利用OCV对不同环境温度下电池SOC值修正的方法与流程

利用ocv对不同环境温度下电池soc值修正的方法
技术领域
1.本发明涉及电池电量修正技术领域，尤其涉及利用ocv对不同环境温度下电池soc值修正的方法。


背景技术：

2.电动车作为一种十分便捷，并且使用新能源的绿色环保产品使用场景越来越普及。电池作为电动两轮车重要的电气部件起到存储和提供电能的作用。
3.目前大多数电动车使用铅酸电池和锂电池作为动力能源提供装置。在使用过程中由于没有电池电量数据或者数据的准确性不好，给用户带来很多的苦恼和不便。特别是使用铅酸电池的用户，由于电池的电化学特性化学活性会随着环境温度的不同呈现出较大的差异，比如夏天30℃能骑行50km的铅酸电池，冬天零下20℃骑行不到30km。简单的利用相同的电压电流标准测试估算误差偏差较大，无法满足用户的使用需求。在不同环境温度电池总容量发生较大变化，同时在不同环境温度下相同的soc值对应的ocv也发生变化。所以在不同环境温度下，如果采用相同的ocv对应表来校准会带来较大的计算误差。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供利用ocv对不同环境温度下电池soc值修正的方法，通过建立基于不同环境温度的简易查询计算模式，可提高soc
显
的估算精度，实现不同环境温度下的soc的准确估计。本发明是通过以下技术方案予以实现：
5.利用ocv对不同环境温度下电池soc值修正的方法，其包括如下步骤：
6.s1:将常温下满电电池放入高低温设备中，预冷至设定环境温度；
7.s2:将与负载连接使电池放电到设定的放电终结点状态后，静置使电池待机电流小于等于设定值后达到设定时长，测试电池两端电压值作为电池满放标准ocv值v
t0
；
8.s3:将电池充电至设定充电终结点状态，并测试电池在设定环境温度下的充电总容量w
t充
；
9.s4:静置使电池待机电流小于等于设定值且达到设定时长后，测试电池两端电压值作为电池满电标准ocv值v
t满
；
10.s5:将电池与负载连接使电池放电，并以固定时间间隔记录放电过程中的电压、电流及电容量值，直至电池放电达到s2中的放电终结点状态，测试电池在设定温度下的放电总容量w
t放
；
11.s6:静置使电池待机电流小于等于设定值后达到设定时长，将电池重新充电至s3中的充电终结点状态，并在soc
显空
与soc
显满
之间等间隔设置b个测试点，根据式(1)计算出放电过程中相邻两个测试点之间所需放出电容量值w
t间隔
，再根据式(2)计算出每一个测试点对应的soci值,将电池与负载连接使电池放电至测试点位置，静置使电池待机电流小于等于设定值后达到设定时长，记录并保存相应测试点对应的电池两端ocvi值及soci值，直至放电总容量w
t放
全部放电完毕，记录此时对应的电池两端ocv值v
放
；
12.w
t间隔
＝[w
t放-(c d)]/(b-1)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0013]
soci＝soc
显满-(i-1)/(b-1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0014]
其中：soc
显空
为电池显示为空电状态soc值，soc
显满
为电池显示为满电状态soc值，c和d分别为soc
显满
和soc
显空
两端预留的电容量值i，为测试点(i＝1,2,3...)；
[0015]
s7:将v
t放
与v
t0
作差，若v
t放-v
t0
＞0，则将每个测试点对应的ocvi值修正为若v
t放-v
t0
＜0，则将每个测试点对应的ocvi值修正为并将ocvi修正值存储到单片机的记录表中；
[0016]
s8:改变s1中的设定温度，重复s2-s8的操作,在记录表中记录不同温度下每个测试点对应的soci值及ocvi值或ocvi修正值；
[0017]
s9:在电池使用过程中，实时监测电池所处的环境温度、电池电压值及电流值，并且当电流值小于电流设定阈值时开始计时，若时长达到时长设定阈值，查询记录表中记录的与测试环境温度t及测试电压v对应的ocvi值或ocvi修正值及soci值，并用soci值对电池电量进行校准，若在记录表中当前环境温度下没有与测试电压v对应的ocvi值或ocvi修正值，则跳转至s10；
[0018]
s10：在记录表中查询测试环境温度t下与测试电压v相近的两个ocvi值或ocvi修正值v1和v2所对应的soci值，并根据式(3)计算出soc校准值soc
