一种显示SOC自适应调整方法及系统与流程

一种显示soc自适应调整方法及系统
技术领域
1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种显示soc自适应调整方法及系统。


背景技术：

2.soc(state of charge)，即电池的剩余电量，也称为荷电状态。表示电池使用或长期搁置一段时间后，其剩余容量与总的可用容量的比值，常用百分数表示。准确地估算电池的soc值，能够提高用户在使用电池的过程中，预判剩余使用时间的精准度。
3.目前，主要是通过安时积分法对soc值进行预测，然而，当有大电流脉冲或满足soc校正条件，包括满充/满放校正，ocv校正、动态校正等，会造成显示soc跳变过大的现象。
4.因此，如何提高soc值预测精度，避免显示soc跳变过大成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供及一种显示soc自适应调整方法及系统，用以克服现有技术中显示soc跳变过大的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供一种显示soc自适应调整方法，包括：
7.获取nvm存储器的soc信息和ocv-soc表；
8.对soc信息进行初始化，确定初始最大单体soc、初始最小单体soc和初始显示soc；
9.获取充/放电电流，根据初始最大单体soc和初始最小单体soc，基于安时积分法，确定当前最大单体soc和当前最小单体soc；
10.根据当前最大单体soc和当前最小单体soc，通过soc动态修正法，确定当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc；
11.根据当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定soc显示差；
12.获取单体电压、环境温度，根据soc显示差、单体电压、环境温度、充/放电电流、当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定显示soc。
13.进一步地，soc信息包括存储在nvm存储器中的上一个驾驶循环的最大单体soc、上一个驾驶循环的最小单体soc、上一个驾驶循环的显示soc和静置时间。
14.进一步地，对soc信息进行初始化，确定初始最大单体soc、初始最小单体soc和初始显示soc，包括：
15.根据nvm存储器中的上一个驾驶循环的显示soc，确定初始显示soc；
16.根据ocv-soc表，确定最大单体soc记录值和最小单体soc记录值；
17.根据静置时间，确定初始化系数；
18.根据上一个驾驶循环的最大单体soc、上一个驾驶循环的最小单体soc、初始化系数、最大单体soc记录值和最小单体soc记录值，基于初始化公式，确定初始最大单体soc和初始最小单体soc。
19.进一步地，根据当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确
定soc显示差，包括：
20.根据当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，通过作差，确定soc显示差。
21.进一步地，获取单体电压，根据单体电压、环境温度、充/放电电流、当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定显示soc，包括：
22.根据单体电压、环境温度、充/放电电流，判断是否触发soc满充/满放校正条件；
23.若否，则根据当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定第一soc显示差，并根据第一soc显示差、当前显示soc和充/放电电流，确定第一显示soc；
24.若是，则根据当前显示soc，确定第二soc显示差，并根据第二soc显示差和当前显示soc，确定第二显示soc。
25.进一步地，根据单体电压、环境温度、充/放电电流，判断是否触发soc满充/满放校正条件，包括：
26.根据单体电压，获取最大单体电压、最小单体电压、单体间压差；
27.根据最大单体电压、最小单体电压、环境温度、单体间压差充/放电电流，判断是否触发soc满充/满放校正条件。
28.进一步地，根据最大单体电压、最小单体电压、环境温度、单体间压差充/放电电流，判断是否触发soc满充/满放校正条件，包括：
29.根据充/放电电流、最大单体电压、单体间压差，判断是否触发soc满充校正条件，若是，则判断触发soc满充校正条件；
30.若否，则根据环境温度、最小单体电压、单体间压差，判断是否触发soc满放校正条件，若是，则判断触发soc满放校正条件；
31.否则，判断为不触发soc满充/满放校正条件。
32.进一步地，根据充/放电电流、最大单体电压、单体间压差，判断是否触发soc满充校正条件，若是，则判断触发soc满充校正条件，包括：
