,用于测量所述电池的温度;如上述所述的磷酸锂电池平台期SOC修正装置。
通过上述技术方案,本发明提供的一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法、装置和系统通过获取电池在实验阶段不同温度下的特征曲线,然后可以获取电池在运行阶段的特征点集,在得到特征点集后可以对特征点集进行数据拟合,然后可以根据拟合的特征点集和实验阶段的特征曲线对平台期的SOC进行修正。该方法可以在电池SOC中段进行SOC校准,有利于获得SOC准确值,提高SOC变化过程中的准确性,保障动力电池系统安全可靠地工作。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,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,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种磷酸锂电池平台期SOC修正方法,其特征在于,所述方法包括:
获取电池在实验阶段不同温度下的特征曲线;
获取所述电池在运行阶段的特征点集,所述特征点集包括对应的电压,SOC和所述电池的温度;
对所述特征点集进行数据拟合;
根据拟合的特征点集和实验阶段的特征曲线对平台期的SOC进行修正;
所述对所述特征点集进行数据拟合包括:
选取所述特征点集中的第一个点作为参考点,并根据安时积分法标定其他点的SOC,以得到拟合曲线;
通过设定步长参数确定所述拟合曲线的起始点的范围,并在该范围内确定不同的起始点;
从所述起始点开始,按照跨度参数将所述拟合曲线划分为多个小区间;
计算每个所述小区间内的第一平均电压和第一平均SOC;
根据相邻的两个所述小区间的第一平均电压和第一平均SOC并通过公式(1)计算相邻的两个所述小区间之间的斜率:
(1)
其中,为斜率,/>表示小区间的第一平均电压,/>表示相邻的小区间的第一平均电压,/>表示小区间的第一平均SOC,/>表示相邻的小区间的第一平均SOC;
获取所述斜率,将所述斜率和SOC的关系拟合成斜率分布曲线;
所述对所述特征点集进行数据拟合包括:
获取所述斜率分布曲线;
获取在所述斜率分布曲线上斜率小于一定阈值,且SOC跨度大于一定阈值的区间作为平台区间;
计算所述平台区间的第二平均电压和第二平均SOC;
获取在第二平均电压的差值大于一定阈值且第二平均SOC的差值大于一定阈值的两个所述平台区间,并按SOC大小分为上平台和下平台;
获取所述上平台和下平台对应的电压和SOC;
计算上平台和下平台的第三平均电压;
根据公式(2)计算中点电压:
(2)
其中,表示中点电压,/>表示上平台的第三平均电压,/>表示下平台的第三平均电压;
根据所述中点电压,获取在所述中点电压的一定区域内的特征点作为有效中点数据集;
获取所述有效中点数据集内的中点作为校准点;
获取所述校准点在对应的所述电池在实验阶段的特征曲线中的点的SOC;
根据所述校准点的SOC和对应的在实验阶段的特征曲线中的点的SOC得到修正SOC。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取电池在实验阶段不同温度下的特征曲线包括:
在国标工况下对所述电池进行放电实验;
获取在放电实验中的所述电池的温度、电压和SOC的参数;
将在放电实验中的所述电池的温度、电压和SOC拟合成特征曲线。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述电池在运行阶段的特征点集,所述特征点包括对应的电压,SOC和所述电池的温度包括:
获取所述电池的实时工况数据;
判断车辆是否在静止阶段;
当所述车辆在静止阶段时,获取所述车辆的静止持续时间;
判断所述车辆的静止持续时间是否在一定的阈值范围内;
当所述车辆的静止持续时间在一定的阈值范围内时,保存当前的所述电池的工况数据并作为特征点;
获取所述车辆在运行的过程的所有的静止阶段的特征点并集合为特征点集;
当所述车辆不在静止阶段时,返回获取所述电池的实时工况数据的步骤;
当所述车辆的静止持续时间不在一定的阈值范围内时,返回获取所述电池的实时工况数据的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述当所述车辆的静止持续时间在一定的阈值范围内时,保存当前的所述电池的工况数据并作为特征点包括:
获取当前的所述电池的工况数据;
计算当前的所述电池的工况数据的数据点集的电压差值、SOC差值和温度差值;
判断所述电压差值、SOC差值和温度差值是否在一定的阈值内;
当所述电压差值、SOC差值和温度差值均在一定的阈值内,保存此时的数据点作为特征点并进行数据趋势拟合;
当所述电压差值、SOC差值和温度差值中的任意一个不在一定的阈值内时,返回获取所述电池的实时工况数据的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述中点电压,获取在所述中点电压的一定区域内的特征点作为有效中点数据集包括:
判断在所述中点电压的一定的区域内是否存在所述特征点;
当存在所述特征点时,将在所述中点电压的一定区域内的所有的特征点并为有效中点数据集;
当不存在特征点时,确定中点电压无法校准,清除计算值;
判断所述电池的SOC是否处于校准区域;
当所述电池的SOC处于校准区域时,返回获取所述电池的实时工况数据的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取所述有效中点数据集内的中点作为校准点包括:
获取有效中点数据集内的所有的特征点;
将所述特征点按照SOC的大小排列;
判断所述特征点的数量是奇数还是偶数;
当所述特征点的数量是奇数时,取位于中点的特征点作为校准点;
当所述特征点的数量是偶数时,取所述特征点的均值作为校准点。
