CN112684350A - 电池***的荷电状态的修正方法及其修正装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了电池***的荷电状态的修正方法及其修正装置,用以准确地评估SOC。本申请实施例提供的一种电池***荷电状态SOC的修正方法,该方法包括:在所述电池***满足预设放电条件时,根据所述电池***在满足所述预设放电条件的放电荷电状态估算值SOCrealf,确定当前SOCrealf对应的放电开路电压OCVf;根据所述OCVf与所述电池***的当前最低电压,确定所述当前SOCrealf的修正量;根据所述修正量对所述当前SOCrealf进行修正处理。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及电池***的荷电状态的修正方法及其修正装置。
背景技术
荷电状态(State of Charge,SOC)是评估电池***性能的重要参数,精确地评估SOC,可以保障电池***安全可靠地工作。现有的SOC算法,例如,安时积分法,计算的SOC存在误差,计算的SOC不准会导致车辆抛锚、用户体验差等问题,甚至会引发安全问题。
发明内容
本申请实施例提供了电池***的荷电状态的修正方法及其修正装置,用以准确地评估SOC。
本申请实施例提供的一种电池***荷电状态的修正方法,该方法包括:
在所述电池***满足预设放电条件时,根据所述电池***的放电荷电状态估算值SOCrealf,确定当前SOCrealf对应的放电开路电压OCVf;
根据所述OCVf与所述电池***的当前最低电压,确定所述当前SOCrealf的修正量;
根据所述修正量对所述当前SOCrealf进行修正处理。
本申请实施例提供了一种电池***的荷电状态SOC的修正装置,包括:
存储器,用于存储程序指令;
处理器,用于调用所述存储器中存储的所述程序指令,按照获得的程序执行如本发明实施例提供的上述修正方法。
以上技术方案可以实现的有益效果如下:
本申请实施例提供的SOC的修正方法及SOC修正装置,根据预设放电条件时的放电荷电状态的估算值确定与其对应的放电开路电压,并根据放电开路电压和最低电压确定当前放电荷电状态的估算值的修正量,再采用确定的修正量对当前放电荷电状态的估算值进行修正,从而可以提高放电电荷状态确定结果的准确度。并且,由于本申请根据放电开路电压和最低电压确定当前放电荷电状态的估算值的修正量,从而可以使得修正后的放电电荷状态的估算值与电池***的电压相匹配,以解决相关技术中因放电荷电状态的确定结果不准确而导致电动设备无法正常工作的问题,同时还可以避免电动设备的使用者因放电荷电状态的确定结果不准确而造成的误判。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电池***荷电状态SOC的修正方法的示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种电池***荷电状态SOC的修正方法的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种电池***的荷电状态SOC的修正装置示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例的附图,对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。并且在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本申请的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另外定义,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
需要注意的是,附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例,目的只是示意说明本申请内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
首先,对本发明实施例中涉及到的名词进行解释。
1、可用容量:
也即:在规定条件下,从充电完全的电池***中释放的容量值。
2、荷电状态的最大值(用SOCmax表示):
也即:当前电池***中,按照规定放电条件可以释放的容量占常温可用容量的百分比的最大值。
3、荷电状态的最小值(用SOCmin表示):
也即:当前电池***中,按照规定放电条件可以释放的容量占常温可用容量的百分比的最小值。
4、荷电状态的估算值(用SOCreal表示):
也即:当前电池***中,按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比。
5、荷电状态的显示值(用SOCdis表示):
