电池荷电状态的估算方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及到电池领域，特别是涉及到一种电池荷电状态的估算方法和装置。
【背景技术】
[0002]电池荷电状态(state of charge S0C)的准确估计是二次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，电池额定容量和剩余电量的准确测量是非常关键的冋题。
[0003]二次电池S0C不能用仪器直接测量，只能通过电池端电压、充放电电流及内阻等参数来估算其大小，而这些参数还会受到电池老化、环境温度变化及电池充放电状态等多种不确定因素的影响。
[0004]S0C 一般定义为电池剩余电量与满充电量(总容量)的比值(SOC = Qc/Qi)。S0C的计算，关键在于电池剩余电量与满充电量的估算。目前电池S0C估算策略主要有:开路电压法(Open CircuitVoltage)、库伦Ah计量法、内阻法、线性模型法、人工神经网络法、负载电压法、卡尔曼滤波法、放电实验法、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，这些条件在电池日常使用中很难达到。而库伦Ah计量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S0C，利用该方法可以实时计算S0C，即使电池处在负载条件下也可以进行，但库伦Ah计量法的误差会随着时间推移而增大。
[0005]如何能够准确的测量电池S0C，并随着时间推移减小估算值与实际值的误差，是需要解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的为提供一种随着时间推移减小电池S0C估算值与实际值之间误差的电池荷电状态的估算方法和装置。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明提供一种电池荷电状态的估算方法，包括:
[0008]通过前一次估算的电池荷电状态，修正当前次的0CV曲线，以及修正当前次的电池满充容量；
[0009]根据修正后的0CV曲线以及修正后的电池满充容量，通过对应的估算公式计算当前次的电池荷电状态；
[0010]其中，如果当前次为第一次时，所述前一次的电池荷电状态、0CV曲线以及电池满充容量均为电池出厂时的理论值。
[0011]进一步地，所述计算当前次的电池荷电状态的估算公式为:
[0012]S0C(% ) = S0C0+( f (i)*n*d(t)/Q(i))* δ *Kc*Kt*Kv ;其中，
[0013]S0C0为前一次估算的SOC ;
[0014]f (i)*n*d(t)表示电量积分计算的电池充放电容量变化量，η为电流测量误差修正量；
[0015]δ为电池衰减系数，Kc为电流因子系数，Kt为温度因子系数，Kv电压因子系数；
[0016]Q(i)为估算的前一次的电池满充容量，与δ、Kc、Kt、Kv系数有关；
[0017]如果当前次为第一次估算电池荷电状态，则S0C0取电池出厂时的理论电池荷电状态；η、δ、Kc、Kt以及Kv均取值为1。
[0018]进一步地，所述修正当前次的0CV曲线的方法包括:
[0019]通过前一次的电池荷电状态S0C0，以及电流因子系数Kc、温度因子系数Kt、电压因子系数Kv、电流测量误差修正量τι和前一次的电池满充电量Q(i)，根据预设的0CV曲线修正算法进行修正，得到当前次的0CV曲线。
[0020]进一步地，所述修正当前次的电池满充容量的方法包括:
[0021]通过前一次的电池荷电状态S0C0，以及电流因子系数Kc、温度因子系数Kt、电压因子系数Kv、电流测量误差修正量n、电池当前的输出电流和前一次的电池满充电量Q (i)，根据预设的电池满充电量修正算法，得到当前次的电池满充容量。
[0022]进一步地，所述电压因子系数Kv的获取方法包括:
[0023]根据电池当前的电压与前一次计算S0C时的电压的差值，以及修正后的0CV曲线，通过预设的电压因子系数算法获取当前次的电压因子系数Kv。
[0024]进一步地，所述电流因子系数Kc的获取方法包括:
[0025]根据电池当前次的输出电流对时间的积分与前一次计算S0C时输出电流对时间的积分的差值，通过预设的电流因子系数算法获取当前次的电流因子系数Kc。
[0026]进一步地，所述温度因子系数Kt的获取方法包括:
[0027]根据电池当前次的电池温度的热量对时间的积分与前一次计算S0C时电池温度的热量对时间的积分的差值，通过预设的温度因子系数算法获取当前次的温度因子系数Kto
[0028]进一步地，所述电池衰减系数δ的获取方法包括:
[0029]根据电池当前次的电压与修正后的0CV曲线，通过开路电压法获取电池当前次的理论荷电状态SOCa，以及电池当前次的输出电流对时间的积分，通过预设的电池衰减系数算法获取当前次的电池衰减系数S。
[0030]进一步地，所述电流测量误差修正量η的获取方法包括:
[0031]根据电池当前次的电压与修正后的0CV曲线，通过开路电压法获取电池当前次的理论荷电状态SOCa ；
[0032]根据电池当前次的输出电流对时间的积分f⑴*d(t)、电池当前次的理论荷电状态SOCa以及前一次的电池满充容量Q(i)，通过库伦Ah计量法获取当前次的电池荷电状态SOCb ；
[0033]根据电池当前次的电流对时间的积分f⑴*d (t)、理论荷电状态SOCa以及电池荷电状态SOCb，通过预设的电流测量误差修正量算法获取当前次的电流测量误差修正量η ο
[0034]本发明还提供一种电池荷电状态的估算装置，包括:
[0035]修正单元，用于通过前一次估算的电池荷电状态，修正当前次的0CV曲线，以及修正当前次的电池满充容量；
[0036]计算单元，用于根据修正后的0CV曲线以及修正后的电池满充容量，通过对应的估算公式计算当前次的电池荷电状态；其中，如果当前次为第一次时，所述前一次的电池荷电状态、0CV曲线以及电池满充容量均为电池出厂时的理论值。
[0037]进一步地，计算当前次的电池荷电状态的估算公式为:
[0038]S0C(% ) = S0C0+( f (i)*n*d(t)/Q(i))* δ *Kc*Kt*Kv ;其中，
[0039]S0C0为前一次估算的SOC ；
[0040]f⑴*n*d(t)表示电量积分计算的电池充放电容量变化量，η为电流测量误差修正量；
[0041]δ为电池衰减系数，Kc为电流因子系数，Kt为温度因子系数，Kv电压因子系数；
[0042]Q(i)为估算的前一次的电池满充容量，与δ、Kc、Kt、Kv系数有关；
[0043]如果当前次为第一次估算电池荷电状态，则S0C0取电池出厂时的理论电池荷电状态；η、δ、Kc、Kt以及Kv均取值为1。
[0044]进一步地，所述修正单元包括:
[0045]0CV曲线修正模块，用于通过前一次的电池荷电状态S0C0，以及电流因子系数Kc、温度因子系数Kt、电压因子系数Kv、电流测量误差修正量II和前一次的电池满充电量Q(i)，根据预设的0CV曲线修正算法进行修正，得到当前次的0CV曲线。
[0046]进一步地，所述修正单元包括:
[0047]电池满充容量修正模块，用于通过前一次的电池荷电状态S0C0，以及电流因子系数Kc、温度因子系数Kt、电压因子系数Kv、电流测量误差修正量η、电池当前的输出电流和前一次的电池满充电量Q(i)，根据预设的电池满充电量修正算法，得到当前次的电池满充容量。
[0048]进一步地，所述计算单元包括:
[0049]电压因子系数获取模块，用于根据电池当前的电压与前一次计算S0C时的电压的差值，以及修正后的0CV曲线，通过预设的电压因子系数算法获取当前次的电压因子系数
Kvo
[0050]进一步地，所述计算单元包括:
[0051]电流因子系数获取模块，用于根据电池当前次的输出电流对时间的积分与前一次计算S0C时输出电流对时间的积分的差值，通过预设的电流因子系数算法获取当前次的电流因子系数Kc。
[0052]进一步地，所述计算单元包括:
[0053]温度因子系数获取模块，用于根据电池当前次的电池温度的热量对时间的积分与前一次计算S0C时电池温度的热量对时间的积分的差值，通过预设的温度因子系数算法获取当前次的温度因子系数Kt。
[0054]进一步地，所述计算单元包括:
[0055]电池衰减系数获取模块，用于根据电池当前次的电压与修正后的0CV曲线，通过开路电压法获取电池当前次的理论荷电状态SOCa，以及电池当前次的输出电流对时间的积分，通过预设的电池衰减系数算法获取当前次的电池衰减系数S。
[0056]进一步地，所述计算单元包括电流测量误差修正量获取模块，用于获取电流测量误差修正量η ;该电流测量误差修正量获取模块包括:
[0057]理论荷电状态获取子模块，用于根据电池当前次的电压与修正后的0CV曲线，通过开路电压法获取电池当前次的理论荷电状态SOCa ；
[0058]库伦Ah计量子模块，用于根据电池当前次的输出电流对时间的积分f⑴*d(t)、电池当前次的理论荷电状态SOCa以及前一次的电池满充容量Q(i)，通过库伦Ah计量法获取当前次的电池荷电状态SOCb ；
[0059]电流测量误差修正量获取子模块，用于根据电池当前次的电流对时间的积分I (i)*d(t)、理论荷电状态SOCa以及电池荷电状态SOCb，通过预设的电流测量误差修正量算法获取当前次的电流测量误差修正量η。
[0060]本发明电池荷电状态的估算方法和装置，通过前一次估算的电池荷电状态，修正当前次的0CV曲线和电池满充容量，然后估算当前次的电池荷电状态，也就是将前一次的S0C的状态量作为当前次的S