高电量充放电建模及电量校正方法、系统、设备和介质技术方案

本发明专利技术提供一种高电量充放电建模及电量校正方法、系统、设备和介质，高电量充放电建模方法包括：获取第一目标电池的在预设的最高截止SOC与预设的SOC下限值之间的充电或放电过程中记录的若干第一电池电流、第一电池电压和对应的第一时间点，获取所述第一目标电池的电池容量；根据所述最高截止SOC、所述SOC下限值、所述第一电池电流、所述第一电池电压、所述第一时间点和所述电池容量拟合得到反映所述第一电池电压与相对剩余电量之间关系的模型方程。本发明专利技术通过高电量下充放电的模型方程对同类型电池的测量电量进行校正，进而对电池的SOC进行校正，避免测量和累积误差，更符合电池的物理特性，减少了计算量，减少了计算时间。减少了计算时间。减少了计算时间。

【技术实现步骤摘要】
高电量充放电建模及电量校正方法、系统、设备和介质


[0001]本专利技术涉及锂电池
，尤其涉及一种高电量充放电建模及电量校正方法、系统、设备和介质。

技术介绍

[0002]SOC是电池的荷电状态，在储能的电池管理系统(BMS)中，电池SOC是核心的状态，影响着电池寿命(SOH)、剩余能量(SOE)、电池输出功率(SOP)，甚至影响着电池安全。但是由于电池所处环境复杂、影响参数过多，很难对电池SOC进行准确预测。目前国标中，电池SOC的预估准确度要求为5％。
[0003]在长期的工作中，由于调频电站的工况不稳定及电流计的计量范围问题，按照BMS的测量数据计算出的充放电电量与电池实际的充放电电量的差距大，导致采用安时积分法的SOC计算出现很大的误差，即在工作中甚至会出现累计SOC超过100％的情况；而BMS计算的SOC，由于电池电芯本身衰减趋势及工作情况不一致，会导致长期工作后，由于电芯SOH不同，导致SOC产生较大的计算误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中按照BMS的测量数据计算出的充放电电量与电池实际的充放电电量的差距大，导致采用安时积分法对SOC的计算误差大的缺陷，提供一种高电量充放电建模及电量校正方法、系统、设备和介质。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0006]本专利技术提供一种高电量充放电建模方法，包括：
[0007]获取第一目标电池的在预设的最高截止SOC与预设的SOC下限值之间的充电或放电过程中记录的若干第一电池电流、第一电池电压和对应的第一时间点，获取所述第一目标电池的电池容量；
[0008]根据所述最高截止SOC、所述SOC下限值、所述第一电池电流、所述第一电池电压、所述第一时间点和所述电池容量拟合得到反映所述第一电池电压与相对剩余电量之间关系的模型方程；其中，所述相对剩余电量的取值范围的下限值为零，所述取值范围的上限值为所述最高截止SOC与所述SOC下限值的差值，所述相对剩余电量用于将所述最高截止SOC与所述SOC下限值之间的电量与电压的关系映射到所述取值范围内的电量与电压的关系。
[0009]较佳地，所述根据所述最高截止SOC、所述SOC下限值、所述第一电池电流、所述第一电池电压、所述第一时间点和所述电池容量拟合得到反映所述第一电池电压与相对剩余电量之间关系的模型方程，包括：
[0010]对于放电过程，根据所述第一电池电流和对应的第一时间点计算得到放电电量；
[0011]根据所述最高截止SOC和所述充电电量计算得到对应的第一时间点的当前电量；
[0012]根据所述当前电量和所述电池容量计算得到对应的第一时间点的电池SOC；
[0013]根据对应的第一时间点的所述电池SOC和所述第一电池电压拟合得到反映所述第
一电池电压与所述电池SOC之间关系的第一方程；
[0014]将以下公式代入所述第一方程得到所述模型方程：
[0015]相对剩余电量＝(电池SOC
‑
SOC下限值)*电池容量；
[0016]或，
[0017]对于充电过程，根据所述第一电池电流和对应的第一时间点计算得到充电电量；
[0018]根据所述SOC下限值和所述放电电量计算得到对应的第一时间点的当前电量；
[0019]根据所述当前电量和所述电池容量计算得到对应的第一时间点的电池SOC；
[0020]根据对应的第一时间点的所述电池SOC和所述第一电池电压拟合得到反映所述第一电池电压与所述电池SOC之间关系的第一方程；
[0021]将以下公式代入所述第一方程得到所述模型方程：
[0022]相对剩余电量＝(电池SOC
‑
SOC下限值)*电池容量。
[0023]较佳地，所述高电量充放电建模方法还包括：
[0024]在所述模型方程满足验证条件时，所述模型方程验证成功；
[0025]其中，所述验证条件包括所述第一电池电压在100％SOC处达到额定电压，并且拟合系数大于预设的拟合阈值。
[0026]本专利技术还提供一种电量校正方法，包括：
[0027]获取第二目标电池的在预设的最高截止SOC与预设的SOC下限值之间的充电或放电过程中记录的第二电池电压；
[0028]根据所述第二电池电压以及利用前述的高电量充放电建模方法得到的模型方程，反向求解得到相对剩余电量；其中，第二目标电池的类型与第一目标电池的类型相同；
[0029]根据所述相对剩余电量、电池容量以及所述最高截止SOC与所述SOC下限值的差值，计算得到实际充放电电量。
[0030]较佳地，所述电量校正方法还包括：
