电池荷电状态的估计方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电池管理技术领域,尤其设及一种电池荷电状态的估计方法和装置。
【背景技术】
[0002] 动力电池是电动汽车能量来源,决定着整车系统安全性能,运行效率和可靠性,因 此需要对电池进行必要的管理和控制。
[0003] 电池荷电状态(stateOf化arge,S0C)是电池管理系统中最重要的参数之一,通 过估计电池的S0C能判断电池组之间性能差异,避免电池出现过充过放,并且能估计出电 动汽车的续驶里程,因此对电池S0C进行准确的估计是非常必要的,具有重要的现实意义。 由于S0C不能直接测量,并且电动汽车运行时电池呈现出很强的非线性变化,造成现有的 S0C估计算法的准确性普遍偏低。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005] 为此,本发明的一个目的在于提出一种电池荷电状态的估计方法,能够有效提升 电池荷电状态的估计精度。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种电池荷电状态的估计装置。
[0007] 为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出的电池荷电状态的估计方法,包括: 获取不同的荷电状态区间对应的电池荷电状态的估计表达式;计算电池内阻的当前阻值, 并根据所述电池内阻的当前阻值计算电池的当前开路电压;根据所述当前开路电压和电池 所处环境的当前溫度获取与所述当前开路电压对应的电池荷电状态,得到第一电池荷电状 态;根据所述电池的充电容量、放电容量,W及所述当前溫度下的额定容量获取与电流积分 对应的电池荷电状态,得到第二电池荷电状态;根据所述电池荷电状态的估计表达式、所述 第一电池荷电状态,W及所述第二电池荷电状态估计电池荷电状态。
[0008] 本发明第一方面实施例提出的电池荷电状态的估计方法,通过获取不同的荷电状 态区间对应的电池荷电状态的估计表达式,并获取与当前开路电压对应的电池荷电状态, 得到第一电池荷电状态,W及与电流积分对应的电池荷电状态,得到第二电池荷电状态,根 据电池荷电状态的估计表达式、第一电池荷电状态,W及第二电池荷电状态估计电池荷电 状态,能够有效提升电池荷电状态的估计精度。
[0009] 为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出的电池荷电状态的估计装置,包括: 获取模块,用于获取不同的荷电状态区间对应的电池荷电状态的估计表达式;当前开路电 压计算模块,用于计算电池内阻的当前阻值,并根据所述电池内阻的当前阻值计算电池的 当前开路电压;第一电池荷电状态获取模块,用于根据所述当前开路电压和电池所处环境 的当前溫度获取与所述当前开路电压对应的电池荷电状态,得到第一电池荷电状态;第二 电池荷电状态获取模块,用于根据所述电池的充电容量、放电容量,W及所述当前溫度下的 额定容量获取与电流积分对应的电池荷电状态,得到第二电池荷电状态;电池荷电状态估 计模块,用于根据所述电池荷电状态的估计表达式、所述第一电池荷电状态,w及所述第二 电池荷电状态估计电池荷电状态。
[0010] 本发明第二方面实施例提出的电池荷电状态的估计装置,通过获取不同的荷电状 态区间对应的电池荷电状态的估计表达式,并获取与当前开路电压对应的电池荷电状态, 得到第一电池荷电状态,W及与电流积分对应的电池荷电状态,得到第二电池荷电状态,根 据电池荷电状态的估计表达式、第一电池荷电状态,W及第二电池荷电状态估计电池荷电 状态,能够有效提升电池荷电状态的估计精度。
[0011] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0012] 本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解,其中:
[0013] 图1是本发明一实施例提出的电池荷电状态的估计方法的流程示意图;
[0014] 图2是本发明实施例中憐酸铁裡电池的0CV与S0C关系曲线示意图;
[0015] 图3是本发明另一实施例提出的电池荷电状态的估计方法的流程示意图;
