【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池荷电状态预估，具体为一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法和系统。
技术介绍
1、近年来，环境问题，能源问题日益严重，已经影响到了人们的日常生活。电动汽车需要安全、高效的电池作为动力来源。锂电池因为其工作电压平稳、能量密度和充电效率高、自放电率低、没有记忆性、使用寿命长等优点被用作新一代电动汽车理想的动力源。
2、目前，锂电池的荷电状态是电池管理系统的重要参数之一，在电动汽车的研究与开发中，准确地预测电池的荷电状态对发挥电动汽车的最佳性能、预测电动车的续驶里程有着至关重要的作用，同时对提高电池使用寿命和提高安全性能也具有重要意义。但是锂电池的荷电状态不能直接测出，而且受充放电的速率、电池的老化程度、电池的内阻等诸多因素的影响，使其精确快速的测量具有一定难度。如何实现电池剩余容量的准确估算对提高锂电池的最大利用率、不断优化电池技术成为了现有技术需要克服的难点。
3、所以，人们需要一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法及系统来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法及系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估系统，所述系统包括：数据采集模块、数据库、荷电状态预估模块和校准模块。
3、所述数据采集模块的输出端连接所述数据库的输入端；所述数据库的输出端连接所述荷电状态
4、所述数据采集模块用于采集锂电池的数据信息；
5、所述数据库用于存储并管理采集到的所有数据；
6、所述荷电状态预估模块用于根据采集到的信息，对锂电池的运行状态进行分析，并预估锂电池的荷电状态，判断锂电池的荷电状态是否在正常范围内；
7、所述校准模块用于对锂电池进行可用容量校准和剩余容量校准，并判断校准的有效性。
8、进一步的，所述数据采集模块包括锂电池数据采集单元和监测数据采集单元；所述数据采集单元和所述监测数据采集单元的输出端连接所述数据库的输入端；所述锂电池数据采集单元用于采集锂电池的出厂信息；所述监测数据采集单元用于采集锂电池在检测中的数据信息。
9、进一步的，所述荷电状态预估模块包括状态分析单元、荷电状态预估单元和范围判断单元；所述数据库的输出端连接所述状态分析单元的输入端；所述状态分析单元的输出端连接所述荷电状态预估单元的输入端；所述荷电状态预估单元的输出端连接所述范围判断单元的输入端；所述状态分析单元用于根据检测数据对锂电池的运行状态进行分析，判断当前锂电池运行状态的好坏；所述荷电状态预估单元用于根据锂电池的情况，采用安时积分法预估当前锂电池的荷电状态；所述范围判断单元用于对运行正常锂电池的荷电状态进行分析，判断当前锂电池的荷电状态是否在正常范围内。
10、进一步的，所述校准模块包括锂电池校准启动判断单元、可用容量校准单元、可用容量校准判断单元、剩余容量校准单元和剩余容量校准判断单元校准判断单元；所述范围判断单元的输出端连接校准启动判断单元的输入端，所述校准启动判断单元判断是否需要启动可用容量校准或剩余容量校准；用于判断是否需要启动可用容量校准或剩余容量校准；所述校准启动判断单元的输出端连接可用容量校准单元的输入端和剩余容量校准单元的输入端，用于分别对可用容量和剩余容量进行校准所述可用容量校准单元用于对可用容量进行校准计算，所述剩余容量校准单元用于对剩余容量进行校准计算；所述可用容量校准单元的输出端连接可用容量校准判断单元的输入端，所述可用容量校准判断单元用于判断可用容量校准是否成功；所述剩余容量校准单元的输出端连接剩余容量校准判断单元的输入端，所述剩余容量校准判断单元用于判断剩余容量校准是否成功。
11、一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，包括以下步骤：
12、z1：采集并存储锂电池数据信息；
13、z2：利用安时积分法，预估当前锂电池的荷电状态并判断其是否在正常范围内；
14、z3：对于运行正常的电池，判断是否满足可用容量校准和剩余容量校准的要求，对满足校准要求的电池进行可用容量校准和剩余容量校准，并分别判断可用容量校准与剩余容量校准的有效性。
15、进一步的，步骤z2包括：对锂电池通电并测量电压，得到电压和时间的线性关系，基于该线性关系判断当前锂电池的运行状态是否正常。具体为，对锂电池通电并测量电压，得到电压和时间的折线图，若折线图的走势平稳，则表示当前锂电池的运行状态良好；若折线图呈下降趋势，则表示当前锂电池运行状态有问题，需要采取措施，如更换锂电池。在锂电池通电的情况下，对锂电池的电压进行实时的监测，通过电压和时间的线性关系判断当前锂电池的运行状态是否良好，能够实时掌握电池的健康状态，若发现问题，能够及时更换，避免因锂电池的运行状态问题影响设备的正常运行。
16、进一步的，在步骤z2中：提取数据库中的信息，获取到锂电池充电的起始状态b0，根据下列公式计算当前锂电池的荷电状态b：
17、
