一种户外电源SOC的优化方法与系统与流程

一种户外电源soc的优化方法与系统
技术领域
1.本发明涉及电池应用技术领域，特别涉及一种户外电源soc的优化方法与系统。


背景技术：

2.随着社会的发展，人们的生活水平得到显著的提高，越来越多的人自备有户外电源，用于旅行时手机充电，笔记本充电，照明及烧烤等等，但是在方便的同时，也产生新的技术问题。由于户口电源频率的用的很少，甚至几个月才用到一次而且由于到，而且出于降本的考虑一般情况下采用磷酸铁锂的电芯，因此电芯的自放电将对soc的估算带来非常大的挑战。
3.现有户外电源的soc，是基于电流的实时积分计算，外加满电修正和低端电压修正，具有如下缺陷：
4.(1)户外电源不用时，没有电流，而且bms没有上电工作，自放电无法被纳入soc的计算，短期不用，对soc影响不大，长期不用将对soc产生非常大的影响；
5.(2)由于用的磷酸铁锂的电芯，在平台期无法用ocv修正soc；
6.(3)当soc误差较大时，将对客户的使用产生严重影响。例如，真实的soc只有20％，而反馈给客户的值是50％，客户认为电量充足而未充电时，极可能在使用过程中出现电量不足，严重影响客户的使用。
7.因此，如何提高户外电源的soc估算的准确度，成为一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是：提供一种户外电源soc的优化方法与系统，能够有效提高户外电源的soc估算的准确度。
9.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
10.一种户外电源soc的优化方法，包括步骤：
11.s1、接收bms下电请求，记录当前的下电soc以及rtc时钟当前的下电时间；
12.s2、根据所述rtc时钟和预设时间间隔定时唤醒bms；
13.s3、判断电芯单体电压是否处于平台区，若是，则根据预设的标定量对soc进行修正，否则通过ocv表对soc进行修正；
14.所述标定量为预先实测取得的电池在预设时长内自放电的平均量；
15.s4、完成soc修正后，发起bms下电请求。
16.为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
17.一种户外电源soc的优化系统，其特征在于，包括电池包、bms、rtc时钟、纽扣电池、定时唤醒电路和后台，所述纽扣电池用于对rtc时钟供电，所述电池包、rtc时钟、定时唤醒电路和后台均与bms连接，并实现以下步骤：
18.s1、接收bms下电请求，记录当前的下电soc以及rtc时钟当前的下电时间；
19.s2、根据所述rtc时钟和预设时间间隔定时唤醒bms；
20.s3、判断电芯单体电压是否处于平台区，若是，则根据预设的标定量对soc进行修正，否则通过ocv表对soc进行修正；
21.所述标定量为预先实测取得的电池在预设时长内自放电的平均量；
22.s4、完成soc修正后，发起bms下电请求。
23.本发明的有益效果在于：本发明的一种户外电源soc的优化方法与系统，在用户关机bms下电后，能够定时对电池soc进行修正，即使电池的电芯单体电压处于平台期，也能够通过下电的时长对其进行修正，从而保证在用户下次启动时，能够得到更加准确的电池soc数据，有效提高户外电源的soc估算的准确度。
附图说明
24.图1为本发明实施例的一种户外电源soc的优化方法的流程图；
25.图2为本发明实施例的一种户外电源soc的优化系统的结构示意图；
26.图3为本发明实施例的一种户外电源soc的优化方法的具体流程图。
具体实施方式
27.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
28.相关名词说明：
29.电池包：本发明的被控对象，包含电芯、温度传感器、电流传感器、继电器及线束等等；