33.判断是否充电电流小于0.05c，最大单体电压大于3.65v且单体间压差小于20mv，且当前状态保持5秒以上，若是，则判断触发soc满充校正条件；
34.若否，则判断不触发soc满充校正条件。
35.进一步地，根据环境温度、最小单体电压、单体间压差，判断是否触发soc满放校正条件，包括：
36.判断是否环境温度是否不小于0℃，若是，则判断是否最小单体电压不大于2.5v，单体间压差小于20mv，且当前状态保持5秒以上，若是，则判断触发soc满放校正条件；
37.若否，则判断是否环境温度是否小于0℃，若是，则判断是否最小单体电压不大于2.0v，单体间压差小于20mv，且当前状态保持5秒以上，若是，则判断触发soc满放校正条件；
38.若否，则判断不触发soc满放校正条件。
39.本发明还提供一种显示soc自适应调整系统，包括：若干电池和控制芯片，其中，控制芯片存储有计算机程序，该程序执行时，基于若干电池，实现如上文所述的显示soc自适应调整方法。
40.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本技术提供了一种显示soc自适应调整方法及系统，该方法不仅对当前电池状态进行了修正，实现了提高最大单体soc和最小单体
soc与当前电池状态的符合程度，保证了电池显示soc的平滑性，防止由于电池本身导致显示soc跳变过大；并且通过soc显示差对显示soc进行精细化处理，提高了显示soc的精确度，从而有效解决了显示soc跳变过大的问题。
附图说明
41.图1为本发明提供的显示soc自适应调整方法一实施例的流程示意图；
42.图2为本发明提供的确定初始最大单体soc和初始最小单体soc一实施例的流程示意图；
43.图3为本发明提供的确定显示soc一实施例的流程示意图；
44.图4为本发明提供的判断是否触发soc满充/满放校正条件第一实施例的流程示意图；
45.图5为本发明提供的判断是否触发soc满充/满放校正条件第二实施例的流程示意图；
46.图6为本发明提供的判断是否触发soc满放校正条件一实施例的流程示意图。
具体实施方式
47.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本技术一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
48.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。此外，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
49.在本发明的描述中，提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
50.在本发明的描述中，流程之间步骤的执行顺序并不限于文中出现的顺序，其相应的顺序可以调整先后，或者并列出现。
51.在描述实施例之前，对soc、nvm存储器和ocv-soc表进行释义：
52.soc(state of charge)，即电池的剩余电量，也称为荷电状态，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余可放电电量与其完全充电状态的电量的比值，常用百分数表示。电池soc不能直接测量，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、环境温度变化及汽车行驶状态等多种不确定因素的影响。
53.nvm(non-volatile memory)存储器，也叫固定存储器，非易失存储器，是一种能够在当关掉电源，电流断开后，所存储的数据不会消失的计算机存储器。
54.ocv(open circuit voltage)，即电池的开路电压，指电池不放电开路时，两极之间的电位差。ocv-soc表中包括电池的每个荷电状态对应的开路电压值。
55.具体地，为了获取电池的ocv-soc表，首先，使电池以恒定放电电流进行放电，因此
该电池的荷电状态soc在各个放电区间呈现线性递减状态，电池以恒定放电电流从最大电压放电到最低电压时所消耗的时间为第一放电时间；然后，通过对第一放电时间进行平均划分，确定该电池的soc值在各个放电区间对应的时间点；最后，将采集到的每个soc值对应的ocv值相加取平均值，作为该soc值对应的ocv值。重复上述操作，便能够得到电池的ocv-soc表。
56.目前，电池管理系统都配套设置了nvm存储器，但是在电池使用的过程中，由于各种原因，导致对电池显示soc值的预测存在偏差，导致显示soc跳变过大。也就是说，现有技术中存在显示soc跳变过大的问题。
57.为了解决上述问题，本发明提供了一种显示soc自适应调整方法及系统，以下分别进行详细说明。
58.如图1所示，图1为本发明提供的显示soc自适应调整方法一实施例的流程示意图，包括：
59.步骤s11：获取nvm存储器的soc信息和ocv-soc表。
60.步骤s12：对soc信息进行初始化，确定初始最大单体soc、初始最小单体soc和初始显示soc。
