[發明專利]一種電池SOC估算裝置

在審

• 申請號: 202011357540.7
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112485681A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 李志飛;高科杰;宋憶寧
• 申請（專利權）人: 浙江零跑科技有限公司
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842;G01R31/389;G01R31/396
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種電池SOC估算裝置，其特征在于，包括

處理器、電流采集單元、電壓采集單元、溫度采集單元、可讀存儲單元和供電單元，所述電流采集單元、電壓采集單元、溫度采集單元和可讀存儲單元均與處理器連接，所述電流采集單元用于采集電池電流，所述電壓采集單元用于采集電池電壓，所述溫度采集單元用于采集電池溫度信息，所述可讀存儲單元存儲有電池SOC的初始值，所述處理器根據電流采集單元、電壓采集單元、溫度采集單元和可讀存儲單元的信息進行電池SOC估算，所述供電單元為處理器、電流采集單元、電壓采集單元、溫度采集單元和可讀存儲單元供電。

2.根據權利要求1所述的一種電池SOC估算裝置，其特征在于，

所述處理器中運行有電池SOC估算方法，所述電池SOC估算方法包括以下步驟：

S1：讀取電池SOC的狀態初始值；

S2：建立電池二階RC等效電路模型；

S3：根據電池二階RC等效電路模型和電池SOC的狀態初始值通過新擴展卡爾曼濾波(New Extended Kalman Filter,NEKF)計算最高單體電芯電壓NEKF_SOCmax和最低單體電芯電壓NEKF_SOCmin；

S4：根據安時積分計算最高單體電芯電壓AhSOCmax和最低單體電芯電壓AhSOCmin；

S5：根據最高單體電芯電壓AhSOCmax和最低單體電芯電壓AhSOCmin計算加權值AhSOC；

S6：判斷電池的充放電狀態并進行電池SOC估算值輸出。

3.根據權利要求2所述的一種電池SOC估算裝置，其特征在于，

所述電池二階RC等效電路模型包括電池開路電壓、電池內電阻、電池極化電阻、電池極化電容、電池濃度差電阻和電池濃度差電容，所述電池開路電壓的正極與電池內電阻的一端連接，所述電池內電阻的另一端與電池極化電阻的一端連接，所述電池極化電阻的另一端與電池濃度差電阻的一端連接，所述電池極化電容與電池極化電阻并聯，所述電池濃度差電容與電池濃度差電阻并聯，所述電池濃度差電阻的另一端與電池開路電壓的負極作為等效電路的輸出端。

4.根據權利要求2或3所述的一種電池SOC估算裝置，其特征在于，

步驟S3中，最高單體電芯電壓NEKF_SOCmax和最低單體電芯電壓NEKF_SOCmin的計算方法為：

S31：根據NEKF算法獲取電池的狀態方程和輸出方程；

S32：根據電池的輸出方程得到最高單體電芯電壓NEKF_SOCmax和最低單體電芯電壓NEKF_SOCmin。

5.根據權利要求4所述的一種電池SOC估算裝置，其特征在于，

所述電池的狀態方程為：

所述電池的輸出方程為：

Ucv_k＝Uocv_k-U_k*R2_k-U_k*R1_k-U_k*R0_k

其中，k為時間系數，為狀態估計值，E(X₀)為狀態初始值，為狀態濾波值，P_k/k-1為誤差協方差估計矩陣，var(X₀)為誤差協方差初始值，P_k/k為濾波誤差協方差矩陣，Q_k為系統噪聲矩陣，Γ_k-1為干擾矩陣，R_k為觀測噪聲矩陣，K_k為卡爾曼濾波增益系數，I為單位矩陣，C_k表示觀測矩陣值，Y_k為觀測值(實際測量電壓),Uk為控制向量(測量電流)；Ucv為估算電芯端電壓，Uocv為電池開路電壓；△Q_cal＝Q_t2-Q_t1為本次運行周期累計容量變化量，為累計容量，Cap為系統總容量，R0為電池內電阻，R1為電池極化電阻，C1為電池極化電容，R2為電池濃度差電阻，C2為電池濃度差電容，t為系統運行周期；A表示系統矩陣，B表示觀測矩陣。