[0031]根据所述最高截止SOC、所述实际充放电电量和所述电池容量计算得到校正后的实际SOC。
[0032]较佳地，采用如下公式表示所述实际SOC：
[0033]ΔQ
e
＝f
‑1(U)；
[0034]Q
real
＝C*(SOC
rated
‑
SOC
min
)
‑
ΔQ
e
；
[0035]SOC
real
＝SOC
rated
‑
Q
real
/C*100％；
[0036]其中，f
‑1(U)为所述模型方程的反函数，U表示所述第二电池电压，ΔQ
e
表示所述相对剩余电量，C表示所述电池容量，SOC
rated
表示所述最高截止SOC，SOC
min
表示所述SOC下限值，Q
real
表示所述实际充放电电量，SOC
real
表示所述实际SOC。
[0037]较佳地，所述电量校正方法还包括：
[0038]获取所述第二目标电池的所述充电或放电过程中记录的若干第二电池电流和对应的第二时间点；
[0039]根据所述第二电池电流和所述第二时间点计算得到BMS测量电量；其中，所述BMS测量电量表征按照BMS的测量数据计算出的充放电电量；
[0040]以所述BMS测量电量与所述实际充放电电量的差值作为BMS电量累计误差。
[0041]本专利技术还提供一种高电量充放电建模系统，包括：第一获取模块和拟合模块；
[0042]所述第一获取模块用于获取第一目标电池的在预设的最高截止SOC与预设的SOC下限值之间的充电或放电过程中记录的若干第一电池电流、第一电池电压和对应的第一时间点，获取所述第一目标电池的电池容量；
[0043]所述拟合模块用于根据所述最高截止SOC、所述SOC下限值、所述第一电池电流、所述第一电池电压、所述第一时间点和所述电池容量拟合得到反映所述第一电池电压与相对剩余电量之间关系的模型方程；其中，所述相对剩余电量的取值范围的下限值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电量充放电建模方法，其特征在于，包括：获取第一目标电池的在预设的最高截止SOC与预设的SOC下限值之间的充电或放电过程中记录的若干第一电池电流、第一电池电压和对应的第一时间点，获取所述第一目标电池的电池容量；根据所述最高截止SOC、所述SOC下限值、所述第一电池电流、所述第一电池电压、所述第一时间点和所述电池容量拟合得到反映所述第一电池电压与相对剩余电量之间关系的模型方程；其中，所述相对剩余电量的取值范围的下限值为零，所述取值范围的上限值为所述最高截止SOC与所述SOC下限值的差值，所述相对剩余电量用于将所述最高截止SOC与所述SOC下限值之间的电量与电压的关系映射到所述取值范围内的电量与电压的关系。2.如权利要求1所述的高电量充放电建模方法，其特征在于，所述根据所述最高截止SOC、所述SOC下限值、所述第一电池电流、所述第一电池电压、所述第一时间点和所述电池容量拟合得到反映所述第一电池电压与相对剩余电量之间关系的模型方程，包括：对于放电过程，根据所述第一电池电流和对应的第一时间点计算得到放电电量；根据所述最高截止SOC和所述充电电量计算得到对应的第一时间点的当前电量；根据所述当前电量和所述电池容量计算得到对应的第一时间点的电池SOC；根据对应的第一时间点的所述电池SOC和所述第一电池电压拟合得到反映所述第一电池电压与所述电池SOC之间关系的第一方程；将以下公式代入所述第一方程得到所述模型方程：相对剩余电量＝(电池SOC
‑
SOC下限值)*电池容量；或，对于充电过程，根据所述第一电池电流和对应的第一时间点计算得到充电电量；根据所述SOC下限值和所述放电电量计算得到对应的第一时间点的当前电量；根据所述当前电量和所述电池容量计算得到对应的第一时间点的电池SOC；根据对应的第一时间点的所述电池SOC和所述第一电池电压拟合得到反映所述第一电池电压与所述电池SOC之间关系的第一方程；将以下公式代入所述第一方程得到所述模型方程：相对剩余电量＝(电池SOC
‑
SOC下限值)*电池容量。3.如权利要求1所述的高电量充放电建模方法，其特征在于，所述高电量充放电建模方法还包括：在所述模型方程满足验证条件时，所述模型方程验证成功；其中，所述验证条件包括所述第一电池电压在100％SOC处达到额定电压，并且拟合系数大于预设的拟合阈值。4.一种电量校正方法，其特征在于，包括：获取第二目标电池的在预设的最高截止SOC与预设的SOC下限值之间的充电或放电过程中记录的第二电池电压；根据所述第二电池电压以及利用如权利要求1
‑
3任一项所述的高电量充放电建模方法得到的模型方程，反向求解得到相对剩余电量；其中，第二目标电池的类型与第一目标电池的类型相同；根据所述相对剩余电量、电池容量以及所述最高截止SOC与所述SOC下限值的差值，计
算得到实际充放电电量。5.如权利要求4所述的电量校正方法，其特征在于，所述电量校正方法还包括：根据所述最高截止SOC、所述实际充放电电量和所述电池容量计算得到校正后的实际SOC。6.如权利要求5所述的电量校正方法，其特征在于，采用如下公式表示所述实际SOC：ΔQ
e
＝f
‑1(U)；Q
re...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宗霖，魏琼，严晓，赵恩海，吴炜坤，任浩雯，丁鹏，王得成，周国鹏，冯媛，
申请(专利权)人：上海玫克生储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：