專利名稱：一種鋰離子電池的soc估算方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及鋰離子電池領(lǐng)域，特別是涉及ー種鋰離子電池的SOC估算方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，國(guó)家提出了節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的政策，鋰離子電池由于其具有能量密度高、安全性好、壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。在鋰離子電池的使用過(guò)程中，為了確保鋰離子電池能夠正常工作，需要實(shí)時(shí)對(duì)鋰離子電池的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中鋰離子電池的荷電狀態(tài)(State of Charge, S0C)是需要監(jiān)測(cè)的ー個(gè)重要參數(shù)，用以描述鋰離子電池的剩余電量。
SOC估算不準(zhǔn)確，對(duì)鋰離子電池的運(yùn)行情況的判斷就會(huì)出錯(cuò)，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)鋰離子電池的誤操作，例如，鋰離子電池的實(shí)際SOC值是80%，而計(jì)算得到的SOC值是30%，則告警鋰離子電池的剩余電量不足，需要對(duì)其充電，從而導(dǎo)致鋰離子電池出現(xiàn)過(guò)充電的情況，造成鋰離子電池使用壽命的縮短，甚至?xí)斜ǖ任ｋU(xiǎn)情況發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋰離子電池的SOC估算方法，根據(jù)所述鋰離子電池的SOC與充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系，查找所述SOC值，避免了在任何情況下都使用統(tǒng)ー的公式計(jì)算鋰離子電池的S0C，提高了鋰電池SOC的估算精度。技術(shù)方案如下—種鋰離子電池的SOC估算方法，在執(zhí)行所述方法前，依據(jù)所述鋰離子電池的充放電特性，預(yù)設(shè)所述鋰離子電池的SOC與所述鋰離子電池的充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系；所述SOC估算方法包括采集所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的溫度、電壓和電流值，并依據(jù)所述采集的電壓和電流值計(jì)算所述鋰離子電池的充放電次數(shù)；通過(guò)所述映射關(guān)系估算所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行溫度、電壓、電流值及充放電次數(shù)的狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的SOC。上述的方法，優(yōu)選的，所述映射關(guān)系存儲(chǔ)在四維映射表中。上述的方法，優(yōu)選的，所述計(jì)算鋰離子電池的充放電次數(shù)包括根據(jù)所述采集的電壓和電流值，記錄所述鋰離子電池的充放電循環(huán)周期；對(duì)所述鋰離子電池的充放電循環(huán)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)；將計(jì)數(shù)總和作為所述鋰離子電池的充放電次數(shù)。一種鋰離子電池的SOC估算系統(tǒng)，包括采集模塊和微控制器；
其中所述采集模塊用于采集所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的溫度、電壓和電流值；所述微控制器包括 預(yù)設(shè)模塊，計(jì)算模塊和SOC估算模塊；所述預(yù)設(shè)模塊用于依據(jù)所述鋰離子電池的充放電特性，預(yù)設(shè)所述鋰離子電池的SOC與所述鋰離子電池的充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系；所述計(jì)算模塊用于依據(jù)所述采集的電壓和電流值計(jì)算所述鋰離子電池的充放電次數(shù)；所述SOC估算模塊用于通過(guò)所述映射關(guān)系估算所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行溫度、電壓、電流值及充放電次數(shù)的狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的S0C。上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述計(jì)算模塊包括記錄單元，用于記錄所述鋰離子電池的充放電循環(huán)周期；計(jì)數(shù)單元，用于對(duì)所述鋰離子電池的充放電循環(huán)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)總和作為鋰離子電池的充放電次數(shù)。由以上本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋰離子電池SOC估算方法，在執(zhí)行所述方法前，根據(jù)所述鋰離子電池的充放電特性，預(yù)設(shè)所述鋰離子電池的SOC與所述鋰離子電池的充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系；在執(zhí)行所述方法時(shí)，采集所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的溫度、電壓和電流值，并依據(jù)所述采集的電壓和電流值計(jì)算所述鋰離子電池的充放電次數(shù)；通過(guò)所述映射關(guān)系估算所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行溫度、電壓、電流值及充放電次數(shù)的狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的SOC值。由上述可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┑匿囯x子電池SOC估算方法，充分考慮了鋰離子電池的新舊程度即充放電次數(shù)和溫度對(duì)SOC的影響，在不同的使用情況與使用條件下，區(qū)別對(duì)待鋰離子電池，避免了在任何情況下都使用統(tǒng)ー的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算而得到鋰離子電池的S0C，提高了鋰離子電池SOC估算精度，而且不會(huì)使鋰離子電池SOC的估算精度隨著鋰離子電池的使用次數(shù)的增多而降低。


為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種鋰離子電池的SOC估算方法的流程圖；圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種鋰離子電池的SOC估算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另ー種鋰離子電池的SOC估算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。為了圖示的簡(jiǎn)單和清楚，以上附圖示出了結(jié)構(gòu)的普通形式，并且為了避免不必要的模糊本發(fā)明，可以省略已知特征和技術(shù)的描述和細(xì)節(jié)。另外，附圖中的単元不必要按照比例繪制。例如，可以相對(duì)于其他単元放大圖中的一些單元的尺寸，從而幫助更好的理解本發(fā)明的實(shí)施例。不同附圖中的相同標(biāo)號(hào)表示相同的単元。
