CN106066456A - 动力电池soc的计算方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种动力电池SOC的计算方法和装置，其中方法包括：采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值，其中，可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值；计算动力电池的SOC，其计算公式为：SOC＝((LeftCap±∫I*T)/Y*100％，其中，LeftCap为剩余容量值，∫I*T为安时积分值，Y为可用容量值，“+”表示充电，“‑”表示放电。本发明的动力电池SOC的计算方法和装置，根据动力电池电芯的温度获取到与之对应的可用容量值，然后在计算SOC，可准确计算SOC，防止在SOC较高时，电芯已经达到下限截止电压，无法再放电的情况发生，改善用户体验。

Description

动力电池SOC的计算方法和装置
技术领域
本发明涉及到动力电池SOC领域，特别是涉及到一种动力电池SOC的计算方法和装置。
背景技术
目前大多数SOC(State ofCharge，动力电池的剩余电量值)的计算方法，都使用安时积分法，计算公式为：SOC＝((LeftCap+∫I*T)/TotalCap)*100％，其中LeftCap为剩余容量值，∫I*T为安时积分值，TotalCap为总容量值。TotalCap一般都是电池包出厂时，写入的固定值。由于电芯特性，TotalCap在不同温度下，会有一定的衰减，尤其在低温情况下衰减更为明显。如下表中某磷酸铁锂35Ah电芯，在不同温度下的总容量百分比。
Temperature 55℃ 40℃ 25℃ 10℃ 0℃ -10℃ -20℃ -30℃
Capacity 90.2％ 94.8％ 100.0％ 95.9％ 90.5％ 85.6％ 75.2％ 65.8％
因此，在低温情况下，如果还是按照TotalCap＝35Ah来计算SOC，会出现“在SOC较高时，电芯已经达到下限截止电压，无法再放电”的问题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种能更准确的表示当前动力电池的放电能力的动力电池SOC的计算方法和装置。
为了实现上述发明目的，本发明首先提出一种动力电池SOC的计算方法，其特征在于，包括：
采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值，其中，可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值；
计算动力电池的SOC，其计算公式为：SOC＝((LeftCap±∫I*T)/Y*100％，其中，LeftCap为剩余容量值，∫I*T为安时积分值，Y为可用容量值，“+”表示充电，“-”表示放电。
进一步地，所述根据温度值获取对应的可用容量值的方法，包括：
通过预设温度-总容量百分比的表格查找对应的总容量百分比；
计算可用容量值，其计算公式为：Y＝TotalCap*x％，其中，TotalCap为动力电池总容量值，x％为动力电池衰减后的容量值与总容量的百分比。
进一步地，所述计算动力电池的SOC的步骤，包括：
计算动力电池当前的剩余容量值，其公式为：LeftCap_1＝Y_1*SOC_0，其中，Y_1为当前可用容量值，Y_1＝TotalCap*x％，SOC_0为上一温度变化到当前温度时的SOC；
计算当前动力电池的SOC_1，SOC_1＝((LeftCap_1±∫I*T)/Y_1*100％。
进一步地，所述计算动力电池的SOC的步骤之后，包括：
当动力电池下电时，通过电池管理***记录并保存动力电池电芯当前的SOC。
进一步地，所述采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值的步骤之前，包括：
当动力电池上电时，读取上次下电时通过电池管理***保存记录的动力电池电芯的SOC。
本发明还提供一种动力电池SOC的计算装置，包括：
采集获取单元，用于采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值，其中，可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值；
计算单元，用于计算动力电池的SOC，其计算公式为：SOC＝((LeftCap±∫I*T)/Y*100％，其中，LeftCap为剩余容量值，∫I*T为安时积分值，Y为可用容量值，“+”表示充电，“-”表示放电。