61.步骤s13：获取充/放电电流，根据初始最大单体soc和初始最小单体soc，基于安时积分法，确定当前最大单体soc和当前最小单体soc。
62.步骤s14：根据当前最大单体soc和当前最小单体soc，通过soc动态修正法，确定当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc。
63.步骤s15：根据当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定soc显示差。
64.步骤s16：获取单体电压、环境温度，根据soc显示差、单体电压、环境温度、充/放电电流、当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定显示soc。
65.本实施例中，首先，获取nvm存储器的soc信息及ocv-soc表；然后，对soc信息进行初始化，确定初始最大单体soc、初始最小单体soc和初始显示soc，能够提高最大单体soc和最小单体soc与当前电池状态的符合程度；其次，通过安时积分法，确定当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc，通过soc动态修正法，确定当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc；接下来，根据当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定soc显示差；最后，根据soc显示差、单体电压、环境温度、充/放电电流、当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定显示soc。
66.本实施例中，充分利用了nvm存储器的soc信息，不仅对当前电池状态进行了修正，实现了提高最大单体soc和最小单体soc与当前电池状态的符合程度，保证了电池显示soc的平滑性，防止由于电池本身导致显示soc跳变过大；并且通过soc显示差对显示soc进行精细化处理，提高了显示soc的精确度，从而有效解决了显示soc跳变过大的问题。
67.作为优选的实施例，在步骤s11中，soc信息包括存储在nvm存储器中的上一个驾驶循环的最大单体soc、上一个驾驶循环的最小单体soc、上一个驾驶循环的显示soc和静置时间。
68.作为优选的实施例，在步骤s12中，为了确定初始显示soc，将上一个驾驶循环的显示soc作为初始显示soc，即
69.soc
init display
＝soc
nvm display
70.其中，soc
init display
为初始显示soc，soc
nvmdisplay
为存储在nvm存储器中的上一个驾驶循环的显示soc。
71.作为优选的实施例，在步骤s12中，为了确定初始最大单体soc和初始最小单体soc，如图2所示，图2为本发明提供的确定初始最大单体soc和初始最小单体soc一实施例的流程示意图，确定初始最大单体soc和初始最小单体soc包括：
72.步骤s121：根据ocv-soc表，确定最大单体soc记录值和最小单体soc记录值。
73.步骤s122：根据静置时间，确定初始化系数。
74.步骤s123：根据上一个驾驶循环的最大单体soc、上一个驾驶循环的最小单体soc、初始化系数、最大单体soc记录值和最小单体soc记录值，基于初始化公式，确定初始最大单体soc和初始最小单体soc。
75.本实施例中，首先，通过查阅ocv-soc表，能够确定电池在一般情况下的最大单体soc记录值和最小单体soc记录值；然后，根据静置时间，根据初始化系数与静置时间和电池电芯特性的关系，确定初始化系数；最后，根据上一个驾驶循环的最大单体soc、上一个驾驶循环的最小单体soc、初始化系数、最大单体soc记录值和最小单体soc记录值，基于初始化公式，确定初始最大单体soc和初始最小单体soc。
76.本实施例中，充分利用ocv-soc表，获取电池本身的最优的数据信息，然后根据当前电池的静置时间和电芯特性，确定初始化系数，通过初始化系数对电池本身的最优的数据信息设置权重，最终确定初始最大单体soc和初始最小单体soc，不仅考虑了电池的使用状态，还考虑了电池本身的最优的数据信息，保证了获取到的初始最大单体soc和初始最小单体soc的有效性。
77.作为优选的实施例，在步骤s122中，初始化系数与静置时间呈负相关，静置时间越长，表示对存储在nvm存储器中的上一个驾驶循环的soc信息的信任度越低，而对基于电芯特性的ocv-soc信息信任度越高，初始化系数就越小。
78.在一具体实施例中，对于磷酸铁锂电芯，温度大于0℃时，电池完全静置所需时间约3h；温度小于0℃时，电池完全静置所需时间约6h。
79.作为优选的实施例，在步骤s123中，初始化公式为：
80.soc
initmax
＝ω
·
soc
nvmmax
+(1-ω)
·
soc
ocvmax
81.soc
initmin
＝ω
·
soc
nvmmin
+(1-ω)
·
soc
ocvmin
82.其中，ω为初始化系数，soc
