电池能量状态监测方法和电池系统技术方案

本申请涉及一种电池能量状态监测方法和电池系统。所述方法包括获取电池对应于充电过程的第一初始能量状态；获取电池对应于放电过程的第二初始能量状态；根据第一当前能量状态和第二当前能量状态，获取电池的初始能量状态估算值；若电池系统的工作状态为充电状态，则获取电池的当前时间充电电流值和当前时间充电电压值，并根据内阻值、当前时间充电电流值、当前时间充电电压值、第一初始能量状态和电池的额定能量，获取电池的当前充电能量状态实时值；若当前充电能量状态实时值大于或等于初始能量状态估算值，则将当前充电能量状态实时值作为电池的当前能量状态实际值。本申请耗时短、效率高，而且准确性高。而且准确性高。而且准确性高。

【技术实现步骤摘要】
电池能量状态监测方法和电池系统


[0001]本申请涉及电池
，特别是涉及一种电池能量状态监测方法和电池系统。

技术介绍

[0002]锂离子电池在电动汽车、储能系统、航天航空、军事等领域广泛应用，因此为了保证电池组始终工作于良好状态，并尽可能延长电池组的循环使用寿命，必须对电池组进行有效的控制和管理。
[0003]电池管理系统(Battery Management System，BMS)主要的任务是保证电池工作在合适的参数范围内，在对采集到的电池组电压、温度、电流等信息进行处理后，完成电池组的充放电管理、均衡控制、热管理与控制、电池信息显示和故障的诊断与处理等功能，除此之外还会实时估计电池组的能量状态(State of Charge，SOC)、健康状态(Stateof Health，SOH)、放电峰值功率状态（State of Power，SOP）和能量状态（Stateof Energy，SOE）。
[0004]其中，电池能量状态(State of Energy, SOE)反映的是电池剩余能量和总能量之间的关系，通常用百分数表示。例如，在新能源电动车领域，电池的剩余能量与续航里程存在对应关系，准确的电池能量状态估计可以提高电池剩余能量预测的可靠性，进而对电动汽车续航里程进行准确预测。在整车控制中，电池能量状态可以为整车能量优化提供依据，合理分配电池能量，最优匹配电机输出功率，提高电池能量利用率，满足整车动力性能，延长续航里程。但是，目前采用对电池能量状态进行估算的开路电压法或瓦时积分法，要么耗时长，要么不能准确地计算电池能量状态。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够耗时短且准确度高的电池能量状态监测方法和电池系统。
[0006]一种电池能量状态监测方法，方法包括以下步骤：获取电池充电过程的第一电压
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能量状态曲线、电池放电过程的第二电压
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能量状态曲线以及电池的内阻值；在电池系统开始工作时，采集电池的初始电压值；基于第一电压
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能量状态曲线和初始电压值，获取电池对应于充电过程的第一初始能量状态；基于第二电压
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能量状态曲线和初始电压值，获取电池对应于放电过程的第二初始能量状态；根据第一当前能量状态和第二当前能量状态，获取电池的初始能量状态估算值；若电池系统的工作状态为充电状态，则获取电池的当前时间充电电流值和当前时间充电电压值，并根据内阻值、当前时间充电电流值、当前时间充电电压值、第一初始能量状态和电池的额定能量，获取电池的当前充电能量状态实时值；
若当前充电能量状态实时值大于或等于初始能量状态估算值，则将当前充电能量状态实时值作为电池的当前能量状态实际值。
[0007]在其中一个实施例中，方法还包括步骤：若当前充电能量状态实时值小于初始能量状态估算值，将第一初始能量状态更新为当前充电能量状态实时值，根据内阻值、下一充电电流值、下一充电电压值、更新后的第一初始能量状态和电池的额定能量，获取电池的下一充电能量状态实时值，直至下一充电能量状态实时值大于或等于更新后的初始能量状态估算值。
[0008]在其中一个实施例中，方法还包括步骤：若电池系统的工作状态为放电状态，则获取电池的当前放电电流值和当前放电电压值，并根据内阻值、当前放电电流值、当前放电电压值、第二初始能量状态和电池的额定能量，获取电池的当前放电能量状态实时值；若当前放电能量状态实时值大于或等于初始能量状态估算值，则将当前放电能量状态实时值作为电池的当前能量状态实际值。
[0009]在其中一个实施例中，方法还包括步骤：若当前放电能量状态实时值大于初始能量状态估算值，将第二初始能量状态更新为当前放电能量状态实时值，根据内阻值、下一放电电流值、下一放电电压值、更新后的第二初始能量状态和电池的额定能量，获取电池的下一放电能量状态实时值，直至下一放电能量状态实时值小于或等于更新后的初始能量状态估算值。
