一种基于OCV曲线修正SOC的方法与系统与流程

本发明涉及电池SOC技术领域，特别涉及一种基于OCV曲线修正SOC的方法与系统。

背景技术：

在电动汽车领域中，电池是一个极为重要的动力来源。而对汽车电池而言，荷电状态SOC是衡量其性能的一个重要指标。具体的，荷电状态SOC指的是当蓄电池使用过一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电时的额定容量的比值。其中，SOC＝100％即表示电池处于充满状态，SOC＝0％即表示电池处于放空状态。

在实际应用中，电池的SOC值能否被准确估算一直是研究者们在电池管理系统研究领域的一个重难点问题。一般的，在电池的使用过程中，电池的开通或关闭状态、温度、电流值、老化程度以及自放电率等都会直接影响到电池SOC值的估算，使得电池的SOC估算值与出厂时标准的OCV曲线中所对应的SOC值相差甚远，如果不对上述汽车电池的SOC估算值及时进行有效修正，将直接影响甚至误导用户对所述汽车电池当前状态的判断，降低用户的实际使用体验。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的是提出一种可以对电池SOC值进行实时有效修正的方法与系统，以使得电池的SOC值更加接近标准OCV曲线中所对应的标准SOC值，提高了SOC估算值的整体精度，满足了实际应用需求。

本发明提出一种基于OCV曲线修正SOC的方法，应用于电动汽车电池，其中，包括如下步骤：

获取第n次测取的所述汽车电池的残留SOC值，并根据所述残留SOC值计算第n+1次的所述汽车电池的当前SOC值，其中第n次测取的所述残留SOC值为SOC_n，第n+1次计算得到的所述当前SOC值为SOC_n+1，n≧1；

获取所述汽车电池的第n+1次的当前实际电压值以及当前实际温度值，根据所述当前实际电压值以及所述当前实际温度值在标准OCV曲线数据库中进行查询以得到所述汽车电池所对应的标准SOC值，所述标准SOC值记为SOC_标；

若所述SOC_n+1与所述SOC_标之间的差值大于5％时，则根据公式SOC_修＝(SOC_n+1-SOC_n)*0.1+SOC_n对所述SOC_n+1进行修正。

所述基于OCV曲线修正SOC的方法，其中，所述获取第n次测取的所述汽车电池的残留SOC值，并根据所述残留SOC值计算第n+1次的所述汽车电池的当前SOC值的步骤包括：

获取第n次测取的所述汽车电池的所述残留SOC值SOC_n；

获取第n+1次的所述汽车电池的充放电流值I以及距离所述第n次测取时的时间间隔t；

根据所述残留SOC值SOC_n、所述充放电流值I以及所述时间间隔t计算得到第n+1次的所述汽车电池的所述当前SOC值SOC_n+1。

所述基于OCV曲线修正SOC的方法，其中，所述根据所述残留SOC值SOC_n、所述充放电流值I以及所述时间间隔t计算得到第n+1次的所述汽车电池的所述当前SOC值SOC_n+1的步骤包括：

对所述充放电流值I以及所述时间间隔t进行积分以得到电量变化值；

将所述电量变化值除以所述汽车电池的额定电量以得到SOC变化值ΔSOC，并将所述SOC变化值ΔSOC与所述残留SOC值SOC_n作和/差以得到所述当前SOC值SOC_n+1。

所述基于OCV曲线修正SOC的方法，其中，在获取所述汽车电池的第n+1次的当前实际电压值以及当前实际温度值，根据所述当前实际电压值以及所述当前实际温度值在标准OCV曲线数据库中进行查询以得到所述汽车电池所对应的标准SOC值的步骤中，所述方法包括：

判断第n+1次计算得到的所述当前SOC值SOC_n+1是否大于20％且小于80％；

若是，则获取所述汽车电池的第n+1次的当前实际电压值以及当前实际温度值，并根据所述当前实际电压值以及所述当前实际温度值在所述标准OCV曲线数据库中进行查询以得到所述汽车电池所对应的标准SOC值SOC_标。

所述基于OCV曲线修正SOC的方法，其中，所述汽车电池包括多个单体电池，每个所述单体电池分别对应一单体电压值，所述获取所述汽车电池的第n+1次的当前实际电压值的步骤包括：

