动力电池的SOC修正方法和装置、车辆转让专利
申请号 : CN201811352670.4
文献号 : CN109532559B
文献日 : 2020-09-15
发明人 : 周炳伟
申请人 : 北汽福田汽车股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种动力电池的SOC修正方法,其特征在于,所述SOC修正方法包括:
检测到车辆进入在线充电阶段,采集动力电池的SOC显示值和电池单体电压;
根据所述动力电池的SOC显示值和电池单体电压确定SOC修正模式;
根据所述动力电池的SOC显示值和电池单体电压获得SOC偏差值,并根据所述SOC修正模式获得SOC修正速度;
根据所述SOC偏差值和所述SOC修正速度控制所述动力电池充电,所述SOC修正模式包括SOC虚高修正模式和SOC虚低修正模式,所述根据所述动力电池的SOC显示值和电池单体电压确定SOC修正模式包括:获得所述动力电池中的最高单体电压和最低单体电压;
根据所述最高单体电压计算所述动力电池的第一SOC实际值,根据所述最低单体电压计算所述动力电池的第二SOC实际值;
判断所述最高单体电压是否小于等于第一单体电压阈值且所述SOC显示值与所述第一SOC实际值的SOC差值是否超过第一阈值,其中,如果是,则进入所述SOC虚高修正模式;如果否,则进一步判断所述最低单体电压是否大于等于第二单体电压阈值且所述第二SOC实际值与所述SOC显示值的SOC差值是否超过第二阈值,如果是,则进入所述SOC虚低修正模式。
2.根据权利要求1所述的动力电池的SOC修正方法,其特征在于,根据所述动力电池的SOC值和电池单体电压获得SOC偏差值,并根据所述SOC修正模式获得SOC修正速度,包括:在所述SOC虚高修正模式下,计算所述第一SOC实际值与所述SOC显示值的差以获得第一SOC差值,根据所述第一SOC差值和所述动力电池的可用容量计算SOC虚高容量,以及控制所述SOC显示值以第一预设积分速度增加,其中,0<所述第一预设积分速度<1;
或者,在所述SOC虚低修正模式下,计算所述第二SOC实际值与所述SOC显示值的差以获得第二SOC差值,根据所述第二SOC差值和所述动力电池的可用容量计算SOC虚低容量,以及控制所述SOC显示值以第二预设积分速度增加,其中,所述第二预设积分速度>1。
3.根据权利要求1所述的动力电池的SOC修正方法,其特征在于,所述SOC修正方法还包括:
采集所述动力电池的充电电流或回馈电流;
当所述充电电流或回馈电流处于预设电流范围且持续达到预设时间时,进入所述在线充电阶段。
4.一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的动力电池的SOC修正方法。
5.一种动力电池的SOC修正装置,其特征在于,所述SOC修正装置包括:
采集模块,用于在检测到车辆进入在线充电阶段时,获取所述动力电池的SOC显示值和电池单体电压;
确定模块,用于根据所述动力电池的SOC显示值和电池单体电压确定SOC修正模式;
获得模块,根据所述动力电池的SOC显示值和电池单体电压获得SOC偏差值,并根据所述SOC修正模式获得SOC修正速度;
控制模块,用于根据所述SOC偏差值和所述SOC修正速度控制所述动力电池充电,所述SOC修正模式包括SOC虚高修正模式和SOC虚低修正模式,所述确定模块在确定SOC修正模式时具体用于,获得所述动力电池中的最高单体电压和最低单体电压,根据所述最高单体电压计算所述动力电池的第一SOC实际值,根据所述最低单体电压计算所述动力电池的第二SOC实际值,判断所述最高单体电压是否小于等于第一单体电压阈值且所述SOC显示值与所述第一SOC实际值的SOC差值是否超过第一阈值,其中,如果是,则进入所述SOC虚高修正模式;如果否,则进一步判断所述最低单体电压是否大于等于第二单体电压阈值且所述第二SOC实际值与所述SOC显示值的SOC差值是否超过第二阈值,如果是,则进入所述SOC虚低修正模式。
6.根据权利要求5所述的动力电池的SOC修正装置,其特征在于,所述获得模块在根据所述动力电池的SOC值和电池单体电压获得SOC偏差值并根据所述SOC修正模式获得SOC修正速度时具体用于,在所述SOC虚高修正模式下,计算所述第一SOC实际值与所述SOC显示值的差以获得第一SOC差值,根据所述第一SOC差值和所述动力电池的可用容量计算SOC虚高容量,以及控制所述SOC显示值以第一预设积分速度增加,其中,0<所述第一预设积分速度<1,或者,在所述SOC虚低修正模式下,计算所述第二SOC实际值与所述SOC显示值的差以获得第二SOC差值,根据所述第二SOC差值和所述动力电池的可用容量计算SOC虚低容量,以及控制所述SOC显示值以第二预设积分速度增加,其中,所述第二预设积分速度>1。