7.一种磷酸锂电池平台期SOC修正装置,其特征在于,所述装置包括处理器,所述处理器被配置为执行如权利要求1-6任一项所述的磷酸锂电池平台期SOC修正方法。
8.一种磷酸锂电池平台期SOC修正系统,其特征在于,所述系统包括:
电压传感器,用于测量电池的电压;
电流测量装置,用于测量所述电池的电流;
温度传感器,用于测量所述电池的温度;
如权利要求7所述的磷酸锂电池平台期SOC修正装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310997258.2A CN116699448B (zh) | 2023-08-09 | 2023-08-09 | 一种磷酸锂电池平台期soc修正方法、装置和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310997258.2A CN116699448B (zh) | 2023-08-09 | 2023-08-09 | 一种磷酸锂电池平台期soc修正方法、装置和系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116699448A CN116699448A (zh) | 2023-09-05 |
CN116699448B true CN116699448B (zh) | 2023-12-26 |
Family
ID=87831612
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310997258.2A Active CN116699448B (zh) | 2023-08-09 | 2023-08-09 | 一种磷酸锂电池平台期soc修正方法、装置和系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116699448B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117465291B (zh) * | 2023-12-27 | 2024-04-02 | 中航锂电(洛阳)有限公司 | 一种估算磷酸铁锂电池混动车辆电量soc的方法及车辆 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2012140776A1 (ja) * | 2011-04-15 | 2014-07-28 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 充電制御装置 |
CN108061865A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-22 | 衢州量智科技有限公司 | 电动汽车锂电池容量的校正方法以及校正装置 |
CN110967645A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-04-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Soc修正方法和装置、电池管理系统和存储介质 |
CN111610447A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-09-01 | 上海理工大学 | 一种基于开路电压的电池容量估计方法 |
CN114636936A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-17 | 长兴太湖能谷科技有限公司 | 一种铅酸电池充电阶段soc预测曲线的修正方法及装置 |
CN115616434A (zh) * | 2022-09-22 | 2023-01-17 | 湖南银杏电池智能管理技术有限公司 | 一种基于退化模型校准的锂电池soc和soh实时估算方法 |
CN115684966A (zh) * | 2022-09-16 | 2023-02-03 | 始途科技(杭州)有限公司 | 一种锂离子电池soc修正方法、系统、设备及介质 |
WO2023045790A1 (zh) * | 2021-09-23 | 2023-03-30 | 中国第一汽车股份有限公司 | Soc校准方法、建模方法、建模装置、计算机设备及介质 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012140776A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Miwa Lock Co Ltd | ホテルカードロックシステム |
-
2023
- 2023-08-09 CN CN202310997258.2A patent/CN116699448B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2012140776A1 (ja) * | 2011-04-15 | 2014-07-28 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 充電制御装置 |
CN108061865A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-22 | 衢州量智科技有限公司 | 电动汽车锂电池容量的校正方法以及校正装置 |
CN110967645A (zh) * | 2019-05-24 | 2020-04-07 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | Soc修正方法和装置、电池管理系统和存储介质 |
CN111610447A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-09-01 | 上海理工大学 | 一种基于开路电压的电池容量估计方法 |
