本发明涉及到电池管理
技术领域：
，特别是涉及到电池SOC的修正方法、修正装置及电池SOH估算方法。
背景技术：
：SOC一般定义为电池剩余电量相对于满充电量的百分比，正确估计蓄电池的SOC，就能够在实现整车能量管理时，避免对电动汽车蓄电池造成损害，合理利用蓄电池提供的电能，提高电池的利用率，延长电池组的使用寿命。SOC估计有其特殊性，温度不同、倍率不同、SOC点不同。电池放电倍率越大，放出电量越少；电池工作的温度过高或过低，可用容量降低；由于有老化和自放电因素的存在，SOC值需要不断修正。由上可知SOC的计算，关键在于对电池剩余电量与满充电量的估算。目前电池SOC估算策略主要有：开路电压法、安时积分法、内阻法、线性模型法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法、动态逼近法等。其中开路法是指电池空载时的开路电压与其充电状态之间成线性关系，但要求电池必须开路，不连接负载，且需要经过相当长的稳定期后才精确，这些条件在电池使用状态中比较难达到。安时积分法即通过电池工作电流用库仑计数求取电流对时间的积分，从而确定SOC，利用该方法可以实时计算SOC，但安时积分法的误差会随着时间推移而增大，且安时积分法无法估计初始状态的SOC值。而线性模糊法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等实现方法对运算设备资源要求很高。因此，现有技术还有待改进。技术实现要素：本发明的主要目的为提供一种电池SOC的修正方法，旨在解决现有SOC估算方法运用于电池使用状态下不精准，导致电池管理系统不能及时、准确地调控电池使用状态，影响电池使用寿命和安全性的问题。本发明提出一种电池SOC的修正方法，包括：电池管理系统根据采集到的电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前SOC值SOCP，得到ΔSOCo；根据采集到的电池放电状态下电压值、电流值以及温度值与预设的EDV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出EDV理论SOC值SOCe，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCe；通过比较所述ΔSOCo与ΔSOCe，并结合触发ΔSOCo修正设定的静置时间以及触发ΔSOCe修正设定的电压值，执行ΔSOCo对SOC值的修正或执行ΔSOCe对SOC值的修正，并确定修正系数；在电池充放电过程中将所述修正系数作为安时积分计算电池时时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行平滑处理，使SOC趋近真实值。优选地，在电池管理系统根据采集到的电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCo的步骤之前，还包括：在电池管理系统中输入电池不同放电倍率、不同温度下的OCV曲线表、EDV曲线表。优选地，所述在电池充放电过程中将所述修正系数作为安时积分计算电池实时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行平滑处理，使SOC趋近真实值的步骤之前，还包括初始SOC值的估算，根据电池初始上电后根据OCV曲线估算初始的SOC值。优选地，所述ΔSOCe计算方法为：ΔSOCe＝SOCe-SOCp；所述ΔSOCo计算方法为：ΔSOCo＝SOCo-SOCp；优选地，所述ΔSOCe或ΔSOCo的修正公式为：ΔSOC后＝ΔSOC前-∫|(1-x)*I|d(t)，其中ΔSOC前表示对平滑修正前的ΔSOC值，ΔSOC后表示对平滑修正后的ΔSOC值，x为电流积分的缩放系数；当ΔSOC后＝0时，完成修正，所述ΔSOC前值为ΔSOCe值或ΔSOCo值。优选地，所述ΔSOCe的修正执行优先级高于ΔSOCo的修正执行，当ΔSOCe≠0时，对ΔSOCo清零；当ΔSOCe＝0，ΔSOCo>0或ΔSOCe>0,ΔSOCo＝0时，充电状态下，增大电流积分的缩放系数，放电状态下，减小增大电流积分的缩放系数；当ΔSOCe＝0，ΔSOCo或ΔSOCe<0,ΔSOCo＝0时，充电状态下，减小增大电流积分的缩放系数，放电状态下，增大电流积分的缩放系数；当ΔSOCo＝0,ΔSOCe＝0时，增大电流积分的缩放系数为1，不作缩放。