CN118112439A - Soc的校准方法、微控制单元与电池管理系统 - Google Patents

Soc的校准方法、微控制单元与电池管理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN118112439A
CN118112439A CN202211522122.8A CN202211522122A CN118112439A CN 118112439 A CN118112439 A CN 118112439A CN 202211522122 A CN202211522122 A CN 202211522122A CN 118112439 A CN118112439 A CN 118112439A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric quantity
current
residual
full
total
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.)
Pending
Application number
CN202211522122.8A
Other languages
English (en)
Inventor
王会刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuxi China Resources Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
Wuxi China Resources Microelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuxi China Resources Microelectronics Co Ltd filed Critical Wuxi China Resources Microelectronics Co Ltd
Priority to CN202211522122.8A priority Critical patent/CN118112439A/zh
Publication of CN118112439A publication Critical patent/CN118112439A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • G01R31/387Determining ampere-hour charge capacity or SoC
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本申请提供了一种SOC的校准方法、微控制单元与电池管理系统,该校准方法包括:采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用校准总电量对当前的SOC值进行校准,预设因子包括以下至少之一:当前的SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;采用预设条件对锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用校准剩余电量对当前的SOC值进行校准,预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,判饱条件用于表征剩余电量是否达到充满剩余电量,充满剩余电量为可用总电量与动态保留电量的和,从而解决了现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。

Description

SOC的校准方法、微控制单元与电池管理系统
技术领域
本申请涉及锂电池技术领域,具体而言,涉及一种SOC的校准方法、微控制单元、计算机可读存储介质、处理器与电池管理系统。
背景技术
高精度的荷电状态(State of Charge,简称SOC)估计是电池管理系统(BatteryManagement System,简称BMS)的关键技术之一。现有技术中,通常采用安时积分法、开路电压法、内阻法、神经网络和卡尔曼滤波法对SOC进行估计。其中,安时积分法,也可称作电流积分法或库仑计数法,在估算锂电池SOC中广泛应用。但是由于电池的荷电状态受放电电流、电池内部温度、自放电、老化等因素的影响。各自算法设计、硬件电路、电流采样芯片选择的不同精度也各不相同,使得该算法很容易受到电池老化程度、当前电池组温度以及硬件采样电路性能的影响,长时间使用会出现积累误差。开路电压法由于要预计开路电压,因此需要长时间静置电池组。即上述的SOC估算方法均存在着估计精度较差的问题。
因此,亟需一种较为准确地对SOC进行估算的方法。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种SOC的校准方法、微控制单元、计算机可读存储介质、处理器与电池管理系统,以解决现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种SOC的校准方法,所述校准方法包括:采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用所述校准总电量对当前的SOC值进行校准,所述预设因子包括以下至少之一:当前的所述SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;采用预设条件对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用所述校准剩余电量对当前的所述SOC值进行校准,所述预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,所述判饱条件用于表征所述剩余电量是否达到充满剩余电量,所述充满剩余电量为所述可用总电量与所述动态保留电量的和。
可选地,所述锂电池包括电池组,所述电池组包括多个单体电池,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:在所述锂电池处于放电状态且满足预设放电条件的情况下,计算开路SOC值和所述可用总电量的乘积,得到当前的所述剩余电量,并计算所述电池组的单次放电量与当前的所述剩余电量的和,得到预设总电量,所述开路SOC值为采用开路电压法计算得到的,所述单次放电量为采用安时积分法计算得到的,所述预设放电条件包括:所述电池组处于充满状态、当前的所述剩余电量大于或者等于所述可用总电量、当前的放电电流处于预设放电电流范围内、当前的放电温度处于预设放电温度范围内以及所述单体电池的开路电压值等于第一开路电压阈值;计算所述预设总电量与所述可用总电量的差值,得到目标差值;根据所述目标差值和目标差值范围,对所述可用总电量进行校准,得到所述校准总电量。
可选地,所述目标差值范围包括目标差值上限和目标差值下限,根据所述目标差值和目标差值范围,对所述可用总电量进行校准,得到所述校准总电量,包括:在所述目标差值大于或者等于所述目标差值上限的情况下,将所述可用总电量更新为所述预设总电量和所述目标差值上限的和,得到所述校准总电量;在所述目标差值小于或者等于所述目标差值下限的情况下,将所述可用总电量更新为所述预设总电量和所述目标差值下限的差,得到所述校准总电量;在所述目标差值处于所述目标差值范围的情况下,将所述可用总电量更新为所述预设总电量,得到所述校准总电量。
可选地,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:确定所述锂电池的充电总次数以及变化阈值,所述变化阈值为所述锂电池每一次充电时,所述可用总电量的变化阈值;计算所述充电总次数与所述变化阈值的乘积,得到目标变化阈值;计算当前的所述可用总电量与所述目标变化阈值的差值,得到所述校准总电量。
可选地,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:计算第一预定值与充电总次数的乘积,得到第一目标值,以及计算第二预定值与最小放电温度的乘积,得到第二目标值;计算动态保留电量初值、所述第一目标值以及所述第二目标值的和,得到所述动态保留电量;计算所述可用总电量与所述动态保留电量的差值,得到所述校准总电量。
可选地,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:在当前所述锂电池所处的环境温度低于预设温度值的情况下,确定低温补偿电量;采用所述锂电池当前的实际可用总电量与所述低温补偿电量的差值,对所述可用总电量进行更新,得到所述校准总电量。
可选地,所述锂电池包括电池组,采用预设条件对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,包括:在所述锂电池处于充电状态的情况下,至少根据当前的充电状态、当前的剩余电量和判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到充满剩余电量,所述充满状态是基于充电电流、所述电池组的充电电压和预设时间内的充电电量确定的;在当前的所述充电状态达到充满状态以及当前的所述剩余电量达到所述充满剩余电量的情况下,将所述充满剩余电量确定为所述校准剩余电量。
可选地,在所述锂电池处于充电状态的情况下,至少根据当前的充电状态、当前的剩余电量和判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到充满剩余电量,包括:至少根据当前的所述充电状态、当前的所述剩余电量和准判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到准充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到准充满剩余电量,所述准充满剩余电量为所述可用总电量与第三目标值的乘积,所述第三目标值小于1,所述准充满状态是基于充电电流、所述电池组的充电电压和预设时间内的充电电量确定的,所述准充满状态与所述充满状态为两个不相同的状态;在当前的所述充电状态达到准充满状态以及当前的所述剩余电量达到准充满剩余电量的情况下,再至少根据当前的所述充电状态、当前的所述剩余电量和所述判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到所述充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到所述充满剩余电量。
可选地,在至少根据当前的所述充电状态、当前的所述剩余电量和准判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到准充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到准充满剩余电量之后,所述校准方法还包括:在当前的所述充电状态未达到所述准充满状态以及当前的所述剩余电量小于所述准充满剩余电量的情况下,控制所述锂电池继续充电并采用安时积分法继续计算当前的所述剩余电量,直到当前的所述充电状态达到所述准充满状态以及当前的所述剩余电量达到所述准充满剩余电量;在当前的所述充电状态未达到所述准充满状态以及当前的所述剩余电量等于所述准充满剩余电量的情况下,控制所述锂电池继续充电,直到当前的所述充电状态达到所述准充满状态;在当前的所述充电状态达到所述准充满状态以及当前的所述剩余电量小于所述准充满剩余电量的情况下,控制所述锂电池继续充电并采用所述安时积分法继续计算所述剩余电量,直到所述剩余电量达到所述准充满剩余电量。
