本發(fā)明涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及用于估計(jì)電池soc的裝置。

背景技術(shù)：

鋰電池因其能量密度高、環(huán)保性能好等優(yōu)勢(shì)而被廣泛用于電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能以及備用電源等領(lǐng)域。荷電狀態(tài)(state-of-charge，soc)是鋰電池的關(guān)鍵參數(shù)之一，soc體現(xiàn)了電池組的剩余電量，是用戶評(píng)估當(dāng)前電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程、備用電源剩余工作時(shí)間的直接參數(shù)。

目前電池管理系統(tǒng)(batterymanagementsystem，bms)主要采用安時(shí)積分法對(duì)電池組的soc進(jìn)行估計(jì)，并輔以靜置時(shí)的開路電壓進(jìn)行校正。但這種方式有一定的缺陷，主要在于鋰電池處于充電末端時(shí)，對(duì)電池soc估計(jì)存在較大誤差。若soc估計(jì)值偏小，容易導(dǎo)致電池過充，嚴(yán)重?fù)p害電池，降低電池使用壽命；若soc估計(jì)值偏大，則會(huì)對(duì)用戶造成誤導(dǎo)，駕駛未完全充滿電的電動(dòng)汽車出行，造成半路“趴窩”等嚴(yán)重后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于估計(jì)電池soc的裝置，該裝置基于不同倍率下的電池的電壓v、電流i與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)電池soc進(jìn)行估計(jì)，提升了soc估計(jì)的準(zhǔn)確性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種用于估計(jì)電池soc的裝置，該裝置包括處理器，所述處理器被配置成：

判斷電池是否進(jìn)入充電末端；

在判斷電池進(jìn)入充電末端的情況下，根據(jù)檢測(cè)到的電池的電流、電池的電壓以及預(yù)存的不同倍率下的電池的電壓、電流與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，估計(jì)所述電池的soc值。

優(yōu)選地，所述處理器被配置成：

將估計(jì)的電池soc值與一閾值進(jìn)行比較；

如果估計(jì)的soc值大于該閾值，則判斷電池進(jìn)入充電末端。

優(yōu)選地，所述閾值為85％。

優(yōu)選地，所述處理器被配置成：

在判斷電池進(jìn)入充電末端的情況下，根據(jù)不同倍率下的電池的電壓、電流與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定所述對(duì)應(yīng)關(guān)系中不同倍率下與當(dāng)前電壓值v1對(duì)應(yīng)的多個(gè)電流值；

從多個(gè)電流值中確定與檢測(cè)到的電池的當(dāng)前電流值ix相鄰的兩個(gè)電流值i1和i2，其中當(dāng)前電流值ix位于這兩個(gè)電流值i1和i2之間；

根據(jù)公式(1)估計(jì)電池的soc值：

即

其中，socx為估計(jì)出的電池的soc值，ix為檢測(cè)到的當(dāng)前電流值，i1和i2分別為對(duì)應(yīng)關(guān)系中與當(dāng)前電壓v1對(duì)應(yīng)的電流值中與ix相鄰的兩個(gè)電流值，soc1和soc2分別為與i1和i2對(duì)應(yīng)的soc值。

優(yōu)選地，該裝置還包括：

與所述處理器連接的電壓傳感器，用于檢測(cè)電池的電壓；

與所述處理器連接的電流傳感器，用于檢測(cè)電池的電流。

優(yōu)選地，該裝置還包括與所述處理器連接的存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器被配置成存儲(chǔ)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系。

優(yōu)選地，該裝置還包括與所述處理器連接的顯示器，所述顯示器被配置成顯示電池的soc值。

優(yōu)選地，所述不同倍率下的電池的電壓v、電流i與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系為不同倍率下的電池的充電曲線。

通過上述技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池的soc估計(jì)，提升了soc估計(jì)的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的方法的流程圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的方法的流程圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的方法的流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的方法的流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的裝置的示意框圖；

