CN104714182A - 一种确定电池荷电状态值的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种确定电池荷电状态值的方法，该方法包括：分别获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表以及放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；检测电池当前状态，并获得在静置状态下的开路电压，该状态包括充电状态和放电状态；当电池为充电状态时，根据充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定开路电压所对应的值作为电池的电池荷电状态值；当电池为放电状态时，根据放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定开路电压所对应的值作为电池的电池荷电状态值。本发明实施例还公开了一种确定电池荷电状态值的系统。实施本发明实施例有利于对电池荷电状态估算进行修正，达到提高电池荷电状态估算精度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种确定电池荷电状态值的方法和系统。
背景技术
当前常用查表修正的方法对电池荷电状态进行估算。该方法采用电池荷电状态（state of charge，SOC）与电动势（electromotive force，EMF）之间有一一对应关系，建立起电池荷电状态（SOC）与电动势（EMF）的一张二维关系表格。因此，通过测得的电动势（EMF）来查询二维表格，即可得到电池荷电状态（SOC）值。由于电动势（EMF）的获得需要电池处于绝对静态时候开路测量，测量要求较高，较难获得，因此，常常用电池的开路电压（Open circuit voltage，OCV）替代电动势（EMF）。
该方法是电池在放电状态下，首先取不同电池荷电状态（SOC）点并分别测试得到电池静置状态下的开路电压（OCV）值，根据电池荷电状态（SOC）和开路电压（OCV）建立电压-荷电状态值参考查询表和电压-荷电状态曲线。
发明人发现，该方法只适用于电池处于放电状态下，缺点在于：由于在没有区分电池的工作状态下建立电池的电压-荷电状态值参考查询表，当电池处于充电状态时，只能通过查询放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表来确定电池荷电状态，从而造成电池荷电状态值估算误差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种确定电池荷电状态值的方法和系统，可以解决在电池荷电状态估算的查表修正过程中，由于在没有区分电池的工作状态下建立电池的电压-荷电状态值参考查询表，并通过查询该表来确定电池荷电状态，从而造成电池荷电状态值估算误差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种确定电池荷电状态值的方法，所述方法包括以下步骤：
获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表以及放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
检测所述电池当前状态，并获得所述电池在静置状态下的开路电压，所述状态包括充电状态和放电状态；
当所述电池当前状态为充电状态时，根据所述充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值；
当所述电池当前状态为放电状态时，根据所述放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值。
其中，所述获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表的步骤具体为：
检测所述电池的荷电状态；
当所述电池荷电状态值为0时，使所述电池开始充电；
在所述电池的充电过程中，分别测定所述电池静置状态下，所述电池荷电状态值每上升一数值对应的每一开路电压，直至所述电池荷电状态值为100，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；
根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的充电曲线，并根据所述电压-荷电状态值的充电曲线获得对应的所述电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。
其中，所述获得电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表的步骤具体为：
检测所述电池的荷电状态；
当所述电池荷电状态值为100时，测定所述电池静置状态下的开路电压，并使所述电池开始放电；
在所述电池的放电过程中，分别测定所述电池静置状态下，所述电池荷电状态值每下降一数值对应的每一开路电压，直至所述电池荷电状态值为0，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；
根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的放电曲线，并根据所述电压-荷电状态值的放电曲线获得对应的所述电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。
本发明实施例还提供了一种确定电池荷电状态值的系统，所述系统包括：获取单元、检测单元、第一确定单元和第二确定单元；其中，
所述获得单元，用于分别获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表以及放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
所述检测单元，用于检测所述电池当前状态，并获得所述电池在静置状态下的开路电压，所述状态包括充电状态和放电状态；
所述第一确定单元，用于当所述电池当前状态为充电状态时，根据所述充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值；
所述第二确定单元，用于当所述电池当前状态为放电状态时，根据所述放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值。
其中，所述获取单元包括：第一获取模块和第二获取模块；
所述第一获取模块，用于检测所述电池的荷电状态；当所述电池荷电状态值为0时，使所述电池开始充电；在所述电池的充电过程中，分别测定所述电池静置状态下，所述电池荷电状态值每上升一数值对应的每一开路电压，直至所述电池荷电状态值为100，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的充电曲线，并根据所述电压-荷电状态值的充电曲线获得对应的所述电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
所述第二获取模块，用于检测所述电池的荷电状态；当所述电池荷电状态值为100时，测定所述电池静置状态下的开路电压，并使所述电池开始放电；在所述电池的放电过程中，分别测定所述电池静置状态下，所述电池荷电状态值每下降一数值对应的每一开路电压，直至所述电池荷电状态值为0，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的放电曲线，并根据所述电压-荷电状态值的放电曲线获得对应的所述电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。
