一种动力电池组的荷电状态计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种动力电池组的荷电状态计算方法及系统，通过安时积分法和开路电压法分别计算得到动力电池组的安时荷电状态和预估荷电状态，然后通过判断安时荷电状态和预估荷电状态的差值是否满足预设修正条件来对安时荷电状态进行修正，若不修正，则认为安时荷电状态是准确的并直接将安时荷电状态作为动力电池组的实际荷电状态，若修正，则将修正后的安时荷电状态作为动力电池组的实际荷电状态，可以及时修正荷电状态计算过程中所产生的误差，有效提高荷电状态的计算精度并且计算量小、易于实现。

A calculation method and system for charging state of power battery pack

The invention provides a method and system for calculating the charging state of a power battery pack. The ampere-time charging state and the predicted charging state of the power battery pack are calculated by the ampere-time integral method and the open-circuit voltage method respectively, and then the safety is ensured by judging whether the difference between the ampere-time charging state and the predicted charging state meets the preset correction condition. If the current state is not corrected, it is considered that the current state is accurate and the current state is taken as the actual state of the power battery pack directly. If the current state is corrected, the modified current state can be taken as the actual state of the power battery pack and the current state can be corrected in time. The error can effectively improve the calculation accuracy of the state of charge, and the calculation is small and easy to implement.

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池组的荷电状态计算方法及系统
本专利技术实施例属于动力电池组
，尤其涉及一种动力电池组的荷电状态计算方法及系统。
技术介绍
随着动力电池组技术的不断发展和进步，动力电池组被广泛应用于电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车等设备。在动力电池组的使用过程中，需要对动力电池组进行有效管理，以确保动力电池组能够在正常状态下工作，从而延长其使用寿命。动力电池组的荷电状态(StateofCharge，SOC)是衡量动力电池组工作状态的重要参数之一，准确的计算动力电池组的荷电状态，对有效防止动力电池组过度充电或过度放电、提高动力电池组的安全性能、延长动力电池组的使用寿命起着至关重要的作用。然而，目前通常是通过开路电压法、安时积分法、内阻法、神经网络法或卡尔曼滤波法来计算动力电池组的荷电状态，这些算法在长期使用过程中均会出现累计误差并且单独的使用一种方法来计算荷电状态计算精度较低，无法长久有效的准确计算动力电池组的荷电状态。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种动力电池组的荷电状态计算方法及系统，可以及时修正荷电状态计算过程中所产生的误差，有效提高荷电状态的计算精度并且计算量小、易于实现。本专利技术实施例一方面提供一种动力电池组的荷电状态计算方法，其包括：获取所述动力电池组的当前电流、当前最高单体电压、当前最低单体电压、初始荷电状态和初始标称容量；根据所述当前电流、所述初始荷电状态和所述初始标称容量，通过安时积分法计算所述动力电池组的安时荷电状态；根据所述当前电流、所述当前最高单体电压、所述当前最低单体电压、预设OCV-SOC曲线和预设直流内阻表，通过开路电压法计算所述动力电池组的预估荷电状态；若所述安时荷电状态和所述预估荷电状态的差值不满足预设修正条件，则将所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态；否则根据预设修正系数对所述安时荷电状态进行修正，直到修正后的所述安时荷电状态大于所述预估荷电状态时止，并将修正后的所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态。