30.bms：battery management system，电池管理系统，其信号采集包含(单体电压、总压、电流、单体温度)，根据采集到信号估算电芯相关状态(soc、sop、soh)及执行充放电的动作，并通过can或者rs485通讯的方式将采集到的温度、电流、电压及计算出来的相关参数传输到ems系统；
31.主控板：控制器不局限该命名，接收各控制器发过来的数据，控制和保护整个储能系统，控制bms的上下电；
32.rtc时钟：类似平日用的手表，持续不间断在计时；
33.定时唤醒：在bms下电休眠时，可以通过定时唤醒电路唤醒bms，进行soc的修正；
34.纽扣电池：在bms的下电休眠时，能够给rtc电路供电，确保时钟可以一直在计时；
35.后台：当bms检测到单体欠压时，把告警信息反馈给后台，警示客户及时补电；
36.soc：state of charge，荷电状态；
37.sop：state of power，充放电功率状态；
38.soh：state of health，电池健康状态。
39.请参照图1以及图3，一种户外电源soc的优化方法，包括步骤：
40.s1、接收bms下电请求，记录当前的下电soc以及rtc时钟当前的下电时间；
41.s2、根据所述rtc时钟和预设时间间隔定时唤醒bms；
42.s3、判断电芯单体电压是否处于平台区，若是，则根据预设的标定量对soc进行修正，否则通过ocv表对soc进行修正；
43.所述标定量为预先实测取得的电池在预设时长内自放电的平均量；
44.s4、完成soc修正后，发起bms下电请求。
45.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明的一种户外电源soc的优化方法与系统，在用户关机bms下电后，能够定时对电池soc进行修正，即使电池的电芯单体电压处于平台期，也能够通过下电的时长对其进行修正，从而保证在用户下次启动时，能够得到更加准确的电池soc数据，有效提高户外电源的soc估算的准确度。
46.进一步地，所述步骤s2和s3之间还包括步骤：
47.s21、判断电芯单体电压是否出现欠压，若是则发送告警信息提醒补电，否则进入下一步骤。
48.由上述描述可知，若检测到电芯单体电压出现欠压的情况，能够梯形客户进行补电，从而尽量避免电芯过放的发生。
49.进一步地，所述根据预设的标定量对soc进行修正具体为：
50.根据预设时间间隔t和预设的标定量
△
soc计算电芯的自放电量s：
51.s＝
△
soc*t；
52.根据下电时电池的下电soc和下电时间内电芯的自放电量s，计算修正后的电池soc。
53.由上述描述可知，根据预设的标定量和时间间隔能够估算出在预设的时间间隔内，电池电芯的自放电量，从而估算出电芯当前的soc。
54.进一步地，所述户外电源为磷酸铁锂电池，所述平台区对应的电压范围为3.25v-3.35v，所述平台区对应的soc为5％-95％。
55.由上述描述可知，户外电源为磷酸铁锂电池作为本发明的一种实施例，对于磷酸铁锂电芯，平台区soc大约为5％～95％，从单体电压的角度，则平台区的所对应的电压范围为3.25v-3.35v，二者基本对应。
56.进一步地，预设的标定量δsoc的计算方法包括：
57.静置户外电源预设静置时长，计算预设静置时长内被消耗的总电量，预设的标定量
△
soc等于被消耗的总电量除以预设静置时长。
58.由上述描述可知，通过上述方式，能够有效测得所需的标定量。
59.进一步地，所述通过ocv表对soc进行修正具体为：
60.获取电芯的当前温度，根据电芯的当前温度和所述电芯单体电压，在soc表中进行匹配，得到修正后的电池的soc。
61.由上述描述可知，通过温度和电芯单体电压，即可从ocv表中得到对应的电池soc数据作为修正值。
62.进一步地，所述步骤s4具体为：
63.完成soc修正后，判断bms唤醒时间是否达到预设时长，若是则发起bms下电请求。
64.由上述描述可知，对bms每次唤醒的时长作出限制，以减少bms的功耗。
65.进一步地，所述步骤s3替换为：