可选地,在至少根据当前的所述充电状态、当前的所述剩余电量和所述判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到所述充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到所述充满剩余电量之后,所述校准方法还包括:在当前的所述充电状态未达到所述充满状态以及当前的所述剩余电量小于或者等于所述充满剩余电量的情况下,控制所述锂电池继续充电,直到所述充电状态达到所述充满状态以及所述剩余电量达到所述充满剩余电量。
可选地,采用预设条件对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,包括:在所述锂电池处于放电状态或者静止状态的情况下,计算实际可用总电量、单次放电电量以及自身耗电电量的差值,得到所述校准剩余电量,所述单次放电电量是至少基于放电因子而确定的;在所述锂电池处于充电状态的情况下,计算当前的所述剩余电量与所述自身耗电电量的差值,得到所述校准剩余电量。
可选地,所述锂电池包括电池组,所述电池组包括多个单体电池,在所述锂电池处于放电状态的情况下,确定所述单次放电电量对应的所述放电因子的过程包括:在所述单体电池的开路电压值等于第二开路电压阈值的情况下,确定安时积分剩余电量值是否大于开路电压剩余电量;在所述安时积分剩余电量大于所述开路电压剩余电量的情况下,计算所述安时积分剩余电量和所述开路电压剩余电量的差值,得到剩余电量差值;计算所述剩余电量差值与所述开路电压剩余电量的比值,得到第一调整系数,并计算当前的所述放电因子与所述第一调整系数的乘积,得到调整后的所述放电因子。
可选地,所述锂电池包括电池组,所述电池组包括多个单体电池,在所述锂电池处于放电状态的情况下,确定所述单次放电电量对应的所述放电因子的过程包括:在所述单体电池的开路电压值等于第三开路电压阈值的情况下,确定安时积分剩余电量值是否大于开路剩余电压电量;在所述安时积分剩余电量大于所述开路剩余电压电量的情况下,计算当前的所述放电因子与加速因子的和,得到调整后的所述放电因子。
可选地,所述锂电池包括电池组,确定所述自身耗电电量的过程包括:采用得到所述自身耗电电量,其中,DCself为所述自身耗电电量,Iself=ISsysself+Ibattself,ISsysself为所述电池组自身空气放电的估计值,Ibattself为所述电池组自身回路损耗电流的估算值。
可选地,采用所述校准剩余电量对当前的SOC值进行修正,包括:在所述校准剩余电量达到所述可用总电量的情况下,将所述SOC值更新为100%。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种微控制单元,所述微控制单元包括:第一校准单元,用于采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用所述校准总电量对当前的SOC值进行校准,所述预设因子包括以下至少之一:当前的所述SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;第二校准单元,用于采用预设条件对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用所述校准剩余电量对当前的所述SOC值进行校准,所述预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,所述判饱条件用于表征所述剩余电量是否达到充满剩余电量,所述充满剩余电量为所述可用总电量与所述动态保留电量的和。
根据本发明实施例的又一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,所述程序执行任意一种所述的SOC的校准方法。
根据本发明实施例的再一方面,还提供了一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行任意一种所述的SOC的校准方法。
根据本发明实施例的一方面,还提供了一种电池管理系统,包括:微控制单元和锂电池,所述微控制单元用于执行任意一种所述的SOC的校准方法。
在本发明实施例中,所述的SOC的校准方法中,采用当前的所述SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对所述锂电池的可用总容量进行校准,得到校准总电量,再采用校准总电量对当前的所述SOC值进行修正。采用判饱条件或者放电因子,对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,再采用校准剩余电量对当前的所述SOC值进行校准。本申请的校准方法中,考虑了当前的SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对锂电池的可用总电量的影响,以对可用总电量进行校准,得到校准总电量;以及当前的剩余电量是否达到充满剩余电量或者放电因子,对锂电池的剩余电量的影响,以对剩余电量进行校准,这样保证了得到的锂电池的SOC值较为准确,避免了在车辆运行过程中SOC值出现突变的情形,保证了电池管理系统的稳定性,以及保证了用户的使用体验较好,从而解决了现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请的一种实施例的SOC的校准方法的流程图;
图2示出了根据本申请的一种实施例的放电过程中开路电压变化的示意图;
图3示出了根据本申请的一种实施例的放电温度与放出容量的关系示意图;
图4示出了根据本申请的一种实施例的微控制单元的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
100、第一开路电压阈值;200、第三开路电压阈值;300、第二开路电压阈值。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请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,以便这里描述的本申请的实施例。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。
正如背景技术中所说的,现有技术中难以较为准确地对SOC进行估算,为了解决上述问题,本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种SOC的校准方法、微控制单元、计算机可读存储介质、处理器与电池管理系统。
根据本申请的实施例,提供了一种SOC的校准方法。
图1是根据本申请实施例的SOC的校准方法的流程图。如图1所示,该校准方法包括以下步骤:
步骤S101,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用上述校准总电量对当前的SOC值进行校准,上述预设因子包括以下至少之一:当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;
步骤S102,采用预设条件对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用上述校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准,上述预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,上述判饱条件用于表征上述剩余电量是否达到充满剩余电量,上述充满剩余电量为上述可用总电量与上述动态保留电量的和。
上述的SOC的校准方法中,采用当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对上述锂电池的可用总容量进行校准,得到校准总电量,再采用校准总电量对当前的上述SOC值进行修正。采用判饱条件或者放电因子,对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,再采用校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准。本申请的校准方法中,考虑了当前的SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对锂电池的可用总电量的影响,以对可用总电量进行校准,得到校准总电量;以及当前的剩余电量是否达到充满剩余电量或者放电因子,对锂电池的剩余电量的影响,以对剩余电量进行校准,这样保证了得到的锂电池的SOC值较为准确,避免了在车辆运行过程中SOC值出现突变的情形,保证了电池管理系统的稳定性,以及保证了用户的使用体验较好,从而解决了现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
在实际的应用过程中,在一些特殊场景下,例如,锂电池出厂之后初始投入使用,可以采用如下方法进行SOC值的计算。具体地,将锂电池的电池组充满以后确定放电温度和放电电流,且每次放电容量相同,静置一个预设时间后,并记录数据。重复上述过程,并改变放电电流从1A~8A,以及放电温度从-5℃-65℃。其中,每1A做为一个档位,每10℃为一档位,计算电芯内阻。BMS系统(电池管理系统,Battery Management System,简称BMS)会根据放电温度、电压,电流,以及电芯内阻,计算当前电池组的开路电压VOCV
VOCV=f(VCELL,TCELL,ICELL,DCIROCV),
其中,VCELL为电池组中单体电池的电压,TCELL为上述单体电池的放电温度,ICELL为上述单体电池的放电电流,DCIROCV为上述单体电池的内阻。具体地,VCELL的确定方法为
VCELL=VCELLpack-ICELL×R0
其中,VCELLpack为BMS系统采集的单体电池的实际电压,R0为电池组内部串联节点之间的电阻。具体地,DCIROCV的确定方法为
DCIROCV=f(VCELL,ICELL,TCELL)。
之后,根据上述开路电压VOCV和放电温度TCELL,计算剩余电量RCOCVcell,则有
RCOCVcell=f(VOCV,TCELL)。
再根据当前实际估算的可用总电量FCC以及采用开路电压法,计算SOC值,具体地为
其中,Npal为电池组中并联的单体电池的个数,RCOCVcell-i为第i个单体电池的剩余电量。
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。
在实际的应用过程中,在锂电池多次放电和充电之后,会使得锂电池的可用总电量发生变化,例如,随着锂电池的使用,其的可用总电量会越来越小于锂电池首次投入使用的可用总电量。因此,为了使得锂电池的可用总电量较为准确,进一步地保证得到的SOC值较为准确,本申请的一种实施例中,如图2所示,上述锂电池包括电池组,上述电池组包括多个单体电池,采用预设因子对上述锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:在上述锂电池处于放电状态且满足预设放电条件的情况下,计算开路SOC值(即锂电池当前的SOC值)和上述可用总电量的乘积,得到当前的上述剩余电量,并计算上述电池组的单次放电量与当前的上述剩余电量的和,得到预设总电量,上述开路SOC值为采用开路电压法计算得到的,上述单次放电量为采用安时积分法计算得到的,上述预设放电条件包括:上述电池组处于充满状态、当前的上述剩余电量大于或者等于上述可用总电量、当前的放电电流处于预设放电电流范围内、当前的放电温度处于预设放电温度范围内以及上述单体电池的开路电压值等于第一开路电压阈值100;计算上述预设总电量与上述可用总电量的差值,得到目标差值;述目标差值和目标差值范围,对上述可用总电量进行校准,得到上述校准总电量。