圖7示出了不同倍率下的鋰電池的充電曲線；

圖8示出了不同倍率下的鋰電池的充電末端曲線；

圖9示出了不同倍率下的鋰電池的放電曲線；以及

圖10示出了不同倍率下的鋰電池放電末端曲線。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本申請(qǐng)中使用的術(shù)語“充電末端”是指在電池的充電過程中接近充電完成的階段，術(shù)語“放電末端”是指在電池的放電過程中接近放電完成的階段。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的方法的流程圖。如圖1所示，在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，提供了一種用于估計(jì)電池soc的方法，該方法可以包括：

在步驟s11中，判斷電池是否進(jìn)入充電末端；

在步驟s12中，在判斷電池進(jìn)入充電末端的情況下，根據(jù)檢測(cè)到的所述電池的電流i、所述電池的電壓v、以及預(yù)存的不同倍率下的電池的電壓v、電流i與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，估計(jì)所述電池的soc值。

電池可以例如是鋰電池。

上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以例如是不同倍率下的電池的充電曲線(如圖7所示)。該充電曲線可以是預(yù)先確定并存儲(chǔ)的。例如該充電曲線可以存儲(chǔ)在bms的存儲(chǔ)器中。確定該充電曲線的方法可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。

電池的電壓可以例如采用電壓傳感器來檢測(cè)。電池的電流可以例如采用電流傳感器來檢測(cè)?？商鎿Q地，電池的電壓和電流可以例如通過電池管理系統(tǒng)(batterymanagementsystem，bms)來檢測(cè)。

在步驟s11中的判斷電池是否進(jìn)入充電末端可以包括將估計(jì)的電池soc值與一閾值進(jìn)行比較，如果估計(jì)的soc值大于該閾值，則判斷電池進(jìn)入充電末端。可以采用例如安時(shí)積分法來估計(jì)soc值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該閾值可以例如是85％，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解該閾值可以選用其他任意合適的值。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的方法的流程圖。如圖2所示，在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，提供了一種用于估計(jì)電池soc的方法，該方法可以包括：

在步驟s21中，檢測(cè)電池的電壓v、電池的電流i；

在步驟s22中，估計(jì)電池的soc值；例如可以采用安時(shí)積分法來估計(jì)電池的soc值；

在步驟s23中，判斷電池是否進(jìn)入充電末端；

在步驟s24中，在判斷電池進(jìn)入充電末端的情況下，根據(jù)檢測(cè)到的所述電池的電流i、所述電池的電壓v、以及預(yù)存的不同倍率下的電池的電壓v、電流i與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，估計(jì)所述電池的soc值。

在參考圖2所示的實(shí)施方式中，步驟s23和s24可以與參考圖1所示的實(shí)施方式中的步驟s11和s12相同或相似。

在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，上述步驟s12或步驟s24中的估計(jì)電池的當(dāng)前soc值可以包括：

確定上述對(duì)應(yīng)關(guān)系中不同倍率下與當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的多個(gè)電流值。例如，在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，可以確定不同倍率下的電池的充電曲線上與電池當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的多個(gè)電流值；

從多個(gè)電流值中確定與檢測(cè)到的電池的當(dāng)前電流值相鄰(例如最接近)的兩個(gè)電流值，其中當(dāng)前電流值位于這兩個(gè)電流值之間。圖7示出了不同倍率下的鋰電池的充電曲線。雖然圖中示出的是鋰電池的充電曲線，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解其他類型的電池也是可適用的。如圖8所示，電池當(dāng)前電壓值為v1，當(dāng)前電流值為ix，不同倍率的電池充電曲線中與當(dāng)前電流值相鄰的兩個(gè)電流值分別為i1和i2，與i1和i2對(duì)應(yīng)的soc值分別為soc1和soc2。

根據(jù)公式(1)估計(jì)電池的soc值：

即

其中，socx為估計(jì)出的電池的soc值，ix為檢測(cè)到的當(dāng)前電流值，i1和i2分別為對(duì)應(yīng)關(guān)系(例如充電曲線)中與當(dāng)前電壓v1對(duì)應(yīng)的電流值中與ix相鄰的兩個(gè)電流值，soc1和soc2分別為與i1和i2對(duì)應(yīng)的soc值。

通過上述方法，可以在電池充電末端對(duì)電池的soc值進(jìn)行修正，從而提高soc估計(jì)精度。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池放電末端soc的方法的流程圖。如圖3所示，在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，提供了一種用于估計(jì)電池放電末端soc的方法，該方法可以包括：

在步驟s31中，判斷電池是否進(jìn)入放電末端；

在步驟s32中，在判斷電池進(jìn)入放電末端的情況下，根據(jù)檢測(cè)到的所述電池的電流i、所述電池的電壓v、以及預(yù)存的不同倍率下的電池的電壓v、電流i與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，估計(jì)所述電池放電末端的soc值。

電池可以例如是鋰電池。

上述的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以例如是不同倍率下的電池的放電曲線(如圖9所示)。該放電曲線可以是預(yù)先確定并存儲(chǔ)的。例如該放電曲線可以存儲(chǔ)在bms的存儲(chǔ)器中。確定該放電曲線的方法可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。

電池的電壓可以例如采用電壓傳感器來檢測(cè)。電池的電流可以例如采用電流傳感器來檢測(cè)?？商鎿Q地，電池的電壓和電流可以例如通過電池管理系統(tǒng)(batterymanagementsystem，bms)來檢測(cè)。

在步驟s31中判斷電池是否進(jìn)入放電末端的方法可以包括將估計(jì)的電池soc值與一閾值進(jìn)行比較，如果估計(jì)的soc值小于該閾值，則判斷電池進(jìn)入放電末端?？梢圆捎美绨矔r(shí)積分法來估計(jì)soc值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該閾值可以例如是15％，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解該閾值可以選用其他任意合適的值。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池放電末端soc的方法的流程圖。如圖4所示，在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，提供了一種用于估計(jì)電池放電末端soc的方法，該方法可以包括：

在步驟s41中，檢測(cè)電池的電壓v、電池的電流i；

在步驟s42中，估計(jì)電池的soc值；例如可以采用安時(shí)積分法來估計(jì)電池的soc值；

在步驟s43中，判斷電池是否進(jìn)入放電末端；

在步驟s44中，在判斷電池進(jìn)入放電末端的情況下，根據(jù)檢測(cè)到的所述電池的電流i、所述電池的電壓v、以及預(yù)存的不同倍率下的電池的電壓v、電流i與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，估計(jì)所述電池的soc值。

在圖4所示的實(shí)施方式中，步驟s43和s44可以與圖3所示的實(shí)施方式中的步驟s31和s32相同或相似。

在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，上述步驟s32或步驟s44中的估計(jì)電池的當(dāng)前soc值可以包括：

確定上述對(duì)應(yīng)關(guān)系中不同倍率下與當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的多個(gè)電流值。例如，在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，可以確定不同倍率下的電池的放電曲線上與電池當(dāng)前電壓值對(duì)應(yīng)的多個(gè)電流值；

從多個(gè)電流值中確定與檢測(cè)到的電池的當(dāng)前電流值相鄰(例如最接近)的兩個(gè)電流值，其中當(dāng)前電流值位于這兩個(gè)電流值之間。圖9示出了不同倍率下的鋰電池的放電曲線。圖10是不同倍率下的鋰電池放電末端曲線。雖然圖中示出的是鋰電池的放電曲線，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解其他類型的電池也是可適用的。如圖10所示，電池當(dāng)前電壓值為v1，當(dāng)前電流值為ix，不同倍率的電池放電曲線中與當(dāng)前電流值相鄰的兩個(gè)電流值分別為i1和i2，與i1和i2對(duì)應(yīng)的soc值分別為soc1和soc2。

根據(jù)公式(3)估計(jì)電池的soc值：

即

其中，socx為估計(jì)出的電池的soc值，ix為檢測(cè)到的當(dāng)前電流值，i1和i2分別為對(duì)應(yīng)關(guān)系(例如放電曲線)中與當(dāng)前電壓v1對(duì)應(yīng)的電流值中與ix相鄰的兩個(gè)電流值，soc1和soc2分別為與i1和i2對(duì)應(yīng)的soc值。

通過上述方法，可以在電池放電末端對(duì)電池的soc值進(jìn)行修正，從而提高soc估計(jì)精度。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池充/放電末端soc的方法的流程圖。如圖5所示，在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，提供了一種用于估計(jì)電池soc的方法，該方法可以包括：

在步驟s51中，判斷電池的充放電狀態(tài)；

在步驟s52中，在判斷電池處于充電狀態(tài)的情況下，根據(jù)圖1或圖2所示方法估計(jì)電池充電末端的soc值；在步驟s53中，在判斷電池處于放電狀態(tài)的情況下，根據(jù)圖3或圖4所示方法估計(jì)電池放電末端的soc值。

如果判斷電池既不是處于充電狀態(tài)也不是處于放電狀態(tài)，則該方法結(jié)束。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的用于估計(jì)電池soc的裝置的示意框圖。該裝置可以用于執(zhí)行上述實(shí)施方式中的用于估計(jì)電池soc的方法。具體來說，如圖6所示，用于估計(jì)電池soc的裝置包括處理器10。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，處理器10可以被配置成：

判斷電池是否進(jìn)入充電末端；

在判斷電池進(jìn)入充電末端的情況下，根據(jù)檢測(cè)到的所述電池的電流i、所述電池的電壓v、以及預(yù)存的不同倍率下的電池的電壓v、電流i與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，估計(jì)所述電池的soc值。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置還可以包括電壓傳感器20，用于檢測(cè)電池的電壓；電流傳感器30，用于檢測(cè)電池的電流。處理器10還用于估計(jì)電池的soc值。例如，處理器10可以在判斷出電池進(jìn)入充電末端之前使用例如安時(shí)積分法來估計(jì)電池的soc值。

另外，該裝置還可以包括存儲(chǔ)器40，被配置成存儲(chǔ)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系。該對(duì)應(yīng)關(guān)系例如可以是上述的充電曲線。

在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，處理器10可以被配置成：

判斷電池是否進(jìn)入放電末端；

在判斷電池進(jìn)入放電末端的情況下，根據(jù)檢測(cè)到的所述電池的電流i、所述電池的電壓v、以及預(yù)存的不同倍率下的電池的電壓v、電流i與soc值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，估計(jì)所述電池放電末端的soc值。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，處理器10還可以被配置成在判斷出電池進(jìn)入放電末端之前使用例如安時(shí)積分法來估計(jì)電池的soc值。

在該實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器40可以被配置成存儲(chǔ)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系。該對(duì)應(yīng)關(guān)系例如是上述放電曲線。

在本發(fā)明的再一實(shí)施方式中，處理器10可以被配置成：

判斷電池的充放電狀態(tài)；

在判斷電池處于充電狀態(tài)的情況下，可以執(zhí)行上述關(guān)于充電過程中的用于估計(jì)電池soc的步驟；

在判斷電池處于放電狀態(tài)的情況下，可以執(zhí)行上述關(guān)于放電過程中的用于估計(jì)電池soc的步驟。

另外，處理器10還可以被配置成在判斷電池既不處于充電狀態(tài)也不處于放電狀態(tài)的情況下，不執(zhí)行操作。

在本發(fā)明的可選或附加實(shí)施方式中，該裝置還可以包括顯示器50，被配置成顯示電池的soc值。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置可以是bms。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，在該存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)使得該處理器執(zhí)行如圖1至5中任意所示的用于估計(jì)電池soc的方法。

通過上述方法估計(jì)得到的soc值的精度得到了很大提高，保證soc維持在合理的范圍內(nèi)，防止由于過充對(duì)電池造成損傷，降低電池使用壽命，也防止用戶駕駛誤以為充滿電的汽車出行，造成汽車半路“趴窩”等嚴(yán)重后果。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。