66.s3、通过ocv表对soc进行修正。
67.由上述描述可知，对于部分不需要考虑平台区的电池类型，如三元锂电池，则直接可以铜鼓ocv表对soc进行修正。
68.进一步地，所述步骤s3替换为：
69.s3、识别所述户外电源类型，若所述户外电源为磷酸铁锂电池，则判断电芯单体电压是否处于平台区，若是，则根据预设的标定量对soc进行修正，否则通过ocv表对soc进行修正；
70.若所述户外电源为三元锂电池，则直接通过ocv表对soc进行修正。
71.由上述描述可知，通过识别电池类型，能够对应选择合适的修正策略，从而更加有效、精准地对电池soc进行修正。
72.请参照图2，一种户外电源soc的优化系统，其特征在于，包括电池包、bms、rtc时钟、纽扣电池、定时唤醒电路和后台，所述纽扣电池用于对rtc时钟供电，所述电池包、rtc时钟、定时唤醒电路和后台均与bms连接，以实现以所述标定量为预先实测取得的电池在预设时长内自放电的平均量上一种户外电源soc的优化方法中的步骤。
73.从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本发明的一种户外电源soc的优化方法与系统，在用户关机bms下电后，能够定时对电池soc进行修正，即使电池的电芯单体电压处于平台期，也能够通过下电的时长对其进行修正，从而保证在用户下次启动时，能够得到更加准确的电池soc数据，有效提高户外电源的soc估算的准确度。
74.本发明的一种户外电源soc的优化方法与系统，适用于户外电源的soc优化修正。
75.请参照图1和图3，本发明的实施例一为：
76.一种户外电源soc的优化方法，包括步骤：
77.s1、接收bms下电请求，记录当前的下电soc以及rtc时钟当前的下电时间。
78.本实施例的一种户外电源soc的优化方法，适用于户外电源为存在平台区影响的电池类型，如磷酸铁锂电池。本实施例中以磷酸铁锂电池为例。
79.本实施例中，客户关机时，主控板将请求bms下电，bms响应主控板的下电请求，并记录此时电池的soc和rtc时钟的时间。
80.s2、根据所述rtc时钟和预设时间间隔定时唤醒bms。
81.本实施例中，由定时电路在设定时间下唤醒bms。
82.所述步骤s2和s3之间还包括步骤：
83.s21、判断电芯单体电压是否出现欠压，若是则发送告警信息提醒补电，否则进入下一步骤。
84.本实施例中，bms在唤醒后，首先判断电芯单体电压是否欠压，当发现单体欠压时，将发送相关的信息给后台，提醒客户进行补电，防止电芯过放发生。
85.s3、判断电芯单体电压是否处于平台区，若是，则根据预设的标定量对soc进行修正，否则通过ocv表对soc进行修正；
86.所述标定量为预先实测取得的电池在预设时长内自放电的平均量。
87.本实施例中，所述标定量为预先实测取得的电池每天自放电的平均量。
88.本实施例中，电芯单体电压没有欠压的情况下，将判断电芯电压是否处于平台区，平台区具体是指soc变化而单体电压基本不变的那段区域。对于磷酸铁锂电芯，从单体电压的角度，平台区对应的电压一般范围为(3.25v-3.35v)。由于磷酸铁锂电芯的平台区无法做ocv修正，因此根据时间差来对soc进行修正，在电芯电压不处于平台区时，则可以直接通过ocv表来修正。
89.所述根据预设的标定量对soc进行修正具体为：
90.根据预设时间间隔t和预设的标定量
△
soc计算电芯的自放电量s：
91.s＝
△
soc*t；
92.根据下电时电池的下电soc和下电时间内电芯的自放电量s，计算差值得到修正后的电池soc。
93.本实施例中，修正的soc＝下电soc-自放电量/额定容量。
94.本实施例中，以持续10天未进行修正为例，在无法进行ocv修正时，则根据标定量计算电芯的自放电约为10*δsoc(标定量)。标定量可以通过实测取得大约值，一般情况一个月的自放电大约为2％，δsoc约为2％/30。
95.标定量的实测示例步骤如下：
96.首先充满电，此时的soc是100；
