電池荷電狀態(tài)的獲取方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池荷電狀態(tài)的獲取方法和裝置。其中，該獲取方法包括：獲取電池的工作狀態(tài)；根據(jù)電池的工作狀態(tài)確定用于估算電池荷電狀態(tài)的估算方法；按照估算方法計算電池處于不同的工作狀態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值。通過本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電池荷電狀態(tài)的計算不準(zhǔn)確的問題，提高了計算電池荷電狀態(tài)的準(zhǔn)確性。
【專利說明】電池荷電狀態(tài)的獲取方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動汽車電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種電池荷電狀態(tài)的獲取方 法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋰電池已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、日常生活等領(lǐng)域，尤其是在電動汽車領(lǐng)域，未來 電動汽車的電池越來越多的會從鉛酸蓄電池向鋰電池轉(zhuǎn)變，對電池荷電狀態(tài)（State of Charge，即S0C)的估算已成為電池管理的重要環(huán)節(jié)，知道電動汽車的電池荷電狀態(tài)，對于 電動汽車的充放電控制具有重要意義。但是，由于電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電池荷電狀態(tài)受放電電 流、電池內(nèi)部溫度、自放電、老化等因素的影響，使得S0C估算較困難。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，在估算S0C時通常需要建立電池模型，由于電池是一個高度非線性 的系統(tǒng)，所建立的電池模型不可能等效模擬電池的全部特征，電池模型總是存在著一定的 簡化，并且電池模型中的參數(shù)是變化的，影響參數(shù)變化的因素主要有：S0C的變化、充放電 方向、充放電倍率以及電池的老化等。由于電池本身內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以實現(xiàn)由化學(xué)能轉(zhuǎn) 變?yōu)殡娔艿倪^程，隨著時間的推移，電解液的損耗也會使電池的特性參數(shù)發(fā)生變化?，F(xiàn)有技 術(shù)中的電池模型只考慮了在某個單一因素的影響下S0C的變化，沒有考慮到多種因素共同 作用下S0C的變化情況，且在電池的整個工作過程中僅采用一種估算方法，導(dǎo)致電池模型 誤差較大，使得獲取到的電池荷電狀態(tài)不準(zhǔn)確。
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中電池荷電狀態(tài)的計算不準(zhǔn)確的問題，目前尚未提出有效的解決方 案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對相關(guān)技術(shù)中電池荷電狀態(tài)的計算不準(zhǔn)確的問題，目前尚未提出有效的解決方 案，為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種電池荷電狀態(tài)的獲取方法和裝置，以解決上述問 題。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電池荷電狀態(tài)的獲取方 法，該獲取方法包括：獲取電池的工作狀態(tài)；根據(jù)電池的工作狀態(tài)確定用于估算電池荷電 狀態(tài)的估算方法；按照估算方法計算電池處于不同的工作狀態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值。
[0007] 進一步地，根據(jù)電池的工作狀態(tài)確定用于估算電池荷電狀態(tài)的估算方法包括：若 獲取到的工作狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)，確定估算方法為第一估算方法，其中，第一估算方法包括開 路電壓法；若獲取到的工作狀態(tài)為恢復(fù)狀態(tài)，確定估算方法為第二估算方法；若獲取到的 工作狀態(tài)為充放電狀態(tài)，確定估算方法為第三估算方法，其中，第三估算方法包括卡爾曼濾 波法。
[0008] 進一步地，估算方法為第三估算方法，按照估算方法計算電池處于不同的工作狀 態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值包括：利用三階等效電路建立電池的電池模型；確定電池模型的狀 態(tài)方程和測量方程；使用狀態(tài)方程和測量方程計算電池的電池荷電狀態(tài)值。
[0009] 進一步地，估算方法為第二估算方法，按照估算方法計算電池處于不同的工作狀 態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值包括：獲取電池在進入恢復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)；在電池在進入恢 復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)為放電狀態(tài)的情況下，按照第一公式計算電池荷電狀態(tài)值，其中，第 一公式為

【權(quán)利要求】
