一种荷电状态校准方法、装置、系统及车辆与流程

本申请涉及电池管理，具体涉及一种荷电状态校准方法、装置、系统及车辆。

背景技术：

1、在新能源汽车领域，为改善低温环境下动力电池的充放电性能，通常需要对电池先进行加热后在让电池工作。一般利用电机控制器与功率开关管产生高频脉冲电流对电池进行充放电，以实现电池自加热。在该过程中，电池荷电状态（soc）的准确校准对于整车能量管理与安全运行至关重要，而安时积分作为soc校准的基础手段，其精度高度依赖于对电池电流的精准测量。

2、现有电池管理系统（bms）通常依赖低采样频率的专用电流传感器进行安时积分以估算soc，但在脉冲加热过程中，数百至一千赫兹的高频脉冲电流以及功率开关管开关动作引起的电流畸变，使得bms无法精确采集瞬时电流值，导致安时积分误差显著增大，soc估算精度严重下降，进而影响电池管理系统的可靠性和整车的能量管理策略。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请致力于提供一种荷电状态校准方法、装置及系统，以解决现有电池管理系统低频采样无法匹配脉冲加热高频畸变电流，导致安时积分误差累积造成 soc估算失准的技术问题。

2、本申请实施例的第一方面，提供了一种荷电状态校准方法，由集成于脉冲加热回路中的电机控制器执行，包括：在脉冲加热模式下，控制脉冲加热回路内功率开关管按预设开关周期通断，以产生脉冲电流对动力电池进行加热；在每个开关周期内采集电流值，并根据电流值计算本周期的安时积分值；将计算得到的安时积分值发送给电池管理系统，以供电池管理系统根据接收的安时积分值校准电池的荷电状态。

3、在一实施例中，在每个开关周期内采集电流值，并根据电流值计算本周期的安时积分值，包括：在每个开关周期内，获取功率开关管开通时段的中间时刻电流值、关断时段的中间时刻电流值、开通时段时长和关断时段时长；以开通时段中间时刻电流、关断时段中间时刻电流分别作为对应区间的平均电流值，采用区间电流加权时长累加方式，迭代计算得到本开关周期的安时积分值。

4、在一实施例中，中间时刻电流值为电机控制器内置的三相电流传感器采集的 u、v、w 三相瞬时电流之和。

5、在一实施例中，单个开关周期的安时积分值按照下式计算：

6、

7、其中，为本周期安时积分值，为上周期安时积分值，为开通时段平均电流值，为关断时段平均电流值；开关管开通时长，开关管关断时长，为功率开关管的占空比，为开关周期。

8、在一实施例中，将计算得到的安时积分值发送给电池管理系统，以供电池管理系统根据接收的安时积分值校准电池的荷电状态，包括：利用通信总线以周期性报文帧传输安时积分数据；在脉冲加热模式下，控制电池管理系统停止使用自身基于其电流传感器采集的电流值计算的安时积分，并采用接收到的安时积分值进行荷电状态校准。

9、在一实施例中，该方法还包括：当退出脉冲加热模式后，控制电池管理系统恢复使用其自身基于电池侧电流传感器采集的电流值进行安时积分与荷电状态估算。

10、本申请实施例的第二方面，提供了一种荷电状态校准装置，包括：加热控制模块，用于在脉冲加热模式下，控制脉冲加热回路内功率开关管按预设开关周期通断，产生脉冲电流对动力电池进行加热；电流采集模块，用于在每个开关周期内采集电流值，并根据电流值计算本周期的安时积分值；数据收发模块，用于将计算得到的安时积分值发送给电池管理系统，以供电池管理系统根据接收的安时积分值校准电池的荷电状态。

11、本申请实施例的第三方面，提供了一种荷电状态校准系统，包括：电机控制器、电池管理系统；其中，电机控制器用于执行上述第一方面任一实现方式提供的荷电状态校准方法；电池管理系统用于在脉冲加热模式下，接收电机控制器下发的安时积分值校准电池荷电状态，在非脉冲加热模式下依靠自身电池侧电流传感器独立进行安时积分与荷电状态估算。

12、本申请实施例的第四方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行上述第一方面任一实现方式提供的荷电状态校准方法。

13、本申请实施例的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述第一方面任一实现方式提供的荷电状态校准方法。

14、本申请实施例的第六方面，提供了一种车辆，集成有上述第三方面提供的荷电状态校准系统。

15、在电池脉冲加热模式下，电池管理系统因采样频率低，无法精确采集高频脉冲电流，导致安时积分计算误差大、荷电状态校准不准确。本申请实施例提供的由集成于脉冲加热回路中的电机控制器执行的荷电状态校准方法，通过在电机控制器侧控制功率开关管按预设开关周期通断产生脉冲电流，并在每个开关周期内采集电流值计算安时积分值，再将安时积分值发送给电池管理系统以校准荷电状态。利用电机控制器的高频采样能力和精准控制时序，实时准确地采集高频脉冲电流并完成积分计算，完全规避了电池管理系统采样频率不足导致的积分误差，显著提高了荷电状态校准精度，同时复用电机控制器内部已有传感器，无需增加额外硬件成本。

1.一种荷电状态校准方法，其特征在于，由集成于脉冲加热回路中的电机控制器执行，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在每个开关周期内采集电流值，并根据所述电流值计算本周期的安时积分值，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中间时刻电流值为电机控制器内置的三相电流传感器采集的 u、v、w 三相瞬时电流之和。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，单个开关周期的安时积分值按照下式计算：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述将计算得到的安时积分值发送给电池管理系统，以供电池管理系统根据接收的安时积分值校准电池的荷电状态，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：当退出脉冲加热模式后，控制所述电池管理系统恢复使用其自身基于电池侧电流传感器采集的电流值进行安时积分与荷电状态估算。

7.一种荷电状态校准装置，其特征在于，包括：

8.一种荷电状态校准系统，其特征在于，包括：电机控制器、电池管理系统；其中：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1至6任一项所述的荷电状态校准方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1至6中任一项所述的荷电状态校准方法。

11.一种车辆，其特征在于，集成有权利要求8所述荷电状态校准系统。