在所述多个单体电池中获取一电压值最低的单体电池所对应的最低单体电压值U₀、内阻值r以及所述充放电流值I；

根据公式U＝U₀-I*r以得到所述汽车电池的所述当前实际电压值。

本发明还提出一种基于OCV曲线修正SOC的系统，应用于电动汽车电池，其中，所述系统包括：

综合计算模块，用于获取第n次测取的所述汽车电池的残留SOC值，并根据所述残留SOC值计算第n+1次的所述汽车电池的当前SOC值，其中第n次测取的所述残留SOC值为SOC_n，第n+1次计算得到的所述当前SOC值为SOC_n+1，n≧1；

实际查询模块，用于获取所述汽车电池的第n+1次的当前实际电压值以及当前实际温度值，根据所述当前实际电压值以及所述当前实际温度值在标准OCV曲线数据库中进行查询以得到所述汽车电池所对应的标准SOC值，所述标准SOC值记为SOC_标；

数值修正模块，用于若所述SOC_n+1与所述SOC_标之间的差值大于5％时，则根据公式SOC_修＝(SOC_n+1-SOC_n)*0.1+SOC_n对所述SOC_n+1进行修正。

所述基于OCV曲线修正SOC的系统，其中，所述综合计算模块包括：

第一获取单元，用于获取第n次测取的所述汽车电池的所述残留SOC值SOC_n；

第二获取单元，用于获取第n+1次的所述汽车电池的充放电流值I以及距离所述第n次测取时的时间间隔t；

SOC计算单元，用于根据所述残留SOC值SOC_n、所述充放电流值I以及所述时间间隔t计算得到第n+1次的所述汽车电池的所述当前SOC值SOC_n+1。

所述基于OCV曲线修正SOC的系统，其中，所述SOC计算单元包括：

电量积分单元，用于对所述充放电流值I以及所述时间间隔t进行积分以得到电量变化值；

基本运算单元，用于将所述电量变化值除以所述汽车电池的额定电量以得到SOC变化值ΔSOC，并将所述SOC变化值ΔSOC与所述残留SOC值SOC_n作和/差以得到所述当前SOC值SOC_n+1。

所述基于OCV曲线修正SOC的系统，其中，所述系统还包括：

数据判断模块，用于判断第n+1次计算得到的所述当前SOC值SOC_n+1是否大于20％且小于80％；

所述实际查询模块还用于当第n+1次计算得到的所述当前SOC值SOC_n+1大于20％且小于80％时，则获取所述汽车电池的所述第n+1次的当前实际电压值以及当前实际温度值，并根据所述当前实际电压值以及所述当前实际温度值在所述标准OCV曲线数据库中进行查询以得到所述汽车电池所对应的标准SOC值SOC_标。

所述基于OCV曲线修正SOC的系统，其中，所述汽车电池包括多个单体电池，每个所述单体电池分别对应一单体电压值，所述实际查询模块包括：

单体电池检测单元，用于在所述多个单体电池中获取一电压值最低的单体电池所对应的最低单体电压值U₀、内阻值r以及所述充放电流值I；

电压确认单元，用于根据公式U＝U₀-I*r以得到所述汽车电池的所述当前实际电压值。

本发明提出一种基于OCV曲线修正SOC的方法与系统，在实际应用中可以对电池的SOC值进行实时有效地修正，以使得电池的SOC值更加接近标准OCV曲线中所对应的标准SOC值，提高了SOC估算值的整体精度，满足了实际应用需求。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一实施例中一种基于OCV曲线修正SOC的方法的原理框图；

图2为本发明第二实施例中一种基于OCV曲线修正SOC的方法的流程图；

图3为本发明第三实施例中一种基于OCV曲线修正SOC的系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，对于第一实施例中的一种基于OCV曲线修正SOC的方法，应用于电动汽车电池，包括如下步骤：

S101，获取第n次测取的所述汽车电池的残留SOC值，并根据所述残留SOC值计算第n+1次的所述汽车电池的当前SOC值，其中第n次测取的所述残留SOC值为SOC_n，第n+1次计算得到的所述当前SOC值为SOC_n+1，n≧1。

具体的，对汽车电池而言，其操作与控制一般都是通过电池管理系统BMS(BATTERYMANAGEMENT SYSTEM)来实现的，在电池管理系统BMS中设置有单片机，单片机中的EEPROM用于实时记录上述汽车电池的SOC值以及剩余电量值。

