[發明專利]一種鋰電池SOC的估算方法及裝置

有效

• 申請號: 201810939713.2
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109307844B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 陳曉敦;阮進鵬;吳國慶
• 申請（專利權）人: 福建云眾動力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/387
• 分類號: G01R31/387
• 代理公司: 廈門龍格專利事務所(普通合伙) 35207
• 代理人: 鐘毅虹

本發明申請公開了一種鋰電池SOC的估算方法及裝置，涉及電池管理領域，為解決電動平衡車在常規使用以及充放電狀態下SOC估算不準確的問題。該方法主要包括：根據鋰電池的充放電過程建立數學模型，計算鋰電池的SOC?OCV曲線；計算初始SOC參數；獲取鋰電池的充放電電流；判斷鋰電池的運行狀態；記錄當前電壓，并查找運行狀態對應的延時時間；記錄經過延時時間后的更新電壓；計算當前電壓與更新電壓的電壓差；計算初始SOC參數與更新電壓在SOC?OCV曲線中對應的更新SOC參數的變化幅度；如果滿足修正條件，則計算修正SOC參數；將初始SOC參數與修正SOC參數相加，生成估算SOC參數。本申請主要應用于電動平衡車的電池管理系統中。

技術領域

本申請涉及電池管理領域，尤其涉及一種鋰電池SOC的估算方法及裝置。

背景技術

目前越來越多的電動平衡車在大眾生活中普及使用，隨著其應用范圍也越來越廣，對其續航能力的要求也越來越高。為了保證電動平衡車的續航能力，必須要保證電池管理系統(Battery Management System，BMS)的可靠性，而荷電狀態(State Of Charge，SOC)能夠為BMS續航里程估計、延長電池壽命、提高電池利用率等提供有效的支持。由于鋰電池的自身特性，在電動平衡車急進或急剎過程中，其負載值不斷變化，導致放電電流也不斷變化，且無法確定電池模型對各狀態下放電曲線對應的邊界，從而不能準確估算SOC，因此無法預測鋰電池自身的健康狀態，使得電池不能得到有效保護，大大增加了電池損壞的概率。

現有技術中，經常使用的是開路電壓法，安培積分法和卡爾曼濾波算法。開路電壓法依據電池在長時間靜置的條件下，其端電壓與SOC有相對固定的函數關系，所以根據開路電壓來估算SOC的準確性較高，但是需要靜置的時間需要很長，無法適應實際使用中，不斷變化的情況，因些SOC的精準性比較低下。安培法在初始狀態不了解情況下，BMS是很難準確估算電池的使用狀態和SOC值的，并且在變電流或者工作電流劇變的情況下，電流法適應性較差。因此，電動平衡車在實際使用過程中如何準確估算SOC是一種亟待解決的問題。

發明內容

本申請提供了一種鋰電池SOC的估算方法及裝置，以解決電動平衡車在常規使用以及充放電狀態下SOC估算不準確的問題。

第一方面，本申請提供了一種鋰電池SOC的估算方法，該方法包括：根據鋰電池的充放電過程建立數學模型，計算所述鋰電池的SOC-OCV曲線；如果所述鋰電池的當前電壓小于預置最低電壓，則將所述初始SOC參數設置為0；如果所述當前電壓不小于預置最低電壓，則根據所述SOC-OCV曲線計算所述初始SOC參數；獲取所述鋰電池的充放電電流；根據所述充放電電流與預置運行電流的比較結果，判斷所述鋰電池的運行狀態，所述運行狀態包括靜置狀態、充電狀態和放電狀態；記錄所述當前電壓，并查找所述運行狀態對應的延時時間；記錄經過所述延時時間后的更新電壓；計算所述當前電壓與所述更新電壓的電壓差；計算所述初始SOC參數與所述更新電壓在所述SOC-OCV曲線中對應的更新SOC參數的變化幅度；如果所述運行狀態為靜置狀態，則當所述電壓差大于預置電壓差時，計算修正SOC參數，所述修正SOC參數為所述初始SOC參數與所述更新SOC參數的差值，與第一預置比例系數的乘積；如果所述運行狀態為充電狀態，則當所述電壓差大于所述預置電壓差且所述變化幅度大于第一預置幅度時，計算修正SOC參數，所述修正SOC參數為所述初始SOC參數與所述更新SOC參數的差值，與第一預置比例系數的乘積；如果所述運行狀態為放電狀態，則當所述電壓差大于所述預置電壓差、所述更新電壓小于預置電壓臨界值且所述變化幅度大于第一預置幅度時，或者，當所述電壓差大于所述預置電壓差、所述更新電壓不小于預置電壓臨界值且所述變化幅度大于第二預置幅度時，計算修正SOC參數，所述修正SOC參數為所述初始SOC參數與所述更新SOC參數的差值，與第一預置比例系數的乘積；將所述初始SOC參數與所述修正SOC參數相加，生成估算SOC參數。