电池包及其荷电状态估算方法技术

本申请公开了一种电池包以及电池包的荷电状态估算方法，包括：基于流经电池包的实时电流对电池包的荷电状态进行估算；其中，实时电流由电池包的实时参数进行估算；电池包的实时参数的至少部分能够通过查询电池包数据库获取，电池包数据库中的数据至少部分是预设的。采用以上技术方案能够提供一种成本低、无需检流电阻且能够精确估算其荷电状态的电池包。包。包。

【技术实现步骤摘要】
电池包及其荷电状态估算方法


[0001]本申请涉及一种用于为电动工具供电的电池包，尤其涉及一种电池包的荷电状态的估算方法。

技术介绍

[0002]电池包的荷电状态(State of Charge，SOC)的准确估算是电动工具中的电池充放电控制的重要依据，直接影响电池包的使用寿命和电动工具的性能，并能预测电池包的续航时间。现有技术中关于电池包的SOC状态的估计多采用安时积分法和基于模型的闭环估计方法，如卡尔曼滤波法、滑模状态观测器、粒子滤波法等，这类方法对电流测量值的精度要求很高，若出现较大的电流测量误差，将直接导致估计结果失准，继而引发严重的安全问题。针对电池包的SOC估计的精确性的提升，一种解决方法是通过实时估计电流、电压测量噪声统计特性对噪声效应进行补偿，实现较为精确的电池包SOC估计。但该方法对测量中的低频漂移误差抑制效果较差，且仍需要使用电流传感器，无法解决高成本、温升与能量消耗问题，也难以保证结果的稳定性。