init max
为初始最大单体soc，soc
nvmmax
为存储在nvm存储器中的上一个驾驶循环的最大单体soc，soc
ocv max
为根据ocv-soc查表得到的最大单体soc；soc
init min
为初始最小单体soc，soc
nvmmin
为存储在nvm存储器中的上一个驾驶循环的最小单体soc，soc
ocv min
为根据ocv-soc查表得到的最小单体soc。
83.作为优选的实施例，在步骤s13中，需要根据安时积分法计算公式，确定当前最大单体soc和当前最小单体soc。
84.其中，当前最大单体soc、当前最小单体soc的计算公式分别为：
85.[0086][0087]
其中，soc
max
为当前最大单体soc，i为充/放电电流，c为电芯额定容量，soc
min
为当前最小单体soc。本文约定，充电电流方向为正，放电电流方向为负。
[0088]
作为优选的实施例，在步骤s14中，为了提高soc的预估精度，还可以对当前最大单体soc和当前最小单体soc进行动态soc校正，综合考虑soh、温度、电流倍率的补偿电压，分别计算0～100％soc值下，当前温度、当前充放电倍率、当前健康状态相对于参考温度、参考充放电倍率、参考健康状态之间的单体电压补偿值；依据该数据和实测电压值查表(soc-单体电压对照数据)反推，从而预估出最接近真实值的校正soc，实现soc动态校正。
[0089]
经过动态soc校正，确定当前电池的当前最大单体真实soc和当前最小单体真实soc，然后对当前显示soc进行适应性限制，得到精度较高的当前显示soc。其中，当前显示soc介于最大单体真实soc和最小单体真实soc之间。
[0090]
作为优选的实施例，在步骤s15中，为了确定soc显示差，根据当前显示soc、当前最大单体真实soc和当前最小单体真实soc，通过作差，确定soc显示差。
[0091]
在一具体实施例中，确定第一soc显示差的公式包括：
[0092]
δsocd＝soc
real,max
(t)-soc
display
(t)
[0093]
δsocd＝soc
display
(t)-soc
real,min
(t)
[0094]
其中，δsocd为第一soc显示差，soc
real,max
(t为当前最大单体真实soc，soc
display
(t为当前显示soc，soc
real,min
(t为当前最小单体真实soc。
[0095]
在另一具体实施例中，确定第二soc显示差的公式包括：
[0096]
δsocd＝1-soc
display
(t)
[0097]
δsocd＝soc
display
(t)-0
[0098]
其中，δsocd为第二soc显示差，soc
display
(t)为当前显示soc。
[0099]
作为优选的实施例，在步骤s16中，为了确定显示soc，如图3所示，图3为本发明提供的确定显示soc一实施例的流程示意图，确定显示soc包括：
[0100]
步骤s161：根据单体电压、环境温度、充/放电电流，判断是否触发soc满充/满放校正条件；
[0101]
步骤s162：若否，则根据当前最大单体真实soc、当前最小单体真实soc和当前显示soc，确定第一soc显示差，并根据第一soc显示差、当前显示soc和充/放电电流，确定第一显示soc；
[0102]
步骤s163：若是，则根据当前显示soc，确定第二soc显示差，并根据第二soc显示差和当前显示soc，确定第二显示soc。
[0103]
本实施例中，首先，根据电池的单体电压、环境温度、充/放电电流，确定是否触发soc满充/满放校正条件，也就是是否触发边界修正计算，然后，根据判断结果，对应地调节显示soc，最终，通过soc显示差和充/放电电流，对当前显示soc与显示soc之间的误差进行计算，最终得到精度较高的显示soc。
[0104]
作为优选的实施例，在步骤s161中，为了判断是否触发soc满充/满放校正条件，如图4所示，图4为本发明提供的判断是否触发soc满充/满放校正条件第一实施例的流程示意图，判断是否触发soc满充/满放校正条件包括：
[0105]
步骤s1611：根据单体电压，获取最大单体电压、最小单体电压、单体间压差。
[0106]
步骤s1612：根据最大单体电压、最小单体电压、环境温度、单体间压差充/放电电流，判断是否触发soc满充/满放校正条件。
[0107]
作为优选的实施例，在步骤s1611中，根据最大单体电压、最小单体电压，通过作差，确定单体间压差。
[0108]
作为优选的实施例，在步骤s1612中，为了判断是否触发soc满充/满放校正条件，如图5所示，图5为本发明提供的判断是否触发soc满充/满放校正条件第二实施例的流程示意图，判断是否触发soc满充/满放校正条件包括：
[0109]
步骤s16121：根据充/放电电流、最大单体电压、单体间压差，判断是否触发soc满充校正条件，若是，则判断触发soc满充校正条件。
[0110]
步骤s16122：若否，则根据环境温度、最小单体电压、单体间压差，判断是否触发soc满放校正条件，若是，则判断触发soc满放校正条件。