也即:当前电池***中,按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比。
其中,荷电状态的显示值与荷电状态的估算值的区别在于:
荷电状态的显示值可以显示给用户,而荷电状态的估算值可以不显示给用户。
6、电池健康状态(用SOH表示):
也即:表征当前电池***相对于新电池***存储电能的能力,以百分比的形式表示,用来定量描述当前电池***的性能状态。
接下来,对本申请实施例提供的电池***荷电状态SOC的修正方法进行介绍。
本申请实施例提供的一种电池***荷电状态SOC的修正方法,如图1所示,该方法包括:
S101、在电池***满足预设放电条件时,根据电池***的放电荷电状态估算值SOCrealf,确定当前SOCrealf对应的放电开路电压OCVf;
S102、根据OCVf与电池***的当前最低电压,确定当前SOCrealf的修正量;
S103、根据修正量对当前SOCrealf进行修正处理。
本申请实施例提供的SOC的修正方法,根据预设放电条件时的放电荷电状态的估算值确定与其对应的放电开路电压,并根据放电开路电压和最低电压确定当前放电荷电状态的估算值的修正量,再采用确定的修正量对当前放电荷电状态的估算值进行修正,从而可以提高放电电荷状态确定结果的准确度。并且,由于本申请根据放电开路电压和最低电压确定当前放电荷电状态的估算值的修正量,从而可以使得修正后的放电电荷状态的估算值与电池***的电压相匹配,以解决相关技术中因放电荷电状态的确定结果不准确而导致电动设备无法正常工作的问题,同时还可以避免电动设备的使用者因放电荷电状态的确定结果不准确而造成的误判。
需要说明的是,电池***的放电阶段可以包括:放电初期、放电低端和放电截止;
放电初期可以理解为电池***刚开始放电的阶段;
放电低端可以理解为电池***已经释放了较多的电能且剩下可释放的电能不多的阶段,例如但不限于电池***还剩余30%以内的电能可释放;
放电截止可以理解为电池***不再向外放电的阶段。
需要说明的是,电池***的最小电压为:
假设电池***中包括M个电池时,根据测量可以确定出每个电池的电压,将M个电池的电压中的最小值,可以作为电池***的最小电压;其中,M为正整数;
或者,对电池***中的N个电池的电压进行测量,N个电池的电压中的最小值,可以作为电池***的最小电压,其中,N为正整数且N小于或等于M,具体N数值可根据需要确定。
并且,需要说明的是,在后面内容中,放电过程中涉及到的电池***的电压,均可以理解为电池***的最小电压,电池***的最小电压可用Vmin表示。
在一些实施例中,步骤S101在电池***满足预设放电条件时,根据电池***的放电荷电状态估算值SOCrealf,确定当前SOCrealf对应的放电开路电压OCVf之前,还包括:
确定电池***是否满足预设放电条件。
具体实施时,仅当电池***满足预设放电条件时,根据SOCrealf确定OCVf,并根据OCVf和最低电压确定修正量,采用修正量对SOCrealf进行修正。
在一些实施例中,确定电池***满足预设放电条件的方法具体包括:
判断当前SOCrealf是否小于预设荷电状态;
若否,则确定电池***未处于放电低端,不满足预设放电条件;
若是,则确定电池***处于放电低端,并判断当前工况电流是否满足第一预设条件;
若是,则确定电池***满足预设放电条件;
若否,则确定电池***不满足预设放电条件。
即当电池***当前SOCrealf小于预设荷电状态且当工况电流满足第一预设条件时,执行步骤S101及后续步骤,对SOCrealf进行修正。
在具体实施时,例如,当前SOCrealf小于预设荷电状态,则电池***处于放电低端,否则,池***未处于放电低端。
即当电池***处于放电低端且当工况电流满足第一预设条件时,执行步骤S101及后续步骤,对SOCrealf进行修正。
需要说明的是,预设荷电状态可以根据实际需要进行选择,本申请不进行限制。
例如,预设荷电状态为30%。即当SOCrealf小于30%时,确定电池***处于放电低端。
在一些实施例中,判断当前工况电流是否满足第一预设条件,具体包括:
判断当前工况电流是否在预设工况电流范围内;
若否,则当前工况电流不满足第一预设条件;
若是,则判断当前工况电流持续时长是否大于或等于预设时长;
若是,则当前工况电流满足第一预设条件;
若否,则当前工况电流不满足第一预设条件。
需要说明的是,预设公开电流范围以及预设时长可以根据实际需要进行选择,本申请不进行限制。
例如,当前电池***的电池容量为C安时(AH),预设工况电流范围为0.9C安培~1.1C安培(A),预设时长为10秒。例如当C=100AH,则预设工况电流范围为90A~1100A。
例如,SOCrealf小于30%、0.9C安培<工况电流<1.1C安培且持续时长大于10秒时,确定电池***满足预设放电条件,执行步骤S101及后续步骤。
在一些实施例中,本申请实施例提供的SOC的修正方法还包括:
