估计电池的荷电状态SOC的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种估计电池的荷电状态SOC的方法和装置。所述方法包括：根据所述电池的伏安特性建立所述电池的等效电路模型；根据所建立的等效电路模型判断所述电池是否满足预设的充分静置条件；根据所述电池是否满足所述预设的充分静置条件的判断结果估计所述电池的SOC。本发明专利技术的估计电池的SOC的方法和装置能够准确地判断电压回弹程度，从而更准确地估计电池的SOC。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车电子领域，具体地，涉及一种估计电池的荷电状态SOC的方法和装置。
技术介绍
目前电动汽车上配备的大容量动力电池组都专门设计有电池管理系统(BMS)，以对电池组以及单体的状态(包括电压、电流、温度、容量等)进行监测和评估。电池的荷电状态(StateofCharge，SOC)，又称电池剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示，其取值范围为0～1。当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。对SOC进行估计是BMS系统很重要的功能。目前在车辆启动时，可以通过开路电压法对SOC进行估计。开路电压法是在车辆静置一段时间之后，检测电池的开路电压，并利用代表开路电压与SOC对应关系的查找表来估计SOC。现有的开路电压法估计SOC需要保证在车辆启动之前电池经过长时间静置，一般需要一个小时以上，这样估计结果才比较准确。如果车辆未停满一个小时就启动，则可以使用车辆上次关闭时系统中存储的SOC作为当前的SOC。这种估计方法不够快速、准确。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种估计电池的SOC的方法和装置，该方法和装置能够准确地估计电池的SOC。为了实现上述目的，本专利技术提供一种估计电池的荷电状态SOC的方法，该方法包括：根据所述电池的伏安特性建立所述电池的等效电路模型；根据所建立的等效电路模型判断所述电池是否满足预设的充分静置条件；根据所述电池是否满足所述预设的充分静置条件的判断结果估计所述电池的SOC。可选地，所建立的等效电路模型为以下中的任意一者：戴维南等效电路、多阶戴维南等效电路。可选地，所述预设的充分静置条件包括：U∞-U2＜Vset，其中，U∞为静置时间为无穷大时所述电池的开路电压，U2为所述电池的当前开路电压，Vset为预设电压。可选地，所建立的等效电路模型为多阶戴维南等效电路，所述根据所建立的等效电路模型判断所述电池是否满足预设的充分静置条件的步骤包括：在下式成立的情况下，判定所述电池满足所述预设的充分静置条件：U2-U1<Vset(eΔTτ-1)]]>其中，U1为所述电池上次断电时的开路电压，ΔT为所述静置时间，τ为所述多阶戴维南等效电路中的多个电阻电容并联网络分别对应的多个时间常数中的最大值。可选地，所述根据所述电池是否满足预设的充分静置条件的判断结果估计所述电池的SOC的步骤包括：在判定所述电池满足所述预设的充分静置条件的情况下，根据预设的开路电压与SOC对应关系的查找表估计所述电池的SOC；以及在判定所述电池不满足所述预设的充分静置条件的情况下，将所述电池在上次断电时的SOC作为所述电池的SOC。本专利技术还提供一种估计电池的荷电状态SOC的装置，该装置包括：建立模块，用于根据所述电池的伏安特性建立所述电池的等效电路模型；判断模块，用于根据所建立的等效电路模型判断所述电池是否满足预设的充分静置条件；估计模块，用于根据所述电池是否满足所述预设的充分静置条件的判断结果估计所述电池的SOC。根据上述技术方案，通过所建立的电池的等效电路模型来判断电池是否满足预设的充分静置条件，从而根据电池是否充分静置采取合适的估计方法来估计SOC。因此，本专利技术的估计电池的SOC的方法和装置能够准确地判断电压回弹程度，从而更准确地估计电池的SOC。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是一示例性实施方式提供的电池放电静置实验中电池电压随时间的变化曲线；图2是一示例性实施方式提供的估计电池的SOC的方法的流程图；图3是一示例性实施方式提供的电池的二阶戴维南等效电路的示意图；图4是一示例性实施方式提供的电池恒流放电并静置的电压曲线图；图5是一示例性实施方式提供的根据判断结果估计SOC的流程图；图6是一示例性实施方式提供的估计电池的SOC的装置的框图；图7是另一示例性实施方式提供的估计电池的SOC的装置的框图；以及图8是一示例性实施方式提供的估计模块的框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。