一种基于不同温度和倍率充电曲线修正soc的方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法。电池管理系统检测并判断电池是否充电且充电电流是否稳定；根据充电电流及电池额定容量计算充电倍率；检测电池当前温度T并根据T和充电倍率查表获取充电预修正点的单体电压值Volt_pre和SOC_pre；比较电池组当前单体电压与查表所得单体电压，当Volt>Volt_pre时，修正SOC为SOC_pre，否则不变。与现有技术相比，本发明具有如下优点：提高了充电过程中SOC估算的准确性；有效防止充电中断情况下电池SOC出现较大误差和用户使用车辆途中抛锚的现象；所需存储的充电曲线修正数据少，运算简单快速，利于降低电池管理系统成本及其应用推广。
【专利说明】—种基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种修正S0C的方法，具体地说是一种基于不同温度和倍率充电曲线修正S0C的方法。
【背景技术】
[0002]S0C (荷电状态，指蓄电池的剩余容量与其完全充满电时容量的比值)作为衡量电池组剩余电量的指标，对用户有很重要的作用，掌握不好电池的剩余电量，可造成电动汽车因没电而抛锚途中的风险。为了准确的估计电池组的S0C，电池管理系统(以下简称BMS)采用多种不同的方法，达到准确估算S0C的目的。在充电过程中，BMS会在充电结束时即电池充满电时将S0C修正到100%。但由于用户使用习惯和具体单次使用情况不同，特别是电动出租车、邮政车等运营车辆的时间要求比较紧，常常在运营期间未等到电池完全充满电就中断充电过程而继续运营。连续几次出现这样的情况，S0C由于未进行充满修正会存在较大误差，可能造成运营途中抛锚的不利情况。
[0003]目前在电池管理系统领域，大部分企业都只是利用开路电压法和安时积分法估算S0C，但这两种方法对磷酸铁锂电池都有一定的局限性。一些技术领先的企业，为了准确估算S0C，也在电动汽车行驶过程中即电池放电过程中利用放电曲线动态修正S0C值。而在电池充电过程中仅在充电完成时将S0C修正到100%。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是:提供一种基于不同温度和倍率充电曲线修正S0C的方法，利用磷酸铁锂电池充电曲线预修正点进行S0C修正的方法，防止充电过程中断引起S0C产生较大误差。
[0005]为了解决上述问题，本发明的基于不同温度和倍率充电曲线修正S0C的方法，该方法为:
51:电池管理系统检测并判断电池是否进入充电过程，若是，则执行下一步；若否，则返回步骤S1 ；
52:检测并判断充电电流I是否基本稳定，若是，则执行下一步；若否，则循环步骤S2 ；
53:根据稳定的充电电流I及电池额定容量计算充电倍率Cchg ；
54:检测电池当前温度T ;
55:根据电池当前温度T和电池充电倍率Cchg查表获取四个及以上充电预修正点的单体电压值 Volt_pre 和 S0C_pre ；
56:比较电池组当前单体电压Volt与查表获取的充电预修正点的单体电压Volt_pre，当Volt > Volt_pre时，修正后的S0C为S0C_pre，否则保持原来的S0C值不变；
优选的，所述的步骤S6包括如下步骤:
5601:检测电池组当前最低单体电压值和最高单体电压值；
5602:判断充电预修正点的单体电压Volt_pre的位置；当其处于充电曲线低端时，Volt采用电池组最低单体电压值；当其处于充电曲线高端时，Volt采用电池组最高单体电压值；
S603:当Volt > Volt_pre时，修正后的SOC为S0C_pre，否则保持原来的SOC值不变；优选的，所述的充电曲线低端为充电初期充电曲线较倾斜的区间，所述的充电曲线高端为充电末期充电曲线较倾斜的区间。
[0006]优选的，所述充电倍率Cchg的取值范围为0.1?1.1C。
[0007]优选的，所述温度T的取值范围为-25?55°C。
[0008]优选的，所述的充电倍率Cchg的测量间隔为0.2C，温度T的测量间隔为10°C。
[0009]与现有技术相比，本发明具有如下优点:一、本发明与电池充满电修正SOC到100%的方案相结合，是电池充满电修正SOC到100%的方案的补充，增加了整个充电过程中SOC估算的准确性；二、可以有效防止充电中断情况下电池SOC出现较大误差和用户使用车辆途中抛锚的现象，利于电动出租车、邮政车等运营车辆增加运营时间和提高运营效率；三、本发明采用的方法使得电池管理系统中所需存储的充电曲线修正数据少，运算简单快速，利于降低电池管理系统成本及其应用推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明实施的基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法示意图。
[0011]图2为某磷酸铁锂电池常温0.3C充电曲线SOC预修正点示意图。
【具体实施方式】
[0012]为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
