CN113625176B - 一种锂离子电池模块soc差计算方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种锂离子电池模块SOC差计算方法及设备，通过计算机设备实现以下步骤：获取磷酸铁锂体系电池包充电时两个模块的监控数据，包括电压、SOC值；截取其中40％SOC～至80％SOC的充电数据；对两个模块的被截取数据分别通过sigmoid函数进行拟合；根据拟合参数计算两个模块充电SOC电压曲线拐点对应的SOC值；计算两个拐点对应的SOC差值即为两个模块的SOC差。本发明针对现有的磷酸铁锂体系锂离子电池模块SOC差计算方法，提出了根据充电数据计算模块SOC差的方法，可以实现在充电结束时得到电池包内部模块之间SOC差的可靠快速计算，可以应用于BMS中进行模块一致性检测或在动力电池远程监控大数据分析平台监控进行远程分析计算。
Description
技术领域
本发明涉及车用动力电池组技术领域，具体涉及一种锂离子电池模块SOC差计算方法及设备。
背景技术
随着电动汽车的普及，电动汽车的电池安全问题得到越来越多的关注。电动汽车采用的动力电池，一般采用大量单体电芯进行串并联方式组合以满足容量和电压需求。在电池运行时由于单体电芯的生产不一致性和使用条件的不一致性，某些单体电芯或并联模块在运行时产生欠压/低容/自放电大等故障，这些故障使得该单体电芯或模块在运行时SOC低于其他单体电芯或模块，使电池包无法发挥应有的性能，影响电池包正常使用，并且由于磷酸铁锂电压特性，SOC差异引起的电压差异很小，采用传统的方法很难计算出模块之间的SOC差异。
发明内容
本发明提出的一种锂离子电池模块SOC差计算方法及设备，根据电池包充电监控数据，用以计算出模块之间的SOC差，可解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种锂离子电池模块SOC差计算方法，包括：
包括如下步骤：
获取磷酸铁锂体系电池包充电时两个模块的监控数据，包括电压、SOC值；
根据磷酸铁锂体系电池充电曲线的特性，曲线拐点位置位于60％SOC附近，考虑到BMS SOC计算的误差，截取其中40％SOC～至80％SOC的充电数据；
对两个模块的被截取数据分别通过sigmoid函数进行拟合；
根据拟合参数计算两个模块充电SOC电压曲线拐点对应的SOC值；
计算两个拐点对应的SOC差值即为两个模块的SOC差。
进一步的，所述磷酸铁锂体系电池为磷酸铁锂体系的锂离子电池。
进一步的，其中拟合函数为sigmoid函数，具体为：
其中v为电压值，s为SOC值，a、b、c、d为待拟合参数；
进一步的，其中，SOC-电压曲线拐点对应的SOC值计算公式为：
其中Sc为SOC-电压曲线拐点对应的SOC值。
另一方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
第三方面，本发明还公开一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
由上述技术方案可知，本发明的锂离子电池模块SOC差计算方法，根据磷酸铁锂体系锂离子电池在40～80％SOC段的充电曲线和sigmoid函数相近的特性，提出一种通过曲线拟合的方法快速计算模块间SOC差的计算方法。具体的说，本发明针对现有的磷酸铁锂体系锂离子电池模块SOC差计算方法，提出了根据充电数据计算模块SOC差的方法，可以实现在充电结束时得到电池包内部模块之间SOC差的可靠快速计算，可以应用于BMS中进行模块一致性检测或在动力电池远程监控大数据分析平台监控进行远程分析计算。
总体而言，由于计模块SOC一致性差的一般方法是根据电压差进行判断，无法直接得出SOC差，并且仅能在较高或较低SOC段进行有效判断，本发明能够根据电池包充电数据计算出电池包内任意模块间的容量或SOC差异，并且能够在充电平台段(中间SOC段)进行计算。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明实施例的得到两模块充电过程的SOC-电压电流序列；
图3是本发明实施例的截取的曲线的40％SOC～80％部分示意图；
图4是本发明实施例的拟合曲线示意图；
图5是本发明实施例的两个模块充电SOC电压曲线拐点示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，本实施例所述的锂离子电池模块SOC差计算方法，包括通过计算机设备实现以下步骤：