[0010]在其中一个实施例中，获取电池充电过程的第一电压
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能量状态曲线、电池放电过程的第二电压
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能量状态曲线以及电池的内阻值的步骤中，基于以下步骤获取内阻值：控制电池放空电，控制放空电后的电池充满电；按预设倍率控制充满电的电池放电预设比例能量，并静置预设时间；循环控制静置后的电池按预设倍率放电与充电，且放电过程与充电过程之间静置预设时间，直至电池的能量状态小于预设结束能量；采集电池循环放电与充电过程中的放电平均电流值、充电平均电流值、放电前电压值、放电后电压值、充电前电压值和充电后电压值；根据放电平均电流值、放电前电压值和放电后电压值，获取电池的放电内阻值；根据充电平均电流值、充电前电压值和充电后电压值，获取电池的充电内阻值；获取放电内阻值和充电内阻值的平均值，并将平均值作为内阻值。
[0011]在其中一个实施例中，获取电池充电过程的第一电压
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能量状态曲线、电池放电过程的第二电压
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能量状态曲线以及电池的内阻值的步骤中，基于以下步骤获取第一电压
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能量状态曲线：控制电池放空电；按预设充电倍率控制电池充电预设比例能量；控制充电后的电池静置预设静置时间，并在静置预设静置时间后，采集电池的第一当前次电压和第一当前次剩余能量；根据第一当前次剩余能量，获取电池的第一当前次能量状态；控制电池依次按预设充电倍率充电预设比例能量，直至达到电池充满电，获取多组第一当前次电压和第一当前次能量状态；
对多组第一当前次电压和第一当前次能量状态进行拟合，获取第一电压
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能量状态曲线。
[0012]在其中一个实施例中，获取电池充电过程的第一电压
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能量状态曲线、电池放电过程的第二电压
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能量状态曲线以及电池的内阻值的步骤中，基于以下步骤获取第二电压
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能量状态曲线：控制电池充满电；按预设放电倍率控制电池放电预设比例能量；控制放电后的电池静置预设静置时间，并在静置预设静置时间后，采集电池的第二当前次电压和第二当前次剩余能量；根据第二当前次剩余能量，获取电池的第二当前次能量状态；控制电池依次按预设放电倍率放电预设比例能量，直至达到电池的截止电压，获取多组第二当前次电压和第二当前次能量状态；对多组第二当前次电压和第二当前次能量状态进行拟合，获取第二电压
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能量状态曲线。
[0013]在其中一个实施例中，若电池系统的工作状态为充电状态，则获取电池的当前时间充电电流值和当前时间充电电压值，并根据内阻值、当前时间充电电流值、当前时间充电电压值、第一初始能量状态和电池的额定能量，获取电池的当前充电能量状态实时值的步骤中，根据以下公式获取当前充电能量状态实时值：其中，SOE
充电实时
表示所述当前充电能量状态实时值；SOE
充
表示第一初始能量状态；t1表示充电结束时间点；t0表示充电开始时间点；t 表示时间点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池能量状态监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取电池充电过程的第一电压
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能量状态曲线、电池放电过程的第二电压
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能量状态曲线以及电池的内阻值；在电池系统开始工作时，采集电池的初始电压值；基于所述第一电压
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能量状态曲线和所述初始电压值，获取所述电池对应于充电过程的第一初始能量状态；基于所述第二电压