本申请的另一种实施例中,上述目标差值范围包括目标差值上限和目标差值下限,根据上述目标差值和目标差值范围,对上述可用总电量进行校准,得到上述校准总电量,包括:在上述目标差值大于或者等于上述目标差值上限的情况下,将上述可用总电量更新为上述预设总电量和上述目标差值上限的和,得到上述校准总电量;在上述目标差值小于或者等于上述目标差值下限的情况下,将上述可用总电量更新为上述预设总电量和上述目标差值下限的差,得到上述校准总电量;在上述目标差值处于上述目标差值范围的情况下,将上述可用总电量更新为上述预设总电量,得到上述校准总电量,这样保证了可以较为简单地对可用总电量进行校准,后续采用校准总电量对SOC值进行校准,进一步地保证了得到的SOC值较为准确。
本申请的一种具体的实施例中,上述预设总电量FCCLEARN==DCAH+SOCOCV×FCC,其中,DCAH为采用安时积分法得到的单次放电量,SOCOCV为采用开路电压法计算得到的开路SOC值,也即为当前的SOC值,FCC为可用总电量。之后,计算目标差值=FCCLEARN-FCC。在FCCLEARN-FCC≥FCCLEARN-thresholdmax的情况下,校准总电量FCC校准=FCCLEARN+FCCLEARN-thresholdmax;在FCCLEARN-FCC≤FCCLEARN-thresholdmin的情况下,校准总电量FCC校准=FCCLEARN-FCCLEARN-thresholdmin,其中,FCCLEARN-thresholdmax为目标差值上限,FCCLEARN-thresholdmin为目标差值下限。在FCCLEARN-FCC处于[FCCLEARN-thresholdmin,FCCLEARN-thresholdmax]的情况下,FCC校准=FCCLEARN,这样保证了得到的校准总电量既不会小于可用总电量,也不会大于可用总电量,保证了得到的校准总电量较为准确。
在实际的应用过程中,上述预设放电条件也可以为标准放电模式,具体地为,如图2所示,上述电池组的当前的充电状态(Currsaturated)处于充满状态(即Mainsaturated)、CCAH≥FCC(当前的剩余电量大于或者等于可用总电量)、Iminqualified≤IPACK≤Imaxqualified(当前的放电电流处于预设放电电流范围内)、Tminqualified≤TPACK≤Tmaxqualified(当前的放电温度处于预设放电温度范围)以及VminOCVofCELL=Vcent1ofCELL(单体电池的开路电压值等于第一开路电压阈值100)。
具体地,在对可用总电量进行校准的过程中,若可用总电量FCC值减小,则立即更新SOH(State of Health,健康状态,简称SOH)值,表示电池的健康状态逐步下降。
本申请的又一种实施例中,采用预设因子对上述锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:确定上述锂电池的充电总次数以及变化阈值,上述变化阈值为上述锂电池每一次充电时,上述可用总电量的变化阈值;计算上述充电总次数与上述变化阈值的乘积,得到目标变化阈值;计算当前的上述可用总电量与上述目标变化阈值的差值,得到上述校准总电量。在实际的应用过程中,随着充电次数的增加,锂电池的可用总电量也会逐渐地减少,故在该实施例中,采用充电总次数对可用总电量进行校准,这样保证了得到的校准总电量较为准确。
具体地,由于不同厂家的锂电池,上述变化阈值的大小也不相同,因此,在本申请中并不对上述变化阈值的大小进行限制,具体的可以根据锂电池的情况进行灵活地调整。
本申请的一种具体的实施例中,总充电次数Timerdc为可用总电量FCC的函数,故目标变化阈值可以为Timerdc×FCC,从而可以得到校准总电量FCC校准=FCCPRE-Timerdc×FCC,FCCPRE为当前的可用总电量,且FCCPRE>Timerdc×FCC。
在实际的应用过程中,为了保证在SOC为0以后,锂电池依旧保持一定的电量,使得BMS系统可以正常工作,进一步地保证BMS系统的稳定性,以及其他电路的正常工作,本申请的再一种实施例中,采用预设因子对上述锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:计算第一预定值与充电总次数的乘积,得到第一目标值,以及计算第二预定值与最小放电温度的乘积,得到第二目标值;计算动态保留电量初值、上述第一目标值以及上述第二目标值的和,得到上述动态保留电量;计算上述可用总电量与上述动态保留电量的差值,得到上述校准总电量。
具体地,通过实验可知,动态保留电量QREV为充电总次数和放电温度的二元一次函数,故有QREV=f(Timerdc,Tmin)=Q0+a×Timerdc+b×Tmin,其中,a为第一预定值,Timerdc为充电总次数,b为第二预定值,Tmin为最小放电温度,Q0为锂电池出厂时初始化保留电量,a和b可以根据实际应用在锂电池出厂前进行定标测试设定,则有校准总电量FCC校准=FCC-QREV
本申请的一种实施例中,采用预设因子对上述锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:在当前上述锂电池所处的环境温度低于预设温度值的情况下,确定低温补偿电量;采用上述锂电池当前的实际可用总电量与上述低温补偿电量的差值,对上述可用总电量进行更新,得到上述校准总电量。在该实施例中考虑到低温对锂电池可用总电量的影响,这样保证得到了的校准总电量较为准确,进一步地保证了后续得到的SOC值较为准确。
本申请的一种具体的实施例中,FCC校准=FCCpack-f(T<TLOWTemp),其中,FCCpack为实际可用总电量,f(T<TLOWTemp)为低温补偿函数,通过上述低温补偿函数可用确定低温补偿电量。另外,在上述的实施例中,上述预设温度值可以为5℃。当然,上述预设温度值并不限于5℃,还可以为其他的温度值,具体大小可以根据锂电池的实际情况进行调整。
具体地,在本申请中通过在不同的放电温度下,测试不同的电流下锂电池的放出容量,并取最小值作为计算值,以及通过差值法计算理论上的可用的最大容量,得到如图3所示的放电温度与放出容量之间的关系。
在实际的应用过程中,在电池组充满的情况下,通常为了保护锂电池,会断开充电器,以停止充电。这种情况下,如果当前的剩余电量小于可用总电量,会导致锂电池无法充满的情形,即强制将锂电池的SOC值设置为100%,后续在锂电池放电的过程中,会出现突变的情况。如果当前的剩余电量已达到可用总电量,但未达到预设的判饱条件,便会出现SOC值大于100%的情形。上述的两种情形均会给使用者带来了不好的使用体验,因此为了避免锂电池出现上述的情形,本申请的又一种实施例中,上述锂电池包括电池组,采用预设条件对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,包括:在上述锂电池处于充电状态的情况下,至少根据当前的充电状态、当前的剩余电量和判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到充满剩余电量,上述充满状态是基于充电电流、上述电池组的充电电压和预设时间内的充电电量确定的;在当前的上述充电状态达到充满状态以及当前的上述剩余电量达到上述充满剩余电量的情况下,将上述充满剩余电量确定为上述校准剩余电量。
本申请的另一种实施例中,在上述锂电池处于充电状态的情况下,至少根据当前的充电状态、当前的剩余电量和判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到充满剩余电量,包括:至少根据当前的上述充电状态、当前的上述剩余电量和准判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到准充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到准充满剩余电量,上述准充满剩余电量为上述可用总电量与第三目标值的乘积,上述第三目标值小于1,上述准充满状态是基于充电电流、上述电池组的充电电压和预设时间内的充电电量确定的,上述准充满状态与上述充满状态为两个不相同的状态;在当前的上述充电状态达到准充满状态以及当前的上述剩余电量达到准充满剩余电量的情况下,再至少根据当前的上述充电状态、当前的上述剩余电量和上述判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到上述充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到上述充满剩余电量。在该实施例中,首先通过准判饱条件,来判断锂电池当前的充电状态是否达到准充满状态以及当前的剩余电量是否达到准充满剩余电量,在当前的充电状态达到准充满状态以及当前的剩余电量达到准充满剩余电量的情况下,再通过判饱条件,确定当前的充电状态是否达到充满状态和当前的剩余电量是否达到充满剩余电量,这样保证了可以较为准确地确定锂电池当前的充电状态是否达到充满状态和当前的剩余电量是否达到充满剩余电量,进一步地避免锂电池的SOC值的突变以及,进一步地保证了用户的使用体验较好。
本申请的一种具体的实施例中,上述第三目标值可以为0.99,即上述准充满剩余电量可以表示为0.99×FCC。当然,在实际的应用过程中,上述第三目标值并不限于为0.99,上述第三目标值还可以为其他合适的小于1的数值。
为了进一步地保证锂电池的当前的充电状态达到准充电状态,以及当前的剩余电量达到准充满剩余电量,本申请的再一种实施例中,在至少根据当前的上述充电状态、当前的上述剩余电量和准判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到准充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到准充满剩余电量之后,上述校准方法还包括:在当前的上述充电状态未达到上述准充满状态以及当前的上述剩余电量小于上述准充满剩余电量的情况下,控制上述锂电池继续充电并采用安时积分法继续计算当前的上述剩余电量,直到当前的上述充电状态达到上述准充满状态以及当前的上述剩余电量达到上述准充满剩余电量;在当前的上述充电状态未达到上述准充满状态以及当前的上述剩余电量等于上述准充满剩余电量的情况下,控制上述锂电池继续充电,直到当前的上述充电状态达到上述准充满状态;在当前的上述充电状态达到上述准充满状态以及当前的上述剩余电量小于上述准充满剩余电量的情况下,控制上述锂电池继续充电并采用上述安时积分法继续计算上述剩余电量,直到上述剩余电量达到上述准充满剩余电量。
