一种估算动力电池剩余容量的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及动力电池领域，尤其涉及一种估算动力电池剩余容量的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 为了减少环境污染并缓解日益严重的能源枯竭问题，动力电池作为一种可二次利 用的清洁能源正逐步应用于电动车、储能和便携式电源等多个领域。出于对动力电池本身 特性和安全方面的考虑，在实际使用中需要配套电池管理系统对动力电池的电压、温度、充 放电电流和S0C(State of Charge,剩余容量）等参数进行实时监控。其中如何估算S0C， 是近年来电池组管理系统研究的热点和难点之一。
[0003] 现有的SOC估算方法有很多种，主要有：开路电压法、放电试验法、安时计算法、卡 尔曼滤波法和神经网络法等。其中，开路电压法简单易行，在动力电池的充电初期和末期的 效果均良好，但由于该方法需要电池长时间静置，无法估算动力电池在使用过程中的S0C。 放电实验法是最可靠的SOC估计方法，容易实现，常在实验室中使用，但无法在应用动力电 池时计算该动力电池的S0C。安时积分法是在工程实践中最常用的SOC估计方法，直接明 显，简单易行，但缺点是有累积误差。卡尔曼滤波法对动力电池模型的精度和用于计算SOC 的系统的计算能力要求高。神经网络法需要使用大量的数据进行训练，估计SOC的误差受 训练数据和训练方法的影响很大。
[0004] 现有研究表明，温度对电池的实际容量影响很大，低温时实际容量迅速衰减，高温 时实际容量迅速增大。而上述的SOC估算方法均未考虑温度对估算SOC的影响，致使现有 技术中对SOC的估算的准确性较低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种估算动力电池剩余容量的系统及方法，以克服现有技术 中未考虑温度对估算SOC的影响，致使现有技术中对SOC的估算的准确性较低的问题。
[0006] -方面，本发明提供一种估算动力电池剩余容量的系统，包括温度传感器、电流传 感器、动力电池、温度调节器、处理器，其中：
[0007] 所述温度传感器，用于实时检测所述动力电池的温度，并将检测结果传送给所述 处理器；
[0008] 所述电流传感器，用于实时检测所述动力电池的电流，并将检测结果传送给所述 处理器；
[0009] 所述处理器，用于根据检测得到的所述动力电池的温度和所述动力电池的目标工 作温度，生成温度调节信号，将所述温度调节信号发送给所述温度调节器；并，根据所述动 力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量；
[0010] 所述温度调节器，用于根据所述温度调节信号控制所述动力电池的工作温度为所 述目标工作温度。
[0011] 本发明实施例中，估算动力电池剩余容量的系统，通过将动力电池维持在目标工 作温度，实现对动力电池的工作温度的控制，从而降低温度对动力电池的实际容量的影响， 使得对动力电池的SOC估算的更加准确。
[0012] 进一步的，所述系统还包括
[0013] 电压传感器，用于实时检测所述动力电池的电压，并将检测结果传送给所述处理 器；
[0014] 所述处理器进一步用于，根据所述动力电池的电压和所述动力电池的电流，确定 所述动力电池的当前实际充放电循环次数；并，
[0015] 根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定所述当前 实际充放电循环次数对应的目标工作温度，并将确定的目标工作温度作为所述动力电池的 目标工作温度。
[0016] 进一步的，所述处理器具体用于根据以下方法确定所述动力电池的所述当前实际 充放电循环次数：
[0017] 根据所述动力电池的电压，确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池 的放电截止时刻，并将一个充电截止时刻视为一次充电的结束，一个放电截止时刻视为一 次放电的结束；并，
[0018] 根据所述动力电池的当前充电次数、当前放电次数和以下公式，计算所述动力电 池的当前实际充放电循环次数；
【主权项】
1. 一种估算动力电池剩余容量的系统，其特征在于：包括温度传感器、电流传感器、动 力电池、温度调节器、处理器，其中： 所述温度传感器，用于实时检测所述动力电池的温度，并将检测结果传送给所述处理 器； 所述电流传感器，用于实时检测所述动力电池的电流，并将检测结果传送给所述处理 器； 所述处理器，用于根据检测得到的所述动力电池的温度和所述动力电池的目标工作温 度，生成温度调节信号，将所述温度调节信号发送给所述温度调节器；并，根据所述动力电 池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量； 所述温度调节器，用于根据所述温度调节信号控制所述动力电池的工作温度为所述目 标工作温度。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括 电压传感器，用于实时检测所述动力电池的电压，并将检测结果传送给所述处理器； 所述处理器进一步用于，根据所述动力电池的电压和所述动力电池的电流，确定所述 动力电池的当前实际充放电循环次数；并， 根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定所述当前实际 充放电循环次数对应的目标工作温度，并将确定的目标工作温度作为所述动力电池的目标 工作温度。
3. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理器具体用于根据以下方法确定 所述动力电池的所述当前实际充放电循环次数： 根据所述动力电池的电压，确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放 电截止时刻，并将一个充电截止时刻视为一次充电的结束，一个放电截止时刻视为一次放 电的结束；并， 根据所述动力电池的当前充电次数、当前放电次数和以下公式，计算所述动力电池的 当前实际充放电循环次数；
其中，所述N表示所述动力电池的当前实际充放电循环次数；所述1^表示当前充电次 数；所述Cjk)表示第K次充电电量；所述k2表示当前放电次数；所述Cd(k)表示第K次放 电电量；所述C t表示预先测试的所述动力电池工作在当前的目标工作温度时的实际电容； 所述J1表示第K次充电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I Ji)表示第K次 充电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述j2表示第K次放电时对所 述动力电池的电流进行采样的次数；所述I d (i)表示第K次放电时对所述动力电池进行第 i次采样时的电流的绝对值；所述ΛΤ表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理器具体用于根据以下方法确定 所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻： 当所述动力电池的电流为正时，确定所述动力电池处于充电状态；并当所述动力电池 的电流为负时，确定所述动力电池处于放电状态； 将所述动力电池处于连续充电状态时的最高电压所对应的时刻，确定为一次充电的充 电截止时刻；并将所述动力电池处于连续放电状态时的最低电压对应的时刻，确定为一次 放电的放电截止时刻。
5. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理器具体用于根据以下公式估算 所述动力电池的当前剩余容量：
其中，所述SOC表示所述动力电池的当前剩余容量；所述SOCci表示t C1时刻所述动力电 池的剩余容量；所述k3表示从所述％时刻到当前时刻对所述动力电池的电流进行采样的次 数；所述Ii表示从所述t ^时刻到当前时刻对所述动力电池进行第i次采样时的电流；所述 Δ T表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔；所述C1^表示参考容量。
6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步用于，当估算的当前剩 余容量为所述动力电池的电压达到充电截止电压时的