进一步地，所述采集获取单元，包括：
查找模块，用于通过预设温度-总容量百分比的表格查找对应的总容量百分比；
第一计算模块，用于计算可用容量值，其计算公式为：Y＝TotalCap*x％，其中，TotalCap为动力电池总容量值，x％为动力电池衰减后的容量值与总容量的百分比。
进一步地，所述计算单元，包括：
第二计算模块，用于计算动力电池当前的剩余容量值，其公式为：LeftCap_1＝Y_1*SOC_0，其中，Y_1为当前可用容量值，Y_1＝TotalCap*x％，SOC_0为上一温度变化到当前温度时的SOC；
第三计算模块，用于计算当前动力电池的SOC_1，SOC_1＝((LeftCap_1±∫I*T)/Y_1*100％。
进一步地，所述动力电池SOC的计算装置还包括：
记录保存单元，用于当动力电池下电时，通过电池管理***记录并保存动力电池电芯当前的SOC。
进一步地，所述动力电池SOC的计算装置还包括：
读取单元，用于当动力电池上电时，读取上次下电时通过电池管理***保存记录的动力电池电芯的SOC。
本发明的动力电池SOC的计算方法和装置，根据动力电池电芯的温度获取到与之对应的可用容量值，然后在计算SOC，可准确计算SOC，防止在SOC较高时，电芯已经达到下限截止电压，无法再放电的情况发生，改善用户体验。
附图说明
图1为本发明一实施例的动力电池SOC的计算方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例的获取可用容量值的方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例的计算动力电池的SOC的流程示意图；
图4为本发明一实施例的动力电池SOC的计算方法的流程示意图；
图5为本发明一实施例的动力电池SOC的计算装置的结构示意框图；
图6为本发明一实施例的采集获取单元的结构示意框图；
图7为本发明一实施例的计算单元的结构示意框图；
图8为本发明一实施例的动力电池SOC的计算装置的结构示意框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明实施例提出一种动力电池SOC的计算方法，包括步骤：
S1、采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值，其中，可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值；
S2、计算动力电池的SOC，其计算公式为：SOC＝((LeftCap±∫I*T)/Y*100％，其中，LeftCap为剩余容量值，∫I*T为安时积分值，Y为可用容量值，“+”表示充电，“-”表示放电。
如上述步骤S1所述，上述动力电池电芯是存储电能的装置，其总容量一般是一个固定值，但是在不同温度下会有相应的衰减。在知道动力电池电芯的温度后，可以通过多种方法获取到动力电池可用容量值，比如将温度值带入到预设的温度与动力电池总容量的关系函数中得出动力电池可用容量值等。上述可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值，即为动力电池满容量时所能放出的电量/动力电池零容量时所能充入的电量。
如上述步骤S2所述，将安时积分法中的分母进行修正，即将分母的动力电池总容量值替换为动力电池的可用容量值，如此，就可以准确计算出SOC，为用户提供准确的动力电池的可用余量，防止在SOC较高时，电芯已经达到下限截止电压，无法再放电的情况发生，也就是SOC显示还有余量可以放电，但是实际情况为动力电池已经达到下限截止电压，无法再放电。
参照图2，本实施例中，所上述步骤S1中根据温度值获取对应的可用容量值的方法，包括步骤：
S11、通过预设温度-总容量百分比的表格查找对应的总容量百分比；
S12、计算可用容量值，其计算公式为：Y＝TotalCap*x％，其中，TotalCap为动力电池总容量值，x％为动力电池衰减后的容量值与总容量的百分比。
如上述步骤S11所述，上述温度-总容量百分比的表格，即为在指定温度值时，动力电池的可用容量值占总容量的百分比值的表格，该表格中，温度值越精细，那么计算出的动力电池的SOC越准确。
如上述步骤S12所述，计算出对应温度下的动力电池的可用余量值。
本实施例中，使用温度-总容量百分比的表格，使用方便，而且该表格通用性强，比如同一种类的动力电池，无论其总容量是多少，都可以使用对应该种类动力电池的温度-总容量百分比的表格。在其它实施例中，因为动力电池在出厂时，其总容量已经固定，那么可以直接预设温度值与可用容量值的表格，通过该表格直接获取到可用余量值，其不足是不同规格的动力电池，需要制作单独的表格，优点是无需计算的过程。
