[发明专利]一种动力电池的SOC估算方法、装置及电池管理系统

说明书

本发明提供了一种动力电池的SOC估算方法，包括以下步骤:获取所述电池组内多节单体锂电池的电池性能数据；通过OCV‑SOC曲线估算电池初始容量值，并结合温度修正因子以及电池值对电池初始容量值进行修正，以及根据通过温度修正因子修正实际放电容量值；通过差分隔离采样电路在采样周期T内对采样电阻进行采样并获取电池组的采样电流值进行积分计算，得到电池组的电荷变化量；判断电池充放电状态并对电荷变化量进行修正；根据SOC初始容量值和修正后的电荷变化量，迭代计算并输出k时刻的SOC估算值。本发明还提供了一种动力电池的SOC估算装置及电池管理系统。本发明通过将开路电压法和安时积分法有机结合，有效提升了SOC估算精度及稳定性。

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，具体涉及一种动力电池的SOC估算方法、装置及电池管理系统。

背景技术

荷电状态(State Of Charge，SOC)是表征电池状态的重要参数之一，准确地估计电池SOC是电池安全的保证。目前，SOC估算方法主要为开路电压法或安时积分法，其中，通过开路电压法对电池进行SOC估算时，需要对电池进行充分静置以使电池达到稳定状态，因此开路电压法无法满足在线检测的需求；而安时积分法实现简单、可靠，精度相对较高，但是在实际使用过程中仍然存在以下缺陷：(1)若SOC的初始值给定不准确，计算出的SOC将存在误差，因此存在对电池的SOC初始值的依赖性过大的情况；(2)由于采样电流值必然与真实值存在一定误差，且误差将随着时间的推移不断累积，而安时积分法自身并不能对累积误差进行修正；(3)库伦效率的影响，电池的性能受环境温度、充放电电流大小、循环次数等多方面因素影响。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种动力电池的SOC估算方法、装置及电池管理系统，通过将开路电压法和安时积分法有机结合，有效提升了SOC估算精度及稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种动力电池的SOC估算方法，所述方法包括以下步骤:

获取所述电池组内多节单体锂电池的电池性能数据，所述电池性能数据包括电池初始电压V、电流采样周期t以及电池标称容量C；

根据上述电池性能数据，并通过OCV-SOC曲线估算电池初始容量值E_{soc_k-1}，并结合温度修正因子以及电池SOH值对电池初始容量值进行修正，以及根据通过温度修正因子修正实际放电容量值C_{n_I}(T,S,age)；

通过差分隔离采样电路在采样周期T内对采样电阻进行采样并获取电池组的采样电流值i进行积分计算，得到电池组的电荷变化量ΔQ_i，其计算公式为：

判断电池充放电状态并对电荷变化量ΔQ_i进行修正；

根据SOC初始容量值和修正后的电荷变化量ΔQ_i，迭代计算并输出k时刻的SOC 估算值，其中，所述SOC初始容量值为迭代变量，前一时刻k-1的SOC估算值作为后一时刻k的SOC初始容量值，SOC估算值的计算公式为其中， C_{n_I}(T,S,age)为第n电池的标称容量。

进一步地，判断电池充放电状态并对电荷变化量ΔQ_i进行修正，包括：

判断电池组内多节单体锂电池的充放电状态；

若判定为大电流放电状态，则通过Peukert系数对电荷变化量ΔQ_i修正，其修正的公式为ΔQ_i＝i^Pt，其中i为采样电流值，t为电池组环境温度，P为Peukert系数；若判定为充电状态，则通过库伦效率进行电荷变化量进行修正，其修正的公式为ΔQ_i＝η(i,mode)ΔQ′_i，其中i为采样电流值，t为电池组环境温度，η(i,mode)为库伦效率。