在本发明实施例中，用查表修正的方法对电池荷电状态进行估算时，分别获得电池在充电状态下和放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表，之后判别电池的当前状态，并根据电池的状态以及电池在静置状态下所测定的开路电压，查询电池相应状态下的电压-荷电状态值参考查询表来确定对应的电池荷电状态值。实施本发明实施例，有利于对电池荷电状态估算进行修正，达到提高电池荷电状态估算精度的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为电池充放电过程的OCV-SOC的曲线分布图；
图2为电池充放电过程的OCV差异的曲线分布图；
图3为本发明实施例提供的确定电池荷电状态值的方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的确定电池荷电状态值的系统的结构示意图；
图5为图4中获取单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在常用查表修正的方法中的二维关系表格通常是在没有区分电池的工作状态（是充电状态还是放电状态）下建立起来的，因此查询时也就没有区分电池的工作状态，从而造成电池荷电状态估算存在误差。该方法的缺点在于：其一，因为该表的获得方法采用的是通过放电依次获得各个电池荷电状态（SOC）值及其相应的开路电压（OCV），而忽略了如果电池在充电状态下，获得的各个电池荷电状态（SOC）值对应的开路电压（OCV），所以在相同电池荷电状态（SOC）值时，电池的两种工作状态所对应的开路电压（OCV）存在差异，这种差异现象称作“充放电滞回现象”，如图1所示，其中，曲线1为充电状态，曲线2为放电状态；其二，因为在查表前也没有区分电池的工作状态，所以获取的电池荷电状态存在误差，例如：通过查表可以发现在同一电池荷电状态（SOC）值对应的开路电压（OCV）最大可以相差17mv，如图2所示。
因此在本发明实施例中，提出一种确定电池荷电状态值的方法，如图3所示，所述方法包括以下步骤：
步骤S301、获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表以及放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
用查表修正的方法对电池荷电状态进行估算时，获得电池在充电状态下和放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。
在获得在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表的过程中，首先检测电池的荷电状态，当电池荷电状态值为0时（即SOC为0%），使电池开始充电；其次，在电池的充电过程中，分别测定电池静置状态下，电池荷电状态值每上升一数值对应的每一开路电压，直至电池荷电状态值为100（即SOC为100%），得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；最后，根据这些多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的充电曲线，并根据电压-荷电状态值的充电曲线获得对应的电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。其中，数值为正数，可以为固定数值，也可以选择变化的数值，但是数值的大小不能超过10，且越小越好。
例如：步骤a、检测电池的荷电状态，当SOC为0%时，电池开始充电；步骤b、以小电流充电至某间隔的SOC1点，静置后记录OCV1值；步骤c、以小电流充电至同样间隔（或不同样间隔）的SOC2点，静置后记录OCV2值；重复上述步骤，记录SOCn和OCVn值，直到电池充满，即SOC为100%；将上述获得的所有SOC值和OCV值建立一张关联的二维参考查询表和曲线，即电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表和曲线。其中，SOC间隔点可任意选取，且越小越好。
在获得在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表的过程中，首先检测电池的荷电状态，当电池荷电状态值为100时（即SOC为100%），测定此时电池静置状态下的开路电压，并使电池开始放电；其次，在电池的放电过程中，分别测定电池静置状态下，电池荷电状态值每下降一数值对应的每一开路电压，直至电池荷电状态值为0（即SOC为0%），得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；最后，根据这些多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的放电曲线，并根据电压-荷电状态值的放电曲线获得对应的电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。其中，数值为正数，可以为固定数值，也可以选择变化的数值，但是数值的大小不能超过10，且越小越好。
例如：步骤a、检测电池的荷电状态，当SOC为100%时，测定此时电池静置状态下的开路电压，并使电池开始放电；步骤b、以小电流放电至某间隔的SOC1点，静置后记录OCV1值；步骤c、以小电流放电至同样间隔（或不同样间隔）的SOC2点，静置后记录OCV2值；重复上述步骤，记录SOCn和OCVn值，直到电池放电至SOC为0%；将上述获得的所有SOC值和OCV值建立一张关联的二维参考查询表和曲线，即电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表和曲线。其中，SOC间隔点也可任意选取，且越小越好。
步骤S302、检测所述电池当前状态，并获得所述电池在静置状态下的开路电压，所述状态包括充电状态和放电状态。
步骤S303、当所述电池当前状态为充电状态时，根据所述充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值；
电池当前状态为充电状态时，根据步骤302获得的OCV值，在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表中查找该OCV值对应的SOC值，并将上述查找到的对应的SOC值作为当前SOC值。
步骤S304、当所述电池当前状态为放电状态时，根据所述放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值；
电池当前状态为放电状态时，根据步骤302获得的OCV值，在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表中查找该OCV值对应的SOC值，并将上述查找到的对应的SOC值作为当前SOC值。
在本发明实施例中，用查表修正的方法对电池荷电状态进行估算时，分别获得电池在充电状态下和放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表，之后判别电池的当前状态，并根据电池的状态以及电池在静置状态下所测定的开路电压，查询电池相应状态下的电压-荷电状态值参考查询表来确定对应的电池荷电状态值。实施本发明实施例，有利于对电池荷电状态估算进行修正，达到提高电池荷电状态估算精度的目的。
如图4所述，本发明实施例中，还提出一种确定电池荷电状态值的系统，该系统包括：获取单元410、检测单元420、第一确定单元430和第二确定单元440；其中，
获取单元410，用于获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表以及放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