在本实施例中，先获取第n次测取的所述汽车电池的残留SOC值SOC_n，并根据所述残留SOC值SOC_n计算第n+1次的所述汽车电池的当前SOC值SOC_n+1。也即先记录上次所述电池所残留的SOC值SOC_n，然后根据上次所记录的残留的SOC值SOC_n来计算当前所述电池的SOC值SOC_n+1。例如，上次所述电池为关闭状态，所述单片机中的EEPROM记录的也即为所述电池在关闭时刻所残留的SOC值SOC_n，例如此时SOC_n的值为65％。然后当再次开启所述电池时利用安时法来计算此时所对应的当前SOC值SOC_n+1。具体的，在利用安时法进行计算所述当前SOC值SOC_n+1时，如果从上次记录至本次进行计算的时间段内所述电池进行的是放电作业的话，则利用对应的放电电流值I与时间间隔t进行积分得到对应的电量变化值，然后将所述电量变化值除以所述汽车电池的额定电量以得到SOC变化值ΔSOC，在得到所述SOC变化值ΔSOC之后，将所述残留SOC值SOC_n减去SOC变化值ΔSOC便得到当前SOC值SOC_n+1，例如此时计算所得到的SOC_n+1的值为61％。

在此需要说明的是，在本实施例中，n可以为任意大于1的整数，且n与n+1仅仅指的为相邻两次对所述电池进行SOC测取以及利用安时法计算得到当前SOC值SOC_n+1。此外，上述残留SOC值SOC_n是从单片机中的EEPROM中所存储的相关数据中提取得到的。

S102，获取所述汽车电池的第n+1次的当前实际电压值以及当前实际温度值，根据所述当前实际电压值以及所述当前实际温度值在标准OCV曲线数据库中进行查询以得到所述汽车电池所对应的标准SOC值，所述标准SOC值记为SOC_标。

如上所述，在利用安时法计算得到了所述电池第n+1次的当前SOC值SOC_n+1(例如为61％)之后，由于需要将计算所得的当前SOC值SOC_n+1与标准的OCV曲线中所对应的标准SOC值SOC_标进行对比，而在标准OCV曲线中查询对应的标准SOC值SOC_标时需要根据所述电池的当前实际电压值U以及当前实际温度值T进行查询。

对于所述当前实际电压值U而言，由于所述汽车电池包括多个单体电池，而每个所述单体电池都分别对应有一单体电压值。具体的，要获取所述电池的当前实际电压值U，首先需要确认在所述多个单体电池中电压最低的那个电池所对应的最低单体电压值U₀以及对应的内阻值r，除此之外，若所述电池处于充电状态，则获取所述电池所对应的充电电流I；若所述电池处于放电状态，则获取所述电池所对应的放电电流I。然后根据公式U＝U₀-I*r来最后确认所述电池的所述当前实际电压值U的大小。与此同时，对于所述当前实际温度值T而言，该当前实际温度值T是通过设置在电池管理系统BMS中的温度检测元件检测获得的。

在确认了所述当前实际电压值U以及当前实际温度值T之后，由于所述汽车电池在出厂时对应有一标准的OCV曲线，根据上述获取的当前实际电压值U以及当前实际温度值T在标准OCV曲线中查找对应的标准SOC值SOC_标以便与上述计算所得的当前SOC值SOC_n+1进行比较。

S103，若所述SOC_n+1与所述SOC_标之间的差值大于5％时，则根据公式SOC_修＝(SOC_n+1-SOC_n)*0.1+SOC_n对所述SOC_n+1进行修正。

在确认了所述当前SOC值SOC_n+1以及所述标准SOC值SOC_标的大小之后，将所述当前SOC值SOC_n+1与所述标准SOC值SOC_标进行对比，若两者的差值大于5％(例如SOC_n+1为61％，SOC_标为64.5％，此时两者的差值为5.4％)，则此时需要对所述当前SOC值SOC_n+1进行修正。具体的，在进行修正时，根据下述公式进行修正：

