一种锂电池系统的SOC估计方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种锂电池系统的SOC估计方法及其系统，发明专利技术包括：根据每个单体电池的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差，将标准充放电曲线划分为多个标准曲线分区间，获取每个标准曲线分区间的充放电容量和充放电标定公式；将每个单体电压曲线结合标准曲线分区间和标准曲线分区间对应的充放电标定公式计算得到单体SOH预估值；根据每个单体电池的单体SOH预估值获取得到锂电池系统的系统SOH预估值；对所述锂电池系统的充放电电流和充放电时间进行积分处理，得到充放电容量预估值；根据系统SOH预估值和充放电容量预估值获取系统SOC预估值；结合对应的系统工况对系统SOC预估值进行校准操作。本发明专利技术的有益效果：通过精准预估SOH进而准确预估SOC。通过精准预估SOH进而准确预估SOC。通过精准预估SOH进而准确预估SOC。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池系统的SOC估计方法及其系统


[0001]本专利技术涉及电池管理
，尤其涉及一种锂电池系统的SOC估计方法及其系统。

技术介绍

[0002]目前电池系统的SOC预估算法通常采用开路电压法、安时积分法、神经网络法、电池等效电路模型法和卡尔曼滤波法；同时目前锂离子电池系统的电池控制系统所用的电为电池提供。
[0003]然而目前的神经网络法、电池等效电路模型法、卡尔曼滤波法均需要大量的数据进行提取模型，因此目前电池系统SOC预估主要运用的开路电压法和安时积分法。同时目前锂离子电池系统的控制系统采用电为电池侧。
[0004]现有技术中预估SOH主要采用循环与容量衰减成线性关系的方法进行预估，而锂离子电池寿命衰减并非与循环成正相关，因此SOH随着循环次数的增加误差持续增加；由于磷酸铁锂电池在10％-90％SOC态，平台较为平稳，SOC与电压的关系没有明显关系，采用开路电压法会造成SOC态显示由20％SOC快速下降至5％SOC，且在10％-90％SOC 态预估误差非常大；利用安时积分法预估SOC态，引用SOH作为分母，由于目前方法预估SOH误差大，导致SOC预估误差大；并且现有技术中的系统SOC预估方法无法兼容不同工况、不同类型电池。电池系统为电池控制系统供电也将影响系统SOC预估的准确度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种锂电池系统的SOC估计方法及其系统。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种锂电池系统的SOC估计方法，其中，包括以下步骤：
[0008]获取锂电池系统的标准充放电曲线，锂电池系统包括多个单体电池；
[0009]获取每个单体电池的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差，并根据时间点电压差将标准充放电曲线划分为多个标准曲线分区间，以及获取每个标准曲线分区间的充放电容量和充放电标定公式；
[0010]获取每个单体电池在对应的系统工况下的单体电压曲线，并将每个单体电压曲线结合每个标准曲线分区间和标准曲线分区间对应的充放电标定公式计算得到单体SOH预估值；
[0011]根据每个单体电池的单体SOH预估值获取得到锂电池系统的系统SOH预估值；
[0012]实时获取所述锂电池系统的充放电电流和充放电时间，并对所述锂电池系统的充放电电流和充放电时间进行积分处理，以得到充放电容量预估值；
[0013]根据系统SOH预估值和充放电容量预估值获取得到系统SOC预估值；
[0014]结合对应的系统工况对系统SOC预估值进行对应的校准操作。
[0015]优选的，锂电池系统的SOC估计方法，其中，标准充放电曲线为单体电池或锂电池系统在对应的系统工况下的100％SOC-0％SOC的充放电曲线。
[0016]优选的，锂电池系统的SOC估计方法，其中，获取每个单体电池的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差，并根据时间点电压差将标准充放电曲线划分为多个标准曲线分区间，以及获取每个标准曲线分区间的充放电容量和充放电标定公式，具体包括以下步骤：
[0017]获取单体电池的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差；
