电池SOC估计装置和方法与流程

本申请要求于2022年1月26日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2022-0011728的优先权，其公开内容通过引用并入本文。本发明涉及一种电池soc估计装置和方法，并且更具体地，涉及一种用于估计电池的soc的电池soc估计装置和方法。

背景技术：

1、最近，对诸如笔记本电脑、摄像机、便携式手机的便携式电子产品的需求急剧增加，并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等得到大力发展。因此，正在积极研究允许重复充电和放电的高性能电池。

2、目前市售的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。在它们当中，锂电池备受关注，因为它们与镍基电池相比几乎没有记忆效应，并且还具有极低自放电率和高能量密度。

3、通常，电池的soc可以根据用于对充电/放电电流进行积分的电流积分方法或者考虑到soc与ocv之间的对应关系而测量的ocv来估计。此外，还使用利用电池的电压行为的电池模型的ekf(扩展卡尔曼滤波器)来估计soc的方法。

4、由于ocv是在空闲状态下可以测量的值，因此在充电和放电过程中主要使用电流积分方法。然而，电流积分方法具有的缺点在于，当电流积分期间的误差累积或者当初始soc值不准确时，soc估计结果不准确。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在提供一种电池soc估计装置和方法，其能够通过改变充电/放电c速率并将所改变的充电/放电c速率与截止值进行比较来更准确地估计电池的soc。

3、本公开的这些和其他目的和优点可以从下面的详细描述中理解，并且将从本公开的示例性实施例变得更加完全显而易见。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。

4、技术方案

5、根据本公开的一个方面的电池soc估计装置可以包括充电和放电单元，该充电和放电单元被配置为接收包括c速率信息的控制信号并且以包括在控制信号中的c速率对电池进行充电和放电；测量单元，其被配置为在电池的充电和放电过程中测量电池的电压；以及控制单元，其被配置为将控制信号传输到充电和放电单元，每当由测量单元测量的电压值达到预设阈值时改变包括在控制信号中的c速率，并基于将所改变的c速率与预设截止值进行比较的结果来估计电池的soc。

6、控制单元可以被配置为每当所测量的电压值达到预设阈值时将c速率降低预设的c速率改变率。

7、控制单元可以被配置为当所改变的c速率等于或小于截止值时将电池的soc估计为预设soc。

8、控制单元可以被配置为当在电池正在充电的同时所改变的c速率变得等于或小于截止值时将电池的soc估计为100％。

9、控制单元可以被配置为当在电池正在放电的同时所改变的c速率变得等于或小于截止值时将电池的soc估计为0％。

10、当所改变的c速率超过截止值时，控制单元可以被配置为在c速率被初始改变时的初始改变时间设定电池的标准soc，并基于标准soc、在初始改变时间之后c速率的改变次数以及直到在充电和放电过程中终止电池的充电和放电为止预期的c速率的预期改变次数来估计电池的soc。

11、控制单元可以被配置为当所改变的c速率超过截止值时基于下面的等式1来估计电池的soc。

12、[等式1]

13、

14、这里，bsoc可以是电池的估计soc，tsoc可以是根据电池的充电和放电状态预先确定的soc值，rsoc是标准soc，n可以是c速率的预期改变次数，并且m可以是c速率的改变次数。

15、控制单元可以被配置为基于所改变的c速率、截止值和预设的c速率改变率来计算c速率的预期改变次数。

16、控制单元可以被配置为基于下面的等式2来计算c速率的预期改变次数。

17、[等式2]

18、

19、这里，n可以是c速率的预期改变次数，d可以是c速率改变率，x可以是截止值，并且y可以是包括在控制信号中的初始c速率值。

20、测量单元可以被配置为进一步在充电和放电过程中测量电池的电流。

21、控制单元可以被配置为通过由测量单元从充电和放电的开始时间到初始改变时间测量的电池的电流进行积分来设定标准soc。

22、控制单元可以被配置为当所改变的c速率小于或等于截止值时，将用于终止电池的充电和放电的充电和放电终止信号传输到充电和放电单元。

23、控制单元可以被配置为当所改变的c速率超过截止值时，将包括所改变的c速率的控制信号传输到充电和放电单元。

24、根据本公开的另一方面的电池组可以包括根据本公开的一方面的电池soc估计装置。

25、根据本公开的另一方面的电池soc估计方法可以包括：充电和放电步骤，其接收包括c速率信息的控制信号，并以包括在控制信号中的c速率对电池进行充电和放电；电压测量步骤，其在电池的充电和放电过程中测量电池的电压；c速率改变步骤，其每当在电压测量步骤中测量的电压值达到预设阈值时，改变包括在控制信号中的c速率；以及soc估计步骤，其基于在c速率改变步骤中改变的c速率与预设截止值的比较的结果来估计电池的soc。

26、有益的效果

27、根据本公开的一方面，通过在改变c速率的同时对电池进行充电和放电，可以更准确地估计电池的soc。具体地，本公开具有即使初始c速率和温度没有被限制地设定为特定值也能准确地估计电池的soc的优点。

28、本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求中清楚地理解本文未提及的其他效果。

技术特征：

1.一种电池soc估计装置，包括：

2.根据权利要求1所述的电池soc估计装置，

3.根据权利要求1所述的电池soc估计装置，

4.根据权利要求3所述的电池soc估计装置，

5.根据权利要求1所述的电池soc估计装置，

6.根据权利要求5所述的电池soc估计装置，

7.根据权利要求5所述的电池soc估计装置，

8.根据权利要求7所述的电池soc估计装置，

9.根据权利要求5所述的电池soc估计装置，

10.根据权利要求1所述的电池soc估计装置，

11.一种电池组，包括根据权利要求1至10中任一项所述的电池soc估计装置。

12.一种电池soc估计方法，包括：

技术总结
根据本公开的实施例的电池SOC估计装置包括：充电和放电单元，其被配置为接收包括C速率信息的控制信号并且以包括在控制信号中的C速率对电池进行充电和放电；测量单元，其被配置为在电池的充电和放电过程中测量电池的电压；以及控制单元，其被配置为将控制信号传输到充电和放电单元，每当由测量单元测量的电压值达到预设阈值时改变包括在控制信号中的C速率，并基于将所改变的C速率与预设截止值进行比较的结果来估计电池的SOC。

技术研发人员：金承显,李炫澈,权洞槿,金安洙,辛彩彬
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16