[發(fā)明專利]電池SOC的確定方法及使用該方法的電池管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410149667.8
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN104977537B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萬海洋;仝志明
• 申請（專利權(quán)）人: 微宏動力系統(tǒng)(湖州)有限公司
• 主分類號: G01R31/382
• 分類號: G01R31/382
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種電池SOC的確定方法，以及使用該方法的電池管理系統(tǒng)，所述的電池SOC的確定方法包括：測量電池的開路電壓（OCV）；將測量到的電池的開路電壓與OCV?SOC曲線進(jìn)行比較從而確定電池的SOC狀態(tài)；所述的OCV?SOC曲線中的SOC值為基于熱力學(xué)狀態(tài)量的SOC。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池SOC的確定方法，以及使用該方法的電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著石油資源的日益枯竭和環(huán)境問題的日趨嚴(yán)峻，尋求新能源，減少碳排放成為了世界的主流趨勢。電動汽車就是其中一個主要的發(fā)展方向，目前的電動汽車，主要可以分為HEV(Hybrid Electric Vehicle：混合動力車）、PHEV(Plug-in Hybrid ElectricVehicle：插電式混合動力車)、EV(Electric Vehicle：純電動車)這幾類，通過部分或者完全使用電能來驅(qū)動車輛，可以提高能效，減少車輛行駛過程中的碳排放量。

對于任意類型的電動汽車，其內(nèi)部都需要設(shè)置多個電池（或稱電池包）作為儲存電能的裝置，而如何管理這些電池的充電和放電以及對這些電池進(jìn)行監(jiān)控就成為了電動汽車設(shè)計中的一個重要問題。尤其是，目前的電動汽車所用的電池多數(shù)選用鋰離子電池（Lithium ion battery),鋰離子電池在過充、過放的情況下容易出現(xiàn)安全問題甚至可能起火燃燒。因此，如何對于電池，特別是鋰離子電池在使用中的狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)控就成了設(shè)計電動汽車用電池包時一個至關(guān)重要的問題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，一般是采用BMS(Battery Management System：電池管理系統(tǒng)）通過傳感器件來對鋰離子電池的SOC(State of Charge：荷電態(tài)）進(jìn)行監(jiān)控。SOC，是一個定義出來用于衡量電池荷電量的參數(shù)。定義該參數(shù)的目的是希望可以通過這個參數(shù)來得知電池中還有多少電荷可以被使用。因為不同于車輛的油箱，對于電池而言，無法通過簡單觀察得知其內(nèi)部還有多少電荷可以被使用。例如，一個標(biāo)稱容量為3Ah（Ah是電池行業(yè)對于電荷量的一種通用單位，如果轉(zhuǎn)化為電荷的國際標(biāo)準(zhǔn)單位，則1Ah=3600庫侖）的電池，如果說它的SOC為30％，一般的字面上的意思就是指它的內(nèi)部還有3Ah×30％=0.9Ah的電荷可以被使用。

現(xiàn)有技術(shù)中，確定SOC的辦法一般是基于通過測量電池的OCV（Open CircuitVoltage：開路電壓）而間接得到的，這種方法核心的依據(jù)在于：將SOC看作是OCV的函數(shù)，即：電池在充放電過程中會有不同的OCV,不同的OCV對應(yīng)于不同的SOC。例如，對于最普通的手機(jī)上使用的LCO電池（Lithium Cobalt Oxide：鈷酸鋰電池）而言，在充放電過程中，假設(shè)其充電電壓如果達(dá)到4.2V，就認(rèn)為其已經(jīng)被“充滿”，也就是說SOC達(dá)到了100％的狀態(tài)，而如果其放電電壓跌落至2.8V，就認(rèn)為其已經(jīng)完全放電，也就是說SOC為0。在現(xiàn)有技術(shù)中， 一般是通過如下具體方式來測量電池的OCV-SOC標(biāo)準(zhǔn)曲線：對于某一款電池而言，在某一溫度下，以5％SOC為步長，測量電池的OCV,對充電過程和放電過程分別進(jìn)行OCV測量。

上述的OCV-SOC法具體是這樣測量的（例如在10℃條件下）:首先在標(biāo)準(zhǔn)條件下(例如25℃,0.33C，對于不同的電池體系，“標(biāo)準(zhǔn)條件”也有所不同)測量出該電池的標(biāo)準(zhǔn)容量,例如是1Ah；然后將1Ah進(jìn)行20等分,即0.05Ah(該值即是5%SOC的確定標(biāo)準(zhǔn),因為得到標(biāo)準(zhǔn)容量1Ah后即認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)容量是100%的SOC),然后,在電池的充電過程中,通過對充入電池的電量的追蹤積分,來確定電池到達(dá)了哪一個5%的步長點。例如如果電池從容量為0開始充入了0.05Ah的電量,即認(rèn)為電池達(dá)到了5%的SOC點；在此點進(jìn)行靜置(約3～4個小時)后得到該點所對應(yīng)的OCV點(即5%SOC充電過程所對應(yīng)的OCV點)；而如果繼續(xù)從該5%SOC點出發(fā),繼續(xù)充入了0.05Ah的電量,則認(rèn)為到達(dá)了10%的SOC點,繼續(xù)在此點進(jìn)行靜置(約3～4個小時)后得到該點所對應(yīng)的OCV點(即10%SOC充電過程所對應(yīng)的OCV點),依次類推繼續(xù)得到15%,20%,25%...100%的各個點。