参照图3，本实施例中，上述计算动力电池的SOC的步骤S2，包括：
S21、计算动力电池当前的剩余容量值，其公式为：LeftCap_1＝Y_1*SOC_0，其中，Y_1为当前可用容量值，Y_1＝TotalCap*x％，SOC_0为上一温度变化到当前温度时的SOC；
S22、计算当前动力电池的SOC_1，SOC_1＝((LeftCap_1±∫I*T)/Y_1*100％。
如上述步骤S21和S22，当温度从温度-总容量百分比的表格中上一个温度值变化到当前温度值时，则会调整动力电池对应的可用容量值，然后利用上一个温度时的SOC_0作为当前温度下的起始SOC使用，然后计算出动力电池当前的剩余容量值，最后带入到SOC的计算公式，计算出当前温度的SOC，该过程可以重复进行，比如，当动力电池的温度上升或者下降到另外一个温度值时，则根据当前的剩余电量值SOC_1，计算得出LeftCap_2和Y_2，此后，LeftCap_2，Y_2，SOC_1将作为起始参数。
参照图4，本实施例中，上述计算动力电池的SOC的步骤S2之后，包括：
S3，当动力电池下电时，通过电池管理***记录并保存动力电池电芯当前的SOC。
如上述步骤S3所述，动力电池下电时，即为动力电池停止工作的时候，如电动汽车熄火的时候等，电池管理***会记录其熄火时的剩余容量值、可用容量值和SOC，作为下一次启动时的起始参数等使用。
本实施例中，上述采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值的步骤S1之前，包括：
S1＇、当动力电池上电时，读取上次下电时通过电池管理***保存记录的动力电池电芯的SOC。
如上述步骤S1＇所述，动力电池上电时，即为动力电池开始工作的时候，如启动电动车的时候等，电池管理***会将记录其熄火时的剩余容量值、可用容量值和SOC，作为本次启动时的起始参数等使用。
本实施例中，需要得到动力电池不同温度下对应的可用容量值。将该可用容量值作为参数写入电池管理***软件中。因为温度的影响，主要是对两个参数的修正，即LeftCap(剩余容量值)和Y(可用容量值)；电动车运行过程中，可能遇到以下几种情况，比如三个温度点，Temp_1<Temp_2<Temp_3，其中：
第一种情况，车辆下电时，动力电池电芯的当前温度Temp∈(Temp_1，Temp_2)，下次上电时，动力电池电芯的当前温度Temp∈(Temp_1，Temp_2)，则LeftCap和Y不做修正；
第二种情况，车辆下电时，动力电池电芯的当前温度Temp∈(Temp_1，Temp_2)，下次上电时，动力电池电芯的当前温度Temp>Temp_2+ΔTemp，其中ΔTemp表示一个回差温度值，则LeftCap和Y做修正，将修正值记为LeftCap_1和Y_1，并遵循以下关系式：LeftCap_1＝Y_1*SOC，其中SOC为当前实时值；
第三种情况，车辆下电时，动力电池电芯的当前温度Temp∈(Temp_1，Temp_2)，下次上电时，动力电池电芯的当前温度Temp>Temp_2+ΔTemp，其中ΔTemp表示一个回差温度值，则LeftCap和Y做修正，将修正值记为LeftCap_1和Y_1，并遵循以下关系式：LeftCap_1＝Y_1*SOC，其中SOC为当前实时值，然后，车辆运行过程中，如果动力电池电芯的当前温度Temp>Temp_3+ΔTemp，则LeftCap和Y继续做修正，将修正值记为LeftCap_2和Y_2，并遵循以下关系式：LeftCap_2＝Y_2*SOC，其中SOC为当前实时值。
本实施例的动力电池SOC的计算方法，根据动力电池电芯的温度获取到与之对应的可用容量值，然后在计算SOC，可准确计算SOC，防止在SOC较高时，电芯已经达到下限截止电压，无法再放电的情况发生，改善用户体验。
参照图5，本发明实施例还提供一种动力电池SOC的计算装置，包括：
采集获取单元10，用于采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值，其中，可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值；
计算单元20，用于计算动力电池的SOC，其计算公式为：SOC＝((LeftCap±∫I*T)/Y*100％，其中，LeftCap为剩余容量值，∫I*T为安时积分值，Y为可用容量值，“+”表示充电，“-”表示放电。