在确定出所述电池***处于放电阶段时,根据电池***上电时读取到的荷电状态的最小值SOCmin的初始值、充电容量调整系数和放电温度调整系数,确定SOCrealf的初始值;
按照预设安时积分法,根据放电温度调整系数、充电容量调整系数、电池标称容量、电池健康状态SOH和确定出的SOCrealf的初始值,计算当前SOCrealf;
其中,放电阶段包括:放电初期、放电低端和放电截止。
需要说明的是,SOCmin的初始值可以在电池***上电时从电池管理***中获取到。
具体地,对于电池***首次上电时,从电池管理***中获取到的SOCmin的初始值可以为预先设定的值;而在之后上电时,从电池管理***中获取到的SOCmin的初始值可以为:本次上电之前最后确定出的SOCmin,且该值在本次上电之前可以存储至电池管理***中。在一些实施例中,可以采用以下公式(即公式1),计算当前SOCmin:
其中,SOCmini表示获取到的荷电状态的最小值SOCmin的初始值,C表示电池标称容量,i表示放电电流,△t表示放电时间,SOH表示电池健康状态,t1和t2分别表示不同的时间点,且△t为t1和t2的差值。
例如,在电池***第一次上电开始放电时,从电池管理***中可以获取到预先设定的SOCmin的初始值;之后,电池***可能在某一时刻停止放电,且在这一时刻可以按照安时积分法,根据电池标称容量、SOH和读取到的SOCmin的初始值确定出SOCmin,并将该值存储至电池管理***中;等到第二次上电开始放电时,可以从电池管理***中读取上一次存储的SOCmin,并作为第二次上电时计算SOCmin的初始值。
在具体实施时,如何根据电池***上电时读取到的荷电状态的最小值SOCmin的初始值、充电容量调整系数和放电温度调整系数,确定SOCrealf的初始值,可以根据实际需要进行设置,在此并不限定。
在一些实施例中,按照预设安时积分法,根据放电温度调整系数、充电容量调整系数、电池标称容量、电池健康状态SOH和确定出的SOCrealf的初始值,计算当前SOCrealf,具体包括:
采用如下公式(即公式2),计算SOCrealf:
其中,其中,i表示放电电流,△t表示放电时间,C表示电池标称容量,KDT表示放电温度调整系数,KSD表示充电容量调整系数,SOH表示电池健康状态,SOCrealfi表示确定出的SOCrealf的初始值。
具体实施时,在确定电池***满足预设放电条件之前,采用上述公式2确定当前SOCrealf。当确定电池***满足预设放电条件,对采用上述公式2确定的当前SOCrealf进行修正。
在一些实施例中,步骤S101根据电池***在满足预设放电条件的放电荷电状态估算值SOCrealf,具体包括:
根据预设开路电压OCV与SOC对应关系,确定当前SOCrealf对应的OCVf。
在具体实施时,预设OCV与SOC对应关系,例如可以是OCV值-SOC值对照表,即确定当前SOCrealf值,便可以根据OCV值-SOC值对照表获得与当前SOCrealf对应的OCVf。从而,无需使得电池***处于开路状态便可以获得当前SOCrealf对应的OCVf,OCVf容易获得,可以避免增加SOC的修正难度。
在一些实施例中,步骤S101之前,还包括:确定电池***放电阶段的放电起始温度以及电池***的电池容量。
在一些实施例中,步骤S102根据OCVf与电池***的当前最低电压,确定当前SOCrealf的修正量,具体包括:
根据电池***放电阶段的放电温度以及电池***的工况电流,确定与放电温度和工况电流匹配的第一预设阈值;
判断OCVf与电池***的当前最低电压之差的绝对值是否大于第一预设阈值;即判断是否满足|OCVf-Vmin|>Vdiff;其中,Vdiff为第一预设阈值;
若是,则将预设修正量作为当前SOCrealf的修正量。
在具体实施时,放电温度例如可以是电池***放电阶段的放电起始温度。
需要说明的是,对于电池***,当放电起始温度以及电池***的工况电流确定时,不同荷电状态SOC下的OCV与Vmin存在对应关系,当OCVf与Vmin的差值的绝对值在与放电起始温度和工况电流匹配的第一预设阈值范围内,可以理解为OCVf与Vmin的差值在合理误差范围内,可认为当前放电荷电状态估算值准确度较高。从而在电池***放电阶段,可以根据OCVf与Vmin的差值的绝对值是否在与放电起始温度和工况电流匹配的第一预设阈值范围内,来判断与当前SOCrealf对应的OCVf值是否准确,进而判断当前SOCrealf值是否准确。
在具体实施时,预设修正量可以根据实际需要进行设置。例如,预设修正量可以为1%,也可为0.5%~1.5%,而不局限于此。
本申请实施例提供的SOC的修正方法,当前SOCrealf对应的OCVf与最低电压之差的绝对值在第一预设阈值范围内时,无需对当前SOCrealf值进行修正,保持当前SOCrealf不变即可。当前SOCrealf对应的OCVf与最低电压之差的绝对值超过第一预设阈值时,需要根据预设修正量对当前SOCrealf进行修正。由于无需使得电池***处于开路状态便可以获得当前SOCrealf对应的OCVf,且电池***当前Vmin可以通过电池管理***获得,从而OCVf与Vmin均容易获得,可以在避免增加SOC的修正难度的情况下,提高放电电荷状态确定结果的准确度。