本发明还提出一种电池SOH的估算方法，包括：电池管理系统根据采集到的电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前SOC值SOCP，得到ΔSOCo；根据采集到的电池放电状态下电压值、电流值以及温度值与预设的EDV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出EDV理论SOC值SOCe，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCe；通过比较所述ΔSOCo与ΔSOCe，并结合触发ΔSOCo修正设定的静置时间以及触发ΔSOCe修正设定的电压值，执行ΔSOCo对SOC值的修正或执行ΔSOCe对SOC值的修正，并确定修正系数；在电池充放电过程中将所述修正系数作为安时积分计算电池时时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行平滑处理，使SOC趋近真实值；根据平滑处理修正后的放电曲线确定电池满充状态，并对电池满充后，再放电至放电末端时的累计放电容量推定满充容量值，进而得到SOH估算值。优选地，所述满充容量值的推定公式为：FCC＝DiscCap/(1-SocLearn)，其中，FCC为满充容量；DiscCap为满充后到放电末端的累计放电容量；SocLearn为放电末端自学习FCC的SOC点。本发明还提出一种电池SOC的修正装置，包括：第一获取模块，用于电池管理系统根据采集到的电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前SOC值SOCP，得到ΔSOCo；第二获取模块，用于根据采集到的电池放电状态下电压值、电流值以及温度值与预设的EDV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出EDV理论SOC值SOCe，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCe；数据处理模块，用于通过比较所述ΔSOCo与ΔSOCe，并结合触发ΔSOCo修正设定的静置时间以及触发ΔSOCe修正设定的电压值，执行ΔSOCo对SOC值的修正或执行ΔSOCe对SOC值的修正，并确定修正系数；平滑修正模块，用于在电池充放电过程中将所述修正系数作为安时积分计算电池实时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行平滑处理，使SOC趋近真实值。优选地，所述电池SOC的修正装置还包括数据输入模块，用于在电池管理系统中输入电池不同放电倍率、不同温度下的OCV曲线表、EDV曲线表。优选地，所述电池SOC的修正装置还包括初始数据估算模块，用于动力电池初始上电后，根据OCV曲线估算初始的SOC值。本发明有益效果：本发明提供的电池SOC的修正方法，估算SOC运算简便，对设备的运算能力要求低，结合安时积分、ΔSOCo修正、ΔSOCe修正算法，发挥各算法的长处，相互弥补不足，能在电池使用过程中根据不同状况进行修正，并将修正参数作为安时积分一个变量因子平滑修正，保证曲线的平滑修正，满足电池高度非线性系统的要求，适用于各种电池的SOC估算。在本发明SOC修正估算基础上，本发明中的SOH的估算也得到精准调控，电池管理系统可以更及时、更准确地调控电池使用状态，延长电池使用寿命、增大电池使用安全保障。附图说明图1本发明一实施例中电池SOC的修正方法流程图；图2本发明一实施例中电池SOC的修正方法估算SOC过程示意图；图3本发明一实施例中电池SOC的修正方法中执行ΔSOCo修正的过程示意图；图4本发明一实施例中电池SOC的修正方法中执行ΔSOCe修正的过程示意图；图5本发明一实施例中电池SOH的估算方法流程图；图6本发明一实施例中电池SOH的估算过程示意图；图7本发明一实施例中电池SOC的修正装置结构示意图。本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。参照图1，本发明实施例提出一种电池SOC的修正方法，包括：S1：电池管理系统根据采集到的电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前SOC值SOCP，得到ΔSOCo；S2：根据采集到的电池放电状态下电压值、电流值以及温度值与预设的EDV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出EDV理论SOC值SOCe，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCe；S3：通过比较所述ΔSOCo与ΔSOCe，并结合触发ΔSOCo修正设定的静置时间以及触发ΔSOCe修正设定的电压值，执行ΔSOCo对SOC值的修正或执行ΔSOCe对SOC值的修正，并根据修正量以及当前曲线确定修正系数；S4：在电池充放电过程中将所述修正系数作为安时积分计算电池实时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行平滑处理，使SOC趋近真实值。