如上述采集获取单元10，上述动力电池电芯是存储电能的装置，其总容量一般是一个固定值，但是在不同温度下会有相应的衰减。在知道动力电池电芯的温度后，可以通过多种方法获取到动力电池可用容量值，比如将温度值带入到预设的温度与动力电池总容量的关系函数中得出动力电池可用容量值等。上述可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值，即为动力电池满容量时所能放出的电量/动力电池零容量时所能充入的电量。
如上述计算单元20，将安时积分法中的分母进行修正，即将分母的动力电池总容量值替换为动力电池的可用容量值，如此，就可以准确计算出SOC，为用户提供准确的动力电池的可用余量，防止在SOC较高时，电芯已经达到下限截止电压，无法再放电的情况发生，也就是SOC显示还有余量可以放电，但是实际情况为动力电池已经达到下限截止电压，无法再放电。
参照图6，本实施例中，上述采集获取单元10，包括：
查找模块11，用于通过预设温度-总容量百分比的表格查找对应的总容量百分比；
第一计算模块12，用于计算可用容量值，其计算公式为：Y＝TotalCap*x％，其中，TotalCap为动力电池总容量值，x％为动力电池衰减后的容量值与总容量的百分比。
如上述查找模块11，上述温度-总容量百分比的表格，即为在指定温度值时，动力电池的可用容量值占总容量的百分比值的表格，该表格中，温度值越精细，那么计算出的动力电池的SOC越准确。
如上述第一计算模块12，计算出对应温度下的动力电池的可用余量值。
本实施例中，使用温度-总容量百分比的表格，使用方便，而且该表格通用性强，比如同一种类的动力电池，无论其总容量是多少，都可以使用对应该种类动力电池的温度-总容量百分比的表格。在其它实施例中，因为动力电池在出厂时，其总容量已经固定，那么可以直接预设温度值与可用容量值的表格，通过该表格直接获取到可用余量值，其不足是不同规格的动力电池，需要制作单独的表格，优点是无需计算的过程。
参照图7，本实施例中，上述计算单元20，包括：
第二计算模块21，用于计算动力电池当前的剩余容量值，其公式为：LeftCap_1＝Y_1*SOC_0，其中，Y_1为当前可用容量值，Y_1＝TotalCap*x％，SOC_0为上一温度变化到当前温度时的SOC；
第三计算模块22，用于计算当前动力电池的SOC_1，SOC_1＝((LeftCap_1±∫I*T)/Y_1*100％。
如上述第二计算模块21和第三计算模块22，当温度从温度-总容量百分比的表格中上一个温度值变化到当前温度值时，则会调整动力电池对应的可用容量值，然后利用上一个温度时的SOC_0作为当前温度下的起始SOC使用，然后计算出动力电池当前的剩余容量值，最后带入到SOC的计算公式，计算出当前温度的SOC，该过程可以重复进行，比如，当动力电池的温度上升或者下降到另外一个温度值时，则根据当前的剩余电量值SOC_1，计算得出LeftCap_2和Y_2，此后，LeftCap_2，Y_2，SOC_1将作为起始参数。
参照图8，本实施例中，动力电池SOC的计算装置还包括：
记录保存单元30，用于当动力电池下电时，通过电池管理***记录并保存动力电池电芯当前的SOC；
读取单元10＇，用于当动力电池上电时，读取上次下电时通过电池管理***保存记录的动力电池电芯的SOC。
如上述记录保存单元30，动力电池下电时，即为动力电池停止工作的时候，如电动汽车熄火的时候等，电池管理***会记录其熄火时的剩余容量值、可用容量值和SOC，作为下一次启动时的起始参数等使用。
如上述读取单元10＇，动力电池上电时，即为动力电池开始工作的时候，如启动电动车的时候等，电池管理***会将记录其熄火时的剩余容量值、可用容量值和SOC，作为本次启动时的起始参数等使用。
本实施例中，需要得到动力电池不同温度下对应的可用容量值。将该可用容量值作为参数写入电池管理***软件中。因为温度的影响，主要是对两个参数的修正，即LeftCap(剩余容量值)和Y(可用容量值)；电动车运行过程中，可能遇到以下几种情况，比如三个温度点，Temp_1<Temp_2<Temp_3，其中：
第一种情况，车辆下电时，动力电池电芯的当前温度Temp∈(Temp_1，Temp_2)，下次上电时，动力电池电芯的当前温度Temp∈(Temp_1，Temp_2)，则LeftCap和Y不做修正；
第二种情况，车辆下电时，动力电池电芯的当前温度Temp∈(Temp_1，Temp_2)，下次上电时，动力电池电芯的当前温度Temp>Temp_2+ΔTemp，其中ΔTemp表示一个回差温度值，则LeftCap和Y做修正，将修正值记为LeftCap_1和Y_1，并遵循以下关系式：LeftCap_1＝Y_1*SOC，其中SOC为当前实时值；