例如,本次放电阶段的放电起始温度为25摄氏度(℃)、电池容量为C安时时,Vdiff为100毫伏(mV)。
在具体实施时,第一预设阈值的确定方法具体包括:
根据预设电池模型,确定与放电温度和工况电流匹配的不同放电荷电状态下的开路电压OCV与最低电压的对应关系;
根据开路电压OCV与最低电压的对应关系,确定不同放电荷电状态下的开路电压OCV与最低电压的误差最大值,将误差最大值作为与放电温度和工况电流匹配的第一预设阈值。
在具体实施时,放电温度可以是预设电池模型放电阶段的放电起始温度。从而对于某一放电起始温度和某一工况电流,当OCVf与Vmin的差值的绝对值在与该放电起始温度和该工况电流匹配的第一预设阈值范围内,可以认为OCVf与Vmin的差值在合理误差范围内,无需对当前SOCrealf进行修正,否则需要对当前SOCrealf进行修正。
在具体实施时,可以对预设电池模型进行仿真,可以设置不同放电起始温度以及不同工况电流,对于不同放电起始温度以及不同工况电流分别进行测试,获得与放电起始温度和工况电流匹配的各放电电荷状态下的OCV值和最小电压值,从而可以确定各放电电荷状态下的OCV值与最小电压值的差值,进而确定所有放电电荷状态下的OCV值与最小电压值的差值的最大值,将该最大值作为OCV值与最小电压值的误差范围,即作为与放电起始温度和工况电流匹配的第一预设阈值。在具体实施时,可以仅获得小于预设荷电状态时,各放电电荷状态下的OCV值与最小电压值,即获得放电低端情况下与放电起始温度和工况电流匹配的第一预设阈值。
本申请实施例提供的SOC的修正方法,通过对预设电池模型进行仿真确定第一预设阈值,从而无需预先进行大量测试。
在一些实施例中,方法还包括:采用二阶电阻-电容(RC)等效电路模型建立预设电池模型。
在具体实施时,采用二阶RC等效电路模型建立预设电池模型,可以通过可视化仿真工具simulink搭建电池模型输出方程,获得不同放电起始温度、不同工况电流、不同放电荷电状态下的OCV值和最小电压值,进而可以确定第一预设阈值。
或者,在一些实施例中,第一预设阈值的确定方法具体包括:
对电池***在不同放电温度以及不同工况电流分别进行恒流放电测试;
确定与放电温度和工况电流匹配的不同放电荷电状态下的开路电压OCV与最低电压的对应关系;
根据开路电压OCV与最低电压的对应关系,确定不同放电荷电状态下的开路电压OCV与最低电压的误差最大值,将误差最大值作为与放电温度和工况电流匹配的第一预设阈值。
在具体实施时,放电温度可以是电池***放电阶段的放电起始温度。当对电池***在某一温度开始进行恒流放电测试,便可以获得与当次测试放电起始温度以及工况电流匹配的各放电电荷状态下的OCV值和最小电压值,从而可以确定各放电电荷状态下的OCV值与最小电压值的差值,进而确定所有放电电荷状态下的OCV值与最小电压值的差值的最大值,将该最大值作为OCV值与最小电压值的误差范围,即作为与该次放电起始温度和工况电流匹配的第一预设阈值。在具体实施时,可以仅获得小于预设荷电状态时,各放电电荷状态下的OCV值与最小电压值,即获得放电低端情况下与放电起始温度和工况电流匹配的第一预设阈值。
在一些实施例中,当不满足|OCVf-Vmin|>Vdiff时,则确定修正量为零。即当|OCVf-Vmin|≤Vdiff时,则确定修正量为零。
在一些实施例中,当修正量为零时,根据修正量,对当前SOCrealf进行修正处理,具体包括:
保持当前SOCrealf不变。
在一些实施例中,将预设修正量作为当前SOCrealf的修正量时,根据修正量,对当前SOCrealf进行修正处理,具体包括:
根据预设修正量对当前SOCrealf进行修正,获得修正后的SOCrealf;
根据预设OCV与SOC对应关系,确定修正后的SOCrealf对应的修正后的OCVf;
判断修正后的OCVf与电池***的当前最低电压之差的绝对值是否大于第一预设阈值Vdiff;即判断是否满足|OCVf-Vmin|>Vdiff;
若是,则将修正后的SOCrealf作为当前SOCrealf,重复执行以上步骤;
若否,则确定修正量为零,将修正后的SOCrealf作为当前SOCrealf不变。
本申请实施例提供的SOC的修正方法,当修正量不为零时,根据预设修正量对当前SOCrealf进行修正后,判断修正后的SOCrealf对应的OCVf是否满足|OCVf-Vmin|>Vdiff,如果满足则将修正后的SOCrealf作为当前SOCrealf再次利用预设修正量修正,再次修正仍满足|OCVf-Vmin|>Vdiff则继续修正,即可以连续循环修正直到修正后的SOCrealf对应的OCVf满足|OCVf-Vmin|≤Vdiff。这样可以避免出现根据预设修正量进行一次修正仍无法满足|OCVf-Vmin|≤Vdiff,以及可以避免出现SOCrealf过修正,进一步提高SOCrealf修正的准确性。
