一種電池soc估算方法、裝置以及電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電池SOC估算方法、裝置以及電池管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]SOC (State of Charge，荷電狀態(tài))是電池狀態(tài)的重要參數(shù)，為用戶使用和系統(tǒng)能量管理提供可靠依據(jù)，如何準(zhǔn)確而又可靠的獲得電池SOC值是電池管理系統(tǒng)最基本也是最重要的任務(wù)。
[0003]安時積分法是一種常用的電池SOC估算方法，但長時間運行后會產(chǎn)生較大的累積誤差，需要修正。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)給出了一種準(zhǔn)確估算SOC的方法，它通過電池SOC與電池端電壓的對應(yīng)關(guān)系，來修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果，提高了 SOC估算精度。但該方法只能在電池充放電初期和充放電末期修正S0C，而無法解決平臺區(qū)(即電池充放電中期)SOC估算精度低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種電池SOC估算方法、裝置以及電池管理系統(tǒng)，以提高電池充放電平臺區(qū)的SOC估算精度。
[0006]一種電池SOC估算方法，包括:
[0007]用安時積分法估算電池的SOC ；
[0008]判斷所述電池是否處于充放電的平臺區(qū)；
[0009]在判斷得到所述電池處于充放電平臺區(qū)時，計算所述電池充放電過程中的dQ/dV曲線；
[0010]當(dāng)所述dQ/dV曲線達到峰值時，根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，通過查表修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0011]其中，所述根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，通過查表修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果，包括:
[0012]根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，確定與當(dāng)前峰值位置對應(yīng)的SOC ；
[0013]若通過查表確定的與當(dāng)前峰值位置對應(yīng)的SOC與用安時積分法估算出的SOC之間的偏差超出上限，修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0014]可選的，所述計算所述電池充放電過程中的dQ/dV曲線后，還包括:
[0015]對所述dQ/dV曲線進行平滑濾波。
[0016]可選的，所述判斷所述電池是否處于充放電的平臺區(qū)后，還包括:
[0017]在判斷得到所述電池處于充放電初期或末期時，根據(jù)預(yù)先制作的電池端電壓與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，通過查表修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0018]一種電池SOC估算裝置，包括:
[0019]SOC初步估算單元，用于用安時積分法估算電池的SOC ；
[0020]平臺區(qū)判斷單元，用于判斷所述電池是否處于充放電的平臺區(qū)；
[0021]dQ/dV曲線計算單元，用于在判斷得到所述電池處于充放電平臺區(qū)時，計算所述電池充放電過程中的dQ/dV曲線；
[0022]平臺區(qū)SOC修正單元，用于在所述dQ/dV曲線達到峰值時，根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，通過查表修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0023]其中，所述平臺區(qū)SOC修正單元，包括:
[0024]第一處理單元，用于根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，確定與當(dāng)前峰值位置對應(yīng)的SOC ；
[0025]第二處理單元，用于在通過查表確定的與當(dāng)前峰值位置對應(yīng)的SOC與用安時積分法估算出的SOC之間的偏差超出上限時，修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0026]可選的，所述電池SOC估算裝置還包括:連接所述dQ/dV曲線計算單元與所述平臺區(qū)SOC修正單元的濾波單元，用于對所述dQ/dV曲線進行平滑濾波。
[0027]可選的，所述電池SOC估算裝置還包括:與所述平臺區(qū)判斷單元相連的初末期SOC修正單元，用于在判斷得到所述電池處于充放電初期或末期時，根據(jù)預(yù)先制作的電池端電壓與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，通過查表修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0028]一種電池管理系統(tǒng)，包括監(jiān)測回路和與所述監(jiān)測回路相連的電池組控制單元，其中:
[0029]所述監(jiān)測回路，用于采集所述電池組控制單元工作過程中要用到的各種參數(shù)；
[0030]所述電池組控制單元，用于用安時積分法估算電池的SOC ;判斷所述電池是否處于充放電的平臺區(qū)；在判斷得到所述電池處于充放電平臺區(qū)時，計算所述電池充放電過程中的dQ/dV曲線；以及當(dāng)所述dQ/dV曲線達到峰值時，根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，通過查表修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0031]其中，所述電池組控制單元為在計算所述電池充放電過程中的dQ/dV曲線后，還用于對所述dQ/dV曲線進行平滑濾波的單元。