[0018]当时间点电压差小于或等于第一时间点电压差阈值时，将标准充放电曲线上的时间点电压差所在的单体电压划分到第一标准曲线分区间中；或
[0019]当时间点电压差大于第一时间点电压差阈值并小于第二时间点电压差阈值时，将标准充放电曲线上的时间点电压差所在的单体电压划分到第二标准曲线分区间中；或
[0020]当时间点电压差大于或等于第二时间点电压差阈值时，将标准充放电曲线上的时间点电压差所在的单体电压划分到第三标准曲线分区间中；
[0021]其中，第一时间点电压差阈值小于第二时间点电压差阈值；
[0022]获取第一标准曲线分区间于充电时的充电区间，和获取第一标准曲线分区间于放电时的放电区间，并根据第一标准曲线分区间的充电区间和放电区间计算得到第一标准曲线分区间的充放电容量；和
[0023]获取第二标准曲线分区间于充电时的充电区间，和获取第二标准曲线分区间于放电时的放电区间，并根据第二标准曲线分区间的充电区间和放电区间计算得到第二标准曲线分区间的充放电容量；和
[0024]获取第三标准曲线分区间于充电时的充电区间，和获取第三标准曲线分区间于放电时的放电区间，并根据第三标准曲线分区间的充电区间和放电区间计算得到第三标准曲线分区间的充放电容量；
[0025]采用直线模型，并依照最小二乘法分别拟合出第一标准曲线分区间、第三标准曲线分区间和第二标准曲线分区间的充放电标定公式；
[0026]其中，充放电标定公式包括充电状态下的充电标定公式和放电状态下的放电标定公式。
[0027]优选的，锂电池系统的SOC估计方法，其中，获取每个单体电池在对应的系统工况下的单体电压曲线，并将每个单体电压曲线结合每个标准曲线分区间和标准曲线分区间对应的充放电标定公式计算得到单体SOH预估值，包括以下步骤：
[0028]获取单体电池于对应的系统工况下的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差；
[0029]当时间点电压差小于或等于第一时间点电压差阈值时，将单体电压曲线上的时间点电压差所在的单体电压划分到第一单体曲线分区间中；或
[0030]当时间点电压差大于第一时间点电压差阈值并小于第二时间点电压差阈值时，将单体电压曲线上的时间点电压差所在的单体电压划分到第二单体曲线分区间中；或
[0031]当时间点电压差大于或等于第二时间点电压差阈值时，将单体电压曲线上的时间点电压差所在的单体电压划分到第三单体曲线分区间中；
[0032]其中，第一时间点电压差阈值小于第二时间点电压差阈值；
[0033]根据第一标准曲线分区间的充放电标定公式获取得到第一单体曲线分区间的曲线方程，并根据第一单体曲线分区间的曲线方程计算得到第一有效时间；和
[0034]根据第二标准曲线分区间的充放电标定公式获取得到单体电压曲线的第二单体曲线分区间的曲线方程，并根据第二单体曲线分区间的曲线方程计算得到第二有效时间；和
[0035]将第三标准曲线分区间的充放电容量作为第三单体曲线分区间的第三分区间容量；
[0036]根据第一有效时间、第二有效时间和第三分区间容量获取最大发挥容量；
[0037]根据最大发挥容量和额定容量计算得到单体SOH预估值。
[0038]优选的，锂电池系统的SOC估计方法，其中，根据单体SOH预估值获取得到锂电池系统的系统SOH预估值，具体包括以下步骤：
[0039]获取所有单体电池的电压，并根据最大电压和最小电压的差得到单体电池之间的单体电池电压差；
[0040]判断单体电池电压差是否大于预设单体电池电压差阈值；
[0041]若是，将最小电压对应的单体电池的单体SOH预估值作为系统SOH预估值；
[0042本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池系统的SOC估计方法，其特征在于，包括以下步骤：获取锂电池系统的标准充放电曲线，所述锂电池系统包括多个单体电池；获取每个所述单体电池的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差，并根据所述时间点电压差将所述标准充放电曲线划分为多个标准曲线分区间，以及获取每个所述标准曲线分区间的充放电容量和充放电标定公式；获取每个所述单体电池在对应的系统工况下的单体电压曲线，并将每个所述单体电压曲线结合每个所述标准曲线分区间和所述标准曲线分区间对应的所述充放电标定公式计算得到单体SOH预估值；根据每个所述单体电池的所述单体SOH预估值获取得到所述锂电池系统的系统SOH预估值；实时获取所述锂电池系统的充放电电流和充放电时间，并对所述锂电池系统的充放电电流和充放电时间进行积分处理，以得到充放电容量预估值；根据所述系统SOH预估值和所述充放电容量预估值获取得到系统SOC预估值；结合对应的所述系统工况对所述系统SOC预估值进行对应的校准操作。