[0016] 图4是本发明另一实施例提出的电池荷电状态的估计装置的结构示意图;
[0017] 图5是本发明另一实施例提出的电池荷电状态的估计装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[001引下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考 附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。相反, 本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同 物。
[0019] 图1是本发明一实施例提出的电池荷电状态的估计方法的流程示意图,该电池荷 电状态的估计方法包括:
[0020] S11 :获取不同的荷电状态区间对应的电池荷电状态的估计表达式。
[0021] 现有技术中,电池的化学成分和工艺不尽相同,电池在静态状态下的开路电压 的penCircuitVoltage, 0CV)与荷电状态S0C之间的关系随电池种类的不同而呈现不同 的关系。 阳02引例如:Ξ元电池的S0C可W通过测量电池的0CV确定,立元电池的S0C同0CV成线 性关系;而憐酸铁裡电池的S0C在20 %~85 %阶段0CV基本处在3. 2V~3. 3V之间,通过 0CV确定S0C非常困难。
[0023] 而电流积分可W真实反映电池的充放电过程中的电池容量,但是,电池容量受溫 度影响较大,单纯采用电流积分不能消除溫度对电池容量的影响。
[0024] 因此,本发明实施例综合考虑通过电池的0CVW及电流积分估算电池S0C。
[00巧]其中,不同的荷电状态区间包括第一荷电状态区间、第二荷电状态区间,W及第Ξ荷电状态区间,第一荷电状态区间为电池的当前电量消耗至小于第一预设电量的荷电状态 区间,第二荷电状态区间为电池的当前电量消耗至大于第一预设电量且小于第二预设电量 的荷电状态区间,第Ξ荷电状态区间为电池的当前电量消耗至大于第二预设电量的荷电状 态区间。 阳026] 其中,第一预设电量例如为20%总电量,第二预设电量例如为70%总电量。
[0027]本实施例中W憐酸铁裡电池示例,如图2所示,憐酸铁裡电池的0CV与S0C关系曲 线示意图。其中,纵坐标表示憐酸铁裡电池的当前开路电压0CV,横坐标表示在当前开路电 压0CV下电池的荷电状态S0C。典型的荷电状态区间分为3段,分别标识为A段、B段,W及 C段,其中,A段为第一荷电状态区间、B段为第二荷电状态区间,W及C段为第Ξ荷电状态 区间。A段可W是电池的当前电量消耗至小于20 %总电量之后的荷电状态区间,在A段内, 在充入单位容量的电量时,0CV的变化速率比较睹峭。B段是电池的当前电量消耗至介于 20%~70%总电量的荷电状态区间,在B段内,0CV的变化范围在50mV,电池的0CV与S0C 不成线性关系,因此无法准确表征电池的S0C,C段是电池的当前电量消耗至大于70%总电 量的荷电状态区间,在C段内,随着电池S0C的增大,电池的0CV会出现较明显的上升。
[0028] 可选地,电池荷电状态的估计表达式包括第一系数和第二系数,不同的荷电状态 区间对应的第一系数和第二系数不同,其中,第一系数为开路电压影响因子,第二系数为电 流积分影响因子,第一系数与第二系数的和为1。
[0029]本发明实施例中,在如图2所示的B段内,通过0CV检测计算S0C会产生较大的误 差,利用Ah积分估算S0C会产生较小的误差,而在A段和C段内,利用0CV计算S0C有较小 的误差,因此,在B段内为了提高S0C的估算精度,当采用0CV计算S0C误差较大时,增大电 流积分影响因子,在A段和C段内,当电流积分不能及时有效反应当前电池S0C时,则增大 开路电压影响因子。
[0030]S12:计算电池内阻的当前阻值,并根据电池内阻的当前阻值计算电池的当前开路 电压。
[00川其中,电池的当前开路电压可W用V。。康示。
[0032] 开路电压指在外电路断开时,电池两个极端间的电位差。
[0033] 可选地,电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻。
[0034] 电池内阻的当前阻值包括欧姆内阻的当前阻值和极化内阻的当前阻值。
[0035]其中,电池欧姆内阻的当前阻值可W用斬表示,电池极化内阻的当前