在实际的应用过程中,在当前的充电状态(Currsaturated)未达到上述准充满状态(Subsaturated)以及当前的剩余电量小于准充满剩余电量(CCAH<0.99×FCC)的情况下,控制锂电池继续充电并计算当前的剩余电量,即直到当前的充电状态(Currsaturated)达到准充满状态(Subsaturated)以及当前的剩余电量达到准充满剩余电量(CCAH=0.99×FCC)。在当前的充电状态(Currsaturated)未达到准充满状态(Subsaturated)以及当前的剩余电量等于准充满剩余电量(CCAH=0.99×FCC)的情况下,控制锂电池继续充电,直到充电状态(Currsaturated)达到准充满状态(Subsaturated)。在当前的充电状态(Currsaturated)达到准充满状态(Subsaturated)以及当前的剩余电量小于准充满剩余电量(CCAH<0.99×FCC)的情况下,控制锂电池继续充电并计算当前的剩余电量,即直到当前的剩余电量达到准充满剩余电量(CCAH=0.99×FCC)。
本申请的一种实施例中,在至少根据当前的上述充电状态、当前的上述剩余电量和上述判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到上述充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到上述充满剩余电量之后,上述校准方法还包括:在当前的上述充电状态未达到上述充满状态以及当前的上述剩余电量小于或者等于上述充满剩余电量的情况下,控制上述锂电池继续充电,直到上述充电状态达到上述充满状态以及上述剩余电量达到上述充满剩余电量。在该实施例中,控制锂电池的剩余电量达到充满剩余电量,这样使得锂电池中具有动态保留电量,后续在锂电池的电量较低,即SOC值较低时,锂电池还可以使用较少的一段时间,并不会突然断电,这样可以保证了用户的使用体验较好。
在实际的应用过程中,在当前的充电状态(Currsaturated)未达到充满状态(Mainsaturated)以及当前的剩余电量小于或者等于充满剩余电量(CCAH≤FCC+QREV)的情况下,控制锂电池继续充电并计算当前的剩余电量,即直到在当前的充电状态(Currsaturated)达到充满状态(Mainsaturated)以及当前的剩余电量等于充满剩余电量(CCAH=FCC+QREV)。
具体地,在当前的剩余电量CCAH达到FCC+QREV时,将SOC值设置为100%,即SOC值为100%后,即使锂电池继续充电,SOC值也不会再继续增加。当BMS系统开始放电,设置CCAH=FCC。
具体地,在当前的剩余电量CCAH>FCC后,由于此时SOC值会大于100%,实际应用过程中并不允许出现上述情形,故进行限幅处理,故将SOC值设置为100%,且不再变化。在锂电池开始放电后,将当前的剩余电量CCAH=FCC,BMS系统开始放电计数。也就是说,锂电池中会存入较多的动态保留电量,后续在锂电池的剩余电量较少,例如,SOC值低于5%时,锂电池还可以工作较长一段时间,并不会较快地断电,进一步地保证了用户的使用体验较好。
为了进一步地保证得到的校准剩余电量较为准确,本申请的又一种实施例中,采用预设条件对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,包括:在上述锂电池处于放电状态或者静止状态的情况下,计算实际可用总电量、单次放电电量以及自身耗电电量的差值,得到上述校准剩余电量,上述单次放电电量是至少基于放电因子而确定的;在上述锂电池处于充电状态的情况下,计算当前的上述剩余电量与上述自身耗电电量的差值,得到上述校准剩余电量。
具体地,在锂电池处于放电状态或者静止状态的情况下,校准剩余电量
其中,RCAH为校准剩余电量,FCCpack为实际可用总电量,DCAH为单次放电电量,DCself为自身耗电电量,F为放电因子,Ipack为实际放电电流,Iself为自身耗电电流。
具体地,在锂电池处于充电状态的情况下,校准剩余电量
其中,CC0为t1时刻的剩余电量,CCAH为t到t1时刻充入的电量,CC0+CCAH为当前的剩余电量。
在实际的应用过程中,在单次放电电量超出电池组当前估算的可用总容量FCC的情况下,允许单次放电电量大于可用总容量FCC,且可以一直放电到DCAH≥FCC+QREV,并继续计算DCAH以及将当前的剩余电量RCAH设置为0、SOC设置为0。在DCAH≥FCC+QREV,积分放电过程结束。当前BMS系统开始充电时,当前的剩余电量CCAH=FCC-DCAH,此时如果DCAH<0,开始充电时SOC显示为0。并继续充电直到CCAH>QREV,SOC退出0值,以及随着不断充电的,SOC值开始增加。上述过程可以使得实际的放电电量超过可用总电量,即可以提前提醒用户及时充电,又可以增加额定里程数,进一步地保证了用户的使用体验较好。
本申请的另一种实施例中,如图2所示,上述锂电池包括电池组,上述电池组包括多个单体电池,在上述锂电池处于放电状态的情况下,确定上述单次放电电量对应的上述放电因子的过程包括:在上述单体电池的开路电压值等于第二开路电压阈值300的情况下,确定安时积分剩余电量是否大于开路电压剩余电量;在上述安时积分剩余电量大于上述开路电压剩余电量的情况下,计算上述安时积分剩余电量和上述开路电压剩余电量的差值,得到剩余电量差值;计算上述剩余电量差值与上述开路电压剩余电量的比值,得到第一调整系数,并计算当前的上述放电因子与上述第一调整系数的乘积,得到调整后的上述放电因子。在该实施例中,在安时积分剩余电量大于开路电压剩余电量时,表明安时积分法计算比开路电压法计算的缓慢,故此时可以调整当前的放电因子F,使得下次放电的过程中可以加速放电,直到开路电压法和安时积分法计算的剩余电量相同。
具体地,上述安时积分剩余电量值为采用安时积分法计算的锂电池的剩余电量,上述开路电压剩余电量为采用开路电压法计算的额锂电池的剩余电量。
在实际的应用过程中,如图2所示,在单体电池的开路电压值等于第二开路电压阈值300时,即VminOCVofCELL=Vcent2ofCELL,采用安时积分法计算当前的剩余电量,得到安时积分剩余电量RCAH=FCCpack-DCAH。如果RCAH<RCOCV,则表明安时积分法先到达了第二开路电压阈值300(Vcent2ofCELL),这种情况下,可以继续运行安时积分法,直到开路电压为0。如果RCAH>RCOCV,则表明安时积分法计算比开路电压法计算的缓慢,故此时可以调整当前的放电因子F,则有
为了进一步地保证后续得到校准剩余电量较为准确,本申请的又一种实施例中,如图2所示,上述锂电池包括电池组,上述电池组包括多个单体电池,在上述锂电池处于放电状态的情况下,确定上述单次放电电量对应的上述放电因子的过程包括:在上述单体电池的开路电压值等于第三开路电压阈值200的情况下,确定安时积分剩余电量值是否大于开路剩余电压电量;在上述安时积分剩余电量大于上述开路剩余电压电量的情况下,计算当前的上述放电因子与加速因子的和,得到调整后的上述放电因子。在该实施例中,在安时积分剩余电量大于开路剩余电压电量时,表明开路电压法判断锂电池即将放空,此时可以将安时积分法中临时加入加速因子,以防止SOC值在没有变化为0前,BMS系统因进入欠压保护导致系统安全故障。
在实际的应用过程中,如图2所示,在单体电池的开路电压值等于第三开路电压阈值200的情况下,即VminOCVofCELL=Vcent3ofCELL,在放电因子中加入加速因子,故单次放电电量可以表示为其中,F为放电因子,FL为加速因子。当然,在DCAH≥FCC后,可以将加速因子FL设置为0。
为了进一步地保证校准剩余电量较为准确,本申请的再一种实施例中,上述锂电池包括电池组,确定上述自身耗电电量的过程包括:采用得到上述自身耗电电量,其中,DCself为上述自身耗电电量,Iself=ISsysself+Ibattself,ISsysself为上述电池组自身空气放电的估计值,Ibattself为上述电池组自身回路损耗电流的估算值。
在实际的应用过程中,
本申请的一种实施例中,采用上述校准剩余电量对当前的SOC值进行修正,包括:在上述校准剩余电量达到上述可用总电量的情况下,将上述SOC值更新为100%。
本申请的一种具体的实施例中,SOC值的计算方法可以为其中,RCAH为安时积分法计算得到的剩余电量,FCCpack为实际可用总电量。
本申请实施例还提供了一种微控制单元,需要说明的是,本申请实施例的微控制单元可以用于执行本申请实施例所提供的用于SOC的校准方法。以下对本申请实施例提供的微控制单元进行介绍。
图4是根据本申请实施例的微控制单元的结构示意图。如图4所示,该微控制单元包括:
第一校准单元10,用于采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用上述校准总电量对当前的SOC值进行校准,上述预设因子包括以下至少之一:当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;
第二校准单元20,用于采用预设条件对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用上述校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准,上述预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,上述判饱条件用于表征上述剩余电量是否达到充满剩余电量,上述充满剩余电量为上述可用总电量与上述动态保留电量的和。
上述的微控制单元中,第一校准单元用于采用当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对上述锂电池的可用总容量进行校准,得到校准总电量,再采用校准总电量对当前的上述SOC值进行修正。第二校准单元用于采用判饱条件或者放电因子,对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,再采用校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准。本申请的微控制单元中,考虑了当前的SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对锂电池的可用总电量的影响,以对可用总电量进行校准,得到校准总电量;以及当前的剩余电量是否达到充满剩余电量或者放电因子,对锂电池的剩余电量的影响,以对剩余电量进行校准,这样保证了得到的锂电池的SOC值较为准确,避免了在车辆运行过程中SOC值出现突变的情形,保证了电池管理系统的稳定性,以及保证了用户的使用体验较好,从而解决了现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
在实际的应用过程中,在一些特殊场景下,例如,锂电池出厂之后初始投入使用,可以采用如下方法进行SOC值的计算。具体地,将锂电池的电池组充满以后确定放电温度和放电电流,且每次放电容量相同,静置一个预设时间后,并记录数据。重复上述过程,并改变放电电流从1A~8A,以及放电温度从-5℃-65℃。其中,每1A做为一个档位,每10℃为一档位,计算电芯内阻。BMS系统(电池管理系统,Battery Management System,简称BMS)会根据放电温度、电压,电流,以及电芯内阻,计算当前电池组的开路电压VOCV
VOCV=f(VCELL,TCELL,ICELL,DCIROCV),
其中,VCELL为电池组中单体电池的电压,TCELL为上述单体电池的放电温度,ICELL为上述单体电池的放电电流,DCIROCV为上述单体电池的内阻。具体地,VCELL的确定方法为
VCELL=VCELLpack-ICELL×R0
其中,VCELLpack为BMS系统采集的单体电池的实际电压,R0为电池组内部串联节点之间的电阻。具体地,DCIROCV的确定方法为
