动力电池的SOC修正方法与流程

动力电池的soc修正方法
技术领域
1.本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池的soc修正方法。


背景技术：

2.为了充分发挥电池系统的动力性能、提高使用安全性、延长电池使用寿命、优化驾驶体验和提高电动汽车的使用性能，bms系统需要准确估算出电池的荷电状态即soc。
3.目前汽车应用的实时在线估计soc的方法主要是基于电流积分的安时法，而安时法是一种开环预测，存在无法确定初始值和误差越来越大的问题。因此在车辆未进行满电校正时，无法确认当前soc值是否准确，而当车辆长期处于浅充浅放的工况，则可能会出现车辆提前趴窝的问题。
4.因此，亟需一种动力电池的soc修正方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种动力电池的soc修正方法，以解决上述现有技术中的问题，能够通过建立容量增量曲线波峰的位置与soc的对应关系，在慢充恒流阶段进行soc修正，解决车辆长期浅充浅放无法确定soc值的问题。
6.本发明提供了一种动力电池的soc修正方法，其中，包括：
7.在恒流充电过程中，标定在不同健康状态和不同温度下的最低电压串的容量增量曲线的波峰位置与soc的对应关系，得到容量增量波峰-soc关系表；
8.在慢充充电模式下，在恒流充电阶段，判断电池包的最低电压串和充电电流是否处于对应的预设范围内；
9.若电池包的最低电压串和充电电流均处于对应的预设范围内，则每隔预设电压计算单位最低电压串变化时所对应的容量变化大小；
10.在单位最低电压串变化时所对应的容量变化出现最大值时，在所述容量增量波峰-soc关系表中查找标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值；
11.判断仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值是否大于预设幅度；
12.若是，则根据仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值对soc值进行修正。
13.如上所述的动力电池的soc修正方法，其中，优选的是，所述在恒流充电过程中，标定在不同健康状态和不同温度下的最低电压串的容量增量曲线的波峰位置与soc的对应关系，得到容量增量波峰-soc关系表，具体包括：
14.在恒流充电过程中，标定健康状态分别为100％、90％、80％的电池包，在环境温度分别为10℃和25℃时的最低电压串的容量增量波峰对应的soc值，得到容量增量波峰-soc关系表。
15.如上所述的动力电池的soc修正方法，其中，优选的是，所述在慢充充电模式下，在
恒流充电阶段，判断电池包的最低电压串和充电电流是否处于对应的预设范围内，具体包括：
16.判断ocv修正标志位是否为1；
17.若是，则退出soc修正过程；
18.若否，则判断电池包的最低电压串v
min
是否处于3.2v-3.45v的范围内；
19.若否，则退出soc修正过程；
20.若是，则判断电池包的充电电流是否处于16a-18a的范围内；
21.若否，则退出soc修正过程。
22.如上所述的动力电池的soc修正方法，其中，优选的是，在电池包的最低电压串和充电电流均处于对应的预设范围内的情况下，所述每隔预设电压计算单位最低电压串变化时所对应的容量变化大小，具体包括：
23.整车控制器每隔2mv，计算单位最低电压串变化时所对应的容量变化大小，得到dq/dv
min
值，其中，dv
min
表示最低电压串变化，dq表示最低电压串变化所对应的容量变化。
24.如上所述的动力电池的soc修正方法，其中，优选的是，所述在单位最低电压串变化时所对应的容量变化出现最大值时，在所述容量增量波峰-soc关系表中查找标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值，具体包括：
25.在单位最低电压串变化时所对应的容量变化dq/dv
min
值出现最大值时，获取电池包的最低温度t
min
和健康状态值soh；
26.根据所获取的电池包的最低温度t
min
和健康状态值soh，在所述容量增量波峰-soc关系表中查找标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值，得到soc1。
27.如上所述的动力电池的soc修正方法，其中，优选的是，所述判断仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值是否大于预设幅度，具体包括：
28.判断仪表显示的soc值soc
原
与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值soc1的差值是否大于4％。
29.如上所述的动力电池的soc修正方法，其中，优选的是，在仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值大于预设幅度的情况下，所述根据仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值对soc值进行修正，具体包括：