如图2所示，当达到触发ΔSOCo修正设定的静置时间执行OCV估算，得到ΔSOCo对SOC值的修正；当达到触发ΔSOCe修正的设定电压执行EDV估算，得到ΔSOCe对SOC值的修正；电池管理系统通过比较所述ΔSOCo与ΔSOCe，并根据执行优先级确定并执行ΔSOCo或ΔSOCe对SOC的修正。根据修正量以及当前放电曲线确定电流积分缩放系数x，得到SOC修正系数Gain，Gain＝|1-x|，并将所述修正系数|1-x|作为安时积分∫Gain*Id(t)的一个变量因子，代入预先估算初始SOC，计算电池实时SOC，同时实现对放电曲线进行平滑处理，使SOC逐步趋近真实值。其中，所述ΔSOCo修正过程如图3所示，当电池静置达到设定时间后，进行OCV估算电池SOC，根据电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前采集到的SOC值SOCP，得到ΔSOCo，结合具体曲线以及修正量，确定修正系数。所述ΔSOCe修正过程如图4所示，在电池放电过程中，当电池电压达到EDV设定电压，进行EDV估算电池SOC，根据电池电压值、电流值以及温度值与预设的EDV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出EDV理论SOC值SOCe，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCe，结合具体曲线以及修正量，确定修正系数。电池荷电状态(SOC:stateofcharge)的准确估算是电池充放电控制和动力优化管理的重要依据，直接影响电池的使用寿命和安全，以及相应BMS(BatteryManagementSystem电池管理系统)的性能和预测电池剩余电能使用时间的准确性。可见，电池满充容量和剩余电量的准确测量是非常关键的问题。本发明实施例基于安时积分的计算，静置状态下满足设定静置时间则利用OCV(OpenCircuitVoltage开路电压)曲线表得到的ΔSOCo进行修正估算、放电状态下达到设定的电压值则进行EDV(EndofDischargingVoltage放电末端电压)曲线表得到的ΔSOCe进行修正估算，比较估算容量与理论容量得到需要修正的修正容量，然后在电池充放电状态下将修正容量以修正系数的方式代入到安时积分公式中进行平滑处理，使SOC趋近真实值，同时避免了跳变式修正，提高用户体验，增强了修正估算精度。电池管理系统可以更及时、更准确地调控电池使用状态，延长电池使用寿命、增大电池使用安全保障。进一步地，在电池管理系统根据采集到的电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCo的步骤之前，还包括：在电池管理系统中输入电池不同放电倍率、不同温度下的OCV曲线表、EDV曲线表。所述电池不同放电倍率、不同温度下的OCV曲线表如下示例：温度1对应的OCV曲线表：SOC05101520304050607080859095100OCV3.003.053.103.153.253.353.453.553.653.753.853.954.004.054.15I1OCV3.023.073.123.173.273.373.473.573.673.773.873.974.024.074.16I2……………………………………………OCV3.043.093.123.193.293.393.493.593.693.793.893.994.044.094.17Im温度2对应的OCV曲线表：SOC05101520304050607080859095100OCV3.033.083.133.183.283.383.483.583.683.783.883.984.034.084.18I1OCV3.053.13.153.23.33.43.53.63.73.83.944.054.14.19I2……………………………………………OCV3.073.123.153.223.323.423.523.623.723.823.924.024.074.124.2Im…温度n对应的OCV曲线表：.....如上所述OCV曲线表中电流对应曲线个数为m和温度对应曲线个数为n，OCV曲线表中曲线总共数量为m*n，曲线的数量越多估算精度越高。电池管理系统执行ΔSOCo修正时，首先通过当前温度电芯温度查找最接近的温度对应的曲线表，再根据静置之前的运行电流查找最接近的电流对应的曲线，由此决定最终的选用曲线，然后根据当前电压值查找曲线中对应的SOC点。所述EDV曲线表类同于上述OCV曲线表，但适用于电池放电过程中的修正。