[0032]從上述的技術(shù)方案可以看出，由于電池充放電過程中的dQ/dV曲線峰值對應(yīng)電池充放電曲線的平臺區(qū)，因此本發(fā)明根據(jù)dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系，制成待查表格，當(dāng)dQ/dV曲線達到峰值時，根據(jù)dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系，通過查詢待查表格來修正安時積分法對平臺區(qū)內(nèi)SOC的估算結(jié)果，從而提高了平臺區(qū)的SOC估算精度。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1為本發(fā)明實施例公開的一種電池SOC估算方法流程圖；
[0035]圖2為現(xiàn)有技術(shù)公開的一種電池充電曲線圖；
[0036]圖3為現(xiàn)有技術(shù)公開的一種電池充電過程中的dQ/dV曲線圖；
[0037]圖4為本發(fā)明實施例公開的又一種電池SOC估算方法流程圖；
[0038]圖5為本發(fā)明實施例公開的一種電池SOC估算裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖6為本發(fā)明實施例公開的又一種電池SOC估算裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖7為本發(fā)明實施例公開的一種電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實施方式】
[0041]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0042]參見圖1，本發(fā)明實施例公開了一種電池SOC估算方法，以提高電池充放電平臺區(qū)的SOC估算精度，包括:
[0043]步驟101:用安時積分法估算電池的SOC ；
[0044]步驟102:判斷所述電池是否處于充放電的平臺區(qū)，在判斷得到所述電池處于充放電平臺區(qū)時，進入步驟103;
[0045]步驟103:計算所述電池充放電過程中的dQ/dV曲線，即微分容量-電壓曲線；
[0046]步驟104:判斷所述dQ/dV曲線是否達到峰值，在判斷得到所述dQ/dV曲線達到峰值時，進入步驟105 ;否則，返回步驟104 ;
[0047]步驟105:根據(jù)預(yù)先制作的dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系表，通過查表修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0048]為了更清楚地描述本實施例所述的技術(shù)方案，下面對步驟101?步驟105進行詳述。
[0049]I)關(guān)于步驟101
[0050]S0C，全稱是State of Charge，荷電狀態(tài)，也叫剩余電量，代表的是電池使用一段時間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值，常用百分?jǐn)?shù)表示。當(dāng)SOC = O %時表示電池放電完全，當(dāng)SOC = 100%時表示電池完全充滿。SOC值常用安時積分法進行估算，但估算結(jié)果存在一定誤差。
[0051]2)關(guān)于步驟102?103
[0052]電池的充電曲線如圖2所示，在電池充電初期和末期，單位時間內(nèi)隨電量增加，電壓上升比較快；而在充電中期電壓上升則比較慢，稱為平臺區(qū)。設(shè)單位時間內(nèi)電量上升值為Δ Q，單位時間內(nèi)電壓上升值為Λ V，則Λ Q/ Λ V在平臺區(qū)所得比值較電池充電初、末期較大，即電池充電過程中的dQ/dV曲線(即微分容量-電壓曲線)峰值對應(yīng)電池充電的平臺區(qū)，所述電池充電過程中的dQ/dV曲線如圖3所示。
[0053]3)關(guān)于步驟104?105
[0054]dQ/dV曲線的峰值取決于電芯所用材料的性質(zhì)、電池材料承受的充放電電流密度(即電池組的充放電倍率)、電池的溫度以及老化程度，峰值的大小會隨上述參數(shù)變化，但峰值位置對應(yīng)的SOC是基本不變的，也即在一定條件下dQ/dV曲線峰值位置對應(yīng)固定的電池SOC ;電池放電情況與此類似。
[0055]那么，將dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系制成待查表格，預(yù)先存儲于電池管理系統(tǒng)，在同等條件下，當(dāng)步驟103中計算出的dQ/dV曲線達到峰值時，從待查表格中提取與該峰值位置相對應(yīng)的SOC，若該SOC與用安時積分法估算出的SOC不一致，需要修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果，查表得到的該SOC即為用安時積分法估算出的的SOC的修正值。
[0056]優(yōu)選的，也可以為參與比較的兩個SOC之間的偏差設(shè)置一定的裕度，即在通過查表法確定的與當(dāng)前峰值位置對應(yīng)的SOC與用安時積分法估算出的SOC之間的偏差超出上限時，修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果，從而避免在兩個SOC偏差不大的情況下頻繁修正安時積分法對SOC的估算結(jié)果。
[0057]由上述描述可以看出，由于電池充放電過程中的dQ/dV曲線峰值對應(yīng)電池充放電曲線的平臺區(qū)，因此本實施例根據(jù)dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系，制成待查表格，當(dāng)dQ/dV曲線達到峰值時，根據(jù)dQ/dV曲線峰值位置與SOC的對應(yīng)關(guān)系，通過查詢待查表格修正安時積分法對平臺區(qū)