技术实现思路

[0003]为解决相关技术的不足，本申请提供一种应用于电动工具的电池包的荷电状态估算方法以及电动工具系统。
[0004]为实现上述目标，本申请采用如下技术方案：
[0005]一种应用于电动工具的电池包的荷电状态估算方法，包括：基于流经所述电池包的实时电流对所述电池包的荷电状态进行估算；其中，所述实时电流由所述电池包的实时参数进行估算；所述电池包的至少部分的所述实时参数能通过查询电池包数据库获取；所述电池包数据库中的数据至少部分是预设的。
[0006]在一些实施例中，所述电池包数据库的构建包括：获得含有待定参数的所述电池包的等效电路模型；获得所述电池包在不同工况下的电池包内阻；获得所述电池包在不同工况下的荷电状态
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开路电压的曲线；获得所述等效电路模型的所述待定参数。
[0007]在一些实施例中，所述等效电路模型设置为RC电路模型或韦伯等效电路模型。
[0008]在一些实施例中，所述等效电路模型的所述待定参数包括所述电池包的直流内阻、极化电阻、极化电容。
[0009]在一些实施例中，所述电池包的实时参数包括所述电池包的开路电压、极化电压、端电压、内阻以及温度。
[0010]在一些实施例中，所述开路电压可通过查询所述电池包数据库中的所述荷电状态
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开路电压的曲线获取。
[0011]在一些实施例中，所述荷电状态
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开路电压曲线包括充电荷电状态
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开路电压曲线和放电荷电状态
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开路电压的曲线。
[0012]在一些实施例中，所述估算方法包括：获取所述电池包在上电瞬间时的初始参数；
基于获取的初始参数和所述电池包数据库估算所述电池包的实时电流；基于获取的所述实时电流估算所述极化电压；基于获取的所述极化电压估算当前的所述荷电状态。
[0013]在一些实施例中，所述不同工况至少包括所述电池包的不同温度、不同荷电状态以及不同循环次数。
[0014]在一些实施例中，所述估算方法至少适用于不含电流检测装置的电池包。
[0015]在一些实施例中，电池包，包括：电芯组件，至少包括多个电芯单元；电池管理系统，至少包括控制单元；所述控制单元被配置为获取流经电池包的实时电流，并根据所述实时电流对所述电池包的荷电状态进行估算。
[0016]一种充电组合，包括：充电装置；电池包，连接至所述充电装置，所述电池包包括电芯组件，用于存储电能；电池管理系统，至少包括控制器，所述控制器被配置为：基于流经所述电池包的实时电流对所述电池包的荷电状态进行估算；其中，所述控制器还配置为：基于电池包数据库和所述电池包的实时参数获取所述电池包的实时电流；所述电池包数据库中的数据至少部分是预设的。
[0017]一种电动工具系统，包括：电动工具；电池包，与所述电动工具连接，用于为所述电动工具供电；电池管理系统，至少包括控制器，所述控制器被配置为：基于流经所述电池包的实时电流对所述电池包的荷电状态进行估算；其中，所述控制器还配置为：基于电池包数据库和所述电池包的实时参数获取所述电池包的实时电流；所述电池包数据库中的数据至少部分是预设的。
[0018]采用本申请中的电池包的荷电状态估算方法能够在电池包中不设置电流检测装置的条件下估算电池包的荷电状态，降低了电池包的成本。另一方面，由于电池包中不需要设置用于检测电流的硬件装置，能够有效地降低电池包在充放电过程中的产生的热量。同时，本申请中提出的技术方案中采用预设的电池包数据库，通过查询预设的电池包数据库间接地获取电池包的实时参数，从而估算电池包的实时电流以估算所述电池包的当前的荷电状态。
附图说明
[0019]图1是本申请中作为具体实施例的电动工具系统的立体图；
[0020]图2是本申请中作为具体实施例的充电系统的立体图；
[0021]图3是电池包的作为具体实施例的一种等效电路模型；
[0022]图4是本申请中电池包的荷电状态估算方法的流程图；
[0023]图5是采用充分静置法获取电池包的极化电压的波形图；
[0024]图6是电池包在放电过程中的荷电状态的估算值与参考值的曲线图；
[0025]图7是电池包在充电过程中的荷电状态的估算值与参考值的曲线图；
[0026]图8是电池包的作为具体实施例的一种硬件装置的原理图。
具体实施方式
[0027]以下结合附图和具体实施例对本申请作具体的介绍。
[0028]如图1和图2所示的电动工具系统100和充电组合200。其中，电动工具系统100包括电动工具10和电池包20。电池包20电连接至电动工具10以为其提供电能。充电组合200包括
电池包20和为电池包20充电的充电器30。本申请中的电池包可适用于电钻、电动扳手、电动螺丝批、电锤钻、电圆锯、砂光机等手持式电动工具机，以及骑乘式割草机、智能割草机、打草机、电剪刀、修枝机、电锯等园林工具，为方便描述，以下将手持式电动工具机及园林工具统称为电动工具。电池包可拆卸地连接在上述的电动工具上，或固定设置在上述的电动工具内。本申请中的电池包为可充电的锂化学电池，如锂离子电池，尤其是电动工具场合经常使用的圆柱形锂离子电池以及软包电池。在一些实施例中，电池包可包括至少一个可充电的电芯单元，或者包括多个可充电的电芯单元，这取决于电池包的不同额定标称值。这些不同标称值的电池包，可通过串联多个可充电的电芯单元来实现。当然，可充电的电芯单元也可以配置为其他以锂为基质的锂化学电池，或者镍镉、镍氢之类的其他化学基质的可充电电池。很显然，本申请的电池包不局限于上述的电动工具，也不限于指定的标称电压。事实上，本申请的教导可适用于任何类型的电池包。
[0029]本申请中的电池包可以是但不限于方形、筒形、塔形或其他形状等。总体而言，电池包包括：壳体；至少一个电芯单元；用于执行内外部控制和保护措施的电子器件，与外部充电器或电动工具连接的电池包端子；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于电动工具的电池包的荷电状态估算方法，包括：基于流经所述电池包的实时电流对所述电池包的荷电状态进行估算；其中，所述实时电流由所述电池包的实时参数进行估算；所述电池包的至少部分的所述实时参数能通过查询电池包数据库获取；所述电池包数据库中的数据至少部分是预设的。2.根据权利要求1所述的估算方法，其中，所述电池包数据库的构建包括：获得含有待定参数的所述电池包的等效电路模型；获得所述电池包在不同工况下的电池包内阻；获得所述电池包在不同工况下的荷电状态
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开路电压的曲线；获得所述等效电路模型的所述待定参数。3.根据权利要求2所述的估算方法，其中，所述等效电路模型设置为RC电路模型或韦伯等效电路模型。4.根据权利要求3所述的估算方法，其中，所述等效电路模型的所述待定参数包括所述电池包的直流内阻、极化电阻、极化电容。5.根据权利要求4所述的估算方法，其中，所述电池包的实时参数包括所述电池包的开路电压、极化电压、端电压、内阻以及温度。6.根据权利要求5所述的估算方法，其中，所述开路电压可通过查询所述电池包数据库中的所述荷电状态
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开路电压的曲线获取。7.根据权利要求6所述的估算方法，其中，所述荷电状态
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开路电压曲线包括充电荷电状态
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开路电压曲线和放电荷电状态
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开路电压的曲线。8.根据权利要求5所述的估算方法，其中，所述估算方法包括：获取所述电池包在上电瞬间时的初始参数；基...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵辰彦，李菊，王宏伟，
申请(专利权)人：南京泉峰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：