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能量状态曲线和所述初始电压值，获取所述电池对应于放电过程的第二初始能量状态；根据所述第一当前能量状态和所述第二当前能量状态，获取所述电池的初始能量状态估算值；若所述电池系统的工作状态为充电状态，则获取所述电池的当前时间充电电流值和当前时间充电电压值，并根据所述内阻值、所述当前时间充电电流值、所述当前时间充电电压值、所述第一初始能量状态和所述电池的额定能量，获取所述电池的当前充电能量状态实时值；若所述当前充电能量状态实时值大于或等于所述初始能量状态估算值，则将所述当前充电能量状态实时值作为所述电池的当前能量状态实际值。2.根据权利要求1所述的电池能量状态监测方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：若所述当前充电能量状态实时值小于所述初始能量状态估算值，将所述第一初始能量状态更新为所述当前充电能量状态实时值，根据所述内阻值、下一充电电流值、下一充电电压值、更新后的所述第一初始能量状态和所述电池的额定能量，获取所述电池的下一充电能量状态实时值，直至所述下一充电能量状态实时值大于或等于更新后的所述初始能量状态估算值。3.根据权利要求1所述的电池能量状态监测方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：若所述电池系统的工作状态为放电状态，则获取所述电池的当前放电电流值和当前放电电压值，并根据所述内阻值、所述当前放电电流值、所述当前放电电压值、所述第二初始能量状态和所述电池的额定能量，获取所述电池的当前放电能量状态实时值；若所述当前放电能量状态实时值大于或等于所述初始能量状态估算值，则将所述当前放电能量状态实时值作为所述电池的当前能量状态实际值。4.根据权利要求3所述的电池能量状态监测方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：若所述当前放电能量状态实时值大于所述初始能量状态估算值，将所述第二初始能量状态更新为所述当前放电能量状态实时值，根据所述内阻值、下一放电电流值、下一放电电压值、更新后的所述第二初始能量状态和所述电池的额定能量，获取所述电池的下一放电能量状态实时值，直至所述下一放电能量状态实时值小于或等于更新后的所述初始能量状态估算值。5.根据权利要求1所述的电池能量状态监测方法，其特征在于，获取电池充电过程的第一电压
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能量状态曲线、电池放电过程的第二电压
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能量状态曲线以及电池的内阻值的步骤中，基于以下步骤获取所述内阻值：控制所述电池放空电，控制放空电后的所述电池充满电；按预设倍率控制充满电的所述电池放电预设比例能量，并静置预设时间；
循环控制静置后的所述电池按所述预设倍率放电与充电，且放电过程与充电过程之间静置所述预设时间，直至所述电池的能量状态小于预设结束能量；采集所述电池循环放电与充电过程中的放电平均电流值、充电平均电流值、放电前电压值、放电后电压值、充电前电压值和充电后电压值；根据所述放电平均电流值、所述放电前电压值和所述放电后电压值，获取所述电池的放电内阻值；根据所述充电平均电流值、所述充电前电压值和所述充电后电压值，获取所述电池的充电内阻值；获取所述放电内阻值和所述充电内阻值的平均值，并将所述平均值作为所述内阻值。6.根据权利要求1所述的电池能量状态监测方法，其特征在于，获取电池充电过程的第一电压
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能量状态曲线、电池放电过程的第二电压
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能量状态曲线以及电池的内阻值的步骤中，基于以下步骤获取所述第一电压
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能量状态曲线：控制所述电池放空电；按预设充电倍率控制所述电池充电预设比例能量；控制充电后的所述电池静置预设静置时间，并在静置所述预设静置时间后，采集所述电池的第一当前次电压和第一当前次剩余能量；根据所述第一当前次剩余能量，获取所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚源，曾元曦，张思成，符开云，朱维，张超，刘琛，肖永成，
申请(专利权)人：深圳市丁旺科技有限公司广东丁旺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：