DCIROCV=f(VCELL,ICELL,TCELL)。
之后,根据上述开路电压VOCV和放电温度TCELL,计算剩余电量RCOCVcell,则有
RCOCVcell=f(VOCV,TCELL)。
再根据当前实际估算的可用总电量FCC以及采用开路电压法,计算SOC值,具体地为
其中,Npal为电池组中并联的单体电池的个数,RCOCVcell-i为第i个单体电池的剩余电量。
在实际的应用过程中,在锂电池多次放电和充电之后,会使得锂电池的可用总电量发生变化,例如,随着锂电池的使用,其的可用总电量会越来越小于锂电池首次投入使用的可用总电量。因此,为了使得锂电池的可用总电量较为准确,进一步地保证得到的SOC值较为准确,本申请的一种实施例中,如图2所示,上述锂电池包括电池组,上述电池组包括多个单体电池,上述第一校准单元包括第一计算模块、第二计算模块和第一校准模块,其中,上述第一计算模块用于在上述锂电池处于放电状态且满足预设放电条件的情况下,计算开路SOC值(即锂电池当前的SOC值)和上述可用总电量的乘积,得到当前的上述剩余电量,并计算上述电池组的单次放电量与当前的上述剩余电量的和,得到预设总电量,上述开路SOC值为采用开路电压法计算得到的,上述单次放电量为采用安时积分法计算得到的,上述预设放电条件包括:上述电池组处于充满状态、当前的上述剩余电量大于或者等于上述可用总电量、当前的放电电流处于预设放电电流范围内、当前的放电温度处于预设放电温度范围内以及上述单体电池的开路电压值等于第一开路电压阈值;上述第二计算模块用于计算上述预设总电量与上述可用总电量的差值,得到目标差值;上述第一校准模块用于根据上述目标差值和目标差值范围,对上述可用总电量进行校准,得到上述校准总电量。
本申请的另一种实施例中,上述目标差值范围包括目标差值上限和目标差值下限,上述第一校准模块包括第一更新子模块、第二更新子模块和第三更新子模块,其中,上述第一更新子模块用于在上述目标差值大于或者等于上述目标差值上限的情况下,将上述可用总电量更新为上述预设总电量和上述目标差值上限的和,得到上述校准总电量;上述第二更新子模块用于在上述目标差值小于或者等于上述目标差值下限的情况下,将上述可用总电量更新为上述预设总电量和上述目标差值下限的差,得到上述校准总电量;上述第三更新子模块用于在上述目标差值处于上述目标差值范围的情况下,将上述可用总电量更新为上述预设总电量,得到上述校准总电量,这样保证了可以较为简单地对可用总电量进行校准,后续采用校准总电量对SOC值进行校准,进一步地保证了得到的SOC值较为准确。
本申请的一种具体的实施例中,上述预设总电量FCCLEARN==DCAH+SOCOCV×FCC,其中,DCAH为采用安时积分法得到的单次放电量,SOCOCV为采用开路电压法计算得到的开路SOC值,也即为当前的SOC值,FCC为可用总电量。之后,计算目标差值=FCCLEARN-FCC。在FCCLEARN-FCC≥FCCLEARN-thresholdmax的情况下,校准总电量FCC校准=FCCLEARN+FCCLEARN-thresholdmax;在FCCLEARN-FCC≤FCCLEARN-thresholdmin的情况下,校准总电量FCC校准=FCCLEARN-FCCLEARN-thresholdmin,其中,FCCLEARN-thresholdmax为目标差值上限,FCCLEARN-thresholdmin为目标差值下限。在FCCLEARN-FCC处于[FCCLEARN-thresholdmin,FCCLEARN-thresholdmax]的情况下,FCC校准=FCCLEARN,这样保证了得到的校准总电量既不会小于可用总电量,也不会大于可用总电量,保证了得到的校准总电量较为准确。
在实际的应用过程中,上述预设放电条件也可以为标准放电模式,具体地为,如图2所示,上述电池组的当前的充电状态(Currsaturated)处于充满状态(即Mainsaturated)、CCAH≥FCC(当前的剩余电量大于或者等于可用总电量)、Iminqualified≤IPACK≤Imaxqualified(当前的放电电流处于预设放电电流范围内)、Tminqualified≤TPACK≤Tmaxqualified(当前的放电温度处于预设放电温度范围)以及VminOCVofCELL=Vcent1ofCELL(单体电池的开路电压值等于第一开路电压阈值100)。
具体地,在对可用总电量进行校准的过程中,若可用总电量FCC值减小,则立即更新SOH(State of Health,健康状态,简称SOH)值,表示电池的健康状态逐步下降。
本申请的又一种实施例中,上述第一校准单元包括第一确定模块、第三计算模块和第四计算模块,其中,上述第一确定模块用于确定上述锂电池的充电总次数以及变化阈值,上述变化阈值为上述锂电池每一次充电时,上述可用总电量的变化阈值;上述第三计算模块用于计算上述充电总次数与上述变化阈值的乘积,得到目标变化阈值;上述第四计算模块用于计算当前的上述可用总电量与上述目标变化阈值的差值,得到上述校准总电量。在实际的应用过程中,随着充电次数的增加,锂电池的可用总电量也会逐渐地减少,故在该实施例中,采用充电总次数对可用总电量进行校准,这样保证了得到的校准总电量较为准确。
具体地,由于不同厂家的锂电池,上述变化阈值的大小也不相同,因此,在本申请中并不对上述变化阈值的大小进行限制,具体的可以根据锂电池的情况进行灵活地调整。
本申请的一种具体的实施例中,总充电次数Timerdc为可用总电量FCC的函数,故目标变化阈值可以为Timerdc×FCC,从而可以得到校准总电量FCC校准=FCCPRE-Timerdc×FCC,FCCPRE为当前的可用总电量,且FCCPRE>Timerdc×FCC。
在实际的应用过程中,为了保证在SOC为0以后,锂电池依旧保持一定的电量,使得BMS系统可以正常工作,进一步地保证BMS系统的稳定性,以及其他电路的正常工作,本申请的再一种实施例中,上述第一校准单元包括第五计算模块、第六计算模块和第七计算模块,上述第五计算模块用于计算第一预定值与充电总次数的乘积,得到第一目标值,以及计算第二预定值与最小放电温度的乘积,得到第二目标值;上述第六计算模块用于计算动态保留电量初值、上述第一目标值以及上述第二目标值的和,得到上述动态保留电量;上述第七计算模块用于计算上述可用总电量与上述动态保留电量的差值,得到上述校准总电量。
具体地,通过实验可知,动态保留电量QREV为充电总次数和放电温度的二元一次函数,故有QREV=f(Timerdc,Tmin)=Q0+a×Timerdc+b×Tmin,其中,a为第一预定值,Timerdc为充电总次数,b为第二预定值,Tmin为最小放电温度,Q0为锂电池出厂时初始化保留电量,a和b可以根据实际应用在锂电池出厂前进行定标测试设定,则有校准总电量FCC校准=FCC-QREV
本申请的一种实施例中,上述第一校准单元还包括第二确定模块和第一更新模块,其中,上述第二确定模块用于在当前上述锂电池所处的环境温度低于预设温度值的情况下,确定低温补偿电量;上述第一更新模块用于采用上述锂电池当前的实际可用总电量与上述低温补偿电量的差值,对上述可用总电量进行更新,得到上述校准总电量。在该实施例中考虑到低温对锂电池可用总电量的影响,这样保证得到了的校准总电量较为准确,进一步地保证了后续得到的SOC值较为准确。
本申请的一种具体的实施例中,FCC校准=FCCpack-f(T<TLOWTemp),其中,FCCpack为实际可用总电量,f(T<TLOWTemp)为低温补偿函数,通过上述低温补偿函数可用确定低温补偿电量。另外,在上述的实施例中,上述预设温度值可以为5℃。当然,上述预设温度值并不限于5℃,还可以为其他的温度值,具体大小可以根据锂电池的实际情况进行调整。
具体地,在本申请中通过在不同的放电温度下,测试不同的电流下锂电池的放出容量,并取最小值作为计算值,以及通过差值法计算理论上的可用的最大容量,得到如图3所示的放电温度与放出容量之间的关系。
在实际的应用过程中,在电池组充满的情况下,通常为了保护锂电池,会断开充电器,以停止充电。这种情况下,如果当前的剩余电量小于可用总电量,会导致锂电池无法充满的情形,即强制将锂电池的SOC值设置为100%,后续在锂电池放电的过程中,会出现突变的情况。如果当前的剩余电量已达到可用总电量,但未达到预设的判饱条件,便会出现SOC值大于100%的情形。上述的两种情形均会给使用者带来了不好的使用体验,因此为了避免锂电池出现上述的情形,本申请的又一种实施例中,上述锂电池包括电池组,上述第二校准单元包括第三确定模块和第四确定模块,其中,上述第三确定模块用于在上述锂电池处于充电状态的情况下,至少根据当前的充电状态、当前的剩余电量和判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到充满剩余电量,上述充满状态是基于充电电流、上述电池组的充电电压和预设时间内的充电电量确定的;上述第四确定模块用于在当前的上述充电状态达到充满状态以及当前的上述剩余电量达到上述充满剩余电量的情况下,将上述充满剩余电量确定为上述校准剩余电量。
本申请的另一种实施例中,上述第三确定模块包括第一确定子模块和第二确定子模块,其中,上述第一确定子模块用于至少根据当前的上述充电状态、当前的上述剩余电量和准判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到准充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到准充满剩余电量,上述准充满剩余电量为上述可用总电量与第三目标值的乘积,上述第三目标值小于1,上述准充满状态是基于充电电流、上述电池组的充电电压和预设时间内的充电电量确定的,上述准充满状态与上述充满状态为两个不相同的状态;上述第二确定子模块用于在当前的上述充电状态达到准充满状态以及当前的上述剩余电量达到准充满剩余电量的情况下,再至少根据当前的上述充电状态、当前的上述剩余电量和上述判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到上述充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到上述充满剩余电量。在该实施例中,首先通过准判饱条件,来判断锂电池当前的充电状态是否达到准充满状态以及当前的剩余电量是否达到准充满剩余电量,再当前的充电状态达到准充满状态以及当前的剩余电量达到准充满剩余电量的情况下,再通过判饱条件,确定当前的充电状态是否达到充满状态和当前的剩余电量是否达到充满剩余电量,这样保证了可以较为准确地确定锂电池当前的充电状态是否达到充满状态和当前的剩余电量是否达到充满剩余电量,进一步地避免锂电池的SOC值的突变以及,进一步地保证了用户的使用体验较好。
本申请的一种具体的实施例中,上述第三目标值可以为0.99,即上述准充满剩余电量可以表示为0.99×FCC。当然,在实际的应用过程中,上述第三目标值并不限于为0.99,上述第三目标值还可以为其他合适的小于1的数值。