在一些实施例中,根据预设修正量对当前SOCrealf进行修正,具体包括:
判断OCVf与当前最低电压之差是否大于0;
若是,则将当前SOCrealf与预设修正量之差作为修正后的SOCrealf;即当OCVf-Vmin>0时,SOCrealf’=SOCrealf-A,其中,SOCrealf’为修正后的SOCrealf值,A为预设修正量;
若否,则将当前SOCrealf与预设修正量之和作为修正后的SOCrealf;即当OCVf-Vmin<0时,SOCrealf’=SOCrealf+A。
本申请实施例提供的SOC的修正方法,当OCVf-Vmin>0时,当前SOCrealf值高于实际SOC,需要减小其数值。当OCVf-Vmin<0时,当前SOCrealf值低于实际SOC,需要升高其数值。即当需要根据预设修正量对当前SOCrealf进行修正时,可以根据不同情况,按照预设修正量降低或升高SOCrealf值。并且,即便出现SOCrealf过修正,也可以继续循环修正,进一步提高SOCrealf修正的准确性。
在一些实施例中,还包括:
确定当前放电荷电状态显示值SOCdisf;
根据修正后的SOCrealf与当前放电荷电状态显示值SOCdisf,确定当前SOCdisf的跟随速率,对当前SOCdisf进行修正处理。
在一些实施例中,可以在根据修正量对当前SOCrealf进行修正处理之后,确定当前放电荷电状态显示值SOCdisf,也可以在根据修正量对当前SOCrealf进行修正处理之前,确定当前放电荷电状态显示值SOCdisf。
在一些实施例中,根据修正后的SOCrealf与当前SOCdisf,确定SOCdisf的跟随速率,对当前SOCdisf进行修正处理,具体包括:
当修正后的SOCrealf与当前SOCdisf不相等时,判断修正后的SOCrealf是否小于当前SOCdisf;
若是,则按照预设的安时积分法,根据第一预设修正速率,对SOCdisf进行修正处理;其中,第一预设修正速率大于1;
若否,则按照预设的安时积分法,根据第二预设修正速率,对SOCdisf进行修正处理;其中,第二预设修正速率小于1。
在一些实施例中,可以采用以下公式(即公式3),对SOCdisf进行修正处理:
其中,i表示放电电流,△t表示放电时间,Kcsf表示修正速率,C表示电池标称容量,KDT表示放电温度调整系数,KSD表示充电容量调整系数,SOH表示电池健康状态,SOCdisi表示获取到的SOCdisf的初始值。
并且,SOCdisi可以在电池***上电时从电池管理***中获取到。
如此,可以分别计算出当前SOCrealf和SOCdisf,并且可以使得SOCdisf向SOCrealf逼近,从而为用户提供更加平滑的SOCdisf。
在具体实施时,第一预设修正速率例如可以是1.5,第二预设修正速率例如可以是0.5,而不局限于此。
在具体实施时,若当前SOCrealf与SOCdisf相等,则修正速率为1。
接下来对电池***处于放电初期和放电截止时的情况进行介绍。
放电初期:
在一些实施例中,在本申请实施例中,还包括:
在确定出电池***当前处于放电初期,且在电池***初始化或电池***重新启动上电时,根据当前读取到的SOCmini、预设的放电温度调整系数KDT和预设的充电容量调整系数KSD,计算当前SOCrealfi;
根据当前SOCrealfi和当前读取到的SOCdisi,分别按照上述公式2和公式3,计算当前SOCrealf与当前SOCdisf。
放电截止:
在一些实施例中,在本申请实施例中,还包括:
在根据电池***的电压,确定出电池***处于放电截止时,将SOCdisf以及SOCrealf重置为零。
从而,可以表示电池***目前已经处于放电截止,电池***不再向外释放电能,将SOCdisf以及SOCrealf重置为零,以便告知用户电池***不再释放电能,提醒用户电池***已经无法再为电动设备提供电能,提高电动设备使用的安全性和可靠性;同时,还可以实现对SOCdisf以及SOCrealf进行校准,减少后续积累的误差,提高对荷电状态评估的准确度。
在一些实施例中,确定出电池***处于放电截止之后,还包括:
确定放电起始温度是否大于或等于预设温度;
若是,则将SOCdisf以及SOCrealf重置为零;
在具体实施时,当确定电池***处于放电截止时,如果放电起始温度大于或等于预设温度,则将SOCrealf、以及SOCdisf均设置为0,同时将SOCmax、SOCmin设置为0。如果放电起始温度小于预设温度,则仅将SOCdisf设置为0。
在具体实施时,预设温度可以根据实际需要进行设置,本申请不进行限制。
例如,预设温度为15℃。
具体地,确定电池***处于放电截止,具体包括:
在电池***的最小电压达到放电截止电压且持续第二预设时长时,确定电池***处于放电截止。
当然,在电池***的最小电压未达到放电截止电压、或达到放电截止电压但持续时间小于第二预设时长时,则可以确定电池***未处于放电截止。