30.整车控制器计算仪表显示的soc值soc
原
与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值soc1的差值，得到修正值
△
soc，
△
soc＝soc
原-soc1；
31.在车辆未进行满充校正的情况下，根据修正值
△
soc修正soc，以在放电过程中消除δsoc。
32.如上所述的动力电池的soc修正方法，其中，优选的是，所述在车辆未进行满充校正的情况下，根据修正值
△
soc修正soc，以在放电过程中消除δsoc，具体包括：
33.在放电过程中按soc每下降[(soc
原-5％
‑△
soc)
÷△
soc]
×
0.1％，将
△
soc消除0.1％。
[0034]
如上所述的动力电池的soc修正方法，其中，优选的是，所述动力电池的soc修正方法还包括：
[0035]
在仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值小
于等于预设幅度的情况下，退出soc修正过程。
[0036]
本发明提供一种动力电池的soc修正方法，在恒流充电过程中，通过试验标定确定dq/dv
min
峰值对应的soc，根据标定结果在慢充恒流阶段对车辆进行soc修正，保证车辆在浅充浅放过程中也可以修正soc值，确保车辆soc精度；通过本发明的慢充修正方法可以解决车辆因此长期处于浅充浅放等工况，导致安时积分误差越来越大，进而出现车辆提前趴窝等问题。
附图说明
[0037]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
[0038]
图1为本发明提供的动力电池的soc修正方法实施例的流程图；
[0039]
图2为恒流恒压充电曲线；
[0040]
图3为容量增量分析示意图；
[0041]
图4为本发明提供的动力电池的soc修正方法实施例的逻辑图。
具体实施方式
[0042]
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
[0043]
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0044]
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
[0045]
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
[0046]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0047]
目前汽车应用的实时在线估计soc的方法主要是基于电流积分的安时法，而安时法是一种开环预测，存在无法确定初始值和误差越来越大的问题。为了解决这一问题，恒流恒压充电法的方案被提出。
[0048]
如图2所示，恒流恒压充电主要分为：预充电、恒流充电和恒压充电三个阶段，电池电压值非常低的时候开始小电流预充电，当电压达到一定阀值后进入恒流充电。恒流充电电流较大，并且持续时间较长约占总充电时长的85％以上，此阶段电流稳定，电压变化明显，当达到截止电压后，开始恒压充电。磷酸铁锂电池由于其平坦的电压平台导致soc无法准确估算。
[0049]
有鉴于此，本发明通过容量增量曲线中波峰的位置与soc建立一个对应关系来修正soc。如图3所示，容量增量分析法是将电池在充放电过程中所充或所放容量q对电压v的微分，即单位电压变化时所对应的容量变化大小。当容量变化(dq)较大时而电压变化(dv)较小时，dq/dv的值就会变大，在容量增量曲线上表现出波峰。容量增量曲线的波峰代表电池电化学反应的相变过程，具有显著的容量变化。
[0050]
如图1和图4所示，本实施例提供的动力电池的soc修正方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
[0051]
步骤s1、在恒流充电过程中，标定在不同健康状态和不同温度下的最低电压串的容量增量曲线的波峰位置与soc的对应关系，得到容量增量波峰-soc关系表。
[0052]
由于电池的放电保护原则，车辆的放电容量主要取决于电池包中最低电压串(v
min
)，因此通建立最低电压串在恒流充电过程中容量增量曲线波峰位置与soc的对应关系，即可通过波峰位置就可确定当前的soc值。具体地，考虑到电池电压受到温度和电池老化程度的影响，在恒流充电过程中，标定健康状态分别为100％、90％、80％的电池包，在环境温度分别为10℃和25℃时的最低电压串的容量增量波峰对应的soc值，得到容量增量波峰-soc关系表。
[0053]
步骤s2、在慢充充电模式下，在恒流充电阶段，判断电池包的最低电压串和充电电流是否处于对应的预设范围内。
[0054]