通常电池的开路电压在结束放电之后会迅速回弹部分电压再缓慢地回升，直到达到稳定的电动势。图1是一示例性实施方式提供的电池放电静置实验中电池电压随时间的变化曲线。如图1所示，电池停止放电后，电池电压会先呈阶跃上升，再缓慢回弹，等到电压完全回弹需要很长的时间，而缓慢回弹过程中电压和时间呈一定的函数关系。现有的开路电压法利用充分静置后电池的SOC与开路电压之间的一一对应关系来估计SOC。对于电池静置多久算是充分静置，通常采用的时间是1～2小时。但是，电压具体回弹多久也与电池之前的使用情况(例如，放电电流、放电时间等)有关。基于现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种判断电池是否充分静置的技术方案，从而能够更加准确地利用开路电压法估计电池的SOC。图2是一示例性实施方式提供的估计电池的SOC的方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：在步骤S11中，根据电池的伏安特性建立电池的等效电路模型。其中，建立电池的等效电路模型能够更加准确地分析得到电池静置之后的电压回弹特性。其中，所建立的等效电路模型可以为以下中的任意一者：戴维南(Thevenin)等效电路、多阶戴维南等效电路等。以上电池的等效电路模型为本领域技术人员所能够获取的，本文中以二阶戴维南等效电路为例进行说明。图3是一示例性实施方式提供的电池的二阶戴维南等效电路的示意图。如图3所示，二阶戴维南等效电路包括串联连接的电池内阻R0和两个RC并联网络(R1C1和R2C2)，电动势为E，开路电压为U1。在进行参数拟合之后，能够得到与电池具有相同伏安特性的二阶戴维南等效电路模型。在步骤S12中，根据所建立的等效电路模型判断所述电池是否满足预设的充分静置条件。当满足该充分静置条件时，能够确定电池的电压已经回弹到了一定程度，剩余的回弹余地较小而可以忽略不计。该充分静置条件可以由人工设置，根据对回弹程度的要求不同，可以设置不同的充分静置条件。...

【技术保护点】
一种估计电池的荷电状态SOC的方法，该方法包括：根据所述电池的伏安特性建立所述电池的等效电路模型；根据所建立的等效电路模型判断所述电池是否满足预设的充分静置条件；根据所述电池是否满足所述预设的充分静置条件的判断结果估计所述电池的SOC。

【技术特征摘要】
1.一种估计电池的荷电状态SOC的方法，该方法包括：
根据所述电池的伏安特性建立所述电池的等效电路模型；
根据所建立的等效电路模型判断所述电池是否满足预设的充分静置条
件；
根据所述电池是否满足所述预设的充分静置条件的判断结果估计所述
电池的SOC。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所建立的等效电路模型
为以下中的任意一者：戴维南等效电路、多阶戴维南等效电路。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的充分静置条
件包括：
U∞-U2＜Vset其中，U∞为静置时间为无穷大时所述电池的开路电压，
U2为所述电池的当前开路电压，
Vset为预设电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所建立的等效电路模型
为多阶戴维南等效电路，所述根据所建立的等效电路模型判断所述电池是否
满足预设的充分静置条件的步骤包括：
在下式成立的情况下，判定所述电池满足所述预设的充分静置条件：
U2-U1<Vset(eΔTτ-1)]]>其中，U1为所述电池上次断电时的开路电压，
ΔT为所述静置时间，
τ为所述多阶戴维南等效电路中的多个电阻电容并联网络分别对应的多
个时间常数中的最大值。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述
根据所述电池是否满足预设的充分静置条件的判断结果估计所述电池的
SOC的步骤包括：
在判定所述电池满足所述预设的充分静置条件的情况下，根据预设的开
路电压与SOC对应关系的查找表估计所述电池的SOC；以及
在判定所述电池不满足所述预设的充分静置条件的情况下，将所述电池
在上次断电时的SOC作为所述电池的S...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明亮，
申请(专利权)人：东软集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21