一种电池组SOC的估算方法技术

本发明专利技术公开了一种电池组SOC的估算方法，包括数据采集模块、数据分析模块、数据传输模块、显示模块、存储记忆模块、主控模块以及若干单体电池组成的电池组，所述数据采集模块包括和单体电池数量等同的单体数据采集单元，所述数据分析模块对以上采集到的数据进行分析判断，所述数据传输模块将分析得出的数据传输到显示模块，所述显示模块将所收集的信息直观的展示给用户，本发明专利技术的有益效果在于：无需将电池长时间静置去获取开路电压OCV，从而节省了时间，也更符合电池因工作无法静置的情况；加强了单体电池信息的获取与控制，且对单体电池SOC结果和整体电池组SOC结果做了误差判断，从而保证了电池组SOC估算数据的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种电池组SOC的估算方法
本专利技术涉及BMS
，具体为一种电池组SOC的估算方法。
技术介绍
随着近年来新能源汽车和电网储能技术的快速发展，作为新能源汽车和电网储能的核心-动力电池和储能电池，需要安全高效的管理，以此来保障运行的安全性和延长电池的使用寿命，电池在使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值即SOC，常用百分数表示，其取值范围为0-1，对电池SOC的准确预估可以防止电池在充放电过程中发生过充和过放，从而保障电池的安全使用并延长其使用寿命，现有的测量电池组SOC经常使用到安时积分法加开路电压法，这种算法市场上技术成熟，较其他卡尔曼滤波算法和AP神经网络算法计算量少，但是电池组的这种安时积分加开路电压算法仍存在以下缺点；1.开路电压OCV的测量需要将电池静置，不仅耗时，而且电池设备在运行时不方便长时间放置；2.整个电池组因每个电芯在不断的运行后产生差异，整体的电池组SOC和具体的电池组内单体电池的SOC也会有很大的差异性，现在大部分BMS系统仅直接计算电池组SOC，并不计算单体电池SOC，这种方式，无法获取单体电池SOC，不利于单体电池信息的获取与控制。因此，急需一种电池组SOC的估算方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电池组SOC的估算方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种电池组SOC的估算方法，包括数据采集模块、数据分析模块、数据传输模块、显示模块、存储记忆模块、主控模块以及若干单体电池组成的电池组，所述数据采集模块包括和单体电池数量等同的单体数据采集单元，所述单体数据采集单元采集的数据包括所属单体电池的电流、充放电时间、温度、电池容量、电池内阻、开路电压OCV、实际充放电时的电压，所述数据分析模块对以上采集到的数据进行分析，所述数据传输模块将分析得出的数据传输到显示模块，所述显示模块将所收集的信息直观的展示给用户，所述数据采集模块及数据分析模块的运行步骤如下：S1：数据采集模块对各个单体电池进行小电流的充放电初始化，对每一节单体电池，获得以下数据，包括电池内阻R、电流I、充电时的实际电压Uchar和放电时的实际电压Udis，上述步骤S1中，数据分析模块对采集到的数据进行如下处理，对每一节单体电池有：充电时：Uchar＝OCV+IR放电时：Udis＝OCV-IROCV＝(Uchar+Udis)/2S2：数据采集模块通过单体数据采集单元对电流I、时间t和温度、电池容量进行采集，数据分析模块先是根据温度从存储记忆模块里找到相对应的电池容量百分比，进而以电池容量百分比做为参照对电池容量进行修正，随之对电流积分再除以修正后的电池总容量得到每一节单体电池的SOC-OCV曲线。上述步骤S2中，单体电池每次在进行充放电时，数据采集模块对温度和电池容量数据进行采集，由数据分析模块对以上数据进行分析，分析结果储存在存储记忆模块，存储记忆模块一开始会存储一个正常情况下的电池容量数据，此数据会随着使用时间而更新，数据分析模块将此时测得的电池容量与正常情况下的电池容量作对比，正常情况下的电池容量未受到温度影响，因此电池容量为100％，其中，电池容量百分比＝实测电池容量/正常情况电池容量从而得出该温度下的电池容量百分比，多次采集之后得到多组不同温度情况下的电池百分比变化规律，形成一个“温度特性表”，存储模式为温度-电池容量百分比，以“温度特性表”作为参照，将此次测量得到的温度数据在存