t校
对电池电量进行校准；若在记录表中查询不到测试环境温度t，则跳转至s11；
[0019]
soc
t校
＝soc
t高-(soc
t高-soc
t低
)*(v
1-v)/(v
2-v1)
ꢀꢀꢀ
(3)
[0020]
式中：soc
t高
为记录表中v1对应的soci值，soc
t低
为记录表中v2对应的soci值，v1为记录表中与测试电压v相近且大于测试电压v的值，v2为记录表中与测试电压v相近且小于测试电压v的值；
[0021]
s11：在记录表中查询距离环境温度t最近的大于t的环境温度t1，并根据式(3)计算出在t1的soc
t1校
，再在记录表中查询距离t最近的小于t的t2，并根据式(3)计算出在t2的soc
t2校
，然后再根据式(4)计算出t0温度下测试ocv值为v时的soc校准值soc
t校
，对电池电量进行校准；
[0022]
soc
t校
＝soc
t1校-(soc
t1校-soc
t2校
)*(t
1-t0)/(t
1-t2)
ꢀꢀꢀ
(4)。
[0023]
优选的，s1中的设定环境温度包括45℃、25℃、10℃、0、-10℃及-20℃。
[0024]
优选的，s2中设定时长为一小时。
[0025]
进一步，s3中设定充电终结点状态为充电器转灯或者是在设定环境温度下，最高充电电压下充电电流小于设定值。
[0026]
优选的，s5中的固定时间间隔为1秒。
[0027]
发明的有益效果
[0028]
本发明提供的利用ocv对不同环境温度下电池soc值修正的方法，通过建立基于不同环境温度的简易查询计算模式，可以避免因电池使用情况复杂或模型自身误差大而导致显示电池soc
显
与实际值相差较大的问题，提高soc
显
的测算精度，实现不同环境温度下的soc的校准。
附图说明
[0029]
图1是本发明测试点设置图；
具体实施方式
[0030]
利用ocv对不同环境温度下电池soc值修正的方法，其包括如下步骤：
[0031]
s1:将常温下满电电池放入高低温设备中，预冷至设定环境温度；预冷时长大概需要36小时左右，使得电池内部和设定环境温度同温。
[0032]
s2:将电池与负载连接使电池放电到设定的放电终结点状态后，此时电池在设定环境温度下被清空。静置使电池待机电流小于等于设定值后达到设定时长，测试电池两端电压值作为电池满放标准ocv值v
t0
，ocv值就是指电池的开路电压值。
[0033]
s3:将电池充电至设定充电终结点状态，并测试电池在设定环境温度下的充电总容量w
t充
；
[0034]
s4:静置使电池待机电流小于等于设定值且达到设定时长后，测试电池两端电压值作为电池满电标准ocv值v
t满
；
[0035]
s5:将电池与负载连接使电池放电，并以固定时间间隔记录放电过程中的电压、电流及电容量值，直至电池放电达到s2中的放电终结点状态，测试电池在设定温度下的放电总容量w
t放
；
[0036]
s6:静置使电池待机电流小于等于设定值后达到设定时长，将电池重新充电至s3中的充电终结点状态，并在soc
显空
与soc
显满
之间等间隔设置b个测试点，具体测试点设置如附图1所示，测试点数量可以根据需要进行调整。根据式(1)计算出放电过程中相邻两个测试点之间所需放出电容量值w
t间隔
，再根据式(2)计算出每一个测试点对应的soci值,将电池与负载连接使电池放电至测试点位置，静置使电池待机电流小于等于设定值后达到设定时长，记录并保存相应测试点对应的电池两端ocvi值及soci值，直至放电总容量w
t放
全部放电完毕，记录此时对应的电池两端ocv值v
放
；
[0037]wt间隔
＝[w
t放-(c d)]/(b-1)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0038]
soci＝soc
显满-(i-1)/(b-1)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0039]
其中：soc
显空
为电池显示为空电状态soc值，soc
显满
为电池显示为满电状态soc值，c和d分别为soc
显满
和soc
显空
两端预留的电容量值，i为测试点(i＝1,2,3...)，当i＝1，代表电池放电w
t放-c后的soc
显满
测试点，i＝2，代表电池继续放电w
t间隔
后的测试点，依次类推；
[0040]
计算w
t间隔
时，之所以采用w
t放-(c d)，是因为在soc
显满
和soc
显空
的两端仍然会有部分电量存在，这样计算使结果更加精确。
[0041]