SOC_修＝(SOC_n+1-SOC_n)*0.1+SOC_n

其中如上所述，SOC_n的值为65％，SOC_n+1的值为61％，SOC_标为64.5％，将相关参数代入上述公式得出SOC_修＝(0.61-0.65)*0.1+0.65＝0.646，也即所述电池此时显示的SOC值SOC_修为64.6％，此时经过修正后的SOC_修的值64.6％与标准的SOC_n的值65％非常接近，而通过计算所得到的SOC_n+1的估算值为61％，该估算值与标准的SOC值SOC_修相差较大，经过修正后所述当前SOC的值的精度明显提高了。

请参阅图2，对于第二实施例中的一种基于OCV曲线修正的SOC的方法，具体的，首先开启所述汽车电池，从设置在所述汽车电池中的电池管理系统BMS中读取上次残留的SOC值SOC_n，其中，n为大于等于1的整数。具体的，例如上次所述电池处于关闭状态，那么单片机中的EEPROM记录的也即为所述电池在关闭时刻所残留的SOC值SOC_n，例如所记录到的残留SOC值SOC_n为70％。

在记录获取了所述电池上次残留的SOC值SOC_n之后，然后通过安时法来计算得到所述电池当前的SOC值SOC_n+1。在此需要说明的是，在本实施例中，n与n+1仅仅指的是相邻两次分别获取所述电池的残留SOC值SOC_n以及利用安时法计算得到当前SOC值SOC_n+1。

具体的，在利用安时法进行计算所述当前SOC值SOC_n+1时，如果从上次记录至本次进行计算的时间段内所述电池进行的是放电作业的话，则利用对应的放电电流值I与时间间隔t进行积分以得到对应的电量变化值，然后将电量变化值除以所述电池的额定电量值以得到SOC变化值ΔSOC，再在原残留SOC值SOC_n的基础减去ΔSOC即可得到所述电池的当前SOC值SOC_n+1。例如此时计算所得到的SOC_n+1值为66％。(同样的，如果从上次记录至本次进行计算的时间段内所述电池进行的是充电作业的话，则利用对应的充电电流值I与时间间隔t进行积分得到对应的电量变化值，然后将电量变化值除以所述电池的额定电量值以得到SOC变化值ΔSOC，再在原残留SOC值SOC_n的基础加上SOC变化量ΔSOC即可得到所述电池的当前SOC值SOC_n+1)。

在计算得到了所述电池当前的SOC值SOC_n+1之后(在此需要指出的是，此时计算所得到的当前SOC值为一个估算值，与标准OCV曲线中所对应的SOC值仍存在一定的差值，本发明为了提高计算所得到的当前SOC值SOC_n+1的精确度，特将当前SOC值SOC_n+1以标准OCV曲线中所对应的SOC_标作为标准进行修正)，然后判断所述电池当前的SOC值SOC_n+1的值是否在20％-80％之间。如上所述，计算所得的所述电池的当前的SOC值SOC_n+1为66％。

在计算得到了所述电池的当前的SOC值SOC_n+1的值之后，然后获取所述电池的当前实际电压值U以及当前实际温度值。由于汽车电池包括多个单体电池，而每个单体电池都分别对应有一单体电压值。具体的，要获取所述电池的当前实际电压值U，首先需要确认在所述多个单体电池中电压最低的那个电池所对应的最低单体电压值U₀以及对应的内阻值r，除此之外，若所述电池处于充电状态，则获取所述电池所对应的充电电流I；若所述电池处于放电状态，则获取所述电池所对应的放电电流I。然后根据公式U＝U₀-I*r来最后确认所述电池的所述当前实际电压值U的大小。与此同时，对所述当前实际温度值T而言，该当前实际温度值T是通过设置在电池管理系统BMS中的温度检测元件检测获得的。

在确认了所述当前实际电压值U以及当前实际温度值T之后，由于所述汽车电池在出厂时对应有一标准的OCV曲线数据库，根据上述获取的当前实际电压值U以及当前实际温度值T在标准OCV曲线中查找对应的标准SOC值SOC_标以便与上述计算所得的当前SOC值SOC_n+1进行比较。当所述标准SOC值SOC_标与所述当前SOC值SOC_n+1之间的差值大于5％时，则根据公式SOC_修＝(SOC_n+1-SOC_n)*0.1+SOC_n对所述当前SOC值SOC_n+1进行修正处理。例如，根据所述当前实际电压值U以及所述当前实际温度值T查找得到对应的标准SOC值SOC_标为69.5％，由于所述当前SOC值SOC_n+1与所述标准SOC值SOC_标之间的差值大于5％，则此时需要对所述当前SOC值SOC_n+1进行修正。具体的，在进行修正时，根据下述公式进行修正：