由于ΔSOCo修正的条件相对较严格，需要一定的静置时间才可以调用，在此特性限制条件下有些动力产品相对较难达到，而ΔSOCe修正则没有这个限制，但ΔSOCe受限于只能在放电末端来使用(末端放电曲线斜率高)。因此结合ΔSOCo全范围修正，以及ΔSOCe修正条件易满足的优点，从而能够及时修正容量偏差，避免出现容量偏差累积过大的现象。本发明实施例结合安时积分、ΔSOCo修正、ΔSOCe修正算法，发挥各算法的长处，相互弥补不足，能在电池使用过程中根据不同状况进行修正，适用范围更广泛。进一步地，所述在电池充放电过程中将所述修正系数作为安时积分计算电池实时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行平滑处理，使SOC趋近真实值的步骤之前，还包括初始SOC估算，根据动力电池初始上电后根据OCV曲线估算初始的SOC值。安时积分计算时时SOC变量过程中，必须在初始SOC值基础上进行不定微积分程序处理，所以初始SOC估算确定也是至关重要。由于初始OCV与初始SOC存在线性关系，本发明实施例中利用初始上电时的OCV曲线估算初始SOC值。进一步地，所述ΔSOCe计算方法为：ΔSOCe＝SOCe-SOCp；所述ΔSOCo计算方法为：ΔSOCo＝SOCo–SOCp。上述SOCe、SOCo分别为EDV曲线表、OCV曲线表中根据最终决定选用的曲线，然后根据当前电压值查找该曲线中对应的理论SOC点值，SOCp为电池管理系统采集的当前SOC点值，ΔSOCe、ΔSOCo为需要修正的量。ΔSOCe、ΔSOCo带有符号数，正数表示需要正向修正，即当前SOC值偏小，负数表示负向修正，即当前SOC值偏大。进一步地，所述ΔSOCe或ΔSOCo的修正公式为：ΔSOC后＝ΔSOC前-∫|(1-x)*I|d(t)，其中ΔSOC前表示对平滑修正前的ΔSOC值，ΔSOC后表示对平滑修正后的ΔSOC值，x为电流积分的缩放系数；当ΔSOC后＝0时，完成修正，所述ΔSOC前值为ΔSOCe值或ΔSOCo值。将ΔSOCe、ΔSOCo需要修正的量在电池充放电过程中进行电流积分估算时平滑的去除掉，避免了修正前后放电曲线的跳变式变化显示，提高用户使用体验，更能满足用户使用需求。为使修正量能在安时积分过程中平滑修正，本发明实施例将修正量对应成修正系数|1-x|，所述修正系数与电流积分的缩放系数x相关，使修正系数作为安时积分计算电池时时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行逐步平滑处理，使SOC趋近真实值。进一步地，所述ΔSOCe的修正执行优先级高于ΔSOCo的修正执行，当ΔSOCe≠0时，对ΔSOCo清零。上述ΔSOCe、ΔSOCo属于静态优先级，ΔSOCe的优先级永远高于ΔSOCo。即当ΔSOCe、ΔSOCo两个修正同时达到触发条件时，只执行ΔSOCe修正。本发明实施例中的优先级执行程序中表现为当ΔSOCe≠0时，对ΔSOCo清零。进一步地，当ΔSOCe＝0，ΔSOCo>0或ΔSOCe>0,ΔSOCo＝0时，充电状态下，增大电流积分的缩放系数，放电状态下，减小增大电流积分的缩放系数；当ΔSOCe＝0，ΔSOCo或ΔSOCe<0,ΔSOCo＝0时，充电状态下，减小增大电流积分的缩放系数，放电状态下，增大电流积分的缩放系数；当ΔSOCo＝0,ΔSOCe＝0时，电流积分的缩放系数为1，不作缩放。在电池充放电过程中满足设定的修正触发条件，电池管理系统执行ΔSOCo或ΔSOCe修正，所述的修正触发条件为：触发ΔSOCo修正设定的静置时间以及触发ΔSOCe修正设定的电压值。充电状态下，电池容量是越来越多，若不缩放系数的话，则为正常的电流积分，若增大电流积分的缩放系数，即使x>1，则加快电流积分的速度，容量增大的速度更快。放电状态下，电池容量越来越少，若减少电流积分的缩放系数，即使x<1，则减少电流积分的速度，容量减少的速度更慢，所以电流积分缩放系数直接影响修正变化平缓度。当ΔSOCe＝0，ΔSOCo>0或ΔSOCe>0,ΔSOCo＝0时，当前的容量比实际容量要少，需要将缺少的容量在安时积分中弥补回去。当ΔSOCe＝0，ΔSOCo或ΔSOCe<0,ΔSOCo＝0时，当前的容量比实际容量要多，需要将多的容量在安时积分中消耗掉。而当ΔSOCo＝0,ΔSOCe＝0时，电流积分的缩放系数为1，不作缩放修正。本发明实施例中的修正规则使估算SOC运算更简便，而且对设备的运算能力要求低，但估算精度更高。