如此,可以快速、有效地判断出电池***是否处于放电截止,从而便于对SOCdisf以及SOCrealf进行重置处理。
需要说明的是,不管电池***处于放电初期、放电低端、还是处于放电末端,对于SOCmin而言,均可以采用上述公式1进行计算,以确定出在放电的不同阶段荷电状态的最小值。
下面结合具体实施例,以电池***处于放电状态为例,对荷电状态的修正方法进行说明。假设:放电起始温度为25℃,电池容量为C安时,预设荷电状态为30%,预设工况电流范围为0.9C安培~1.1C安培,预设时长为10秒(s),Vdiff为100mV,第一预设修正速率为1.5,第二预设修正速率为0.5。如图2所示,本申请实施例提供的SOC的修正方法包括如下步骤:
S201、在确定出电池***当前处于放电初期,且在电池***初始化或电池***重新启动上电时,根据当前读取到的SOCmini、预设的放电温度调整系数KDT和预设的充电容量调整系数KSD,计算当前SOCrealfi;
S202、根据当前SOCrealfi和当前读取到的SOCdisi,分别按照上述公式2和公式3,计算当前SOCrealf与当前SOCdisf;
S203、判断是否满足SOCrealf小于30%;满足则执行步骤S204,不满足则执行步骤S202;
S204、判断是否满足0.9C安培<工况电流<1.1C安培且持续10s;满足则执行步骤S205,不满足则执行步骤S202;
S205、根据OCV值-SOC值对照表确定与当前SOCrealf对应的OCVf;
S206、判断是否满足|OCVf-Vmin|≤Vdiff=100mV;满足则执行步骤S211,不满足则执行步骤S207;
S207、判断是否满足OCVf-Vmin>0;满足执行步骤S208,不满足则执行步骤S209;
S208、SOCrealf’=SOCrealf-A,并执行步骤S206;
S209、SOCrealf’=SOCrealf+A,并执行步骤S206;
S210、保持当前SOCrealf,执行步骤S211;
S211、判断是否满足SOCrealf<SOCdisf,满足则执行步骤S212,不满足则执行步骤S213;
S212、将Kcsf设置为1.5,采用上述公式3进行计算SOCdisf;
S213、将Kcsf设置为0.5,采用上述公式3进行计算SOCdisf。
下面对放电阶段荷电状态的修正过程进行举例说明。
当电池管理***识别到放电连接信号后进入放电流程,放电连接信号例如为高电平信号;假设:上电读取SOCmax为100%,SOCmin为98%、SOCdis为100%,充电起始温度为25℃,查表获得充电温度容量系数为1,本次放电起始温度为25℃,查表获得放电温度容量系数为1,SOH为1,电池***容量为150AH,根据SOCmin及当前温度容量系数等参数折算获得SOCreal为98%;
假设:预设修正量为1%,预设荷电状态为30%,预设工况电流范围为135A~165A,预设时长为10秒,Vdiff为100mV,第一预设修正速率为1.5,第二预设修正速率为0.5;
放电初期:
依据上述公式1,计算SOCmin为:
依据上述公式2,计算SOCrealf为:
依据上述公式3,计算SOCdisf为:
在放电低端:
例如当前SOCrealf为29.9%,满足SOCreal<30%的条件,且满足135A<工况电流<165A且持续10s,根据当前SOCrealf为29.9%,查找OCV-SOC表,获取当前SOCrealf对应的OCVf值为3289mV;
当前***最低电压值Vmin为3180mV,|OCVf-Vmin|=109mV>Vdiff=100mV;
调整当前SOCrealf降低1%,即调整当前SOCrealf为28.9%,假设SOCrealf为28.9%时,Vmin为3169mV,且查找OCV-SOC表,获得对应的OCVf值为3284mV,|OCVf-Vmin|=115mV>Vdiff=100mV;
继续调整当前SOCrealf降低1%,调整当前SOCrealf为27.9%,假设SOCrealf为27.9%时Vmin为3168mV,且查找OCV-SOC表,获得对应的OCVf值为3281mV,|OCVf-Vmin|=113mV>Vdiff=100mV;
继续调整当前SOCrealf降低1%,调整当前SOCrealf为26.9%,假设SOCrealf为26.9%时Vmin为3168mV,且查找OCV-SOC表,获得对应的OCVf值为3267mV,|OCVf-Vmin|=99mV<Vdiff=100mV;
SOCrealf保持26.9%,继续依据上述公式2,计算SOCrealf。
电池***继续放电,当前SOCrealf为20%,SOCreal<30%的条件,且满足150A<工况电流<165A且持续10s,根据当前SOCrealf为20%,查找OCV-SOC表,获取当前SOCrealf对应的OCVf值为3254mV;