本专利技术实施例另一方面还提供一种动力电池组的荷电状态计算系统，其包括：参数获取单元，用于获取所述动力电池组的当前电流、当前最高单体电压、当前最低单体电压、初始荷电状态和初始标称容量；安时荷电状态计算单元，用于根据所述当前电流、所述初始荷电状态和所述初始标称容量，通过安时积分法计算所述动力电池组的安时荷电状态；预估荷电状态计算单元，用于根据所述当前电流、所述当前最高单体电压、所述当前最低单体电压、预设OCV-SOC曲线和预设直流内阻表，通过开路电压法计算所述动力电池组的预估荷电状态；实际荷电状态确定单元，用于若所述安时荷电状态和所述预估荷电状态的差值不满足预设修正条件，则将所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态；否则根据预设修正系数对所述安时荷电状态进行修正，直到修正后的所述安时荷电状态大于所述预估荷电状态时止，并将修正后的所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态。本专利技术实施例通过安时积分法和开路电压法分别计算得到动力电池组的安时荷电状态和预估荷电状态，然后通过判断安时荷电状态和预估荷电状态的差值是否满足预设修正条件来对安时荷电状态进行修正，若不修正，则认为安时荷电状态是准确的并直接将安时荷电状态作为动力电池组的实际荷电状态，若修正，则将修正后的安时荷电状态作为动力电池组的实际荷电状态，可以及时修正荷电状态计算过程中所产生的误差，有效提高荷电状态的计算精度并且计算量小、易于实现。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一个实施例供的动力电池组的荷电状态计算方法的基本流程框图；如图2是本专利技术的一个实施例提供的预先根据实验测得动力电池组在不同温度下的温度补偿系数图；如图3是本专利技术的一个实施例提供的预先根据实验测得的动力电池组在25℃下的不同倍率放电曲线图和动力电池组在23℃下的不同倍率充电曲线图；如图4是本专利技术的一个实施例提供的预先根据实验测得动力电池组的预设OCV-SOC曲线；如图5是本专利技术的一个实施例提供的动力电池组工作状态下的等效电路模型；如图6是本专利技术的一个实施例提供的预先根据实验测得的动力电池组在充放电过程中的电流和端电压随时间变化的关系图；图7是本专利技术的一个实施例提供的步骤S30的具体流程框图；图8是本专利技术的一个实施例提供的步骤S40的具体流程框图；图9是本专利技术的一个实施例提供的动力电池组的荷电状态计算方法的流程框图；图10是本专利技术的一个实施例提供的动力电池组的荷电状态计算方法的流程框图；图11是本专利技术的一个实施例提供的动力电池组的荷电状态计算系统的基本结构框图；图12是本专利技术的一个实施例提供的预估荷电状态计算单元30的结构框图；图13是本专利技术的一个实施例提供的实际荷电状态确定单元40的结构框图；图14是本专利技术的一个实施例提供的动力电池组的荷电状态计算系统的结构框图；图15是本专利技术的一个实施例提供的动力电池组的荷电状态计算系统的结构框图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。如图1所示，本专利技术的一个实施例提供一种动力电池组的荷电状态计算方法，其包括：步骤S10：获取所述动力电池组的当前电流、当前最高单体电压、当前最低单体电压、初始荷电状态和初始标称容量。在本实施例中，当前电流是指当前时刻获取的流过动力电池组的电流；当前最高单体电压是指动力电池组所包括的多个单体电池中当前电压最高的单体电池的电压；当前最低单体电压是指动力电池组所包括的多个单体电池中当前电压最低的单体电池的电压；初始荷电状态是指当前时刻获取到的动力电池组的荷电状态；初始标称容量是指当前时刻获取到的动力电池组的标称容量。步骤S20：根据所述当前电流、所述初始荷电状态和所述初始标称容量，通过安时积分法计算所述动力电池组的安时荷电状态。在具体应用中，可以根据安时积分法的计算公式：计算动力电池组的安时荷电状态；其中，SOC(K)为动力电池组在K时刻的荷电状态，在本实施例中，SOC(K)即为动力电池组的安时荷电状态SOCAH；SOC(K-1)为动力电池组在K-1时刻的荷电状态，在本实施例中，SOC(K-1)即为初始荷电状态SOC0；i为动力电池组的工作电流的瞬时值，动力电池组放电时i取正值，动力电池组充电时i取负值，在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池组的荷电状态计算方法，其特征在于，所述荷电状态计算方法包括：获取所述动力电池组的当前电流、当前最高单体电压、当前最低单体电压、初始荷电状态和初始标称容量；根据所述当前电流、所述初始荷电状态和所述初始标称容量，通过安时积分法计算所述动力电池组的安时荷电状态；根据所述当前电流、所述当前最高单体电压、所述当前最低单体电压、预设OCV‑SOC曲线和预设直流内阻表，通过开路电压法计算所述动力电池组的预估荷电状态；若所述安时荷电状态和所述预估荷电状态的差值不满足预设修正条件，则将所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态；否则根据预设修正系数对所述安时荷电状态进行修正，直到修正后的所述安时荷电状态大于所述预估荷