SOC_修＝(SOC_n+1-SOC_n)*0.1+SOC_n

其中如上所述，SOC_n的值为70％，SOC_n+1的值为66％，SOC_标为69.5％，将相关参数代入上述公式得出SOC_修＝(0.66-0.70)*0.1+0.70＝0.696，也即所述电池此时显示的SOC值SOC_修为69.6％，此时经过修正后的SOC_修的值69.6％与标准的SOC_n的值70％非常接近，而通过计算所得到的SOC_n+1的估算值为66％，该估算值与标准的SOC值SOC_修相差较大，经过修正后所述当前SOC的值的精度明显提高了。

请参阅图3，对于本发明第三实施例提出的一种基于OCV曲线修正SOC的系统，应用于电动汽车电池，其中，所述系统包括依次连接的综合计算模块、实际查询模块、数据判断模块以及数值修正模块。

其中，所述综合计算模块用于获取第n次测取的所述汽车电池的残留SOC值，并根据所述残留SOC值计算第n+1次的所述汽车电池的当前SOC值，其中所述第n次测取的所述残留SOC值为SOC_n，所述第n+1次计算得到的所述当前SOC值为SOC_n+1。所述实际查询模块用于获取所述汽车电池的所述第n+1次的当前实际电压值以及当前实际温度值，根据所述当前实际电压值以及所述当前实际温度值在标准OCV曲线数据库中进行查询以得到所述汽车电池所对应的标准SOC值，所述标准SOC值记为SOC_标。所述数值修正模块用于若所述SOC_n+1与所述SOC_标之间的差值大于5％时，则根据公式SOC_修＝(SOC_n+1-SOCn)*0.1+SOC_n对所述当前SOC值SOC_n+1进行修正。

具体的，对所述综合计算模块而言，所述综合计算模块包括依次连接的第一获取单元、第二获取单元以及SOC计算单元，其中所述第一获取单元用于获取所述第n次测取的所述汽车电池的所述残留SOC值SOC_n；所述第二获取单元用于获取所述第n+1次的所述汽车电池的充放电流值I以及距离所述第n次测取时的时间间隔t；所述SOC计算单元用于根据所述残留SOC值SOC_n、所述充放电流值I以及所述时间间隔t计算得到所述第n+1次的所述汽车电池的所述当前SOC值SOC_n+1。

此外，所述数据判断模块用于判断所述第n+1次计算得到的所述当前SOC值SOC_n+1是否大于20％且小于80％，若是，则所述实际查询模块获取所述汽车电池的所述第n+1次的当前实际电压值以及当前实际温度值，并根据所述当前实际电压值以及所述当前实际温度值在所述标准OCV曲线数据库中进行查询以得到所述汽车电池所对应的标准SOC值SOC_标。

对所述SOC计算单元而言，所述SOC计算单元包括相互连接的电量积分单元以及基本运算单元，其中所述电量积分单元用于对所述充放电流值I以及所述时间间隔t进行积分以得到电量变化值，所述基本运算单元用于将所述电量变化值除以所述汽车电池的额定电量以得到SOC变化值ΔSOC，并将所述SOC变化值ΔSOC与所述残留SOC值SOC_n作和/差以得到所述当前SOC值SOC_n+1。

与此同时，对所述汽车电池而言，所述汽车电池包括多个单体电池，每个所述单体电池分别对应一单体电压值。所述实际查询模块包括相互连接的单体电池检测单元以及电压确认单元，其中所述单体电池检测单元用于在所述多个单体电池中获取一电压值最低的单体电池所对应的最低单体电压值U₀、内阻值r以及所述充放电流值I，所述电压确认单元用于根据公式U＝U₀-I*r以得到所述汽车电池的所述当前实际电压值U，所述实际查询模块所获取的所述当前实际温度值T的温度范围为0℃～60℃。

本发明提出的一种基于OCV曲线修正SOC的方法与系统，在实际应用中可以对电池的SOC值进行实时有效地修正，以使得电池的SOC值更加接近标准OCV曲线中所对应的标准SOC值，提高了SOC估算值的整体精度，满足了实际应用需求。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。