第三种情况，车辆下电时，动力电池电芯的当前温度Temp∈(Temp_1，Temp_2)，下次上电时，动力电池电芯的当前温度Temp>Temp_2+ΔTemp，其中ΔTemp表示一个回差温度值，则LeftCap和Y做修正，将修正值记为LeftCap_1和Y_1，并遵循以下关系式：LeftCap_1＝Y_1*SOC，其中SOC为当前实时值，然后，车辆运行过程中，如果动力电池电芯的当前温度Temp>Temp_3+ΔTemp，则LeftCap和Y继续做修正，将修正值记为LeftCap_2和Y_2，并遵循以下关系式：LeftCap_2＝Y_2*SOC，其中SOC为当前实时值。
本实施例的动力电池SOC的计算装置，根据动力电池电芯的温度获取到与之对应的可用容量值，然后在计算SOC，可准确计算SOC，防止在SOC较高时，电芯已经达到下限截止电压，无法再放电的情况发生，改善用户体验。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种动力电池SOC的计算方法，其特征在于，包括：
采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值，其中，可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值；
计算动力电池的SOC，其计算公式为：SOC＝((LeftCap±∫I*T)/Y*100％，其中，LeftCap为剩余容量值，∫I*T为安时积分值，Y为可用容量值，“+”表示充电，“-”表示放电。
2.根据权利要求1所述的动力电池SOC的计算方法，其特征在于，所述根据温度值获取对应的可用容量值的方法，包括：
通过预设温度-总容量百分比的表格查找对应的总容量百分比；
计算可用容量值，其计算公式为：Y＝TotalCap*x％，其中，TotalCap为动力电池总容量值，x％为动力电池衰减后的容量值与总容量的百分比。
3.根据权利要求2所述的动力电池SOC的计算方法，其特征在于，所述计算动力电池的SOC的步骤，包括：
计算动力电池当前的剩余容量值，其公式为：LeftCap_1＝Y_1*SOC_0，其中，Y_1为当前可用容量值，Y_1＝TotalCap*x％，SOC_0为上一温度变化到当前温度时的SOC；
计算当前动力电池的SOC_1，SOC_1＝((LeftCap_1±∫I*T)/Y_1*100％。
4.根据权利要求1所述的动力电池SOC的计算方法，其特征在于，所述计算动力电池的SOC的步骤之后，包括：
当动力电池下电时，通过电池管理***记录并保存动力电池电芯当前的SOC。
5.根据权利要求4所述的动力电池SOC的计算方法，其特征在于，所述采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值的步骤之前，包括：
当动力电池上电时，读取上次下电时通过电池管理***保存记录的动力电池电芯的SOC。
6.一种动力电池SOC的计算装置，其特征在于，包括：
采集获取单元，用于采集动力电池电芯当前的温度值，并根据该温度值获取对应的可用容量值，其中，可用容量值为动力电池电芯总容量衰减后的值；
计算单元，用于计算动力电池的SOC，其计算公式为：SOC＝((LeftCap±∫I*T)/Y*100％，其中，LeftCap为剩余容量值，∫I*T为安时积分值，Y为可用容量值，“+”表示充电，“-”表示放电。
7.根据权利要求6所述的动力电池SOC的计算装置，其特征在于，所述采集获取单元，包括：
查找模块，用于通过预设温度-总容量百分比的表格查找对应的总容量百分比；
第一计算模块，用于计算可用容量值，其计算公式为：Y＝TotalCap*x％，其中，TotalCap为动力电池总容量值，x％为动力电池衰减后的容量值与总容量的百分比。
8.根据权利你要求7所述的动力电池SOC的计算装置，其特征在于，所述计算单元，包括：
第二计算模块，用于计算动力电池当前的剩余容量值，其公式为：LeftCap_1＝Y_1*SOC_0，其中，Y_1为当前可用容量值，Y_1＝TotalCap*x％，SOC_0为上一温度变化到当前温度时的SOC；
第三计算模块，用于计算当前动力电池的SOC_1，SOC_1＝((LeftCap_1±∫I*T)/Y_1*100％。
9.根据权利要求6所述的动力电池SOC的计算装置，其特征在于，还包括：
记录保存单元，用于当动力电池下电时，通过电池管理***记录并保存动力电池电芯当前的SOC。
10.根据权利要求9所述的动力电池SOC的计算装置，其特征在于，还包括：
读取单元，用于当动力电池上电时，读取上次下电时通过电池管理***保存记录的动力电池电芯的SOC。
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