锂电池SOC估算方法、锂电池模块及用电设备技术

本发明专利技术公开了锂电池SOC估算方法、锂电池模块及用电设备，锂电池SOC估算方法包括以下步骤：预设锂电池SOC与至少一个锂电池工作参数之间对应关系的待解函数关系式；统计所述待解函数关系式中未知量的数量N；采集锂电池工作状态下的M组采样数据，M≥N且每组采样数据包含锂电池SOC以及待解函数关系式中的所有锂电池工作参数；根据M组采样数据计算出待解函数关系式的所有未知量；将未知量代入待解函数关系式中得到SOC估算模型。本发明专利技术利用多组采样数据计算得到待解函数关系式中的未知量，形成最终的SOC估算模型，以实现高效的动态估算锂电池SOC值。锂电池SOC值。锂电池SOC值。

【技术实现步骤摘要】
锂电池SOC估算方法、锂电池模块及用电设备


[0001]本专利技术涉及锂电池
，尤其涉及锂电池SOC估算方法、锂电池模块及用电设备。

技术介绍

[0002]现有技术中普通使用安时积分法或开环电压法来估算锂电池的SOC，安时积分法虽便于在硬件中实现，但受锂电池初始SOC值的影响较大，容易产生累积误差，开环电压法虽能够高精度的估计锂电池的SOC，但难以实现对锂电池SOC的在线动态估计，而现有的基于黑箱模型法原理的锂电池SOC估算方法中，大多存在计算过程复杂、运算效率低等问题。
[0003]因此，如何设计能够实现动态估算锂电池SOC的估算方法是业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的缺陷，本专利技术提出锂电池SOC估算方法、锂电池模块及用电设备，该锂电池SOC估算方法通过分析多组采样数据得到SOC估算模型，以实现高效的动态估算锂电池SOC值。
[0005]本专利技术采用的技术方案是，设计锂电池SOC估算方法，包括以下步骤：预设锂电池SOC与至少一个锂电池工作参数之间对应关系的待解函数关系式；统计所述待解函数关系式中未知量的数量N；采集锂电池工作状态下的M组采样数据，M≥N且每组采样数据包含锂电池SOC以及所述待解函数关系式中的所有锂电池工作参数；根据M组采样数据计算出待解函数关系式的所有未知量；将未知量代入待解函数关系式中得到SOC估算模型。
[0006]其中，待解函数关系式中的所有锂电池工作参数作为SOC估算模型的输入量，锂电池SOC作为SOC估算模型的唯一输出量。
[0007]当M＞N时，根据M组采样数据计算待解函数关系式的所有未知量包括：将M组采样数据分别代入到待解函数关系式中求出同一未知量的多个数值；计算同一未知量的平均值作为该未知量。
[0008]优选的，M组采样数据分别是在锂电池不同工作时间段下采样得到。
[0009]在一实施例中，待解函数关系式为，S为锂电池SOC，I为放电电流，T为电池温度，A和B为待解函数关系式的项系数，a和b为权重系数，C为常数，A、B、C、a和b为待解函数关系式中的五个未知量。
[0010]优选的，每组采样数据中的锂电池SOC计算方式为：检测锂电池的开环电压，从开环电压与SOC的对应关系中获取对应的SOC值，对应关系和锂电池的规格相匹配。
[0011]本专利技术还提出了锂电池模块，包括：锂电池、检测锂电池工作参数的检测组件、与检测组件连接的控制单元，该控制单元烧录有通过上述锂电池SOC估算方法得到的SOC估算
模型。
[0012]在一实施例中，SOC估算模型的输入量为放电电流和电池温度，SOC估算模型的唯一输出量为锂电池SOC，检测组件包括：用于检测放电电流的电流传感器和用于检测电池温度的温度传感器，控制单元将接收到的放电电流和电池温度输入SOC估算模型以实时计算出锂电池SOC。
[0013]本专利技术还提出了用电设备，该用电设备具有上述的锂电池模块。
[0014]与现有技术相比，本专利技术根据黑箱法的基本原理，忽略锂电池单个物理量与SOC之间的关系，将锂电池的部分工作参数作为输入量，将锂电池SOC作为唯一的输出量，预设输入量与输出量之间对应关系的待解函数关系式，然后利用多组采样数据计算得到待解函数关系式中的未知量，形成最终的SOC估算模型，通过该SOC估算模型可以比较精确的估算出锂电池SOC，实际使用时将输入量输入SOC估算模型中即可实时计算出锂电池SOC，在保证估算精度的前提下，能够高效的动态估算锂电池SOC，计算过程简单、运算效率高。
附图说明
[0015]下面结合实施例和附图对本专利技术进行详细说明，其中：图1是本专利技术中锂电池SOC估算方法的原理示意图。
具体实施方式