参照图5，本发明实施例还提出一种电池SOH的估算方法，包括：S11：电池管理系统根据采集到的电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前SOC值SOCP，得到ΔSOCo；S12：根据采集到的电池放电状态下电压值、电流值以及温度值与预设的EDV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出EDV理论SOC值SOCe，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCe；S13：通过比较所述ΔSOCo与ΔSOCe，并结合触发ΔSOCo修正设定的静置时间以及触发ΔSOCe修正设定的电压值，执行ΔSOCo对SOC值的修正或执行ΔSOCe对SOC值的修正，并确定修正系数；S14：在电池充放电过程中将所述修正系数作为安时积分计算电池实时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行平滑处理，使SOC趋近真实值；S15：根据平滑处理修正后的放电曲线确定电池满充状态，并对电池满充后，再放电至放电末端时的累计放电容量推定满充容量值，进而得到SOH估算值。如图6所示，根据放电过程中修正后的SOC，放电修正完毕后将电池满充，然后以恒定电流值放电至末端电压，得到累计放电容量，累计放电容量与设计容量的比值，即为SOH估算值。电池健康状态(SOH:stateofhealth)反应的是电池的老化程度，受电解液离子导电性、电解液浓度、蓄电池内阻、自放电特性、环境温度等多种因素影响，老化失效机理复杂，很难建立数学模型对蓄电池的SOH进行准确预测。对于SOH的更新，可在电池处于放空状态或满充状态下进行，但满充状态在电池使用中更容易达到，所以本发明实施例以满充为基础条件，可以确保当前电池能够达到的最多荷电，由于用户在实际使用中完全放空的情景很难达到，因此以放电达到末端为条件(相对容易达到)，具体的末端点根据实际电池放电曲线进行调整(大概在10％～20％SOC之间)，以满充后累计放电容量等比转换得到SOH。在通过对不同状态下对容量进行修正估算，在充放电状态下对容量偏差进行平滑修正，从而能够使满充容量接近真实值，且在平滑的容量变化曲线上更容易准确估算相应满充状态，得到精度较高的SOH。进一步地，所述满充容量值的推定公式为：FCC＝DiscCap/(1-SocLearn)，其中，FCC为满充容量；DiscCap为满充后到放电末端的累计放电容量；ocLearn为放电至末端电压自学习FCC的SOC点。上述自学习是指，根据电池放电末端学习电池的满充容量，有了满充容量，对放电电流积分，才能估算现有的剩余容量。本发明实施例SOH估算是在电池管理系统根据对放电曲线进行平滑处理修正后满充，再放电至放电末端时的累计放电容量推定满充容量值，使SOH估算值更精准。电池管理系统可以更及时、更准确地调控电池使用状态，延长电池使用寿命、增大电池使用安全保障。参照图7，本发明实施例还提出一种电池SOC的修正装置，包括：第一获取模块71，用于电池管理系统根据采集到的电池静置状态下电压值、电流值以及温度值与预设的OCV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出OCV状态理论SOC值SOCo，并根据当前SOC值SOCP，得到ΔSOCo；第二获取模块72，用于根据采集到的电池放电状态下电压值、电流值以及温度值与预设的EDV曲线表中的电压值、电流值以及温度值进行匹配，找出EDV理论SOC值SOCe，并根据当前SOC值SOCp，得到ΔSOCe；数据处理模块73，用于通过比较所述ΔSOCo与ΔSOCe，并结合触发ΔSOCo修正设定的静置时间以及触发ΔSOCe修正设定的电压值，执行ΔSOCo对SOC值的修正或执行ΔSOCe对SOC值的修正，并确定修正系数；平滑修正模块74，用于在电池充放电过程中将所述修正系数作为安时积分计算电池实时SOC变量的一个变量因子，对放电曲线进行平滑处理，使SOC趋近真实值。进一步地，所述电池SOC的修正装置还包括数据输入模块70，用于在电池管理系统中输入电池不同放电倍率、不同温度下的OCV曲线表、EDV曲线表。进一步地，所述电池SOC的修正装置还包括初始数据估算模块75，用于动力电池初始上电后，根据OCV曲线估算初始的SOC值。本发明实施例中的修正装置还包括修正显示模块，用于显示修正的曲线，使用户更直接的感官修正变化，提高用户体验。本发明实施例提供的修正装置，结合安时积分、ΔSOCo修正、ΔSOCe修正算法，发挥各算法的长处，相互弥补不足，能在电池使用过程中根据不同状况进行修正，并将修正参数作为安时积分一个变量因子平滑修正，保证曲线的平滑修正，满足电池高度非线性系统的要求，适用于各种电池的SOC估算，使估算SOC运算更简便，而且对设备的运算能力要求低，但估算精度更高，方便更快捷地实现对电池使用状态的精准调控。以上所述仅为本发明的优选实施例，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效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3