18、其中，ce表示锂电池额定容量，i表示锂电池电流(充电时电流为负值，放电时电流为正值)，η表示充电效率，利用安时积分法对当前锂电池的荷电状态进行预估，安时积分法不考虑电池内部的作用机理，根据系统的某些外部特征，如电流、时间、温度补偿等，通过对时间和电流进行积分，还会加上某些补偿系数，来计算流入流出电池的总容量，目前安时积分法在电池管理系统中被广泛应用，安时积分法的优点是受电池自身情况的限制相对较小，计算方法简单、可靠，能够对电池的荷电状态进行实时的估算。而其主要问题在于无法排除累积误差，如缺乏有效的校准，误差会越来越大，因此，本专利技术针对安时积分法的缺点，进一步提出了对安时积分法进行校准的方法，从而减少安时积分法带来的误差。
19、提取数据库中存储的以往具有相同充放电次数的正常锂电池的荷电状态，获取到以往n次锂电池荷电状态的集合d＝{d1，d2，...，dn}，通过比较得到锂电池荷电状态的最小值dmin和最大值dmax，则数据库中存储的以往具有相同充放电次数的正常锂电池的荷电状态的范围为[dmin，dmax]；若b在[dmin，dmax]范围内，则判断当前锂电池的荷电状态正常，电池状态良好；若b不在[dmin，dmax]范围内，则判断当前锂电池荷电状态异常，需上报故障进行处理。通过对以往数据库中保存的具有相同条件的正常锂电池的荷电状态的值确定范围，判断当前锂电池的荷电状态是否异常，使得判断结果更具有效性，同时减少了系统的计算时间，提高了系统的运行效率。
20、在本专利技术中，系统的校准分为剩余容量校准和可用容量校准两种，分别针对soc计算中的分子(剩余容量)和分母(可用容量)进行校准。
21、
22、两种校准基于磷酸铁锂体系电芯的充放电soc曲本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：步骤Z2还包括：对锂电池通电并测量电压，得到电压和时间的线性关系，基于该线性关系判断当前锂电池的运行状态是否正常。
3.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：在步骤Z2中：提取数据库中的信息，获取到锂电池充电的起始状态B0，根据下列公式计算当前锂电池的荷电状态B：
4.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：在步骤Z2中：提取数据库中存储的以往具有相同充放电次数的正常锂电池的荷电状态，获取到以往n次锂电池荷电状态的集合D＝{D1，D2，...，Dn}，以其中的最小值Dmin和最大值Dmax作为正常锂电池的荷电状态范围；若B在[Dmin，Dmax]范围内，则判断当前锂电池的荷电状态正常；否则，判断当前锂电池的荷电状态不正常。
5.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：在步
6.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：步骤Z3中，利用以下公式进行可用容量校准：
7.根据权利要求6所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：可用容量校准的有效性判断如下：
8.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：步骤Z3中，利用以下公式进行剩余容量校准：
9.根据权利要求8所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：剩余容量校准的有效性判断如下：
10.一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估系统，其特征在于：所述系统包括：数据采集模块、数据库、荷电状态预估模块和校准模块；
...【技术特征摘要】
1.一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：步骤z2还包括：对锂电池通电并测量电压，得到电压和时间的线性关系，基于该线性关系判断当前锂电池的运行状态是否正常。
3.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：在步骤z2中：提取数据库中的信息，获取到锂电池充电的起始状态b0，根据下列公式计算当前锂电池的荷电状态b：
4.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在于：在步骤z2中：提取数据库中存储的以往具有相同充放电次数的正常锂电池的荷电状态，获取到以往n次锂电池荷电状态的集合d＝{d1，d2，...，dn}，以其中的最小值dmin和最大值dmax作为正常锂电池的荷电状态范围；若b在[dmin，dmax]范围内，则判断当前锂电池的荷电状态正常；否则，判断当前锂电池的荷电状态不正常。
5.根据权利要求1所述的一种基于安时积分法的锂电池荷电状态预估方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：李旸熙，黄蕾，朱丽华，孙春胜，卢阿威，陈晓琳，郑建，
申请(专利权)人：上海正泰电源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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