[发明专利]电池SOC的确定方法及使用该方法的电池管理系统

说明书

本发明涉及一种电池SOC的确定方法，以及使用该方法的电池管理系统，所述的电池SOC的确定方法包括：测量电池的开路电压（OCV）；将测量到的电池的开路电压与OCV‑SOC曲线进行比较从而确定电池的SOC状态；所述的OCV‑SOC曲线中的SOC值为基于热力学状态量的SOC。

技术领域

本发明涉及一种电池SOC的确定方法，以及使用该方法的电池管理系统。

背景技术

随着石油资源的日益枯竭和环境问题的日趋严峻，寻求新能源，减少碳排放成为了世界的主流趋势。电动汽车就是其中一个主要的发展方向，目前的电动汽车，主要可以分为HEV(Hybrid Electric Vehicle：混合动力车）、PHEV(Plug-in Hybrid ElectricVehicle：插电式混合动力车)、EV(Electric Vehicle：纯电动车)这几类，通过部分或者完全使用电能来驱动车辆，可以提高能效，减少车辆行驶过程中的碳排放量。

对于任意类型的电动汽车，其内部都需要设置多个电池（或称电池包）作为储存电能的装置，而如何管理这些电池的充电和放电以及对这些电池进行监控就成为了电动汽车设计中的一个重要问题。尤其是，目前的电动汽车所用的电池多数选用锂离子电池（Lithium ion battery),锂离子电池在过充、过放的情况下容易出现安全问题甚至可能起火燃烧。因此，如何对于电池，特别是锂离子电池在使用中的状态进行准确的监控就成了设计电动汽车用电池包时一个至关重要的问题。

在现有技术中，一般是采用BMS(Battery Management System：电池管理系统）通过传感器件来对锂离子电池的SOC(State of Charge：荷电态）进行监控。SOC，是一个定义出来用于衡量电池荷电量的参数。定义该参数的目的是希望可以通过这个参数来得知电池中还有多少电荷可以被使用。因为不同于车辆的油箱，对于电池而言，无法通过简单观察得知其内部还有多少电荷可以被使用。例如，一个标称容量为3Ah（Ah是电池行业对于电荷量的一种通用单位，如果转化为电荷的国际标准单位，则1Ah=3600库仑）的电池，如果说它的SOC为30％，一般的字面上的意思就是指它的内部还有3Ah×30％=0.9Ah的电荷可以被使用。

现有技术中，确定SOC的办法一般是基于通过测量电池的OCV（Open CircuitVoltage：开路电压）而间接得到的，这种方法核心的依据在于：将SOC看作是OCV的函数，即：电池在充放电过程中会有不同的OCV,不同的OCV对应于不同的SOC。例如，对于最普通的手机上使用的LCO电池（Lithium Cobalt Oxide：钴酸锂电池）而言，在充放电过程中，假设其充电电压如果达到4.2V，就认为其已经被“充满”，也就是说SOC达到了100％的状态，而如果其放电电压跌落至2.8V，就认为其已经完全放电，也就是说SOC为0。在现有技术中， 一般是通过如下具体方式来测量电池的OCV-SOC标准曲线：对于某一款电池而言，在某一温度下，以5％SOC为步长，测量电池的OCV,对充电过程和放电过程分别进行OCV测量。

上述的OCV-SOC法具体是这样测量的（例如在10℃条件下）:首先在标准条件下(例如25℃,0.33C，对于不同的电池体系，“标准条件”也有所不同)测量出该电池的标准容量,例如是1Ah；然后将1Ah进行20等分,即0.05Ah(该值即是5%SOC的确定标准,因为得到标准容量1Ah后即认为标准容量是100%的SOC),然后,在电池的充电过程中,通过对充入电池的电量的追踪积分,来确定电池到达了哪一个5%的步长点。例如如果电池从容量为0开始充入了0.05Ah的电量,即认为电池达到了5%的SOC点；在此点进行静置(约3～4个小时)后得到该点所对应的OCV点(即5%SOC充电过程所对应的OCV点)；而如果继续从该5%SOC点出发,继续充入了0.05Ah的电量,则认为到达了10%的SOC点,继续在此点进行静置(约3～4个小时)后得到该点所对应的OCV点(即10%SOC充电过程所对应的OCV点),依次类推继续得到15%,20%,25%...100%的各个点。