当前***最低电压值Vmin为3360mV,计算|OCVf-Vmin|为106mV>Vdiff=100mV;
调整当前SOCrealf升高1%,调整当前SOCrealf为21%,假设SOCrealf为21%时Vmin为3359mV,且查找OCV-SOC表,获得对应的OCVf值为3257mV,|OCVf-Vmin|为102mV,102mV>Vdiff=100mV;
调整当前SOCrealf升高1%,即调整当前SOCrealf为22%,假设SOCrealf为22%时Vmin为3358mV,且查找OCV-SOC表,获得对应的OCVf值为3260mV,|OCVf-Vmin|为98mV,98mV<Vdiff=100mV;
SOCreal保持22%,继续依据上述公式2,计算SOCrealf;
对于SOCdisf,当SOCrealf<SOCdisf时,将Kcsf从1增加至1.5,继续采用上述公式3进行计算,当SOCrealf>SOCdisf时,将Kcsf从1减小至0.5,继续采用上述公式3进行计算;
在放电截止:
判断出当前Vmin达到放电截止电压(例如但不限于2.5V)且持续第二预设时长(例如但不限于20s)时:假设预设温度为15℃,因放电起始温度为25℃且大于15℃,所以将SOCmax、SOCmin、SOCrealf、以及SOCdisf均设置为0。
基于同一发明构思,本申请实施例提供了一种电池***的荷电状态SOC的修正装置,如图3所示,可以包括:
存储器301,用于存储程序指令;
处理器302,用于调用存储器301中存储的程序指令,按照获得的程序执行如本申请实施例提供的上述修正方法。
基于同一发明构思,本申请实施例提供了一种电动设备,可以包括:如本发明实施例提供的上述修正装置。
可选地,在本申请实施例中,该电动设备可以但不限于为电动汽车。
可选地,在本申请实施例中,该电动设备可以包括修正装置之外,还可以包括电池***等其他用于实现电动设备功能的结构,具体可参见现有技术,在此不再详述。
综上所述,本申请实施例提供的SOC的修正方法及SOC修正装置,根据预设放电条件时的放电荷电状态的估算值确定与其对应的放电开路电压,并根据放电开路电压和最低电压确定当前放电荷电状态的估算值的修正量,再采用确定的修正量对当前放电荷电状态的估算值进行修正,从而可以提高放电电荷状态确定结果的准确度。并且,由于本申请根据放电开路电压和最低电压确定当前放电荷电状态的估算值的修正量,从而可以使得修正后的放电电荷状态的估算值与电池***的电压相匹配,以解决相关技术中因放电荷电状态的确定结果不准确而导致电动设备无法正常工作的问题,同时还可以避免电动设备的使用者因放电荷电状态的确定结果不准确而造成的误判。
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、***、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和光学存储器等)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(***)、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。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (13)
1.一种电池***荷电状态的修正方法,其特征在于,该方法包括:
在所述电池***满足预设放电条件时,根据所述电池***的放电荷电状态估算值SOCrealf,确定当前SOCrealf对应的放电开路电压OCVf;
根据所述OCVf与所述电池***的当前最低电压,确定所述当前SOCrealf的修正量;
根据所述修正量对所述当前SOCrealf进行修正处理。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述电池***的放电荷电状态估算值SOCrealf,确定当前SOCrealf对应的放电开路电压OCVf,具体包括:
根据预设开路电压OCV与SOC对应关系,以及所述电池***的放电荷电状态估算值SOCrealf,确定所述当前SOCrealf对应的所述OCVf。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根据所述OCVf与所述电池***的当前最低电压,确定所述当前SOCrealf的修正量,具体包括:
根据所述电池***放电阶段的放电温度以及所述电池***的工况电流,确定与所述放电温度和所述工况电流匹配的第一预设阈值;其中,所述放电阶段包括:放电初期、放电低端和放电截止;
判断所述OCVf与所述电池***的当前最低电压之差的绝对值是否大于所述第一预设阈值;
若是,则将预设修正量作为所述当前SOCrealf的所述修正量。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当将预设修正量作为所述当前SOCrealf的所述修正量时,对所述当前SOCrealf进行修正处理,具体包括:
