[发明专利]一种电池荷电状态的估计方法及装置

说明书

本申请公开了一种电池荷电状态的估计方法及装置，用于提高电池荷电状态的估计值的准确性。本申请方法包括：根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值；获取待测电池的放电时长；根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型；根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据；根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量；根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。

技术领域

本申请涉及电池管理领域，尤其涉及一种电池荷电状态的估计方法及装置。

背景技术

电池的荷电状态(state of charge，SOC)，是电池状态的主要参数之一，其数值定义为电池的剩余容量占电池的总容量的比值。对电池管理系统(battery managementsystem，BMS)而言，判断电池的荷电状态SOC一直是个难题，原因在于：一方面电池荷电状态SOC无法直接测量，只能间接地通过测量电流、电压、温度等外部参数进行估计，并且受到电池充放电率、温度、自放电率、老化寿命、电池的放电截止电压、内阻等多种因素的影响，很难对其做出准确估计；另一方面电池本身是一个非常复杂的电化学体系，其内部电化学关系具有非线性关系，这就使得很难利用所能检测到的有限的外部特征建立关系模型预测电池内部状态。

现有方案中，提供了一种动力电池荷电状态估计方法及系统，选定戴维南(Thevenin)等效电路模型，并向动力电池施加脉冲电流激励，采集动力电池输出电压、电流数据，根据输出电压与时间关系得到脉冲电流激励响应曲线；将激励响应曲线分为A、B、C三段，根据A段激励响应曲线，结合阻容回路的零输入响应表达式以及最小二乘法得到时间常数；根据B段激励响应曲线，结合阻容回路的零状态响应表达式，并将时间常数代入零状态响应表达式，利用最小二乘法得到极化电阻和极化电容；根据C段激励响应曲线利用欧姆定律得到欧姆内阻；根据极化电阻、极化电容和欧姆内阻，利用扩展卡尔曼滤波算法得到动力电池荷电状态的估计值。

由于用户的使用需求和习惯，每种应用的响应时间也差别很大(从以毫秒作为单位到以分作为单位)，而随着时间的增加，电池的欧姆内阻、电荷传递电阻、扩散阻抗会依次出现并叠加构成电池的总内阻，电池的总内阻也是随着时间发生变化的。现有方案中并没有考虑电荷传递电阻、扩散阻抗对电池的总内阻的影响，计算得到的电池荷电状态的估计值不准确。

发明内容

本申请实施例提供了一种电池荷电状态的估计方法及装置，用于根据精确度更高的电池内阻模型估计电池荷电状态，提高了电池荷电状态的估计值的准确性。

本申请第一方面提供了一种电池荷电状态的估计方法，包括：根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值，其中，该预置的时间间隔为上一时刻与当前时刻之间的时长，该预置的时间间隔预先进行配置；获取待测电池的放电时长，该放电时长为充放电电流的持续时长；根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型；根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据；根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量，该不可用电量为待测电池不能释放电量时的荷电状态值；根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。根据温度、SOC、电流、放电时长对电池的电阻的影响，建立更准确的电池内阻模型，根据待测电池的内阻响应的类型和更准确的电池的内阻模型获取准确的待测电池的内阻数据，再根据该过内阻数据准确计算出电池的不可用电量，进而准确估算出电池当前电池荷电状态。