储记忆模块里的“温度特性表”进行查找，找到相对应的温度，并判断此次测得的电池容量百分比数据是否符合之前获得的电池容量百分比变化规律，从而进行分析，如果此次获得的电池容量百分比不符合“温度特性表”里电池容量百分比的变化规律，主控模块会主动结束此次存储，并控制数据采集模块进行新一轮的数据采集，直到采集到符合变化规律的数据，从而获得单体电池SOC，其中，单体电池SOC＝单体电池剩余容量/单体电池总容量如多次采集之后仍不符合，则主控模块通过显示模块向用户发送信息，提醒用户需对电池组进行维护检修，通过上述操作可以减小因温度变化带来的单体电池SOC误差，进而减小电池组SOC估算误差，提升估算精确度。S3：电池正常工作时，根据步骤S2中数据分析模块在电流正常工作时，对任一时刻内的电流使用安时积分法，可实时的得到每节单体电池的剩余容量SOC和全部单体电池剩余容量SOC的平均值Vsoc、最大值MAsoc和最小值MIsoc。所上述步骤S3中，假设若干电池的个数为n，全部单体电池SOC的平均值记为Vsoc，最大值记为MAsoc，最小值记为MIsoc，则数据分析模块对以上数据进行分析计算得到其准确值。MAsoc＝MAX(SOC1，SOC2，SOC3，...，SOCn)MIsoc＝MIN(SOC1，SOC2，SOC3，...SOCn)S4：设置电池组的SOC充放电的上下限值，当SOC达到下限值时不可放电，当SOC达到上限值时不可充电，上限值记为Hsoc，下限值记为Lsoc，并根据单体电池SOC的平均值Vsoc、最大值MAsoc和最小值MIsoc，由数据分析模块进行计算得到准确的上限值Hsoc和下限值Lsoc。上述步骤S4中，通过数据分析模块对全部单体电池SOC的平均值Vsoc、最大值MAsoc和最小值MIsoc进行分析计算得到其准确值。Hsoc＝Vsoc+(1-MAsoc)Lsoc＝Vsoc-MIsocS5：通过数据分析模块对全部单体电池的平均值Vsoc和上限值Hsoc、下限值Lsoc进行比较，并得到相应的电池组SOC。上述步骤S5中，数据分析模块对全部单体电池的平均值Vsoc和上限值Hsoc、下限值Lsoc进行比较得到以下三种情况时的电池组SOC数据，当单体电池SOC的Vsoc等于上限值Hsoc时，则电池组SOC＝MAsoc；当单体电池SOC的Vsoc等于下限值Lsoc时，则电池组SOC＝MIsoc；当单体电池SOC的Vsoc大于下限值Lsoc且小于等于上限值Hsoc时，则电池组SOC＝(Lsoc+Hsoc)/2。该步骤通过计算上下限之和的平均值来得到电池组SOC，对计算过程进行了优化。S6：数据传输模块将分析得到的电池组SOC数据传输给显示模块，由显示模块直观的展现给用户。所述主控模块判断当前电池组的工作状态，若电池组暂停工作，由主控模块控制数据采集模块，对电池组暂停工作时后的时间段数据进行采集，假设采集到的暂停工作后至采集时候的时间段为t1，电池静置OCV达到稳定的时间为t2，判断t1和t2大小：当t1大于等于t2时，说明此时电路的开路电压OCV趋于稳定，可以通过数据采集模块采集此时的开路电压OCV，从而反应此时的电池组SOC，通过数据分析模块将此时获得的电池组SOC数据与之前电池工作时的SOC数据进行对比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组SOC的估算方法，包括数据采集模块、数据分析模块、数据传输模块、显示模块、存储记忆模块、主控模块以及若干单体电池组成的电池组，所述数据采集模块包括和单体电池数量等同的单体数据采集单元，所述单体数据采集单元采集的数据包括所属单体电池的电流、充放电时间、温度、电池容量、电池内阻、开路电压OCV、实际充放电时的电压，所述数据分析模块对以上采集到的数据进行分析，所述数据传输模块将分析得出的数据传输到显示模块，所述显示模块将所收集的信息直观的展示给用户，所述数据采集模块及数据分析模块的运行步骤如下：/nS1：数据采集模块对各个单体电池进行小电流的充放电初始化，对每一节单体电池，获得以下数据，包括电池内阻R、电流I、充电时的实际电压Uchar和放电时的实际电压Udis；/nS2：数据采集模块通过单体数据采集单元对电流I、时间t和温度、电池容量进行采集，数据分析模块先是根据温度从存储记忆模块里找到相对应的电池容量百分比，进而以电池容量百分比做为参照对电池容量进行修正，随之对电流积分再除以修正后的电池总容量得到每一节单体电池的SOC-OCV曲线；/nS3：电池正常工作时，根据步骤S2中数据分析模块在电流正常工作时，对任一时刻内的电流使用安时积分法，可实时的得到每节单体电池的剩余容量SOC和全部单体电池剩余容量SOC的平均值Vsoc、最大值MAsoc和最小值MIsoc；/nS4：设置电池组的SOC充放电的上下限值，当SOC达到下限值时不可放电，当SOC达到上限值时不可充电，上限值记为Hsoc，下限值记为Lsoc，并根据单体电池SOC的平均值Vsoc、最大值MAsoc和最小值MIsoc，由数据分析模块进行计算得到准确的上限值Hsoc和下限值Lsoc；/nS5：通过数据分析模块对全部单体电池的平均值Vsoc和上限值Hsoc、下限值Lsoc进行比较，并得到相应的电池组SOC；/nS6：数据传输模块将分析得到的电池组SOC数据传输给显示模块，由显示模块直观的展现给用户。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电池组SOC的估算方法，包括数据采集模块、数据分析模块、数据传输模块、显示模块、存储记忆模块、主控模块以及若干单体电池组成的电池组，所述数据采集模块包括和单体电池数量等同的单体数据采集单元，所述单体数据采集单元采集的数据包括所属单体电池的电流、充放电时间、温度、电池容量、电池内阻、开路电压OCV、实际充放电时的电压，所述数据分析模块对以上采集到的数据进行分析，所述数据传输模块将分析得出的数据传输到显示模块，所述显示模块将所收集的信息直观的展示给用户，所述数据采集模块及数据分析模块的运行步骤如下：
S1：数据采集模块对各个单体电池进行小电流的充放电初始化，对每一节单体电池，获得以下数据，包括电池内阻R、电流I、充电时的实际电压Uchar和放电时的实际电压Udis；
S2：数据采集模块通过单体数据采集单元对电流I、时间t和温度、电池容量进行采集，数据分析模块先是根据温度从存储记忆模块里找到相对应的电池容量百分比，进而以电池容量百分比做为参照对电池容量进行修正，随之对电流积分再除以修正后的电池总容量得到每一节单体电池的SOC-OCV曲线；
S3：电池正常工作时，根据步骤S2中数据分析模块在电流正常工作时，对任一时刻内的电流使用安时积分法，可实时的得到每节单体电池的剩余容量SOC和全部单体电池剩余容量SOC的平均值Vsoc、最大值MAsoc和最小值MIsoc；
S4：设置电池组的SOC充放电的上下限值，当SOC达到下限值时不可放电，当SOC达到上限值时不可充电，上限值记为Hsoc，下限值记为Lsoc，并根据单体电池SOC的平均值Vsoc、最大值MAsoc和最小值MIsoc，由数据分析模块进行计算得到准确的上限值Hsoc和下限值Lsoc；
S5：通过数据分析模块对全部单体电池的平均值Vsoc和上限值Hsoc、下限值Lsoc进行比较，并得到相应的电池组SOC；
S6：数据传输模块将分析得到的电池组SOC数据传输给显示模块，由显示模块直观的展现给用户。


2.根据权利要求1所述的一种电池组SOC的估算方法，其特征在于：步骤S1中，数据分析模块对采集到的数据进行如下处理，对每一节单体电池有：
①充电时：Uchar＝OCV+IR
②放电时：Udis＝OCV-IR
①+②得：OCV＝(Uchar+Udis)/2
其中，Uchar为充电时的实际电压，Udis为放电时的实际电压，I为电流，R为电池内阻。


3.根据权利要求1所述的一种电池组SOC的估算方法，其特征在于：步骤S2中，单体电池每次在进行充放电时，数据采集模块对温度和电池容量数据进行采集，由数据分析模块对以上数据进行分析，分析结果储存在存储记忆模块，存储记忆模块一开始会存储一个正常情况下的电池容量数据，此数据会随着使用时间而更新，数据分析模块将此时测得的电池容量与正常情况下的电池容量作对比，正常情况下的电池容量未受到温度影响，因此电池容量为100％，其中，
电池容量百分比＝实测电池容量/正常情况电池容量
从而得出该温度下的电池容量百分比，多次采集之后得到多组不同温度情况下的电池百分比变化规律，形成一个“温度特性表”，存储模式为温度-电池容量百分比，以“温度特性表”作...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德华，王嘉兴，
申请(专利权)人：傲普上海新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31