[0016]如图1所示，本专利技术提出的锂电池SOC估算方法基于黑箱法，黑箱法是指一个系统内部结构不清楚或根本无法弄清楚时，从外部输入控制信息，使系统内部发生反应后输出信息，再根据其输出信息来研究其功能和特性的一种方法。根据黑箱法的基本原理，忽略锂电池单个物理量与SOC之间的关系，将锂电池的部分工作参数作为输入量，将锂电池SOC作为唯一的输出量，预设输入量与输出量之间存在对应关系，并列出该对应关系的待解函数关系式，然后利用多组采样数据计算得到待解函数关系式中的未知量，形成最终的SOC估算模型，通过该SOC估算模型可以比较精确的估算出锂电池SOC。
[0017]具体来说，锂电池SOC估算方法包括以下步骤：预设锂电池SOC与至少一个锂电池工作参数之间的待解函数关系式；统计待解函数关系式中未知量的数量N；采集锂电池工作状态下的M组采样数据，M≥N且每组采样数据包含锂电池SOC以及所述待解函数关系式中的所有锂电池工作参数，每组采样数据代入待解函数关系式之后会得到一个待解的多元方程，采样数据的组数M大于或等于未知量的数量N可以保证待解多元方程的数量足够求解出方程中的未知量；根据M组采样数据计算出待解函数关系式的所有未知量；将未知量代入待解函数关系式中得到SOC估算模型。
[0018]需要说明的是，SOC估算模型确定之后，待解函数关系式中的所有锂电池工作参数作为SOC估算模型的输入量，锂电池SOC作为SOC估算模型的唯一输出量，将输入量输入到SOC估算模型即可得到锂电池SOC，锂电池SOC的计算更简单快速。
[0019]为了提高SOC估算模型的精度，M组采样数据分别是在锂电池不同工作时间段下采样得到。进一步的，在优选实施例中，采样数据的组数M大于未知量的数量N，根据M组采样数
据计算待解函数关系式的所有未知量包括：将M组采样数据分别代入到待解函数关系式中求出同一未知量的多个数值，计算同一未知量的平均值作为该未知量。取平均值的方式可以降低数据的误差，实际应用时可以重复多次实验，采样数据的组数M越大，未知量的计算越准确，由此来确定出最准确合理的待解函数关系式，确保该SOC估算模型能够精确的估算出锂电池SOC。
[0020]如图1所示，以本专利技术提供的一实施例为例进行详细说明，以锂电池的放电电流I、电池温度T这两个物理量作为输入量，将锂电池SOC作为唯一的输出量，假设上述两个输入量与输出量之间存在多次多元非线性函数关系，假设该非线性待解函数关系式为，S为锂电池SOC，I为放电电流，T为电池温度，A和B为待解函数关系式的项系数，a和b为权重系数，C为常数，A、B、C、a和b为待解函数关系式中的五个未知量。
[0021]由于该待解函数关系式中有五个未知量，因此最少采集五组采样数据代入到待解函数关系式中，构成一个含有五个等式的方程组，便能够求出待解函数关系式中的五个未知量，进而将未知量代入待解函数关系式中得到SOC估算模型，其它形式的多元多次方程的求解过程与该实施例的原理相同。
[0022]每组采样数据中的放电电流I和电池温度T可利用较为灵敏的电流测量仪和温度测量仪测出，每组采样数据中的锂电池SOC计算方式为：检测锂电池的开环电压，从开环电压与SOC的对应关系中获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂电池SOC估算方法，其特征在于，包括以下步骤：预设锂电池SOC与至少一个锂电池工作参数之间对应关系的待解函数关系式；统计所述待解函数关系式中未知量的数量N；采集锂电池工作状态下的M组采样数据，M≥N且每组采样数据包含锂电池SOC以及所述待解函数关系式中的所有锂电池工作参数；根据所述M组采样数据计算出所述待解函数关系式的所有未知量；将所述未知量代入所述待解函数关系式中得到SOC估算模型。2.根据权利要求1所述的锂电池SOC估算方法，其特征在于，所述待解函数关系式中的各个锂电池工作参数作为所述SOC估算模型的输入量，所述锂电池SOC作为所述SOC估算模型的唯一输出量。3.根据权利要求1所述的锂电池SOC估算方法，其特征在于，当M＞N时，根据所述M组采样数据计算所述待解函数关系式的所有未知量包括：将所述M组采样数据分别代入到所述待解函数关系式中求出同一未知量的多个数值；计算同一未知量的平均值作为该未知量。4.根据权利要求1所述的锂电池SOC估算方法，其特征在于，所述M组采样数据分别是在锂电池不同工作时间段下采样得到。5.根据权利要求1至4任一项所述的锂电池SOC估算方法，其特征在于，所述待解函数关系式为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金奇，许勇浩，程义，王天伦，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：