[0013]本发明的【具体实施方式】如图1所示，一种基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法，该方法为:
S1:电池管理系统检测并判断电池是否进入充电过程，若是，则执行下一步；若否，则循环步骤SI。
[0014]S2:检测并判断充电电流I是否基本稳定，若是，则执行下一步；若否，则循环步骤
S2；
本实施例中，充电电流基本稳定的判决标准为:5s内电流变化小于3A。具体判决标准可根据电池类型和电池测量的曲线进行适当的修改。
[0015]S3:根据稳定的充电电流I及电池额定容量计算充电倍率Cchg ；
其中，电池额定容量的值是充电电流与充电时间的乘积，充电倍率是充电时间的倒数。
[0016]本实施例中，以某车型的动力电池为例，其额定容量为90AH，则当充电电流稳定在27A时，充电倍率为0.3C。
[0017]S4:检测电池当前温度T ；
通常情况下电池是在常温充电，但充电过程中由于电池自身发热或电池处于极端温度环境，电池温度会变化，需根据电池实时温度调整为不同温度下的充电预修正点数据。如果充电过程中，充电电流也发生变化，同样需要调整为不同倍率下的充电预修正点数据。
[0018]S5:根据电池当前温度T和电池充电倍率Cchg查表获取四个及以上充电预修正点的单体电压值Volt_pre和SOC_pre ；
本实施例中，磷酸铁锂电池充电曲线是需事先通过电芯测试获得，然后分析提取预修正点数据并存储在电池管理系统中。由于充电曲线及预修正点数据受温度和充电倍率的影响明显，本实施例中以10°c和0.2C为测量间隔对温度范围为-25~55°C和充电倍率范围为0.1~1.1C内的充电曲线进行测试。
[0019]本实施例中提到的充电预修正点，是根据磷酸铁锂电池不同温度和倍率的充电曲
线特征综合分析得出。以图2中的充电曲线为例，该曲线为某磷酸铁锂电池常温0.3C充电
曲线。在曲线较倾斜的S0C为15%、25%、95%以及单体电压等于3.65V时获取修正点电压数
据。考虑到单体电压的采集存在一定的误差同时避免S0C在电池未充满前达到100%，将前
3个修正点的S0C值减小5%，而单体电压等于3.65V时的S0C值以曲线实际值为准。这样
当电池组单体电压大于预修正点电压时，可保证电池组实际S0C值一定大于等于预修正点
S0C值。根据以上分析得到常温0.3C充电倍率条件下的预修正点表格如下:
【权利要求】
1.一种基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法,其特征在于:该方法为: S1:电池管理系统检测并判断电池是否进入充电过程，若是，则执行下一步；若否，则返回步骤SI ； 52:检测并判断充电电流I是否基本稳定，若是，则执行下一步；若否，则循环步骤S2 ； 53:根据稳定的充电电流I及电池额定容量计算充电倍率Cchg ； 54:检测电池当前温度T ; 55:根据电池当前温度T和电池充电倍率Cchg查表获取四个及以上充电预修正点的单体电压值 Volt_pre 和 S0C_pre ； 56:比较电池组当前单体电压Volt与查表获取的充电预修正点的单体电压Volt_pre，当Volt > Volt_pre时，修正后的SOC为S0C_pre，否则保持原来的SOC值不变。
2.根据权利要求1所述的基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法，其特征在于，所述的步骤S6包括如下步骤: 5601:检测电池组当前最低单体电压值和最高单体电压值； 5602:判断充电预修正点的单体电压Volt_pre的位置；当其处于充电曲线低端时，Volt采用电池组最低单体电压值；当其处于充电曲线高端时，Volt采用电池组最高单体电压值； 5603:当Volt > Volt_pre时，修正后的SOC为S0C_pre，否则保持原来的SOC值不变。
3.根据权利要求2所述的基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法，其特征在于，所述的充电曲线低端为充电初期充电曲线较倾斜的区间，所述的充电曲线高端为充电末期充电曲线较倾斜的区间。
4.根据权利要求2所述的基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法，其特征在于，所述充电倍率Cchg的取值范围为0.1?1.1C。
5.根据权利要求2所述的基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法，其特征在于，所述温度T的取值范围为-25?55°C。
6.根据权利要求2所述的基于不同温度和倍率充电曲线修正SOC的方法，其特征在于，所述的充电倍率Cchg的测量间隔为0.2C，温度T的测量间隔为10°C。
【文档编号】G01R31/36GK103728566SQ201310711997
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】刘飞, 文锋, 阮旭松, 徐志深 申请人:惠州市亿能电子有限公司