根据所述预设修正量对所述当前SOCrealf进行修正,获得修正后的SOCrealf;
根据所述预设OCV与SOC对应关系,确定所述修正后的SOCrealf对应的修正后的OCVf;
判断所述修正后的OCVf与所述电池***的当前最低电压之差的绝对值是否大于所述第一预设阈值;
若是,则将所述修正后的SOCrealf作为当前SOCrealf,重复执行以上步骤;
若否,将所述修正后的SOCrealf作为当前SOCrealf不变。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据预设修正量对所述当前SOCrealf进行修正,具体包括:
判断所述OCVf与所述当前最低电压之差是否大于0;
若是,则将当前SOCrealf与所述预设修正量之差作为修正后的SOCrealf;
若否,则将当前SOCrealf与所述预设修正量之和作为修正后的SOCrealf。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述电池***满足所述预设放电条件的方法具体包括:
判断所述当前SOCf是否小于预设荷电状态;
若否,则不满足所述预设放电条件;
若是,则判断当前工况电流是否满足第一预设条件;
若是,则确定所述电池***满足所述预设放电条件;
若否,则确定所述电池***不满足所述预设放电条件。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,判断当前工况电流是否满足第一预设条件,具体包括:
判断所述当前工况电流是否在预设工况电流范围内;
若否,则当前工况电流不满足第一预设条件;
若是,则判断所述当前工况电流持续时长是否大于或等于预设时长;
若是,则所述当前工况电流满足第一预设条件;
若否,则当前工况电流不满足第一预设条件。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
确定当前放电荷电状态显示值SOCdisf;
根据修正后的SOCrealf与所述当前SOCdisf,确定所述当前SOCdisf的跟随速率,对所述当前SOCdisf进行修正处理。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,根据修正后的SOCrealf与所述当前SOCdisf,确定所述SOCdisf的跟随速率,对所述当前SOCdisf进行修正处理,具体包括:
当所述修正后的SOCrealf与所述当前SOCdisf不相等时,判断所述修正后的SOCrealf是否小于所述当前SOCdisf;
若是,则按照预设的安时积分法,根据第一预设修正速率,对所述SOCdisf进行修正处理;其中,所述第一预设修正速率大于1;
若否,则按照预设的所述安时积分法,根据第二预设修正速率,对所述SOCdisf进行修正处理;其中,所述第二预设修正速率小于1。
10.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一预设阈值的确定方法具体包括:
根据预设电池模型,确定与放电温度和工况电流匹配的不同放电荷电状态下的开路电压OCV与最低电压的对应关系;
根据开路电压OCV与最低电压的对应关系,确定不同放电荷电状态下的开路电压OCV与最低电压的误差最大值,将所述误差最大值作为与所述放电起始温度和所述工况电流匹配的第一预设阈值。
11.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一预设阈值的确定方法具体包括:
对所述电池***在不同放电温度以及不同所述工况电流分别进行恒流放电测试;
确定与放电温度和所述工况电流匹配的不同放电荷电状态下的开路电压OCV与最低电压的对应关系;
根据开路电压OCV与最低电压的对应关系,确定不同放电荷电状态下的开路电压OCV与最低电压的误差最大值,将所述误差最大值作为与所述放电温度和所述工况电流匹配的第一预设阈值。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在确定出所述电池***处于放电阶段时,根据所述电池***上电时读取到的荷电状态的最小值SOCmin的初始值、充电容量调整系数和放电温度调整系数,确定所述SOCrealf的初始值;
按照预设安时积分法,根据所述放电温度调整系数、所述充电容量调整系数、电池标称容量、电池健康状态SOH和确定出的所述SOCrealf的初始值,计算所述当前SOCrealf;
其中,所述放电阶段包括:放电初期、放电低端和放电截止。
13.一种电池***的荷电状态的修正装置,其特征在于,包括:
存储器,用于存储程序指令;
处理器,用于调用所述存储器中存储的所述程序指令,按照获得的程序执行根据权利要求1~12任一项所述的电池***荷电状态的修正方法。
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