7.根据权利要求5所述的动力电池的SOC修正装置,其特征在于,所述SOC修正装置还包括进入控制模块,所述进入控制模块,用于采集所述动力电池的充电电流或回馈电流,并在所述充电电流或回馈电流处于预设电流范围且持续达到预设时间时,控制所述车辆进入所述在线充电阶段。
8.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括在线充电系统、动力电池、电机系统和如权利要求5-7任一项所述的动力电池的SOC修正装置,其中,所述在线充电系统分别与所述动力电池和所述电机系统相连,所述动力电池的SOC修正装置与所述动力电池相连。
说明书 :
动力电池的SOC修正方法和装置、车辆
技术领域
背景技术
零排放,因此,电动公交车的使用越来越普遍。
燃油公交车的价格在五十万左右。也就是说,电动公交车的采购成本大约是普通燃油公交
的四倍。两者之所以有这么大的成本差距,主要原因是电池,其次是时间,例如,燃油公交车
加满油需要10min,而电动公交车充电80%,基本需要1小时。
SOC的动态修正策略主要分为充放电末期修正和动态模型修正,各有优缺点,都不是在线充
电公交车的SOC修正策略最优方案。
发明内容
定模型的动力电池SOC修正、基于充电末期(包括地面充电桩充电和车载交流充电)最高单
体电压修正、基于放电末期最低单体电压修正。
足SOC修正条件。
公交车和混合动力车型(HEV)没有地面快充,没有交流充电,也不会放电到SOC为20%以下,
因此没就有放电末期,所以不适用。
有充电末期、放电末期,也不像混合动力车型一样,电流剧烈波动,在线充电阶段虽然没有
充电末期,而且电流也不恒定,但是有一定规律可寻,因此,可针对这个时间段做动态修正。
力电池的SOC动态修正,大大提高了修正精度,且方法简单,数据量小,同时提高了车辆运行
的可靠性。
电池单体电压;根据所述动力电池的SOC显示值和电池单体电压确定SOC修正模式;根据所
述动力电池的SOC显示值和电池单体电压获得SOC偏差值,并根据所述SOC修正模式获得SOC
修正速度;根据所述SOC偏差值和所述SOC修正速度控制所述动力电池充电。
电压确定SOC修正模式,然后,根据动力电池的SOC显示值和电池单体电压获得SOC偏差值,
并根据SOC修正模式获得SOC修正速度,最后,根据SOC偏差值和SOC修正速度控制动力电池
充电。由此,该方法通过在车辆进入在线充电模式时,对动力电池的SOC动态修正,大大提高
了修正精度,且方法简单,数据量小,同时提高了车辆运行的可靠性。
所述动力电池中的最高单体电压和最低单体电压;根据所述最高单体电压计算所述动力电
池的第一SOC实际值,根据所述最低单体电压计算所述动力电池的第二SOC实际值;判断所
述最高单体电压是否小于等于第一单体电压阈值且所述SOC显示值与所述第一SOC实际值
的SOC差值是否超过第一阈值,其中,如果是,则进入所述SOC虚高修正模式;如果否,则进一
步判断所述最低单体电压是否大于等于第二单体电压阈值且所述第二SOC实际值与所述
SOC显示值的SOC差值是否超过第二阈值,如果是,则进入所述SOC虚低修正模式。
述第一SOC实际值与所述SOC显示值的差以获得第一SOC差值,根据所述第一SOC差值和所述
动力电池的可用容量计算SOC虚高容量,以及控制所述SOC显示值以第一预设积分速度增
加,其中,0<所述第一预设积分速度<1;或者,在所述SOC虚低修正模式下,计算所述第二
SOC实际值与所述SOC显示值的差以获得第二SOC差值,根据所述第二SOC差值和所述动力电
池的可用容量计算SOC虚低容量,以及控制所述SOC显示值以第二预设积分速度增加,其中,
所述第二预设积分速度>1。
入所述在线充电模式。
正方法。
靠性。
池的SOC显示值和电池单体电压;确定模块,用于根据所述动力电池的SOC显示值和电池单
体电压确定SOC修正模式;获得模块,根据所述动力电池的SOC显示值和电池单体电压获得
SOC偏差值,并根据所述SOC修正模式获得SOC修正速度;控制模块,用于根据所述SOC偏差值
和所述SOC修正速度控制所述动力电池充电。
SOC显示值和电池单体电压确定SOC修正模式,获得模块根据动力电池的SOC显示值和电池
单体电压获得SOC偏差值,并根据SOC修正模式获得SOC修正速度,控制模块根据SOC偏差值
和SOC修正速度控制动力电池充电。由此,该装置通过在车辆进入在线充电模式时,对动力