具體實(shí)施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)方案。下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種鋰離子電池的SOC估算方法的流程圖如圖I所示，在執(zhí)行本方法前，依據(jù)所述鋰離子電池的充放電特性，預(yù)設(shè)所述鋰離子電池的SOC與所述鋰離子電池的充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系；具體的，從鋰離子電池的生產(chǎn)廠商處獲得鋰離子電池的充放電特性資料，為了能準(zhǔn)確獲得所述鋰離子電池的S0C，本申請(qǐng)充分考慮鋰離子電池的新舊程度即充放電次數(shù)和溫度對(duì)SOC的影響，根據(jù)所述鋰離子電池的充放電特性設(shè)置鋰離子電池的SOC與鋰離子電池的充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系，將所述映射關(guān)系存儲(chǔ)在四維映射表中，這里所說(shuō)的四維映射表是指所述鋰離子電池在不同的充放電次數(shù)下，所述鋰離子電池的SOC與當(dāng)前運(yùn)行溫度、電壓和電流的映射關(guān)系表。例 如，當(dāng)充放電次數(shù)為NI，所述鋰離子電池的S0C、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系示意圖如表I所示；當(dāng)充放電次數(shù)為N2，所述鋰離子電池的S0C、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系的示意圖如表2所示。此外，所述表I中的NI和表2中的N2還可以分別是NI所對(duì)應(yīng)的識(shí)別標(biāo)識(shí)和N2所對(duì)應(yīng)的識(shí)別標(biāo)識(shí)，即通過(guò)充放電次數(shù)對(duì)應(yīng)的識(shí)別標(biāo)識(shí)來(lái)查找不同充放電次數(shù)下對(duì)應(yīng)的所述鋰離子電池的S0C、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系表。
溫度電壓電流 SOC
ViIiSOCi
V2 I2SOC2
11---
N_ V3__I3__SOC3 一V4I4SOC4
V5I5SOC5
—V6__I6__SOC6 一
2 V7I7SOC7 __^ V8 Γ I8] SOC8表I
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池的SOC估算方法，其特征在于，在執(zhí)行所述方法前，依據(jù)所述鋰離子電池的充放電特性，預(yù)設(shè)所述鋰離子電池的SOC與所述鋰離子電池的充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系； 所述估算方法包括 采集所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的溫度、電壓和電流值，并依據(jù)所述采集的電壓和電流計(jì)算所述鋰離子電池的充放電次數(shù)； 通過(guò)所述映射關(guān)系估算所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行溫度、電壓、電流值及充放電次數(shù)的狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的SOC。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述映射關(guān)系存儲(chǔ)在四維映射表中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算鋰離子電池的充放電次數(shù)包括 根據(jù)所述采集的電壓和電流值，記錄所述鋰離子電池的充放電循環(huán)周期； 對(duì)所述鋰離子電池的充放電循環(huán)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)； 將計(jì)數(shù)總和作為所述鋰離子電池的充放電次數(shù)。
4.一種鋰離子電池的SOC估算系統(tǒng)，其特征在于，包括 采集模塊和微控制器； 其中 所述采集模塊用于采集所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的溫度、電壓和電流值； 所述微控制器包括預(yù)設(shè)模塊，計(jì)算模塊和SOC估算模塊； 所述預(yù)設(shè)模塊用于依據(jù)所述鋰離子電池的充放電特性，預(yù)設(shè)所述鋰離子電池的SOC與所述鋰離子電池的充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流的映射關(guān)系；所述計(jì)算模塊用于依據(jù)所述采集的電壓和電流值計(jì)算所述鋰離子電池的充放電次數(shù)； 所述SOC估算模塊用于通過(guò)所述映射關(guān)系估算所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行溫度、電壓、電流值及充放電次數(shù)的狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的S0C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算模塊包括 記錄單元，用于記錄所述鋰離子電池的充放電循環(huán)周期； 計(jì)數(shù)單元，用于對(duì)所述鋰離子電池的充放電循環(huán)周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，將計(jì)數(shù)總和作為鋰離子電池的充放電次數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池的SOC估算方法，包括采集所述鋰離子電池在當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的溫度、電壓和電流值，并依據(jù)所述采集的電壓和電流值計(jì)算所述鋰離子電池的充放電次數(shù)；根據(jù)所述充放電次數(shù)、溫度、電壓和電流值，通過(guò)預(yù)設(shè)的映射關(guān)系估算所述鋰離子電池的SOC。應(yīng)用本申請(qǐng)實(shí)施例提供的鋰離子電池SOC估算方法避免了在任何情況下都使用統(tǒng)一的公式計(jì)算鋰離子電池的SOC，提高了鋰離子電池SOC的估算精度。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102721933SQ20121022642
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者傅堯, 尹茂振, 林勇剛, 栗寧, 王繼業(yè), 鄭百祥 申請(qǐng)人:北京中電飛華通信股份有限公司, 北京國(guó)電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司