获取磷酸铁锂体系电池包充电时两个模块的监控数据，包括电压、SOC值；
截取其中40％SOC～至80％SOC的充电数据；
对两个模块的被截取数据分别通过sigmoid函数进行拟合；
根据拟合参数计算两个模块充电SOC电压曲线拐点对应的SOC值；
计算两个拐点对应的SOC差值即为两个模块的SOC差。
其中，拟合函数为sigmoid函数，具体为：
其中v为电压值，s为SOC值，a、b、c、d为待拟合参数。
其中，所述根据拟合参数计算两个模块充电SOC电压曲线拐点对应的SOC值，其中，其计算公式为
其中Sc为SOC-电压曲线拐点对应的SOC值，a、b为拟合计算求出的a、b值。
以下具体说明：
本实例提供一种模块SOC差计算方法，以电池组某次充电时两块模块的SOC、电压数据为例。
模块SOC差的计算包括以下步骤：
1、获取某次充电时动力电池组两模块各时刻对应电压值v、SOC值s，得到两模块充电过程的SOC-电压电流序列，如图2所示；
2、根据磷酸铁锂体系电池充电曲线的特性，曲线拐点位置位于60％SOC附近，考虑到BMS SOC计算的误差，截取上述曲线的40％SOC～80％部分，如图3所示；
3、对两个模块的被截取数据分别通过如下函数进行拟合：
其中v为电压值，s为SOC值，a、b、c、d为待拟合参，拟合结果如图4所示；
求得两模块的SOC-电压曲线拟合参数分别为：
模块1:a,b,c,d＝0.23730361,12.610446,0.04283811,3.33481823；
模块2:a,b,c,d＝0.319228,17.51430986,0.0396606,3.32985568。
4、根据拟合参数计算两个模块充电SOC电压曲线拐点对应的SOC值；如图5所示；
模块1:
模块2:
5、根据步骤4的计算结果计算两个拐点对应的SOC差值即为两个模块的SOC差：
两模块SOC差＝54.86-53.14＝1.72(％)。
综上所述，本发明实施例针对现有的磷酸铁锂体系锂离子电池模块SOC差计算方法，提出了根据充电数据计算模块SOC差的方法，可以实现在充电结束时得到电池包内部模块之间SOC差的可靠快速计算，可以应用于BMS中进行模块一致性检测或在动力电池远程监控大数据分析平台监控进行远程分析计算。
另一方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
第三方面，本发明还公开一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。
可理解的是，本发明实施例提供的***与本发明实施例提供的方法相对应，相关内容的解释、举例和有益效果可以参考上述方法中的相应部分。
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、CD-ROM、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。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (3)
1.一种锂离子电池模块SOC差计算方法，其特征在于：通过计算机设备实现以下步骤：
获取磷酸铁锂体系电池包充电时两个模块的监控数据，包括电压、SOC值；
截取其中40%SOC~至80%SOC的充电数据；
对两个模块的被截取数据分别通过sigmoid函数进行拟合；
根据拟合参数计算两个模块充电SOC电压曲线拐点对应的SOC值；
计算两个拐点对应的SOC差值即为两个模块的SOC差；
所述根据拟合参数计算两个模块充电SOC电压曲线拐点对应的SOC值，其中，其计算公式为
其中为SOC-电压曲线拐点对应的SOC值，a、b为拟合计算求出的a、b值；
拟合函数为sigmoid函数，具体为：
其中v为电压值，s为SOC值，a、b、c、d为待拟合参数。
2.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1所述方法的步骤。
3.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1所述方法的步骤。
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