为了进一步地保证锂电池的当前的充电状态达到准充电状态,以及当前的剩余电量达到准充满剩余电量,本申请的再一种实施例中,上述微控制单元还包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元,其中,上述第一控制单元用于在至少根据当前的上述充电状态、当前的上述剩余电量和准判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到准充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到准充满剩余电量之后,在当前的上述充电状态未达到上述准充满状态以及当前的上述剩余电量小于上述准充满剩余电量的情况下,控制上述锂电池继续充电并采用安时积分法继续计算当前的上述剩余电量,直到当前的上述充电状态达到上述准充满状态以及当前的上述剩余电量达到上述准充满剩余电量;上述第二控制单元用于在当前的上述充电状态未达到上述准充满状态以及当前的上述剩余电量等于上述准充满剩余电量的情况下,控制上述锂电池继续充电,直到当前的上述充电状态达到上述准充满状态;上述第三控制单元用于在当前的上述充电状态达到上述准充满状态以及当前的上述剩余电量小于上述准充满剩余电量的情况下,控制上述锂电池继续充电并采用上述安时积分法继续计算上述剩余电量,直到上述剩余电量达到上述准充满剩余电量。
在实际的应用过程中,在当前的充电状态(Currsaturated)未达到上述准充满状态(Subsaturated)以及当前的剩余电量小于准充满剩余电量(CCAH<0.99×FCC)的情况下,控制锂电池继续充电并计算当前的剩余电量,即直到当前的充电状态(Currsaturated)达到准充满状态(Subsaturated)以及当前的剩余电量达到准充满剩余电量(CCAH=0.99×FCC)。在当前的充电状态(Currsaturated)未达到准充满状态(Subsaturated)以及当前的剩余电量等于准充满剩余电量(CCAH=0.99×FCC)的情况下,控制锂电池继续充电,直到充电状态(Currsaturated)达到准充满状态(Subsaturated)。在当前的充电状态(Currsaturated)达到准充满状态(Subsaturated)以及当前的剩余电量小于准充满剩余电量(CCAH<0.99×FCC)的情况下,控制锂电池继续充电并计算当前的剩余电量,即直到当前的剩余电量达到准充满剩余电量(CCAH=0.99×FCC)。
本申请的一种实施例中,上述微控制单元还包括第四控制模块,用于在至少根据当前的上述充电状态、当前的上述剩余电量和上述判饱条件,确定当前的上述充电状态是否达到上述充满状态以及当前的上述剩余电量是否达到上述充满剩余电量之后,在当前的上述充电状态未达到上述充满状态以及当前的上述剩余电量小于或者等于上述充满剩余电量的情况下,控制上述锂电池继续充电,直到上述充电状态达到上述充满状态以及上述剩余电量达到上述充满剩余电量。在该实施例中,控制锂电池的剩余电量达到充满剩余电量,这样使得锂电池中具有动态保留电量,后续在锂电池的电量较低,即SOC值较低时,锂电池还可以使用较少的一段时间,并不会突然断电,这样可以保证了用户的使用体验较好。
在实际的应用过程中,在当前的充电状态(Currsaturated)未达到充满状态(Mainsaturated)以及当前的剩余电量小于或者等于充满剩余电量(CCAH≤FCC+QREV)的情况下,控制锂电池继续充电并计算当前的剩余电量,即直到在当前的充电状态(Currsaturated)达到充满状态(Mainsaturated)以及当前的剩余电量等于充满剩余电量(CCAH=FCC+QREV)。
具体地,在当前的剩余电量CCAH达到FCC+QREV时,将SOC值设置为100%,即SOC值为100%后,即使锂电池继续充电,SOC值也不会再继续增加。当BMS系统开始放电,设置CCAH=FCC。
具体地,在当前的剩余电量CCAH>FCC后,由于此时SOC值会大于100%,实际应用过程中并不允许出现上述情形,故进行限幅处理,故将SOC值设置为100%,且不再变化。在锂电池开始放电后,将当前的剩余电量CCAH=FCC,BMS系统开始放电计数。也就是说,锂电池中会存入较多的动态保留电量,后续在锂电池的剩余电量较少,例如,SOC值低于5%时,锂电池还可以工作较长一段时间,并不会较快地断电,进一步地保证了用户的使用体验较好。
为了进一步地保证得到的校准剩余电量较为准确,本申请的又一种实施例中,上述第二校准单元包括第八计算模块和第九计算模块,其中,上述第八计算模块用于在上述锂电池处于放电状态或者静止状态的情况下,计算实际可用总电量、单次放电电量以及自身耗电电量的差值,得到上述校准剩余电量,上述单次放电电量是至少基于放电因子而确定的;上述第九计算模块用于在上述锂电池处于充电状态的情况下,计算当前的上述剩余电量与上述自身耗电电量的差值,得到上述校准剩余电量。
具体地,在锂电池处于放电状态或者静止状态的情况下,校准剩余电量
其中,RCAH为校准剩余电量,FCCpack为实际可用总电量,DCAH为单次放电电量,DCself为自身耗电电量,F为放电因子,Ipack为实际放电电流,Iself为自身耗电电流。
具体地,在锂电池处于充电状态的情况下,校准剩余电量
其中,CC0为t1时刻的剩余电量,CCAH为t到t1时刻充入的电量,CC0+CCAH为当前的剩余电量。
在实际的应用过程中,在单次放电电量超出电池组当前估算的可用总容量FCC的情况下,允许单次放电电量大于可用总容量FCC,且可以一直放电到DCAH≥FCC+QREV,并继续计算DCAH以及将当前的剩余电量RCAH设置为0、SOC设置为0。在DCAH≥FCC+QREV,积分放电过程结束。当前BMS系统开始充电时,当前的剩余电量CCAH=FCC-DCAH,此时如果DCAH<0,开始充电时SOC显示为0。并继续充电直到CCAH>QREV,SOC退出0值,以及随着不断充电的,SOC值开始增加。上述过程可以使得实际的放电电量超过可用总电量,即可以提前提醒用户及时充电,又可以增加额定里程数,进一步地保证了用户的使用体验较好。
本申请的另一种实施例中,如图2所示,上述锂电池包括电池组,上述电池组包括多个单体电池,上述第八计算模块包括第三确定子模块、第一计算子模块和第二计算子模块,其中,上述第三确定子模块用于在上述单体电池的开路电压值等于第二开路电压阈值300的情况下,确定安时积分剩余电量是否大于开路电压剩余电量;上述第一计算子模块用于在上述安时积分剩余电量大于上述开路电压剩余电量的情况下,计算上述安时积分剩余电量和上述开路电压剩余电量的差值,得到剩余电量差值;上述第二计算子模块用于计算上述剩余电量差值与上述开路电压剩余电量的比值,得到第一调整系数,并计算当前的上述放电因子与上述第一调整系数的乘积,得到调整后的上述放电因子。在该实施例中,在安时积分剩余电量大于开路电压剩余电量时,表明安时积分法计算比开路电压法计算的缓慢,故此时可以调整当前的放电因子F,使得下次放电的过程中可以加速放电,直到开路电压法和安时积分法计算的剩余电量相同。
具体地,上述安时积分剩余电量值为采用安时积分法计算的锂电池的剩余电量,上述开路电压剩余电量为采用开路电压法计算的额锂电池的剩余电量。
在实际的应用过程中,如图2所示,在单体电池的开路电压值等于第二开路电压阈值300时,即VminOCVofCELL=Vcent2ofCELL,采用安时积分法计算当前的剩余电量,得到安时积分剩余电量RCAH=FCCpack-DCAH。如果RCAH<RCOCV,则表明安时积分法先到达了第二开路电压阈值300(Vcent2ofCELL),这种情况下,可以继续运行安时积分法,直到开路电压为0。如果RCAH>RCOCV,则表明安时积分法计算比开路电压法计算的缓慢,故此时可以调整当前的放电因子F,则有
为了进一步地保证后续得到校准剩余电量较为准确,本申请的又一种实施例中,如图2所示,上述锂电池包括电池组,上述电池组包括多个单体电池,上述第八计算模块还包括第四确定子模块和第三计算子模块,其中,上述第四确定子模块用于在上述单体电池的开路电压值等于第三开路电压阈值200的情况下,确定安时积分剩余电量值是否大于开路剩余电压电量;上述第三计算子模块用于在上述安时积分剩余电量大于上述开路剩余电压电量的情况下,计算当前的上述放电因子与加速因子的和,得到调整后的上述放电因子。在该实施例中,在安时积分剩余电量大于开路剩余电压电量时,表明开路电压法判断锂电池即将放空,此时可以将安时积分法中临时加入加速因子,以防止SOC值在没有变化为0前,BMS系统因进入欠压保护导致系统安全故障。
在实际的应用过程中,如图2所示,在单体电池的开路电压值等于第三开路电压阈值的情况下,即VminOCVofCELL=Vcent3ofCELL,在放电因子中加入加速因子,故单次放电电量可以表示为其中,F为放电因子,FL为加速因子。当然,在DCAH≥FCC后,可以将加速因子FL设置为0。
为了进一步地保证校准剩余电量较为准确,本申请的再一种实施例中,上述锂电池包括电池组,上述第八计算模块或者第九计算模块包括第四计算子模块,用于采用得到上述自身耗电电量,其中,DCself为上述自身耗电电量,Iself=ISsysself+Ibattself,ISsysself为上述电池组自身空气放电的估计值,Ibattself为上述电池组自身回路损耗电流的估算值。
在实际的应用过程中,
本申请的一种实施例中,上述第二校准单元包括第二更新模块,用于在上述校准剩余电量达到上述可用总电量的情况下,将上述SOC值更新为100%。
本申请的一种具体的实施例中,SOC值的计算方法可以为其中,RCAH为安时积分法计算得到的剩余电量,FCCpack为实际可用总电量。
上述微控制单元包括处理器和存储器,上述第一校准单元和第二校准单元等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来解决现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
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),存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现上述SOC的校准方法。
本发明实施例提供了一种处理器,上述处理器用于运行程序,其中,上述程序运行时执行上述SOC的校准方法。
本申请的一种典型的实施例中,还提供了一种电池管理系统,该电池管理系统包括微控制单元和锂电池,上述微控制单元用于执行任意一种上述的SOC的校准方法。
上述的电池管理系统包括微控制单元和锂电池,上述微控制单元用于执行任意一种上述的SOC的校准方法。上述的校准方法中,采用当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对上述锂电池的可用总容量进行校准,得到校准总电量,再采用校准总电量对当前的上述SOC值进行修正。采用判饱条件或者放电因子,对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,再采用校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准。本申请的校准方法中,考虑了当前的SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对锂电池的可用总电量的影响,以对可用总电量进行校准,得到校准总电量;以及当前的剩余电量是否达到充满剩余电量或者放电因子,对锂电池的剩余电量的影响,以对剩余电量进行校准,这样保证了得到的锂电池的SOC值较为准确,避免了在车辆运行过程中SOC值出现突变的情形,保证了电池管理系统的稳定性,以及保证了用户的使用体验较好,从而解决了现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
本发明实施例提供了一种设备,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至少以下步骤:
步骤S101,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用上述校准总电量对当前的SOC值进行校准,上述预设因子包括以下至少之一:当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;
步骤S102,采用预设条件对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用上述校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准,上述预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,上述判饱条件用于表征上述剩余电量是否达到充满剩余电量,上述充满剩余电量为上述可用总电量与上述动态保留电量的和。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序:
步骤S101,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用上述校准总电量对当前的SOC值进行校准,上述预设因子包括以下至少之一:当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;
步骤S102,采用预设条件对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用上述校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准,上述预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,上述判饱条件用于表征上述剩余电量是否达到充满剩余电量,上述充满剩余电量为上述可用总电量与上述动态保留电量的和。
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,例如上述单元的划分,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。
上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。
上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上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。
从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
1)、本申请的SOC的校准方法中,采用当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对上述锂电池的可用总容量进行校准,得到校准总电量,再采用校准总电量对当前的上述SOC值进行修正。采用判饱条件或者放电因子,对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,再采用校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准。本申请的校准方法中,考虑了当前的SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对锂电池的可用总电量的影响,以对可用总电量进行校准,得到校准总电量;以及当前的剩余电量是否达到充满剩余电量或者放电因子,对锂电池的剩余电量的影响,以对剩余电量进行校准,这样保证了得到的锂电池的SOC值较为准确,避免了在车辆运行过程中SOC值出现突变的情形,保证了电池管理系统的稳定性,以及保证了用户的使用体验较好,从而解决了现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
2)、本申请的微控制单元中,第一校准单元用于采用当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对上述锂电池的可用总容量进行校准,得到校准总电量,再采用校准总电量对当前的上述SOC值进行修正。第二校准单元用于采用判饱条件或者放电因子,对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,再采用校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准。本申请的微控制单元中,考虑了当前的SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对锂电池的可用总电量的影响,以对可用总电量进行校准,得到校准总电量;以及当前的剩余电量是否达到充满剩余电量或者放电因子,对锂电池的剩余电量的影响,以对剩余电量进行校准,这样保证了得到的锂电池的SOC值较为准确,避免了在车辆运行过程中SOC值出现突变的情形,保证了电池管理系统的稳定性,以及保证了用户的使用体验较好,从而解决了现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
3)、本申请的电池管理系统包括微控制单元和锂电池,上述微控制单元用于执行任意一种上述的SOC的校准方法。上述的校准方法中,采用当前的上述SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对上述锂电池的可用总容量进行校准,得到校准总电量,再采用校准总电量对当前的上述SOC值进行修正。采用判饱条件或者放电因子,对上述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,再采用校准剩余电量对当前的上述SOC值进行校准。本申请的校准方法中,考虑了当前的SOC值、充电次数、动态保留电量或者温度,对锂电池的可用总电量的影响,以对可用总电量进行校准,得到校准总电量;以及当前的剩余电量是否达到充满剩余电量或者放电因子,对锂电池的剩余电量的影响,以对剩余电量进行校准,这样保证了得到的锂电池的SOC值较为准确,避免了在车辆运行过程中SOC值出现突变的情形,保证了电池管理系统的稳定性,以及保证了用户的使用体验较好,从而解决了现有技术中难以较为准确地对SOC值进行估算的问题。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种SOC的校准方法,其特征在于,所述校准方法包括:
采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用所述校准总电量对当前的SOC值进行校准,所述预设因子包括以下至少之一:当前的所述SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;
采用预设条件对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用所述校准剩余电量对当前的所述SOC值进行校准,所述预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,所述判饱条件用于表征所述剩余电量是否达到充满剩余电量,所述充满剩余电量为所述可用总电量与所述动态保留电量的和。
2.根据权利要求1所述的校准方法,其特征在于,所述锂电池包括电池组,所述电池组包括多个单体电池,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:
在所述锂电池处于放电状态且满足预设放电条件的情况下,计算开路SOC值和所述可用总电量的乘积,得到当前的所述剩余电量,并计算所述电池组的单次放电量与当前的所述剩余电量的和,得到预设总电量,所述开路SOC值为采用开路电压法计算得到的,所述单次放电量为采用安时积分法计算得到的,所述预设放电条件包括:所述电池组处于充满状态、当前的所述剩余电量大于或者等于所述可用总电量、当前的放电电流处于预设放电电流范围内、当前的放电温度处于预设放电温度范围内以及所述单体电池的开路电压值等于第一开路电压阈值;
计算所述预设总电量与所述可用总电量的差值,得到目标差值;
根据所述目标差值和目标差值范围,对所述可用总电量进行校准,得到所述校准总电量。
3.根据权利要求2所述的校准方法,其特征在于,所述目标差值范围包括目标差值上限和目标差值下限,根据所述目标差值和目标差值范围,对所述可用总电量进行校准,得到所述校准总电量,包括:
在所述目标差值大于或者等于所述目标差值上限的情况下,将所述可用总电量更新为所述预设总电量和所述目标差值上限的和,得到所述校准总电量;
在所述目标差值小于或者等于所述目标差值下限的情况下,将所述可用总电量更新为所述预设总电量和所述目标差值下限的差,得到所述校准总电量;
在所述目标差值处于所述目标差值范围的情况下,将所述可用总电量更新为所述预设总电量,得到所述校准总电量。
4.根据权利要求1所述的校准方法,其特征在于,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:
确定所述锂电池的充电总次数以及变化阈值,所述变化阈值为所述锂电池每一次充电时,所述可用总电量的变化阈值;
计算所述充电总次数与所述变化阈值的乘积,得到目标变化阈值;
计算当前的所述可用总电量与所述目标变化阈值的差值,得到所述校准总电量。
5.根据权利要求1所述的校准方法,其特征在于,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:
计算第一预定值与充电总次数的乘积,得到第一目标值,以及计算第二预定值与最小放电温度的乘积,得到第二目标值;
计算动态保留电量初值、所述第一目标值以及所述第二目标值的和,得到所述动态保留电量;
计算所述可用总电量与所述动态保留电量的差值,得到所述校准总电量。
6.根据权利要求1所述的校准方法,其特征在于,采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,包括:
在当前所述锂电池所处的环境温度低于预设温度值的情况下,确定低温补偿电量;
采用所述锂电池当前的实际可用总电量与所述低温补偿电量的差值,对所述可用总电量进行更新,得到所述校准总电量。
7.根据权利要求1所述的校准方法,其特征在于,所述锂电池包括电池组,采用预设条件对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,包括:
在所述锂电池处于充电状态的情况下,至少根据当前的充电状态、当前的剩余电量和判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到充满剩余电量,所述充满状态是基于充电电流、所述电池组的充电电压和预设时间内的充电电量确定的;
在当前的所述充电状态达到充满状态以及当前的所述剩余电量达到所述充满剩余电量的情况下,将所述充满剩余电量确定为所述校准剩余电量。
8.根据权利要求7所述的校准方法,其特征在于,在所述锂电池处于充电状态的情况下,至少根据当前的充电状态、当前的剩余电量和判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到充满剩余电量,包括:
至少根据当前的所述充电状态、当前的所述剩余电量和准判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到准充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到准充满剩余电量,所述准充满剩余电量为所述可用总电量与第三目标值的乘积,所述第三目标值小于1,所述准充满状态是基于充电电流、所述电池组的充电电压和预设时间内的充电电量确定的,所述准充满状态与所述充满状态为两个不相同的状态;
在当前的所述充电状态达到准充满状态以及当前的所述剩余电量达到准充满剩余电量的情况下,再至少根据当前的所述充电状态、当前的所述剩余电量和所述判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到所述充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到所述充满剩余电量。
9.根据权利要求8所述的校准方法,其特征在于,在至少根据当前的所述充电状态、当前的所述剩余电量和准判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到准充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到准充满剩余电量之后,所述校准方法还包括:
在当前的所述充电状态未达到所述准充满状态以及当前的所述剩余电量小于所述准充满剩余电量的情况下,控制所述锂电池继续充电并采用安时积分法继续计算当前的所述剩余电量,直到当前的所述充电状态达到所述准充满状态以及当前的所述剩余电量达到所述准充满剩余电量;
在当前的所述充电状态未达到所述准充满状态以及当前的所述剩余电量等于所述准充满剩余电量的情况下,控制所述锂电池继续充电,直到当前的所述充电状态达到所述准充满状态;
在当前的所述充电状态达到所述准充满状态以及当前的所述剩余电量小于所述准充满剩余电量的情况下,控制所述锂电池继续充电并采用所述安时积分法继续计算所述剩余电量,直到所述剩余电量达到所述准充满剩余电量。
10.根据权利要求8所述的校准方法,其特征在于,在至少根据当前的所述充电状态、当前的所述剩余电量和所述判饱条件,确定当前的所述充电状态是否达到所述充满状态以及当前的所述剩余电量是否达到所述充满剩余电量之后,所述校准方法还包括:
在当前的所述充电状态未达到所述充满状态以及当前的所述剩余电量小于或者等于所述充满剩余电量的情况下,控制所述锂电池继续充电,直到所述充电状态达到所述充满状态以及所述剩余电量达到所述充满剩余电量。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的校准方法,其特征在于,采用预设条件对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,包括:
在所述锂电池处于放电状态或者静止状态的情况下,计算实际可用总电量、单次放电电量以及自身耗电电量的差值,得到所述校准剩余电量,所述单次放电电量是至少基于放电因子而确定的;
在所述锂电池处于充电状态的情况下,计算当前的所述剩余电量与所述自身耗电电量的差值,得到所述校准剩余电量。
12.根据权利要求11所述的校准方法,其特征在于,所述锂电池包括电池组,所述电池组包括多个单体电池,在所述锂电池处于放电状态的情况下,确定所述单次放电电量对应的所述放电因子的过程包括:
在所述单体电池的开路电压值等于第二开路电压阈值的情况下,确定安时积分剩余电量值是否大于开路电压剩余电量;
在所述安时积分剩余电量大于所述开路电压剩余电量的情况下,计算所述安时积分剩余电量和所述开路电压剩余电量的差值,得到剩余电量差值;
计算所述剩余电量差值与所述开路电压剩余电量的比值,得到第一调整系数,并计算当前的所述放电因子与所述第一调整系数的乘积,得到调整后的所述放电因子。
13.根据权利要求11所述的校准方法,其特征在于,所述锂电池包括电池组,所述电池组包括多个单体电池,在所述锂电池处于放电状态的情况下,确定所述单次放电电量对应的所述放电因子的过程包括:
在所述单体电池的开路电压值等于第三开路电压阈值的情况下,确定安时积分剩余电量值是否大于开路剩余电压电量;
在所述安时积分剩余电量大于所述开路剩余电压电量的情况下,计算当前的所述放电因子与加速因子的和,得到调整后的所述放电因子。
14.根据权利要求11所述的校准方法,其特征在于,所述锂电池包括电池组,确定所述自身耗电电量的过程包括:
采用得到所述自身耗电电量,其中,DCself为所述自身耗电电量,Iself=ISsysself+Ibattself,ISsysself为所述电池组自身空气放电的估计值,Ibattself为所述电池组自身回路损耗电流的估算值。
15.根据权利要求1所述的校准方法,其特征在于,采用所述校准剩余电量对当前的SOC值进行修正,包括:
在所述校准剩余电量达到所述可用总电量的情况下,将所述SOC值更新为100%。
16.一种微控制单元,其特征在于,所述微控制单元包括:
第一校准单元,用于采用预设因子对锂电池的可用总电量进行校准,得到校准总电量,并采用所述校准总电量对当前的SOC值进行校准,所述预设因子包括以下至少之一:当前的所述SOC值、充电次数、动态保留电量、温度;
第二校准单元,用于采用预设条件对所述锂电池的剩余电量进行校准,得到校准剩余电量,并采用所述校准剩余电量对当前的所述SOC值进行校准,所述预设条件包括以下至少之一:判饱条件、放电因子,所述判饱条件用于表征所述剩余电量是否达到充满剩余电量,所述充满剩余电量为所述可用总电量与所述动态保留电量的和。
17.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的程序,其中,
所述程序执行权利要求1至15中任意一项所述的SOC的校准方法。
18.一种处理器,其特征在于,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1至15中任意一项所述的SOC的校准方法。
19.一种电池管理系统,其特征在于,包括:微控制单元和锂电池,所述微控制单元用于执行权利要求1至15中任意一项所述的SOC的校准方法。
CN202211522122.8A 2022-11-30 2022-11-30 Soc的校准方法、微控制单元与电池管理系统 Pending CN118112439A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211522122.8A CN118112439A (zh) 2022-11-30 2022-11-30 Soc的校准方法、微控制单元与电池管理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211522122.8A CN118112439A (zh) 2022-11-30 2022-11-30 Soc的校准方法、微控制单元与电池管理系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118112439A true CN118112439A (zh) 2024-05-31

Family

ID=91207552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211522122.8A Pending CN118112439A (zh) 2022-11-30 2022-11-30 Soc的校准方法、微控制单元与电池管理系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN118112439A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110011374B (zh) 一种电池充放电电流的控制方法、系统及终端设备
Lee et al. Temperature-compensated model for lithium-ion polymer batteries with extended Kalman filter state-of-charge estimation for an implantable charger
EP3783377B1 (en) Battery state of charge determination method and device, management system and storage medium
US11181585B2 (en) Electronic device and method for detecting the state of health of a battery
CN107991623B (zh) 一种考虑温度和老化程度的电池安时积分soc估计方法
US8203305B1 (en) Enhanced voltage-based fuel gauges and methods
KR100927541B1 (ko) 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 저항 특성 추정 장치 및방법
CN103454501B (zh) 内部电阻推定装置以及内部电阻推定方法
US8332169B2 (en) Apparatus and method for estimating state of health of battery based on battery voltage variation pattern
US8660809B2 (en) Method for accurate battery run time estimation utilizing adaptive offset values
US20140077815A1 (en) Method and apparatus for determining a capacity of a battery
CN112986842B (zh) 电池荷电状态的估算方法、装置及设备
JP2005049216A (ja) 二次電池の残容量算出方法およびバッテリパック
KR20180031205A (ko) 배터리 테스트 장치 및 방법
KR20120065293A (ko) 배터리 셀의 전압 변화 거동을 이용한 셀 밸런싱 장치 및 방법
CN112912747B (zh) 电池状态推算装置和电池控制装置
CN116113837A (zh) 用于估计电池的荷电状态的方法
US20210190879A1 (en) Soh estimation method of battery pack
CN112104015B (zh) 电池充电方法、装置、终端设备及存储介质
CN112986841A (zh) 电池荷电状态的估算方法、装置及设备
CN116134327A (zh) 一种估算电池包soc的方法、装置及电池管理系统
CN115001094A (zh) 一种电池防过充的充电方法、装置、设备及存储介质
KR100911315B1 (ko) 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 저항 특성 추정 장치 및방법
JP2015094710A (ja) バッテリの健全度推定装置及び健全度推定方法
CN117289164A (zh) 一种磷酸铁锂电池的电池健康状态估算方法及装置

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