对动力电池的充电分为快充和慢充，本发明针对慢充模式下的soc进行修正，这种充电状态更为稳定，在具体实现中可以通过充电电流、充电模式开关状态、充电模式选择指令等方式识别快充或慢充模式。本发明以某型号磷酸铁锂电池纯电动轿车为例，客户在车辆soc为20％开始慢充充电。
[0055]
如图4所示，在本发明的动力电池的soc修正方法的一种实施方式中，所述步骤s2具体可以包括：
[0056]
步骤s21、判断ocv(开路电压)修正标志位是否为1。
[0057]
通过检测ocv修正标志位可以判断是否在之前已经进行过ocv修正。
[0058]
步骤s22、若是，则退出soc修正过程。
[0059]
步骤s23、若否，则判断电池包的最低电压串v
min
是否处于3.2v-3.45v的范围内。
[0060]
步骤s24、若否，则退出soc修正过程。
[0061]
步骤s25、若是，则判断电池包的充电电流是否处于16a-18a的范围内。
[0062]
步骤s26、若否，则退出soc修正过程。
[0063]
需要说明的是，本发明对恒流充电阶段电池包的最低电压串和充电电流所对应的预设范围不作具体限定。
[0064]
步骤s3、若电池包的最低电压串和充电电流均处于对应的预设范围内，则每隔预设电压计算单位最低电压串变化时所对应的容量变化大小。
[0065]
具体地，如图4所示，在电池包的最低电压串和充电电流均处于对应的预设范围内的情况下，整车控制器每隔2mv，计算单位最低电压串变化时所对应的容量变化大小，得到dq/dv
min
值，其中，dv
min
表示最低电压串变化，dq表示最低电压串变化所对应的容量变化。
[0066]
步骤s4、在单位最低电压串变化时所对应的容量变化出现最大值时，在所述容量增量波峰-soc关系表中查找标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值。
[0067]
如图4所示，在本发明的动力电池的soc修正方法的一种实施方式中，所述步骤s4具体可以包括：
[0068]
步骤s41、在单位最低电压串变化时所对应的容量变化dq/dv
min
值出现最大值时，获取电池包的最低温度t
min
和健康状态值soh。
[0069]
步骤s42、根据所获取的电池包的最低温度t
min
和健康状态值soh，在所述容量增量波峰-soc关系表中查找标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值，得到soc1。
[0070]
步骤s5、判断仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值是否大于预设幅度。
[0071]
具体地，判断仪表显示的soc值soc
原
与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值soc1的差值是否大于4％，需要说明的是，本发明对预设幅度的大小不作具体限定。
[0072]
步骤s6、若是，则根据仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值对soc值进行修正。
[0073]
在本发明的动力电池的soc修正方法的一种实施方式中，所述步骤s6具体可以包括：
[0074]
步骤s61、整车控制器计算仪表显示的soc值soc
原
与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值soc1的差值，得到修正值
△
soc，
△
soc＝soc
原-soc1。
[0075]
步骤s62、在车辆未进行满充校正的情况下，根据修正值
△
soc修正soc，以在放电过程中消除δsoc。
[0076]
具体地，在放电过程中按soc每下降[(soc
原-5％
‑△
soc)
÷△
soc]
×
0.1％，将
△
soc消除0.1％。需要说明的是，本发明对具体的修正策略不作具体限定。在具体实现中，为了避免直接修正影响客户体验，可以在保存
△
soc后，在行驶的过程中慢慢修正，例如可以每隔预设时间间隔修正一次。
[0077]
进一步地，本发明在一些实施方式中，所述动力电池的soc修正方法还包括：
[0078]
步骤s7、在仪表显示的soc值与标定的容量增量曲线的波峰位置所对应的soc值的差值小于等于预设幅度(例如为4％)的情况下，退出soc修正过程。
[0079]
本发明实施例提供的动力电池的soc修正方法，在恒流充电过程中，通过试验标定确定dq/dv
min
峰值对应的soc，根据标定结果在慢充恒流阶段对车辆进行soc修正，保证车辆在浅充浅放过程中也可以修正soc值，确保车辆soc精度；通过本发明的慢充修正方法可以解决车辆因此长期处于浅充浅放等工况，导致安时积分误差越来越大，进而出现车辆提前趴窝等问题。
[0080]
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0081]
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技
术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。