s7:将v
t放
与v
t0
作差，若v
t放-v
t0
＞0，则将每个测试点对应的ocvi值修正为若v
t放-v
t0
＜0，则将每个测试点对应的ocvi值修正为并将ocvi修正值存储到单片机的记录表中；正常情况放电总容量w
t放
全部放电完毕，ocv值应该为电池满放标准ocv值v0，因此为了较少这种间隔测试与实际使用的误差，将v
放
与v0之间的误差以特定斜率分配到每个测试点，这样对ocvi的值进行修正，可以使结果更加准确。
[0042]
s8:改变s1中的设定温度，重复s2-s8的操作,在记录表中记录不同温度下每个测试点对应的soci值及ocvi值或ocvi修正值，这样可以测试多种温度下，每个测试点对应的soci值及ocvi值或ocvi修正值，便于对不同使用温度下的电池soc值进行修正；
[0043]
s9:在电池使用过程中，实时监测电池所处的环境温度、电池电压值及电流值，并且当电流值小于电流设定阈值时开始计时，若时长达到时长设定阈值，查询记录表中记录的与测试环境温度t及测试电压v对应的ocvi值或ocvi修正值及soci值，并用soci值对电池电量进行校准，若在记录表中当前环境温度下没有与测试电压v对应的ocvi值或ocvi修正值，则跳转至s10；在电池使用过程中，若环境温度及电池电压值均能在记录表中找到对应的值，则直接应用相应的soci值对电池电量进行校准即可，若不能找到相应的记录，则需要进一步计算。
[0044]
s10：在记录表中查询测试环境温度t下与测试电压v相近的两个ocv值v1和v2所对应的soc值，并根据式(3)计算出soc校准值soc
t校
对电池电量进行校准；若在记录表中查询不到测试环境温度t0，则跳转至s11；
[0045]
soc
t校
＝soc
t高-(soc
t高-soc
t低
)*(v
1-v)/(v
2-v1)
ꢀꢀꢀ
(3)
[0046]
式中：soc
t高
为记录表中v1对应的soc值，soc
t低
为记录表中v2对应的soc值，v1为记录表中与测试电压v相近且大于测试电压v的值，v2为记录表中与测试电压v相近且小于测试电压v的值；
[0047]
在电池使用过程中，若在记录表中有相应环境温度的测试记录，而没有电池电压对应的值，采用式(3)计算出soc
t校
的值，对电池电量进行校准。
[0048]
s11：在记录表中查询距离环境温度t0最近的大于t0的环境温度t1，并根据式(3)计算出在t1的soc
t1校
，再在记录表中查询距离t0最近的小于t0的t2，并根据式(3)计算出在t2的soc
t2校
，然后再根据式(4)计算出t0温度下测试ocv值为v时的soc校准值soc
t校
，对电池电量进行校准；
[0049]
soc
t校
＝soc
t1校-(soc
t1校-soc
t2校
)*(t
1-t0)/(t
1-t2)
ꢀꢀꢀ
(4)。
[0050]
在电池使用过程中，若在记录表中既没有相应环境温度的测试记录，也没有电池电压对应的值，则先采用式(3)对电池电压的部分进行修正后，再利用修正值对环境温度部分进行修正，然后以两次修正后的值作为校准值对对电池电量进行校准。
[0051]
通过采用上述方法，建立基于不同环境温度的简易查询计算模式，解决了因电池使用情况复杂或模型自身误差大而导致显示电池soc
显
与实际值相差较大的问题，提高了soc
显
的测算精度，实现了不同环境温度下的soc的校准，能够在运行中间间隔时间完成内部校准，为soc
显
误差减小和消除做准备，避免出现soc
显
值不到0，电池已经无提供常温所需电流的能力使电机无法启动的风险。
[0052]
优选的，s1中的设定环境温度包括45℃、25℃、10℃、0、-10℃及-20℃，测试环境温度可以根据需要设置，这些温度范围基本能够包含我国大部分地区。
[0053]
优选的，s2中设定时长为一小时。
[0054]
进一步，s3中设定充电终结点状态为充电器转灯或者是在设定环境温度下，最高充电电压下充电电流小于设定值。
[0055]
优选的，s5中的固定时间间隔为1秒，使监测及修正过程变为常态化，对soc值进行校准，可以使后期电池soc值更加准确。
[0056]
综上所述，本发明提供的利用ocv对不同环境温度下电池soc值修正的方法，可以避免因电池使用情况复杂或模型自身误差大而导致显示电池soc
显
与实际值相差较大的问题，提高soc
显
的测算精度，实现不同环境温度下的soc的校准。
[0057]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。