WO2023045790A1 (zh) * | 2021-09-23 | 2023-03-30 | 中国第一汽车股份有限公司 | Soc校准方法、建模方法、建模装置、计算机设备及介质 |
CN114636936A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-17 | 长兴太湖能谷科技有限公司 | 一种铅酸电池充电阶段soc预测曲线的修正方法及装置 |
CN115684966A (zh) * | 2022-09-16 | 2023-02-03 | 始途科技(杭州)有限公司 | 一种锂离子电池soc修正方法、系统、设备及介质 |
CN115616434A (zh) * | 2022-09-22 | 2023-01-17 | 湖南银杏电池智能管理技术有限公司 | 一种基于退化模型校准的锂电池soc和soh实时估算方法 |
Non-Patent Citations (7)
Title |
---|
A short-open calibration (SOC) technique to calculate the propagation characteristics of substrate integrated waveguide;Zheng Liu etc;IEEE;全文 * |
一种分阶段锂离子电池荷电状态估计算法;贺林 等;电力电子技术(第02期);全文 * |
刘雄飞 等.基于安时法的锂离子电池SOC估计实时校正方法.汽车安全与节能学报.2017,(第02期),全文. * |
基于安时法的锂离子电池SOC估计实时校正方法;刘雄飞 等;汽车安全与节能学报(第02期);全文 * |
康鑫.基于锂离子电池迟滞模型的极化修正及其特性研究.汽车工业 * |
电力工业.2021,全文. * |
贺林 等.一种分阶段锂离子电池荷电状态估计算法.电力电子技术.2020,(第02期),全文. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116699448A (zh) | 2023-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11181585B2 (en) | Electronic device and method for detecting the state of health of a battery | |
US11150307B2 (en) | Apparatus and method for diagnosing battery | |
CN111736083B (zh) | 一种电池健康状态获取方法及装置、存储介质 | |
EP2711727B1 (en) | Battery condition estimation device and method of generating open circuit voltage characteristic | |
CN116699448B (zh) | 一种磷酸锂电池平台期soc修正方法、装置和系统 | |
CN112698218B (zh) | 一种电池健康状态获取方法及装置、存储介质 | |
US20160245872A1 (en) | Method for determining the capacity of a battery cell | |
CN112946496A (zh) | 电池荷电状态确定方法、装置、管理系统以及存储介质 | |
CN112230147B (zh) | 剩余充电时间估算方法、装置及电子设备 | |
CN112630661A (zh) | 一种电池荷电状态soc估算方法和装置 | |
EP4152022B1 (en) | Method for determining full-charge capacity of battery pack, method for determining state of health of battery pack, system, and apparatus | |
CN112213659B (zh) | 电池容量修正方法及测试系统 | |
CN112583060B (zh) | 电池循环中的阴极保护方法、阴极保护装置及存储介质 | |
CN112213649B (zh) | 构建开路电压曲线的方法及系统 | |
CN112230152B (zh) | 测量单体电芯内阻增量的方法及系统 | |
CN112394290A (zh) | 电池包soh的估算方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
CN112816880B (zh) | 电池寿命预测的方法、装置及存储介质 | |
CN111781508B (zh) | 一种混合动力车载电池soc的估算方法及系统 | |
CN112285585B (zh) | 考虑温度和倍率的电池能量状态的计算方法及装置 | |
CN116500482B (zh) | 磷酸铁锂电池soh的估测方法及可读存储介质 | |
CN117330958A (zh) | 一种预估动力电池寿命的方法、装置及存储介质 | |
CN113805072B (zh) | 容量的确定方法和确定装置、分容方法及动力电池系统 | |
CN117665575A (zh) | 一种电池荷电状态校准方法以及装置 | |
CN117092530A (zh) | 磷酸铁锂电池soh容量的估测方法及可读存储介质 | |
CN117289158A (zh) | 电池soc的确定方法、装置、存储介质和电子设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |