电池SOC和SOH修正系统、方法、计算机设备和计算机可读存储介质与流程

电池soc和soh修正系统、方法、计算机设备和计算机可读存储介质
技术领域
1.本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池soc和soh修正系统、方法、计算机设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.现有专利cn106772101b，cn103616646a，cn108226783a中描述了利用soc/ocv曲线修正的方法，需要依靠大量的电芯测试数据及根据测试数据拟合的曲线，其中soc(state of charge)是指电池的荷电状态，ocv(open circuit voltage)是指开路电压。这种方法不仅仅需要根据实际工况在实验室中进行大量的测试，并且由于实验室的工况环境与实际整车环境有较大的区别因此测试数据的实际使用精度也会天然存在较大的偏差。而且由于动力电池的工作环境/工况更为复杂，导致电池的状态始终处于变化中，因此修正策略的修正机会较少，动力电池很难存在如此理想的修正工况。现有技术中还涉及soh修正的方法，其中soh(state of health)是指电池健康度，但目前soh修正方法较少使用且尚未成熟。随着电池的使用寿命的衰减，初始测试的数据的偏差会进一步的加大，导致上述修正方法的精度进一步的变差。


技术实现要素：

3.发明目的：提供一种用于解决采用曲线拟合修正需求的测试数据偏差大、动力电池始终处于变化状态但修正机会少、修正工况不理想、电池寿命衰减导致修正精度差等问题的电池soc和soh修正系统、方法、计算机设备和计算机可读存储介质。
4.技术方案：一种电池soc和soh修正系统，包括：参数获取模块，用于获取电池处于初始状态下的电池初始容量及初始soc值以计算电池当前电荷量＝电池初始容量*初始soc值；用于获取电池soc和soh修正过程中的第(n
‑
m)次初始容量修正值、第n次soc值、第n次soh值、第(n
‑
m)次soh值，设n为电池初始容量修正次数，n为大于等于2的整数，设m为大于等于1的整数且m小于n，计算第n次电池当前容量修正值＝第(n
‑
m)次初始容量修正值*第n次soh值，计算第n次电池当前电荷量＝第n次电池当前容量修正*第n次soc值；soc修正模块，用于选择某一特定工况对电池进行充放电以获取实际充放电容量，并且计算第n次电池当前实际电荷量＝第n次电池当前电荷量 实际充放电容量，以及计算第n次电池判定soc值＝第n次电池当前实际电荷量/第n次电池当前容量修正值；用于充放电完成后获取第n次电池实际soc值；用以判断第n次电池实际soc值与第n次电池判定soc值的差值是否大于等于一预设阈值，若是，按照第n次电池实际soc进行soc修正，第n次初始容量修正值＝第n次电池当前实际电荷量/第n次电池实际soc值，第n次初始容量修正值用以迭代第(n
‑
m)次初始容量修正值，若否，soc不修正；soh修正模块，用以计算第n次soh实际值＝第n次初始容量修正值/第(n
‑
m)次初始容量修正值，按照第n次soh实际值进行soh修正，第n次soh实际值用以迭代第(n
‑
m)次soh值；还用以在第n次soh值实际值等于第(n
‑
m)次soh值时，验证第(n
‑
m)次初
始容量修正值的准确性。
5.进一步的，所述预设阈值的范围为0.1％至10％。
6.进一步的，第n次soc值的单次迭代修正范围为0.1％至10％；第(n
‑
m)次soh值与第n次soh值的差值范围为
‑
10％至10％。
7.一种电池soc和soh修正方法，所述修正方法包括以下步骤：
8.(1)获取电池处于初始状态下的电池初始容量及初始soc值，以计算电池当前电荷量＝电池初始容量*初始soc值；获取电池soc和soh修正过程中的第(n
‑
m)次初始容量修正值、第n次soc值、第n次soh值、第(n
‑
m)次soh值，设n为电池初始容量修正次数，n为大于等于2的整数，设m为大于等于1的整数且m小于n，以计算第n次电池当前容量修正值＝第(n
‑
m)次初始容量修正值*第n次soh值，以计算第n次电池当前电荷量＝第n次电池当前容量修正*第n次soc值；
9.(2)选择某一特定工况，对电池进行充放电，计算实际充放电容量，计算第n次电池当前实际电荷量＝第n次电池当前电荷量 实际充放电容量，计算第n次电池判定soc值＝第n次电池当前实际电荷量/第n次电池当前容量修正值；充放电完成后获取第n次电池实际soc值；判断第n次电池实际soc值与第n次电池判定soc值的差值是否大于等于一预设阈值，若是，按照第n次电池实际soc值对第n次电池当前实际电荷量进行soc修正，第n次初始容量修正值＝第n次电池当前实际电荷量/第n次电池实际soc值，第n次初始容量修正值迭代步骤(1)中的第(n
‑
m)次初始容量修正值，若否，soc不修正；
10.(3)计算第n次soh实际值＝第n次初始容量修正值/第(n
‑
m)次初始容量修正值，按照第n次soh实际值进行soh修正并迭代步骤(1)中的第(n
‑
m)次soh值；当第n次soh实际值＝第(n
‑
m)次soh值，验证第(n
‑
m)次soc修正结果准确。
11.进一步的，在步骤(3)中，所述预设阈值的范围为0.1％至10％。
12.进一步的，在步骤(2)中，在慢充充电的特定工况下进行soc修正的有效充电时间范围为3分钟至20小时；在快充充电的特定工况下进行soc修正的有效充电时间大于等于3分钟；在较为平缓的放电的特定工况下进行soc修正的有效放电时间大于等于3分钟，且放电时电流的波动值在0.5％至10％范围内的均值电流；在较为平缓的充电的特定工况下进行soc修正的有效充电时间大于等于5分钟，且充电时电流的波动值在0.5％至10％范围内的均值电流。
13.进一步的，在步骤(2)中，第n次soc值的单次迭代修正范围为0.1％至10％；在步骤(3)中，第(n
‑
m)次soh值与第n次soh值的差值范围为
‑
10％至10％。
14.进一步的，在步骤(1)中，所述电池初始容量为电池均值容量或pack下线检测容量。
15.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
17.有益效果：本发明与现有技术相比，其具有的优点：
18.该电池soc和soh修正系统，通过电池soc和soh修正相互迭代及验证，并提供满足某特定工况下的修正策略，利用soh修正完成时的第n次soh实际值等于第(n
‑
m)次soh值这
一结果，来验证soc修正的准确性，即利用第n次的soh上述修正结果验证了soc修正所获取的第(n
‑
m)次电池初始容量修订值的准确性，才可以结束soc修正，若第n次进行soh修正时未获得第n次soh实际值等于第(n
‑
m)次soh值这一结果，则需继续进行soc迭代修正，最终可以让soc和soh无限接近于真实值，保证电池在寿命衰减周期内仍然保持较高的精度。
附图说明
19.图1为电池soc和soh修正方法的流程示意图。
具体实施方式
20.以下结合附图，对本发明提供的技术方案做详细说明。
21.所述的电池soc和soh修正系统，用于对动力电池尤其为动力锂离子电池进行soc修正和soh修正，包括参数获取模块、soc修正模块、soh修正模块。
22.所述参数获取模块用于电池在初始状态(即bol)下进行对电池初始容量修正时的参数获取，用于获取电池初始容量、初始soc值、初始soh值。在bol状态下的初始soh值＝0，对电池初始容量不进行soh修正；所述参数获取模块用于根据获取的电池初始容量、初始soc值，来计算电池当前电荷量＝电池初始容量*初始soc值。
23.所述参数获取模块还用于电池soc和soh修正在第n次迭代修正过程中的参数获取，用于获取第(n
‑
m)次初始容量修正值、第n次soc值、第n次soh值、第(n
‑
m)次soh值，并且用于计算第n次电池当前容量修正值＝第(n
‑
m)次初始容量修正值*第n次soh值，以及用以计算第n次电池当前电荷量＝第n次电池当前容量修正*第n次soc值；其中，设n为电池初始容量修正次数，n为大于等于2的整数；设m为大于等于1的整数且m小于n，其中当m＝1时，代表第n次soc值的迭代修正是基于前一次修正结果即第(n
‑
1)次soc值的结果进行定义取值的，以及第n次soh值的迭代修正是基于前一次修正结果即第(n
‑
1)次soh值的结果进行定义取值的；但当m大于1时，代表第n次soc值的迭代修正是基于前m次修正结果即第(n
‑
m)次soc值的结果进行定义取值的，以及第n次soh值的迭代修正是基于前m次修正结果即第(n
‑
m)次soh值的结果进行定义取值的。
24.所述soc修正模块用于选择某一特定工况，对电池进行充放电，以获取实际充放电容量、第n次电池实际soc，并且计算第n次电池当前实际电荷量＝第n次电池当前电荷量 实际充电容量，以及计算第n次电池判定soc＝第n次电池当前实际电荷量/第n次电池当前容量修正值。
25.所述soc修正模块还用以判断第n次电池实际soc与第n次电池判定soc的差值是否大于等于一预设阈值，若是，按照第n次电池实际soc进行soc修正，计算第n次初始容量修正值＝第n次电池当前实际电荷量/第n次电池实际soc，并使第n次初始容量修正值迭代第(n
‑
m)次初始容量修正值，若否，soc不修正；本技术中，所述预设阈值的范围为0.1％至10％。
26.所述soh修正模块用以计算第n次soh值实际修正＝第n次初始容量修正值/第(n
‑
m)次初始容量修正值，按照第n次soh值实际修正进行soh修正，并使第n次soh值实际修正迭代第(n
‑
m)次soh值。
27.所述soh修正模块还用以验证第(n
‑
m)次初始容量修正值的准确性，当第n次soh值实际修正＝第(n
‑
m)次soh值时，即验证了第(n
‑
m)次soc修正的结果准确性。
28.反过来，所述soc修正模块也能用于验证soh修正结果的准确性，即，所述的电池soc和soh迭代修正系统，用于实现对soc值和soh值的相互验证并且相互迭代。
29.本发明还提供一种电池soc和soh修正方法，如图1所示，以下对电池soc和soh修正方法的具体步骤进行叙述：
30.(1)电池在初始状态进行首次电池容量修正，获取初始soc值、电池初始容量，初始soh值＝0，电池初始容量不修正，计算电池当前电荷量＝电池初始容量*初始soc值；设n为电池初始容量修正次数，n为大于等于2的整数，设m为大于等于1的整数且m小于n，获取第(n
‑
m)次初始容量修正值、第n次soc值、第n次soh值、第(n
‑
m)次soh值，计算第n次电池当前容量修正值＝第(n
‑
m)次初始容量修正值*第n次soh值，计算第n次电池当前电荷量＝第n次电池当前容量修正*第n次soc值；
31.在步骤(1)中，涉及电池在初始状态的首次电池容量修正过程，以及电池soc和soh修正的第n次迭代修正过程。
32.(2)选择某一特定工况，对电池进行充放电，计算实际充放电容量，计算第n次电池当前实际电荷量＝第n次电池当前电荷量 实际充放电容量，计算第n次电池判定soc值＝第n次电池当前实际电荷量/第n次电池当前容量修正值；充放电完成后获取第n次电池实际soc值；判断第n次电池实际soc值与第n次电池判定soc值的差值是否大于等于一预设阈值，若是，按照第n次电池实际soc值对第n次电池当前实际电荷量进行soc修正，第n次初始容量修正值＝第n次电池当前实际电荷量/第n次电池实际soc值，第n次初始容量修正值迭代第(n
‑
m)次初始容量修正值，若否，soc不修正；
33.本技术中，所述预设阈值的范围为0.1％至10％；进一步地，所述预设阈值的值优选为2％。
34.在步骤(2)中，在特定工况下进行soc修正的选择根据充放电方式来分类，能够有效进行soc容量矫正的工况包括以下工况：在慢充充电的特定工况下进行soc修正的有效充电时间范围为3min～20h；在快充充电的特定工况下进行soc修正的有效充电时间大于等于3分钟；在较为平缓的放电的特定工况下进行soc修正的有效放电时间大于等于3分钟，且放电时电流的波动值在0.5％～10％范围内的均值电流；在较为平缓的充电的特定工况下进行soc修正的有效充电时间大于等于5分钟，且充电时电流的波动值在0.5％～10％范围内的均值电流。
35.具体修正策略满足以下实施例：
36.一、当外接慢充充电，在接收到慢充充电时自动激活矫正功能，通过实时采集的充电电流/电压/时间采用传统的安时积分法计算实际充电容量，采集充电截至后10
‑
30min的静置电压可以得到实际soc值，对比判定soc值与实际soc值之间的偏差，慢充充电有效的时间应大于等于2h，如果不满足偏差要求，放弃本次修正。
37.二、当外接快充充电，进行快充充电时自动激活矫正功能，通过实时采集的充电电流/电压/时间采用传统的安时积分法计算实际充电容量，采集充电截至后10
‑
30min的静置电压可以得到实际soc值，对比判定soc值与实际soc值之间的偏差，快充充电有效的时间应等于等于15min，不满足偏差要求时放弃本次修正。
38.三、外接较为平缓的放电，当系统检测到存在较为平缓的放电功率或电流时，记录放电电流或起始电压或截至电压，采用安时积分法计算放电容量，较为平缓的放电的定义
视电池系统的具体参数而定，原则上电池的实际放电电流0.5c至2c，hev、48v等大功率系统则可定义2c至5c，上述平缓放电的放电时间应大于等于5min，且放电时电流的波动值应小于等于5％的均值电流；如果不满足偏差要求，则放弃此次修正。
39.四、外接较为平缓的充电，检测到电池有较为缓和的充电，自动激活进入矫正功能，较为平缓的放电的定义视电池系统的具体参数而定，原则上电池的实际放电电流1c
‑
2c，hev、48v等大功率系统则可定义2c
‑
5c，上述平缓充电的电时间应大于等于5min，且充电时电流的波动值应小于等于5％的均值电流；如果不满足偏差要求，则放弃此次修正。
40.通过上述修订策略，可以保证电池系统在较长的使用周期内仍然保持较高的精度，并且可以有效保证soc修正的机会。适用于多种具有插电充电功能的电池系统，还适用于多种无外接充电的电池系统。
41.考虑到对客户的影响，在充/放电时对soc的修正的速率不能过快，可以考虑在使用过程中逐渐修正，第n次soc值在第(n
‑
m)次soc值的基础上递增0.1％至10％，即soc值的单次迭代修正范围为0.1％至10％，进一步优选地，soc值的单次迭代修正范围为0.5％至10％。
42.(4)计算第n次soh值实际修正＝第n次初始容量修正值/第(n
‑
m)次初始容量修正值，按照第n次soh值实际修正进行soh修正并迭代第(n
‑
m)次soh值；当第n次soh值实际修正＝第(n
‑
m)次soh值，验证第n次soc修正准确。
43.通过上述步骤，可以实现电池初始容量的动态实时修正及工况修正相互结合，既能够保证soc修正的时效性也能够在一定的时间周期内对修正的soc和soh进行迭代验证，可以做到全寿命周期内soc精度满足设计的要求。
44.在对电池进行第n次容量修订过程中，由于soc和soh是相互验证并且迭代的关系，第n次soh值在第(n
‑
m)次soh值的基础上递增
‑
10％至10％，即第n次soh值的单次迭代修正范围为
‑
10％至10％，进一步优选地，第n次soh值的单次迭代修正范围为
‑
0.5％至
‑
1％。
45.电池在bol状态下，进行soc修正为首次电池容量修正，电池soc修正包括以下步骤：
46.(11)设定电池初始容量、初始soc值；计算电池实际电荷量＝初始soc值*电池初始容量；
47.其中，在bol状态下初始soc值一般具有两种获取途径：一为默认值，采用均值容量作为初始soc值，对bms进行设定，准确度较差，途径二为采用pack下线检测容量作为初始soc值，对bms进行设定，准确度较好；电池初始容量的获取途径来源于查初始表值，由电芯/pack的实际测试数据得到；
48.本实施例中，设所述电池初始容量为150.0ah，初始soc值为30％；
49.获取由于电池为bol状态，初始soh修订系数＝0，电池初始容量不修订；
50.通过简单计算即可得到电池的实际荷电量为45ah＝150.0ah*30％，需要充电105ah＝150ah
‑
45ah可以充满。
51.(12)选择某一特定工况，对电池进行充放电，获取实际充放电容量；计算实际电荷量＝实际充放电容量 电池实际电荷量；获取判定soc值＝实际电荷量/电池初始容量；充放电完成后获取实际soc值；判断判定soc值与实际soc值的偏差是否大于等于一预设阈值，若是，按照实际soc值进行soc修正，获取电池初始容量修正值＝实际电荷量/实际soc值，进入
步骤(1)进行迭代，若否，soc不修正；
52.优选为外接慢充充电，开始对电池进行充电，充电电流取值20a，假设充电4.5h后截至充电；通过计算充电电流和时间可以得到充电容量为
‑
90ah＝20a*4.5h，当前实际荷电状态为135ah(＝45 90)，判定soc值为90％＝(135/150)；