电池的SOC动态修正,大大提高了修正精度,且方法简单,数据量小,同时提高了车辆运行的
可靠性。
压和最低单体电压,根据所述最高单体电压计算所述动力电池的第一SOC实际值,根据所述
最低单体电压计算所述动力电池的第二SOC实际值,判断所述最高单体电压是否小于等于
第一单体电压阈值且所述SOC显示值与所述第一SOC实际值的SOC差值是否超过第一阈值,
其中,如果是,则进入所述SOC虚高修正模式;如果否,则进一步判断所述最低单体电压是否
大于等于第二单体电压阈值且所述第二SOC实际值与所述SOC显示值的SOC差值是否超过第
二阈值,如果是,则进入所述SOC虚低修正模式。
高修正模式下,计算所述第一SOC实际值与所述SOC显示值的差以获得第一SOC差值,根据所
述第一SOC差值和所述动力电池的可用容量计算SOC虚高容量,以及控制所述SOC显示值以
第一预设积分速度增加,其中,0<所述第一预设积分速度<1,或者,在所述SOC虚低修正模
式下,计算所述第二SOC实际值与所述SOC显示值的差以获得第二SOC差值,根据所述第二
SOC差值和所述动力电池的可用容量计算SOC虚低容量,以及控制所述SOC显示值以第二预
设积分速度增加,其中,所述第二预设积分速度>1。
预设电流范围且持续达到预设时间时,控制所述车辆进入所述在线充电模式。
别与所述动力电池和所述电机系统相连,所述动力电池的SOC修正装置与所述动力电池相
连。
时提高了车辆运行的可靠性。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
模式。其中,预设电流范围和预设时间可根据实际情况进行标定,例如,预设电流范围为80A
~100A,预设时间为10s。
为100km的纯电动路段。
电电流有不定性,而充电桩充电有恒定电流,甚至电流方向也会调整。
等待时间,干扰电流扰动的因素是电机功率变化和回馈电流变化,但是从实际采集数据中
可以得到规律,电流在80A~100A之间的时间点较多,且持续时间大于等于10s。由此可知,
当充电电流或回馈电流在80A~100A之间,且持续时间达到10s,车辆进入在线充电模式。
的最高单体电压和最低单体电压;根据最高单体电压计算动力电池的第一SOC实际值,根据
最低单体电压计算动力电池的第二SOC实际值;判断最高单体电压是否小于等于第一单体
电压阈值且SOC显示值与第一SOC实际值的SOC差值是否超过第一阈值,其中,如果是,则进
入SOC虚高修正模式;如果否,则进一步判断最低单体电压是否大于等于第二单体电压阈值
且第二SOC实际值与SOC显示值的SOC差值是否超过第二阈值,如果是,则进入SOC虚低修正
模式。
值可以为3.25V,第二阈值可以为10%。动力电池的最高单体电压和最低单体电压在动力电
池出厂时预先存储在车载存储器中。
个关键点为基准,判断对动力电池的SOC进行虚高修正或是虚低修正。
和最低单体电压。然后,根据最高单体电压和最低单体电压分别计算出动力电池的第一SOC
实际值和第二SOC实际值,例如,可通过预先存储的曲线获取,也可以通过单体电压与SOC值
的计算公式获取。
SOC实际值不满足进入SOC虚高修正模式时,进一步判断是否进入SOC虚低修正模式,其中,
当最低单体电压大于等于第二单体电压阈值(如3.4V)且第二SOC实际值与SOC显示值的SOC
差值超过第二阈值(如10%)时,进入SOC虚低修正模式;当最低单体电压小于第二单体电压
阈值或第二SOC实际值与SOC显示值的SOC差值不超过第二阈值时,进入常规的在线充电模
式。
值小于SOC实际值),对比两者可以发现虚高情况比虚低情况,优先对动力电池出现虚高情
况进行修正。
值与SOC显示值的差以获得第一SOC差值,根据第一SOC差值和动力电池的可用容量计算SOC
虚高容量,以及控制SOC显示值以第一预设积分速度增加;或者,在SOC虚低修正模式下,计
算第二SOC实际值与SOC显示值的差以获得第二SOC差值,根据第二SOC差值和动力电池的可
用容量计算SOC虚低容量,以及控制SOC显示值以第二预设积分速度增加,其中,0<第一预
设积分速度<1,第二预设积分速度>1,例如,第一预设积分速度为0.2,第二预设积分速度
为2。
算出SOC虚高容量。根据SOC虚高容量的大小控制SOC显示值以第一预设积分速度(如,第一
预设积分速度为0.2)增加,即以第一预设积分速度控制动力电池充电,直至容量偏差修正
结束。
虚低容量。根据SOC虚低容量的大小控制SOC显示值以第二预设积分速度(如,第二预设积分
速度为2)增加,即以第二预设积分速度控制动力电池充电,直至容量偏差修正结束。
校正点,完成了动力电池虚高和虚低的修正,算法简单,数据量小,精度高于传统数据模型
