在电池管理系统中测量电池的充电状态的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及通过使用等效电路模型根据电池管理系统中的条件来选择ＳＯＣｉ（基于电流的充电状态）或ＳＯＣｖ（基于电压的充电状态）作为电池的ＳＯＣ（充电的状态）的方法及装置。在本发明专利技术中，在电池管理系统中测量电池的ＳＯＣ的方法的特征在于，包括以下步骤：通过测量电池的电流、电压和温度获得电压数据和温度数据；通过累加所述电流数据，来计算ＳＯＣｉ；使用通过电路简单地表示所述电流数据、所述电压数据和所述电池的等效电路模型来计算开路电压；使用所述温度数据和所述开路电压来计算ＳＯＣｖ；以及基于对特定时间间隔内车辆的电流状态的判断，通过使用所述ＳＯＣｖ和ＳＯＣｉ来选择所述ＳＯＣｖ和ＳＯＣｉ中的至少一个作为电池的ＳＯＣ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在电池管理系统中测量电池的SOC(充电状态)的方法及其装置，更具 体地涉及使用简单的等效电路根据希望的条件在电池管理系统中将SOCi (基于电流的充 电状态)或SOCv(基于电压的充电状态)设置为电池的SOC的方法、及其装置。
技术介绍
具有使用汽油或重油的内燃机的汽车通常对产生污染(如大气污染)具有严重影 响。因此，为了降低污染的产生，已作出许多努力来开发混合动力车辆或电动车辆。 近来，已开发使用高能量密度、非水电解质的大功率二次电池。为了形成大容量二 次电池，可以设置多个高功率二次电池并且将它们串联连接。如上所述，大容量二次电池(以下，称为“电池”)通常是由串联连接的多个二次电 池组成。对电池、尤其是HEV电池来说，由于多个或数十个二次电池轮流充电和放电，有必 要对电池进行管理，以控制电池的充电和放电并将电池维持在适当的工作状态。为此，提供了用于管理电池的全部状态的BMS(电池管理系统)。BMS检测电压、电 流或温度等，通过计算操作来估计SOC并控制SOC以优化车辆的燃料消耗效率。为了精确 控制S0C，需要正确地测量电池在执行充电和放电工作时的S0C。作为现有技术，存在公开的韩国专利申请No. 2005-00611234 (2005年7月7日提 交)，其题巨为"Method for resetting SOC of secondary batterymodule"0为了精确地计算电池的S0C，上述现有技术包括当开启开关时测量电池模块的 电流值、电压值和温度值，使用测量的值计算初始S0C，累加电流值，根据累加的电流值计 算实际S0C，确定电池模块是否处于无负载状态，如果电池模块处于无负载状态则确定实际 SOC是否处于可以通过累加电流值来测量的设置范围内，以及如果实际SOC处于设置范围 之外则通过测量电压值来根据电压值计算S0C。但是，该现有技术没有公开将简单的等效电 路应用于实际电池的方法及其装置。一般来说，在短期内，SOCi不具有误差，但是，如图1所示，存在着误差累积的趋 势。因此，在电池长时间工作的情况下，出现相当大的误差。尤其是，当完全完成电池的充 电或放电时通常产生累积误差。这是由以下原因所引起的精确度受由自放电导致的SOC 减少所产生的误差和在计算SOC时忽略了 CPU的LBS位所产生的误差影响。此外，由于SOC 的精确度大大地取决于电流测量传感器，因此当传感器有故障时不可能校正误差。但是，如图2所示，SOCv通过开路电压测量S0C。在该测量方法中，当电流不流动 时可以获得非常精确的结果。但是，当电流流动时，SOCv的精确度取决于电池的充电和放电 模式。因此，由于SOC的精确度也取决于充电和放电模式，所以它变得恶化。此外，使SOCv 的精确度恶化的充电和放电模式处于普通电池的使用范围内。因而，尽管仅使用SOCv，也存 在必须接受相当大的误差的问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种在电池管理系统中测量电池的SOC(充电状态)的 方法及其装置，其使用简单的等效电路模型和自适应数字滤波器，从而容易且精确地测量 电池的SOC。本专利技术的 另一目的是提供一种在电池管理系统中测量电池的SOC(充电状态)的 方法及其装置，其确定低电流状态是否保持了期望的时间段然后将SOCi (基于电流的充电状 态)或SOCv(基于电压的充电状态)设置为电池的S0C，从而容易且精确地测量电池的S0C。为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种在电池管理系统中测量电池的充电状态 SOC的方法，该方法包括通过测量电池的电流、电压和温度获得电流数据、电压数据和温 度数据；通过累加电流数据，来计算SOCi (基于电流的充电状态)；使用等效电路模型来计 算OCV (开路电压)，在该等效电路模型中由电路简单地表示电流数据、电压数据和电池；使 用温度数据和0CV，来计算SOCv (基于电压的充电状态)；以及在期望的时间段内判断电池 的电流状态，并使用SOCv和SOCi的至少一个来设置电池的S0C。优选地，计算OCV的步骤包括使用低通滤波器对所述电流数据和所述电压数据 进行滤波；通过将滤波后的电流数据和电压数据应用于等效电路模型和自适应数字滤波 器，来计算在所述等效电路模型中使用的参数；以及使用该参数来计算0CV。优选地，低通滤波器是三阶低通滤波器，等效电路模型由使用电阻参数R、电流参 数I、电容参数C、端子电压参数V和VOC参数Vo的电路来表示，并且自适应数字滤波器持 续更新在等效电路模型中使用的参数的值。优选地，如果在所述期望的时间段内所述电池处于低电流状态，则将所述SOCv设 置为所述电池的SOC ；以及如果所述电池处于其他状态，则将所述SOCi设置为所述电池的 S0C，并且期望的时间段是20至60秒，而低电流标准是2A，并且等效电路模型的积分模型也 可以替代等效电路模型。此外，本专利技术提供了一种在电池管理系统中测量电池的充电状态SOC的方法，该 方法包括以下步骤在期望的时间段内判断电池的电流状态，并且使用SOCv和SOCi中的 至少一个来测量电池的目标S0C;计算AS0C，该Δ SOC为当前时间的目标SOC与前一时间 的SOC之间的差；将该Δ SOC与第一临界值进行比较；如果该Δ SOC大于第一临界值，则根 据预定的算法更新当前时间的目标S0C，并接着将更新后的目标SOC设置为当前时间电池 的SOC ；如果该Δ SOC不大于第一临界值，则将当前时间的目标SOC设置为当前时间电池的 SOC。此外，本专利技术提供了一种在电池管理系统中测量电池的SOC的装置，该装置包括 电池信息获取部，其测量电池的电流、电压和温度，并获取电流数据、电压数据和温度数据； 电流累加部，其通过累加电流数据计算SOCi ；OCV计算部，其使用等效电路模型来计算0CV， 在该等效电路模型中由电路简单地表示电流数据、电压数据和电池；SOCv估计部，其使用 温度数据和OCV来估计SOCv ；以及SOC设置部，其在期望的时间段内判断电池的电流状态， 并使用SOCv和SOCi的至少一个来设置电池的S0C。优选地，用于测量电池的SOC的装置还包括低通滤波部，该低通滤波部使用低通 滤波器来对电流数据和电压数据进行滤波，并且OCV计算部计算部将经所述低通滤波部滤 波后的电流数据和电压数据应用于等效电路模型和自适应数字滤波器，计算在等效电路模型中使用的参数；以及然后使用该参数来计算OCV。此外，本专利技术提供计算机可读记录介质，该计算机可读记录介质记录了用于执行 这些方法中的一种的程序。本专利技术通过使用简单的等效电路模型和自适应数字滤波器，容易并且精确地测量 电池的SOC。此外，本专利技术确定低电流状态是否保持了期望的时间段，然后使用SOCv和SOCi中 的至少一个来设置电池的S0C，从而容易且精确地测量电池的S0C。 附图说明结合附图根据给出的优选实施方式的下面描述，本专利技术的上述和其他目的、特征 和优点将变得明了，在附图中根据结合附图给出的对优选实施方式的如下描述，本专利技术的上述和其他目的、特 征和优点将变得明显，在附图中图1是示出了通过使用常规的SOCi设置电池的SOC的情况的图。图2是示出通过使用常规的SOCv设置电池的SOC的情况的示意图。图3是根据本专利技术实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在电池管理系统中测量电池的充电状态ＳＯＣ的方法，该方法包括以下步骤：通过测量所述电池的电流、电压和温度，来获取电流数据、电压数据和温度数据；通过累加所述电流数据，来计算基于电流的充电状态ＳＯＣｉ；使用由电路简单地表示所述电流数据、所述电压数据和所述电池的等效电路模型，来计算开路电压ＯＣＶ；使用所述温度数据和所述ＯＣＶ，来计算基于电压的充电状态ＳＯＣｖ；以及在期望的时间段内判断所述电池的电流状态，并使用所述ＳＯＣｖ和所述ＳＯＣｉ中的至少一个来设置所述电池的ＳＯＣ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林载焕，金珊善，韩世炅，
申请(专利权)人：SK能源株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]