[0111]
步骤s16123：否则，判断为不触发soc满充/满放校正条件。
[0112]
作为优选的实施例，在步骤s16122中，为了判断是否触发soc满放校正条件，判断是否所述充电电流小于0.05c，所述最大单体电压大于3.65v且所述单体间压差小于20mv，且当前状态保持5秒以上，若是，则判断触发soc满充校正条件；若否，则判断不触发soc满充校正条件。
[0113]
作为优选的实施例，在步骤s16123中，为了判断是否触发soc满放校正条件，如图6所示，图6为本发明提供的判断是否触发soc满放校正条件一实施例的流程示意图，判断是否触发soc满放校正条件包括：
[0114]
步骤s161231：判断是否环境温度是否不小于0℃，若是，则判断是否最小单体电压不大于2.5v，单体间压差小于20mv，且当前状态保持5秒以上，若是，则判断触发soc满放校正条件；
[0115]
步骤s161232：若否，则判断是否环境温度是否小于0℃，若是，则判断是否最小单体电压不大于2.0v，单体间压差小于20mv，且当前状态保持5秒以上，若是，则判断触发soc满放校正条件；
[0116]
步骤s161233：若否，则判断不触发soc满放校正条件。
[0117]
在一具体实施例中，当判断未触发soc满充/满放校正条件时，为了确定显示soc，首先，根据soc显示差，确定第一调节因子；然后，根据第一调节因子、soc显示差、当前显示soc和充/放电电流，确定显示soc。
[0118]
在一具体实施例中，确定第一调节因子的公式为：
[0119][0120]
其中，0≤k≤1，k为第一调节因子，δsocd为第一soc显示差。特别地，δsocd≥0时，k随δsocd增大而增大，且不允许突变。
[0121]
进一步地，在确定第一调节因子后，还需要对当前显示soc进行调整，才能确定显示soc。其中，确定第一显示soc的公式为：
[0122]
soc
display
(t+1)＝soc
display
(t)-i
·
dt+δsocd·k[0123]
其中，soc
display
(t+1)为调整后的第一显示soc，soc
display
(t)为当前显示soc，i为
充/放电电流，δsocd为第一soc显示差，k为第一调节因子。
[0124]
本实施例中，通过对第一soc显示差进行数据处理，对应地得到第一调节因子，从而为后面调节显示soc做好相应的数据支撑；然后，在当前显示soc的基础上，对充/放电电流进行积分处理，对第一soc显示差和第一调节因子进行求积处理；最后，根据数据分析对电流偏差和第一soc显示差的偏差进行适应性处理，得到最终的第一显示soc，极大地减小了第一显示soc与电池实际soc的差距。
[0125]
在另一具体实施例中，当判断触发soc满充/满放校正条件时，为了确定显示soc，根据soc显示差，确定第二调节因子；根据第二调节因子、当前显示soc和soc显示差，确定显示soc。
[0126]
在一具体实施例中，确定第二调节因子的公式为：
[0127][0128]
其中，0≤k≤1，k为第二调节因子，δsocd为第二soc显示差。
[0129]
特别地，δsocd≥0时，k随δsocd增大而增大，且不允许突变。
[0130]
进一步地，在确定第二调节因子后，还需要对当前显示soc进行调整，才能确定显示soc。其中，确定第二显示soc的公式为：
[0131]
soc
display
(t+1)＝soc
display
(t)-i
·
dt+δsocd·k[0132]
其中，soc
display
(t+1)为调整后的第二显示soc，soc
display
(t)为当前显示soc，i为充/放电电流，δsocd为第二soc显示差，k为第二调节因子。
[0133]
本实施例中，通过对第二soc显示差进行数据处理，对应地得到第二调节因子，从而为后面调节显示soc做好相应的数据支撑；然后，在当前显示soc的基础上，对充/放电电流进行积分处理，对第二soc显示差和第二调节因子进行求积处理；最后，根据数据分析对电流偏差和第二soc显示差的偏差进行适应性处理，得到最终的第二显示soc，极大地减小了第二显示soc与电池实际soc的差距。
[0134]
通过上述方式，一方面，在初始化的过程中，对电池的最大单体soc和最小单体soc进行了适应性的调整，保证了电池显示soc的平滑性，防止由于电池本身造成的显示soc跳变过大的问题；另一方面，通过对充/放电电流和soc显示差进行数据处理，从而使得显示soc的修正部分能够保持平滑性，并且本技术在综合考虑电流、soc显示差的基础上，还对soc显示差进行了平滑性调节，从而更好地解决了显示soc在显示过程中跳变过大的问题。
[0135]
本发明还提供了一种显示soc自适应调整系统，包括若干电池和控制芯片，其中，控制芯片存储有计算机程序，该程序执行时，基于若干电池，实现如上文所述的显示soc自适应调整方法。
[0136]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。