电状态时止，并将修正后的所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池组的荷电状态计算方法，其特征在于，所述荷电状态计算方法包括：获取所述动力电池组的当前电流、当前最高单体电压、当前最低单体电压、初始荷电状态和初始标称容量；根据所述当前电流、所述初始荷电状态和所述初始标称容量，通过安时积分法计算所述动力电池组的安时荷电状态；根据所述当前电流、所述当前最高单体电压、所述当前最低单体电压、预设OCV-SOC曲线和预设直流内阻表，通过开路电压法计算所述动力电池组的预估荷电状态；若所述安时荷电状态和所述预估荷电状态的差值不满足预设修正条件，则将所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态；否则根据预设修正系数对所述安时荷电状态进行修正，直到修正后的所述安时荷电状态大于所述预估荷电状态时止，并将修正后的所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态。2.如权利要求1所述的动力电池组的荷电状态计算方法，其特征在于，所述根据所述当前电流、所述当前最高单体电压、所述当前最低单体电压、预设OCV-SOC曲线和预设直流内阻表，通过开路电压法计算所述动力电池组的预估荷电状态，包括：查询预设直流内阻表中所述当前电流对应的直流内阻；根据所述当前电流、所述当前最高单体电压、所述当前最低单体电压和所述直流内阻，通过开路电压法计算所述当前最高单体电压对应的当前最高开路电压和所述当前最低单体电压对应的当前最低开路电压；查询所述预设OCV-SOC曲线中所述当前最高开路电压对应的当前最大荷电状态和所述当前最低单体电压对应的当前最小荷电状态；对所述当前最大荷电状态和所述当前最小荷电状态进行加权平均计算，得到当前平均荷电状态；若所述动力电池组处于放电状态且所述当前最小荷电状态大于或等于第一荷电状态阈值，则将所述当前最大荷电状态作为所述预估荷电状态的第一目标值并以第一预设步长将所述预估荷电状态修正为所述第一目标值；若所述动力电池组处于放电状态、所述当前最小荷电状态大于第二荷电状态阈值且小于第一荷电状态阈值，则将所述当前平均荷电状态作为所述预估荷电状态的第二目标值并以第二预设步长将所述预估荷电状态修正为所述第二目标值；若所述动力电池组处于放电状态且所述当前最小荷电状态小于第二荷电状态阈值，则将所述当前最小荷电状态作为所述预估荷电状态的第三目标值并以第三预设步长将所述预估荷电状态修正为所述第三目标值；若所述动力电池组处于充电状态且所述当前最大荷电状态大于或等于第三荷电状态阈值，则将所述当前平均荷电状态作为所述预估荷电状态的第四目标值并以第四预设步长将所述预估荷电状态修正为所述第四目标值；若所述动力电池组处于充电状态且所述当前最大荷电状态小于第三荷电状态阈值，则将所述当前最大荷电状态作为所述预估荷电状态的第五目标值并以第五预设步长将所述预估荷电状态修正为所述第五目标值。3.如权利要求1所述的动力电池组的荷电状态计算方法，其特征在于，所述若所述安时荷电状态和所述预估荷电状态的差值不满足预设修正条件，则将所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态；否则根据预设修正系数对所述安时荷电状态进行修正，直到修正后的所述安时荷电状态大于所述预估荷电状态时止，并将修正后的所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态，包括：判断所述安时荷电状态和所述预估荷电状态的差值的绝对值是否大于第一预设差值、第二预设差值或第三预设差值；若所述绝对值小于或等于第一预设差值、小于或等于第二预设差值且小于或等于第三预设差值，则将所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态；若所述绝对值大于第一预设差值，则根据第一预设系数对所述安时荷电状态进行修正；若所述绝对值大于第二预设差值，则根据第二预设系数对所述安时荷电状态进行修正；若所述绝对值大于第三预设差值，则根据第三预设系数对所述安时荷电状态进行修正；判断修正后的所述安时荷电状态是否大于所述预估荷电状态；若修正后的所述安时荷电状态大于所述预估荷电状态，则将修正后的所述安时荷电状态作为所述动力电池组的实际荷电状态；若所述修正后的所述安时荷电状态小于或等于所述预估荷电状态，则返回判断所述安时荷电状态和所述预估荷电状态的差值的绝对值是否大于第一预设差值、第二预设差值或第三预设差值的步骤。4.如权利要求1所述的动力电池组的荷电状态计算方法，其特征在于，所述根据所述当前电流、所述初始荷电状态和所述初始标称容量，通过安时积分法计算所述动力电池组的安时荷电状态之前，还包括：根据所述当前最低单体电压、所述初始标称容量和所述预设OCV-SOC曲线，修正所述初始荷电状态。5.如权利要求1所述的动力电池组的荷电状态计算方法，其特征在于，所述荷电状态计算方法还包括：根据所述当前最高单体电压、所述当前最低单体电压、所述初始荷电状态和所述实际荷电状态，修正所述初始标称容量。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉玉波，凌和平，陈昊，陶雷，陈本洁，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44