电池管理系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种有效地且精确地估计电池的荷电状态（SOC）的电池管理系统和一种使用该电池管理系统的方法。在一个方面，该电池管理系统包括主控制器单元，主控制器单元被构造为从感测单元接收电流数据和电压数据，并且在确定积分电流值的绝对值之和超过预定值时计算开路电压（OCV）。该电池管理系统还被构造为基于所计算的OCV来估计SOC。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种有效地且精确地估计电池的荷电状态（SOC）的电池管理系统和一种使用该电池管理系统的方法。在一个方面，该电池管理系统包括主控制器单元，主控制器单元被构造为从感测单元接收电流数据和电压数据，并且在确定积分电流值的绝对值之和超过预定值时计算开路电压（OCV）。该电池管理系统还被构造为基于所计算的OCV来估计SOC。【专利说明】本申请要求于2013年2月5日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0012886号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用包含于此。
所公开的技术总地涉及一种电池管理系统和一种使用该电池管理系统的方法。更具体地讲，所公开的技术涉及一种用来有效地且精确地估计电池的荷电状态(SOC)的电池管理系统。
技术介绍
混合动力车辆和电动车辆具有包括二次电池模块的高容量电池组，二次电池模块包括串并联构建的二次电池单体。部分地基于对这些车辆的增加的需求，极大地促进了与使用非水电解质的高功率高能量二次电池有关的技术。可以串联或并联连接多个高功率二次电池单体来形成高容量二次电池模块，进而可以将高容量二次电池模块组装成高容量电池组。电池单体是可以集成为电池模块的最小单位，电池模块通常包括若干电池单体。进而电池组通常包括若干电池模块。尽管可以以任何集成度应用在此所公开的电池管理系统，但是为了简便起见，在下文中将把电池单体的一个集成单位简单地称作“电池”。为了保持电池的最佳操作状态，经常采用电池管理系统(BMS)用以通过监测电压和电流来管理电池的充电和放电。以最大容量的百分比表征当前电池容量的一个参数是荷电状态(S0C)。一般通过电流积分来计算S0C，以监测电池容量随时间的变化。一些电池管理系统基于开路电压(OCV)来估计S0C。然而，测量精确的OCV最少会花费五小时或更多的时间。另外，利用电流传感器测量电流，电流传感器在测量时经常容易出现误差。此外，测量误差会通过电池的重复充电和放电而扩大，从而使估计出的SOC的精确度受到限制。因此，需要更有效且更精确地估计电池的SOC的电池管理系统。
技术实现思路
特定实施例涉及一种用来有效地且精确地估计电池的荷电状态(SOC)的电池管理系统(BMS)和一种使用该电池管理系统的方法。在一个方面，该电池管理系统包括主控制器单元，主控制器单元被构造为从感测单元接收电流数据和电压数据，并且在确定积分电流值的绝对值之和超过预定值时计算开路电压(0CV)。该电池管理系统还被构造为基于所计算的OCV来估计SOC。根据BMS的一个实施例，一种电池管理系统包括:感测单元，被构造为通过测量电池的电流和电压来获得电流数据和电压数据；主控制器单元(MCU)，被构造为从感测单元接收电流数据和电压数据，在积分电流值的绝对值之和超过预定值时计算开路电压(0CV)，并且估计与所计算的OCV对应的荷电状态(S0C)。根据BMS的另一实施例，电流数据包括充电电流和放电电流，积分电流值的绝对值之和为积分充电电流的绝对值与积分放电电流的绝对值的和。根据BMS的另一实施例，当积分电流值的绝对值之和超过预定值时，MCU被构造为将通过对电流数据进行积分而获得的积分电流值重置为零。根据BMS的另一实施例，MCU包括电流积分单元，其被构造为通过对电流数据进行积分计算积分电流值并且计算积分电流值的绝对值之和。MCU另外包括OCV计算单元，其被构造为当积分电流值的绝对值之和超过预定值时，利用电池的电流数据、电压数据和内阻来计算OCV。MCU还包括被构造为利用所计算的OCV来估计SOC的SOC估计单元。