1. 一種電池荷電狀態(tài)的獲取方法，其特征在于，包括： 獲取電池的工作狀態(tài)； 根據(jù)所述電池的所述工作狀態(tài)確定用于估算電池荷電狀態(tài)的估算方法； 按照所述估算方法計算所述電池處于不同的所述工作狀態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取方法，其特征在于，根據(jù)所述電池的所述工作狀態(tài)確定 用于估算電池荷電狀態(tài)的估算方法包括： 若獲取到的所述工作狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)，確定所述估算方法為第一估算方法，其中，所述 第一估算方法包括開路電壓法； 若獲取到的所述工作狀態(tài)為恢復(fù)狀態(tài)，確定所述估算方法為第二估算方法； 若獲取到的所述工作狀態(tài)為充放電狀態(tài)，確定所述估算方法為第三估算方法，其中，所 述第三估算方法包括卡爾曼濾波法。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的獲取方法，其特征在于，所述估算方法為所述第三估算方法， 按照所述估算方法計算所述電池處于不同的所述工作狀態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值包括： 利用三階等效電路建立所述電池的電池模型； 確定所述電池模型的狀態(tài)方程和測量方程； 使用所述狀態(tài)方程和所述測量方程計算所述電池的所述電池荷電狀態(tài)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的獲取方法，其特征在于，所述估算方法為所述第二估算方法， 按照所述估算方法計算所述電池處于不同的所述工作狀態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值包括： 獲取所述電池在進入所述恢復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)； 在所述電池在進入所述恢復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)為放電狀態(tài)的情況下，按照第一公式 計算所述電池荷電狀態(tài)值，其中， 所述第一公式為
，所述SOCt為所述恢復(fù)狀態(tài)下的所述電 池荷電狀態(tài)值，所述SOCd為所述放電狀態(tài)終止時的電池荷電狀態(tài)值，所述Μ為在所述電池 放電過程中的累積電量，所述t為所述電池在所述恢復(fù)狀態(tài)下經(jīng)歷的時間，所述h為預(yù)設(shè)的 所述恢復(fù)狀態(tài)的持續(xù)時間，所述Q為所述電池的實際容量； 在所述電池在進入所述恢復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)為充電狀態(tài)的情況下，按照第二公式 計算所述電池荷電狀態(tài)值，其中， 所述第二公式為SOCt = SOCe+MXhX 100%，所述SOC。為所述充電狀態(tài)終止時的電池荷 電狀態(tài)值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的獲取方法，其特征在于，所述估算方法為所述第一估算方法， 按照所述估算方法計算所述電池處于不同的所述工作狀態(tài)下的電池荷電狀態(tài)值包括： 獲取所述電池的開路電壓； 讀取所述開路電壓對應(yīng)的所述電池荷電狀態(tài)值。
6. -種電池荷電狀態(tài)的獲取裝置，其特征在于，包括： 第一獲取模塊，用于獲取電池的工作狀態(tài)； 第一確定模塊，用于根據(jù)所述電池的所述工作狀態(tài)確定用于估算電池荷電狀態(tài)的估算 方法； 計算模塊，用于按照所述估算方法計算所述電池處于不同的所述工作狀態(tài)下的電池荷 電狀態(tài)值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的獲取裝置，其特征在于，所述第一確定模塊包括： 第一確定子模塊，用于在獲取到的所述工作狀態(tài)為靜止?fàn)顟B(tài)的情況下，確定所述估算 方法為第一估算方法，其中，所述第一估算方法包括開路電壓法； 第二確定子模塊，用于在獲取到的所述工作狀態(tài)為恢復(fù)狀態(tài)的情況下，確定所述估算 方法為第二估算方法； 第三確定子模塊，用于在獲取到的所述工作狀態(tài)為充放電狀態(tài)的情況下，確定所述估 算方法為第三估算方法，其中，所述第三估算方法包括卡爾曼濾波法。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的獲取裝置，其特征在于，所述估算方法為所述第三估算方法， 所述計算模塊包括： 建立模塊，用于利用三階等效電路建立所述電池的電池模型； 第二確定模塊，用于確定所述電池模型的狀態(tài)方程和測量方程； 第一計算子模塊，用于使用所述狀態(tài)方程和所述測量方程計算所述電池的所述電池荷 電狀態(tài)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的獲取裝置，其特征在于，所述估算方法為所述第二估算方法， 所述計算模塊包括： 第二獲取模塊，用于獲取所述電池在進入所述恢復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)； 第二計算子模塊，用于在所述電池在進入所述恢復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)為放電狀態(tài)的 情況下，按照第一公式計算所述電池荷電狀態(tài)值，其中， 所述第一公式為夂
，所述SOCt為所述恢復(fù)狀態(tài)下的所述電 池荷電狀態(tài)值，所述SOCd為所述放電狀態(tài)終止時的電池荷電狀態(tài)值，所述Μ為在所述電池 放電過程中的累積電量，所述t為所述電池在所述恢復(fù)狀態(tài)下經(jīng)歷的時間，所述h為預(yù)設(shè)的 所述恢復(fù)狀態(tài)的持續(xù)時間，所述Q為所述電池的實際容量； 第三計算子模塊，用于在所述電池在進入所述恢復(fù)狀態(tài)之前的工作狀態(tài)為充電狀態(tài)的 情況下，按照第二公式計算所述電池荷電狀態(tài)值，其中， 所述第二公式為SOCt = SOCe+MXhX 100%，所述SOC。為所述充電狀態(tài)終止時的電池荷 電狀態(tài)值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的獲取裝置，其特征在于，所述估算方法為所述第一估算方 法，所述計算模塊包括： 第三獲取模塊，用于獲取所述電池的開路電壓； 讀取模塊，用于讀取所述開路電壓對應(yīng)的所述電池荷電狀態(tài)值。
【文檔編號】G01R31/36GK104297694SQ201410613794
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】時銳, 張寶群, 宮成, 焦然, 孟穎, 馬慧遠, 遲忠君, 李香龍, 周宇, 陳艷霞 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京市電力公司