[发明专利]一种基于电池特性曲线的SOC估算方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于电池管理及测试技术领域，特别涉及一种基于电池特性曲线的SOC估算方法及装置。

背景技术

在能源危机和环境污染日益严重的今天，电动汽车由于其零污染和能源利用率高的特点，得到了越来越广泛地使用。对于电动汽车而言，电池是其动力来源的核心部件，而电池管理系统又对观测电池的状态、确保电池的安全起着重要的作用。在电池的状态参数中，电池荷电状态(SOC)通常被用来衡量电池剩余容量、续航里程以及表征电池的可用能量。

现阶段SOC估算方法主要有安时积分法、开路电压法、卡尔曼滤波算法或其衍生算法。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

现有的SOC估算方法大多基于电池单体而且计算复杂度太高，对微处理器的计算速度要求较高，算法收敛速度慢，导致SOC计算的误差较大，很难满足实际的需求。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于电池特性曲线的SOC估算方法及装置。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种基于电池特性曲线的SOC估算方法，所述方法包括：

获取初始电池荷电状态、电池容量、电池单体电压值、电池单体温度值、电池工作电流值和电流采样周期；

根据所述初始电池荷电状态、所述电池工作电流值、所述电流采样周期、所述电池容量，计算得到第一电池荷电状态；

当所述电池工作电流值小于电流阈值的持续时间小于时间阈值时，根据预设的不同温度下荷电状态-开路电压曲线，得到第二电池荷电状态；

求取所述第一电池荷电状态和所述第二电池荷电状态之差并取绝对值，得到电池荷电状态差值；

当所述电池荷电状态差值大于荷电状态阈值时，根据所述第一电池荷电状态和所述第二电池荷电状态，确定最终电池荷电状态；当所述电池荷电状态差值不大于所述荷电状态阈值时，确定最终电池荷电状态为第一电池荷电状态。

进一步地，所述第一电池荷电状态的计算公式如下：

SOC₁＝SOC₀+(η*I*ΔT)/Q

式中：SOC₀为初始电池荷电状态；I为电池工作电流值；ΔT为电流采样周期；Q为电池容量；η为电池充电效率；SOC₁为第一电池荷电状态。

进一步地，所述电池单体电压值通过芯片或光耦采样电路测量得到，所述电池单体温度值通过光耦采样电路测量得到，所述电池工作电流值通过霍尔传感器采集得到。

进一步地，所述当所述电池工作电流值小于电流阈值的持续时间小于时间阈值时，根据预设的不同温度下荷电状态-开路电压曲线，得到第二电池荷电状态具体包括：当所述电池工作电流值小于电流阈值的持续时间小于时间阈值时，获取所述电池单体电压值的最小值和所述电池单体温度值的最小值，代入到预设的不同温度下荷电状态-开路电压曲线中，得到第二电池荷电状态。

进一步地，所述根据所述第一电池荷电状态和所述第二电池荷电状态，得到最终电池荷电状态，所述最终电池荷电状态的计算公式如下：

SOC＝η₁SOC₁+η₂SOC₂

式中：SOC₁为第一电池荷电状态；SOC₂为第一电池荷电状态；SOC为最终电池荷电状态；η₁+η₂＝1，η₁和η₂表示修正因子，且0＜η₁、η₂＜1，修正因子的取值由SOC₁和SOC₂的权值决定。

一种基于电池特性曲线的SOC估算装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取初始电池荷电状态、电池容量、电池单体电压值、电池单体温度值、电池工作电流值和电流采样周期；

计算模块，用于根据所述初始电池荷电状态、所述电池工作电流值、所述电流采样周期、所述电池容量，计算得到第一电池荷电状态；

状态获取模块，用于当所述电池组工作电流值小于电流阈值且所述持续时间小于时间阈值时，根据预设的不同温度下荷电状态-开路电压曲线，得到第二电池荷电状态；

状态计算模块，用于根据所述第一电池荷电状态和所述第二电池荷电状态做差并取绝对值，得到电池荷电状态差值；