根据BMS的另一实施例，OCV计算单元被构造为利用电流数据和电压数据中的至少一个来计算0CV，其中，使用在电池被基本完全充满的时刻所测量的电流和电压来获得该电流数据和电压数据。根据BMS的另一实施例，OCV计算单元被构造为利用电流数据和电压数据中的至少一个来计算0CV，其中，使用在电池处于被充电到相对于电池的完全充满状态的90%或大于90%的状态的时刻所测量的电流和电压来获得该电流数据和电压数据。根据BMS的另一实施例，感测单元还被构造为通过测量电池温度来获得温度数据。根据BMS的另一实施例，OCV计算单元被构造为利用从电池的放电深度(DOD)在大约O和0.7之间的状态下的电池获得的温度数据并且基于存储在MCU中的温度-电阻关系数据来确定内阻。根据BMS的另一实施例，MCU还包括被构造为将积分电流值重置为零的电流积分重置单元。根据BMS的另一实施例，SOC估计单元被构造为基于所计算的OCV与存储在SOC估计单元中的SOC-OCV关系数据来估计S0C。根据BMS的另一实施例，当积分电流值的绝对值之和不超过预定值时，SOC估计单元利用积分电流值来估计S0C。根据BMS的另一实施例，SOC估计单元通过将积分电流值与预定的初始SOC或预先测量的SOC相加来估计SOC。根据BMS的另一实施例，所述预定值在电池的电池容量的大约五倍和七倍之间。根据一个方面的一种利用电池管理系统(BMS)的方法包括:接收电池的电流数据和电压数据；基于电流数据计算积分电流值的绝对值之和；当确定积分电流值的绝对值之和超过预定值时，利用电池的电流数据、电压数据和内阻计算开路电压(OCV);估计与所计算的OCV对应的荷电状态(SOC )。根据另一实施例，该方法包括:计算积分电流值的绝对值之和的步骤包括通过对电流数据进行积分来计算积分电流值。根据另一实施例，该方法还包括:当积分电流值的绝对值之和超过预定值时，将积分电流值重置为零。根据另一实施例，利用在电池被基本完全充满的时刻所测量的电流或电压来获得用来计算OCV的电流数据和电压数据中的至少一个。根据另一实施例，该方法还包括:当积分电流值的绝对值之和不超过预定值时，利用积分电流值来估计SOC。如上所述，在特定实施例中，即使积分电流值的误差累积，也能够计算出更精确的SOC。【专利附图】【附图说明】附图与说明书一起示出了所公开的技术的示例性实施例，并且附图与描述一起用来解释所公开的技术的原理。图1是根据所公开的技术的一个实施例的电池的三维图示。图2是示意性地示出了根据所公开的技术的另一实施例的电池管理系统的框图。图3是示出了根据所公开的技术的另一实施例的电池的内阻和放电深度(DOD)之间的关系的曲线图。图4是示出了根据所公开的技术的另一实施例的开路电压(OCV)和荷电状态(SOC)之间的关系的曲线图。图5是示出了根据所公开的技术的另一实施例的使用电池管理系统的方法的流程图。【具体实施方式】在下文中，将参照附图来描述根据所公开的技术的特定示例性实施例。这里，当第一元件被描述为结合到第二元件时，第一元件不仅可以直接结合到第二元件，而且也可以经由第三元件间接结合到第二元件。此外，为了清晰，省略了一些对完全理解本专利技术而言不是必需的元件。另外，同样的附图标记始终表示同样的元件。图1是示出根据所公开的技术的实施例的电池的示图。图1示出了大容量电池模块10，其包括按间隔布置的多个二次电池单体11以及被构造为通过利用冷却剂来保持电池模块10的温度的外壳13。电池管理系统(BMS)20连接到电池模块10并且被构造为管理电池模块10的充电/放电。电池模块10另外包括置于相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池管理系统，所述电池管理系统包括：感测单元，被构造为通过测量电池的电流和电压来获得电流数据和电压数据；以及主控制器单元，被构造为从感测单元接收电流数据和电压数据，在积分电流值的绝对值之和超过预定值时计算开路电压，并且估计与所计算的开路电压对应的荷电状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈煐祐，李守真，赵永信，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR