【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于安时积分法的带充电校正功能soc算法，属于电池管理系统运用算法的。
技术介绍
1、电池开路电压指的是电池在静置状态下，正负电极之间的电位差。如图3所示，图中展示的是两种锂电池的ocv-soc曲线。一般通过充电或者放电到特定soc后，电池进行静置一段时间，通常为两个小时或者更长时间测量得到的电池电压，以此得出ocv-soc曲线，一般而言，即便对于同一soc，充电后和放电后静置得到的ocv也是不一样的。对于三元类电池，soc与ocv对应关系还好，严格单调，且不同soc的ocv差异比较明显。但是对于磷酸铁锂而言，有一段相当长的soc区间很平坦，ocv差异很小，而且并非严格单调的，表现为同一个ocv值对应多个soc点。所以单纯用soc-ocv对应关系来预估soc，存在静置时间难以满足，精准度不够等难题。
2、充放电倍率与端电压对应关系特性分析：池动态情况下，我们测量到的电池电压，实际上电池的端电压。如图4所示，为一个简单的电池一阶rc模型，其中左侧的电压源代表ocv，r表征内阻，r1c1表征极化，右侧输出为端电压。所以一旦电池进行充放电，则端电压与ocv相差甚远。
3、选取某个电流倍率，让电池以该倍率进行恒流充电或者放电，同一电流下充和放，得到的曲线也是有差异的，可以得到一组端电压与soc的对应关系。如图5所示，为某一个温度下，磷酸铁锂电池不同倍率的端电压曲线。实际上，除了电池恒流充电阶段，电池的工况电流很少有长时间恒流充放电阶段，只要有不同电流切换存在，那么电池极化的差异就会让端电压偏离预测曲
4、温度因素的影响：不同材料体系的电池，表现出来的温度特性是不一样的。以磷酸铁锂为例，如图6所示，为不同温度下电池表现出的soc与内阻关系。总体而言，电池的内阻随着温度和soc的变化而变化，且对于低温很敏感。同理，ocv，极化等参数，也会随着温度的变化而变化。这无疑进一步加剧了预测的难度。
5、电池的成组效率影响：上述的特性是以单个电芯表现出来的特性。在实际整包应用中，由于电芯的串并联组合，会使情况变得更加复杂。不同电芯间难免存在欧姆内阻、极化内阻、自放电率、初始容量等差别。一个电池包由多个电芯串联而成，假设额定容量为50ah，不考虑均衡。由于额定容量和初始容量存在差异，实际在放电过程中，电量少的先放空，充电时电量多先充满。这就造成了成组后的效率降低，也让成组后的soc预估更加困难。
6、除此之外，其实还有很多因素会造成soc预估困难，如实际bms的mcu或者afe测量精度，采样频率，日历/循环寿命的影响等等。
7、电池须经过长期静置，但电动汽车启动频繁，开路电压短时间内很难稳定；电池存在电压平台，特别是磷酸铁锂电池，在soc30％-80％期间，端电压和soc曲线近似为直线；电池处于不同温度或不同寿命时期，尽管开路电压一样，但实际上的soc差别可能较大；如图7所示，我们在使用这种电动自行车，假如当前soc显示100％，在加速启动下电压下降，电量可能显示80％，停止加速时电压回升，电量又会跳回100％。
8、安时积分法是在初始时刻soc0的基础上估算电池的soc。通过计算一定时间内充放电电流和对应时间的积分，从而计算变化电量的百分比，最终求出初始soc和变化的soc之间的差，即剩余电量，例如：
9、
10、cmax:电池容量(ah)
11、lnow：电流(a)
12、t:时间。
13、该方法只是以电池动态时电流累积多少作为soc估算依据，在一定程度上忽视了电池自放电率、老化程度和充放电倍率对电池soc的影响，长期使用也会导致测量误差不断累积扩大，初始时刻的soc0不易确定且精度存在一定误差，而且随着时间的增加，误差也会累计增加，所有对电流测量的准确度要求很高。另外在电流波动剧烈的工况下误差会增大。由于电池所能放出的容量要受放电率、电池的温度、电池充放电循环次数等诸多因素的影响,因此,表示电池容量状态的soc也必然与这些因素有关。在放电电流变化的情况下,就会对soc定义出现认识上的模糊,使根据定义得出的soc结果似乎是自相矛盾的；实际的多电芯串并联组合的应用场合，是上述所有因素加权，共同影响着soc的预估准确性，因此想要电池全生命周期范围内都能准确预估soc，依旧是一个较大难题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统安时积分法忽视了自放电率、老化程度、充放电倍率对电池soc影响导致soc误差较大的问题，提出基于安时积分法的带充电校正功能soc算法。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、基于安时积分法的带充电校正功能soc算法，包括电池包的固定衰减系数n、循环次数容量衰减系数s、充放电温度容量衰减系数k、充放电功率容量衰减系数p；
4、s1校正对照系构建，构建动态充电电压与容量对照表，动态充电电压与容量对照表的容量为socr；
5、s2实时容量运算构建，构建实时容量计算公式：其中soct为实时容量，soc0为动态初始值，i(t)为t时刻的具备正负向的充放电电流，dt为累加时间比，qn为当前满容量值；
6、s3校正对照启动，采样电池包电压数据，根据当前动态充电电压与容量对照表进行容量值读取作为soc0，将读取soc0代入步骤s2中计算出当前实时容量soct；
7、s4校正参照容量计算，根据动态充电电压与容量对照表进行当前socr读取，并计算校正参照容量soca，soca＝[socr*q0]/[qn*(1-(k+s+p))]，q0为设计容量，qn为当前满容量值；
8、s5实时容量输出与校正对照系更新，进行soca与soct差值判断：
9、当|soct-soca|＜5％时，直接输出步骤s3的实时容量soct；
10、当|soct-soca|≥5％时，如果soct>soca，则soc0＝soct*[(soct-soca)/(100-soca)，如果soct<soca，则soc0＝soct*[1+(soct-soca)/(100-soca)]；
11、将计算得到的soc0代入步骤s2中得到计算调整的soct，进行计算调整的soct与soca差值处理，如此循环至|soct-soca|＜5％，此时将动态充电电压与容量对照表中的socr更新为当前计算调整的soct。
12、优选地，电池包内任意电芯具备差异化温度电压与容量对照表；
13、首次启动时，采集电池包内电芯数据，根据差异化温度电压与容量对照表进行容量值读取作为soc0，并计算出当前实时容量soct；
14、通过实时容量运算得到soct，进行动态充电电压与容量对照表的初始生成。
15、优选地，所述步骤2中，当i(t)＜0.25a时，实时容量暂停运算；当i(t)≥0.25a时，计算的实时容量soct为有效容量，有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于安时积分法的带充电校正功能SOC算法，包括电池包的固定衰减系数n、循环次数容量衰减系数s、充放电温度容量衰减系数k、充放电功率容量衰减系数p；
2.根据权利要求1所述基于安时积分法的带充电校正功能SOC算法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述基于安时积分法的带充电校正功能SOC算法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述基于安时积分法的带充电校正功能SOC算法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.基于安时积分法的带充电校正功能soc算法，包括电池包的固定衰减系数n、循环次数容量衰减系数s、充放电温度容量衰减系数k、充放电功率容量衰减系数p；
2.根据权利要求1所述基于安时积分法的带充电校...
【专利技术属性】
技术研发人员：李琪，廖小俊，申云龙，凌冰，金天俣，
申请(专利权)人：苏州海鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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