53.充电完成后，读取30min时的单体最高/最低电压，分别为4.12/4.16，取单体最低电压，pack实际soc值为87.6％；
54.经计算，判定soc值与实际soc值的差值为：90％
‑
87.6％＝2.3％>2％，按照电池实际soc值进行soc修正，电池当前容量修正＝电池当前实际电荷量/电池实际soc＝135/87.6％＝154.1ah。
55.电池在使用过程中进行第n次容量修正包括以下步骤：
56.(21)获取第n次修正时的初始soc值、第(n
‑
m)次修正时的soh值、获取第n次修正时的初始soh值、第(n
‑
m)次修正时的电池容量修正值；其中，第(n
‑
m)次修正时的soh值＝电池当前容量/第(n
‑
m)次修正时的电池容量修正值；计算第n次修正时的电池容量修正值＝第(n
‑
m)次修正时的电池容量修正值*第n次修正时的初始soh值；计算电池实际电荷量＝第n次修正时的电池容量修正值*第n次修正时的初始soc值；
57.在本步骤(21)中，第n次修正对应当前状态，假设当前soc值为35％，电池当前容量为141.7ah＝154.1*0.92，(n
‑
m)次soh值为0.920＝141.7/154.1；
58.当前soh值为0.915，电池容量修订为141.0＝154.1*0.915；通过简单计算即可得到电池的实际荷电量为49.35ah＝141*35％，需要充电91.65ah＝141
‑
49.35可以充满；
59.(22)选择充放电方式并对电池进行充放电，获取实际充放电容量；计算当前实际电荷量＝实际充放电容量 电池实际电荷量；获取第n次判定soc值＝当前实际电荷量/第n次修正时的电池容量修订值；获取实际soc值；
60.外接快充充电，开始对电池系统进行充电，平均充电电流取值150a，假设充电20min后停止充电，通过计算充电电流和时间可以得到充电容量
‑
50ah＝150*(20min/60min)，当前实际荷电状态为99.35ah＝49.35 50，显示soc为70.45％＝99.35/141；
61.充电完成后，读取30min时的单体最高/最低电压，分别为3.97/4.06，取单体最低电压，pack实际soc值为70.05％，即实际soc值＝70.05％；
62.(23)判断第n次判定soc值与实际soc值的偏差是否大于等于一预设阈值，若是，进入soc修正模式进行soc修正，获取第n次修正时的电池容量修正值＝当前实际电荷量/实际soc值，并代入步骤(1)进行迭代，若否，退出soc修正模式，进入步骤(6)；
63.实际soc值与显示soc值的偏差值为0.4％＝70.5％
‑
70.45％，soc不需要修订；
64.(24)计算第n次soh值实际修正＝第n次初始容量修正值/第(n
‑
m)次初始容量修正值，按照第n次soh值实际修正进行soh修正并迭代第(n
‑
m)次soh值；当第n次soh值实际修正＝第(n
‑
m)次soh值，验证第n次soc修正准确。
65.按照实际soc计算，电池实际容量应为141.8ah＝99.35/70.05％，第n次电池soh值修正＝0.92＝141.8/154.1；即进行soh修正，第n次soh值实际修正＝第(n
‑
m)次soh值＝0.92。
66.在本实施例中，通过在第n次soh值实际修正＝第(n
‑
m)次soh值时，来验证第(n
‑
m)次初始容量修正值的结果准确性。反过来，在其他实施例中，也可利用soc修正来验证soh修
正结果的准确性，即，利用该池soc和soh修正方法，能够对soc修正和soh修正的相互验证以及相互迭代，让soc和soh无限接近于真实值。
67.本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
68.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
69.该电池soc和soh修正系统及方法能够满足不同工况下动力电池的修正策略，soc修正和soh修正的相互验证以及相互迭代，逐渐接近真实soc值，减少动力电池寿命衰减对电池soc的影响；通过多次的迭代修正和验证，可以让soc修正和soh修正无限接近于真实值。