的修正策略。
电池单体电压确定SOC修正模式,然后,根据动力电池的SOC显示值和电池单体电压获得SOC
偏差值,并根据SOC修正模式获得SOC修正速度,最后,根据SOC偏差值和SOC修正速度控制动
力电池充电。由此,该方法通过在车辆进入在线充电模式时,对动力电池的SOC动态修正,大
大提高了修正精度,且方法简单,数据量小,同时提高了车辆运行的可靠性。
修正模式。获得模块30根据动力电池的SOC显示值和电池单体电压获得SOC偏差值,并根据
SOC修正模式获得SOC修正速度。控制模块40用于根据SOC偏差值和SOC修正速度控制动力电
池充电。
体电压,根据最高单体电压计算动力电池的第一SOC实际值,根据最低单体电压计算动力电
池的第二SOC实际值,判断最高单体电压是否小于等于第一单体电压阈值且SOC显示值与第
一SOC实际值的SOC差值是否超过第一阈值,其中,如果是,则进入SOC虚高修正模式;如果
否,则进一步判断最低单体电压是否大于等于第二单体电压阈值且第二SOC实际值与SOC显
示值的SOC差值是否超过第二阈值,如果是,则进入SOC虚低修正模式。
计算第一SOC实际值与SOC显示值的差以获得第一SOC差值,根据第一SOC差值和动力电池的
可用容量计算SOC虚高容量,以及控制SOC显示值以第一预设积分速度增加,其中,0<第一
预设积分速度<1,或者,在SOC虚低修正模式下,计算第二SOC实际值与SOC显示值的差以获
得第二SOC差值,根据第二SOC差值和动力电池的可用容量计算SOC虚低容量,以及控制SOC
显示值以第二预设积分速度增加,其中,第二预设积分速度>1。
电流范围且持续达到预设时间时,控制车辆进入在线充电模式。
SOC显示值和电池单体电压确定SOC修正模式,获得模块根据动力电池的SOC显示值和电池
单体电压获得SOC偏差值,并根据SOC修正模式获得SOC修正速度,控制模块根据SOC偏差值
和SOC修正速度控制动力电池充电。由此,该装置通过在车辆进入在线充电模式时,对动力
电池的SOC动态修正,大大提高了修正精度,且方法简单,数据量小,同时提高了车辆运行的
可靠性。
靠性。
系统110分别与动力电池120和电机系统130相连,动力电池的SOC修正装置140与动力电池
120相连。
时提高了车辆运行的可靠性。
分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺
序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明
的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执
行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设
备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传
输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装
置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电
连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器
(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存
储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的
介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其
他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下
列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路
的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场
可编程门阵列(FPGA)等。
质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“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。
部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
实施例进行变化、修改、替换和变型。