检测单元420，用于检测电池当前状态，并获得所述电池在静置状态下的开路电压，该状态包括充电状态和放电状态；
第一确定单元430，用于当所述电池当前状态为充电状态时，根据所述充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值；
第二确定单元440，用于当所述电池当前状态为放电状态时，根据所述放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值。
更进一步的，所述获取单元410包括：第一获取模块4101和第二获取模块4102；
第一获取模块4101，用于检测电池的荷电状态；当电池荷电状态值为0时，使电池开始充电；在电池的充电过程中，分别测定电池静置状态下，电池荷电状态值每上升一数值对应的每一开路电压，直至电池荷电状态值为100，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的充电曲线，并根据电压-荷电状态值的充电曲线获得对应的电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
第二获取模块4102，用于检测电池的荷电状态；当电池荷电状态值为100时，测定电池静置状态下的开路电压，并使电池开始放电；在电池的放电过程中，分别测定电池静置状态下，电池荷电状态值每下降一数值对应的每一开路电压，直至电池荷电状态值为0，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的放电曲线，并根据电压-荷电状态值的放电曲线获得对应的电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。
在本发明实施例中，确定电池荷电状态值的系统首先在获取单元410中获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表以及放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；其次通过检测单元420检测电池当前状态，确定其当前状态，并获得电池在静置状态下的开路电压；然后判别电池当前状态，当电池当前状态为充电状态时，在第一确定单元430中根据充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定该开路电压所对应的电池荷电状态值作为电池的电池荷电状态值，否则，在第二确定单元440中根据放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定开路电压所对应的电池荷电状态值作为电池的电池荷电状态值。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个系统单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种确定电池荷电状态值的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表以及放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
检测所述电池当前状态，并获得所述电池在静置状态下的开路电压，所述状态包括充电状态和放电状态；
当所述电池当前状态为充电状态时，根据所述充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值；
当所述电池当前状态为放电状态时，根据所述放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表的步骤具体为：
检测所述电池的荷电状态；
当所述电池荷电状态值为0时，使所述电池开始充电；
在所述电池的充电过程中，分别测定所述电池静置状态下，所述电池荷电状态值每上升一数值对应的每一开路电压，直至所述电池荷电状态值为100，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；
根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的充电曲线，并根据所述电压-荷电状态值的充电曲线获得对应的所述电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表的步骤具体为：
检测所述电池的荷电状态；
当所述电池荷电状态值为100时，测定所述电池静置状态下的开路电压，并使所述电池开始放电；
在所述电池的放电过程中，分别测定所述电池静置状态下，所述电池荷电状态值每下降一数值对应的每一开路电压，直至所述电池荷电状态值为0，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；
根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的放电曲线，并根据所述电压-荷电状态值的放电曲线获得对应的所述电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。
4.一种确定电池荷电状态值的方法的系统，其特征在于，所述系统包括：获取单元、检测单元、第一确定单元和第二确定单元；其中，
所述获取单元，用于获得电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表以及放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
所述检测单元，用于检测所述电池当前状态，并获得所述电池在静置状态下的开路电压，所述状态包括充电状态和放电状态；
所述第一确定单元，用于当所述电池当前状态为充电状态时，根据所述充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值；
所述第二确定单元，用于当所述电池当前状态为放电状态时，根据所述放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表确定所述开路电压所对应的电池荷电状态值作为所述电池的电池荷电状态值。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述获取单元包括：第一获取模块和第二获取模块；
所述第一获取模块，用于检测所述电池的荷电状态；当所述电池荷电状态值为0时，使所述电池开始充电；在所述电池的充电过程中，分别测定所述电池静置状态下，所述电池荷电状态值每上升一数值对应的每一开路电压，直至所述电池荷电状态值为100，得到多个电池荷电状态值以及多干个对应的开路电压；根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的充电曲线，并根据所述电压-荷电状态值的充电曲线获得对应的所述电池在充电状态下的电压-荷电状态值参考查询表；
所述第二获取模块，用于检测所述电池的荷电状态；当所述电池荷电状态值为100时，测定所述电池静置状态下的开路电压，并使所述电池开始放电；在所述电池的放电过程中，分别测定所述电池静置状态下，所述电池荷电状态值每下降一数值对应的每一开路电压，直至所述电池荷电状态值为0，得到多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压；根据所述多个电池荷电状态值以及多个对应的开路电压，绘制电压-荷电状态值的放电曲线，并根据所述电压-荷电状态值的放电曲线获得对应的所述电池在放电状态下的电压-荷电状态值参考查询表。
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