[發明專利]電池荷電狀態的估計方法及系統

有效

• 申請號: 201711479919.3
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107942261B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 張思文;孫華;李霄
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/3842;G01R31/392
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;李夢男

本發明公開了一種電池荷電狀態的估計方法及系統。所述估計方法包括以下步驟：S₁、獲取待測電池的充放電數據，并根據所述充放電數據計算所述待測電池的特征變量；S₂、將所述待測電池的特征變量輸入至相關模型，以獲取所述待測電池的最大可用容量；所述相關模型表征特征變量與最大可用容量的定量關系；S₃、獲取所述待測電池的剩余容量，并根據所述剩余容量和所述最大可用容量估計所述待測電池的荷電狀態。本發明通過相關模型實現了在線估算電池的當前最大可用容量，在此基礎上實現電池全生命周期的SOC計算，解決了隨著電池容量衰減SOC估算誤差變大的問題。且本發明的算法簡單實用，復雜度低，適用于嵌入式BMS系統。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別涉及一種適用于嵌入式BMS系統的電池荷電狀態的估計方法及系統。

背景技術

電池核電狀態(SOC)是電池管理系統中最重要的參數，SOC估計的準確性對系統的穩定運行和安全性具有重要意義。SOC的定義如下：SOC＝剩余容量/最大可用容量，一般將電池出廠容量作為最大可用容量，并估計SOC。出廠時刻，最大可用容量等于出廠容量，隨著電池使用，最大可用容量會小于出廠容量。

現有技術中，SOC估算方法很少考慮循環壽命對容量的影響，無法確定電池容量與最大容量的定量關系，而鋰電池的容量會隨著使用次數的增加而衰減，簡單的使用剩余容量與電池出廠容量的比值作為SOC的估計值，這種做法在電池出廠時具有較高的準確性，隨著電池循環使用容量逐步衰減，SOC的估計值誤差會越來越大。現有技術中也有針對電池老化的SOC估算方法，但其需要對大量的數據進行運算，方法復雜，由于嵌入式系統BMS的計算和存儲能力有限，上述方法不適用于嵌入式BMS系統。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術的SOC估算方法要么存在由于未考慮循環壽命對容量的影響導致不能準確估計電池的荷電狀態，要么方法復雜，運算量大的缺陷，提供一種準確度高、算法復雜度低，適用于嵌入式BMS系統的電池荷電狀態的估計方法及系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種電池荷電狀態的估計方法，所述估計方法包括以下步驟：

S₁、獲取待測電池的充放電數據，并根據所述充放電數據計算所述待測電池的特征變量；

S₂、將所述待測電池的特征變量輸入至相關模型，以獲取所述待測電池的最大可用容量；

所述相關模型表征特征變量與最大可用容量的定量關系；

S₃、獲取所述待測電池的剩余容量，并根據所述剩余容量和所述最大可用容量估計所述待測電池的荷電狀態。

較佳地，步驟S₂之前，所述估計方法還包括建立相關模型的步驟；

所述建立相關模型的步驟，具體包括：

S₁₁、獲取與所述待測電池的型號相同的多個電池的壽命衰減數據；

S₁₂、根據所述壽命衰減數據構建電池的特征變量并計算容量數據序列；

S₁₃、基于最小二乘法擬合所述容量數據序列和特征變量，以構建相關模型。

較佳地，步驟S₁₂之前，還包括：

基于數字濾波法對所述壽命衰減數據平滑去噪。

較佳地，所述特征變量包括：等壓降放電安時和/或等壓降充電安時；

所述等壓降放電安時表征每個充放電周期中將電池按照等壓降放電后所對應的安時數；