97.再静置1个月，由于磷酸铁锂不好估算出此时的soc，可以再充满，通过充电设备我们可以知悉被充进了多少电，这些电刚好就是这一个月被消耗的电量q1，然后q1/30就可以算出每天被消耗多少电。
98.最后通过q1/30乘以累计静置时间，可以用于进一步估算soc的值，防止soc一直不修正，其实已经没多少电的情况。其中累计静置时间，是通过定时唤醒可以估算出，即预设时间间隔。
99.所述通过ocv表对soc进行修正具体为：
100.获取电芯的当前温度，根据电芯的当前温度和所述电芯单体电压，在soc表中进行匹配，得到修正后的电池的soc。
101.本实施例中，ocv表示例如下表1所示：
102.表1
103.[0104][0105]
注：上表(ocv表)中第一行代表的是温度轴，第一列代表的是soc轴。
[0106]
ocv表格中的单体电压为静置下的电压，可以理解为下电30分钟后采集的电压，此时没有受到电流的干扰，因为电芯的特性使得放电时电芯电压偏低，充电时电芯电压偏高。
[0107]
从上表中可以发现，磷酸铁锂的ocv表，在soc为5％～95％的区间(对应于上述所述的平台区)，单体电压差异非常的小，因此无法通过单体电压来修正soc。当电压落在平台区外时，可以通过单体电压查得此时的soc。
[0108]
s4、完成soc修正后，发起bms下电请求。
[0109]
所述步骤s4具体为：
[0110]
完成soc修正后，判断bms唤醒时间是否达到预设时长，若是则发起bms下电请求。
[0111]
本实施例中，每次定时唤醒，bms工作的时间约为1分钟，之后将继续进入休眠，减小bms的功耗。其中，定时唤醒时间可以例如可以定时12小时，太短了容易频繁唤醒耗电量较大。
[0112]
本发明的实施例二为：
[0113]
一种户外电源soc的优化方法，与实施例一的区别在于，所述步骤s3替换为：
[0114]
s3、通过ocv表对soc进行修正。
[0115]
本实施例的一种户外电源soc的优化方法，适用于不存在平台区考虑，任何阶段均可通过ocv表进行修正的电池类型，如三元锂电池。本实施例中以三元锂电池为例，三元锂电池的ocv表如下表2示例所示：
[0116]
表2
[0117][0118]
通过表2可以发现，三元锂电池在不同的soc，单体电压差别非常的明显，因此在整个soc区间都可以通过单体电压查表计算出此时的soc。所以，对于三元锂电池的soc修正，则不需要判断是否处于平台区，可以直接通过ocv表进行修正。
[0119]
本发明的实施例三为：
[0120]
一种户外电源soc的优化方法，与实施例一的区别在于，所述步骤s3替换为：
[0121]
s3、识别所述户外电源类型，若所述户外电源为磷酸铁锂电池，则判断电芯单体电压是否处于平台区，若是，则根据预设的标定量对soc进行修正，否则通过ocv表对soc进行修正；
[0122]
若所述户外电源为三元锂电池，则直接通过ocv表对soc进行修正。
[0123]
本实施例中，通过对户外电源的类型进行识别，判断户外电源为磷酸铁锂电池还是三元锂电池，从而能够选择不同的修正方法。
[0124]
请参照图2，本发明的实施例四为：
[0125]
一种户外电源soc的优化系统，包括电池包、bms、rtc时钟、纽扣电池、定时唤醒电路和后台，所述纽扣电池用于对rtc时钟供电，所述电池包、rtc时钟、定时唤醒电路和后台均与bms连接，以实现以上实施例一、二或三中的一种户外电源soc的优化方法中的步骤。
[0126]
综上所述，本发明提供的一种户外电源soc的优化方法与系统，在用户关机bms下电后，能够定时对电池soc进行修正，即使电池的电芯单体电压处于平台期，也能够通过下
电的时长对其进行修正，从而保证在用户下次启动时，能够得到更加准确的电池soc数据，有效提高户外电源的soc估算的准确度。
[0127]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。