2.如权利要求1所述的锂电池系统的SOC估计方法，其特征在于，所述标准充放电曲线为所述单体电池或所述锂电池系统在所述系统工况的荷电态范围为100％SOC-0％SOC的充放电曲线。3.如权利要求1所述的锂电池系统的SOC估计方法，其特征在于，所述获取每个所述单体电池的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差，并根据所述时间点电压差将所述标准充放电曲线划分为多个标准曲线分区间，以及获取每个所述标准曲线分区间的充放电容量和充放电标定公式，具体包括以下步骤：获取所述单体电池于标准系统工况下的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差；当所述时间点电压差小于或等于第一时间点电压差阈值时，将所述标准充放电曲线上的所述时间点电压差所在的单体电压划分到第一标准曲线分区间中；或当所述时间点电压差大于第一时间点电压差阈值并小于第二时间点电压差阈值时，将所述标准充放电曲线上的所述时间点电压差所在的单体电压划分到第二标准曲线分区间中；或当所述时间点电压差大于或等于第二时间点电压差阈值时，将所述标准充放电曲线上的所述时间点电压差所在的单体电压划分到第三标准曲线分区间中；其中，所述第一时间点电压差阈值小于所述第二时间点电压差阈值；获取所述第一标准曲线分区间于充电时的充电区间，和获取第一标准曲线分区间于放电时的放电区间，并根据所述第一标准曲线分区间的所述充电区间和所述放电区间计算得到所述第一标准曲线分区间的所述充放电容量；和获取所述第二标准曲线分区间于充电时的充电区间，和获取第二标准曲线分区间于放电时的放电区间，并根据所述第二标准曲线分区间的所述充电区间和所述放电区间计算得到所述第二标准曲线分区间的所述充放电容量；和获取所述第三标准曲线分区间于充电时的充电区间，和获取第三标准曲线分区间于放电时的放电区间，并根据所述第三标准曲线分区间的所述充电区间和所述放电区间计算得
到所述第三标准曲线分区间的所述充放电容量；采用直线模型，并依照最小二乘法分别结合所述第一标准曲线分区间、所述第二标准曲线分区间、所述第三标准曲线分区间的所述充放电容量拟合出对应于所述第一标准曲线分区间、所述第二标准曲线分区间和所述第三标准曲线分区间的所述充放电标定公式；其中，所述充放电标定公式包括充电状态下的充电标定公式和放电状态下的放电标定公式。4.如权利要求3所述的锂电池系统的SOC估计方法，其特征在于，所述获取每个所述单体电池在对应的系统工况下的单体电压曲线，并将每个所述单体电压曲线结合每个所述标准曲线分区间和所述标准曲线分区间对应的所述充放电标定公式计算得到单体SOH预估值，包括以下步骤：获取所述单体电池于系统工况下的每两个相隔预设时间间隔的时间点之间的时间点电压差；当所述时间点电压差小于或等于第一时间点电压差阈值时，将所述单体电压曲线上的所述时间点电压差所在的单体电压划分到第一单体曲线分区间中；或当所述时间点电压差大于第一时间点电压差阈值并小于第二时间点电压差阈值时，将所述单体电压曲线上的所述时间点电压差所在的单体电压划分到第二单体曲线分区间中；或当所述时间点电压差大于或等于第二时间点电压差阈值时，将所述单体电压曲线上的所述时间点电压差所在的单体电压划分到第三单体曲线分区间中；其中，所述第一时间点电压差阈值小于所述第二时间点电压差阈值；根据所述第一标准曲线分区间的所述充放电标定公式获取得到所述第一单体曲线分区间的曲线方程，并根据所述第一单体曲线分区间的曲线方程计算得到第一有效时间；和根据所述第二标准曲线分区间的所述充放电标定公式获取得到所述单体电压曲线的第二单体曲线分区间的曲线方程，并根据所述第二单体曲线分区间的曲线方程计算得到第二有效时间；和将所述第三标准曲线分区间的所述充放电容量作为所述第三单体曲线分区间的第三分区间容量；根据所述第一有效时间、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汉川，陈冬，王羽平，相佳媛，陈建，吴贤章，
申请(专利权)人：杭州南都动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：