磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法及装置与流程

    技术2025-11-13  4


    本技术涉及电池,尤其涉及一种磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法及装置、电子设备、存储介质和程序产品。


    背景技术:

    1、节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

    2、近年来,随着电动汽车的快速发展,锂电池凭借自身优势被广泛应用。磷酸铁锂电池的荷电状态的准确与否直接影响着电池的工作状态、使用寿命和安全性能等指标,因此,亟需一种能够提升估算精度的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,这对磷酸铁锂电池的实际应用具有重大意义。


    技术实现思路

    1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术的一个目的在于提出一种磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法及装置、电子设备、存储介质和程序产品,以有效增加soc(state of charge,荷电状态)修正机会,提升磷酸铁锂电池荷电状态的估算精度。

    2、本技术第一方面的实施例提供一种磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,包括:获取当前时段的温度和当前时段的电流下的soc-ocv(open circuit voltage,开路电压)曲线;基于soc-ocv曲线的荷电状态,确定soc-ocv曲线的校正点;以及基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在校正点对soc-ocv曲线进行校正,更新soc-ocv曲线。

    3、本技术实施例的技术方案中,基于磷酸铁锂电池当前时段的soc-ocv曲线的荷电状态确定校正点,并基于当前时段的温度和电流的组合在校正点对soc-ocv曲线进行校正,从而能够增加soc的修正机会,提升磷酸铁锂电池荷电状态的估算精度,从而保证电池的工作状态、使用寿命和安全性能。

    4、在一些实施例中,获取当前时段的温度和当前时段的电流下的soc-ocv曲线包括:获取当前时段的温度和当前时段的电流下的当前时段的电压;对当前时段的电流和当前时段的电压进行滤波,确定降噪后的电流和降噪后的电压;以及基于降噪后的电流和降噪后的电压,确定soc-ocv曲线。通过对电流和电压进行滤波降噪,可以降低采集到的电流和电压数据中的干扰,使数据随时间的变化更加平滑,这样得到的电流和电压数据更为准确,从而能够使得后续的磷酸铁锂电池荷电状态的估算结果更接近真实值。

    5、在一些实施例中,对电流和电压进行滤波,确定降噪后的电流和降噪后的电压,包括:获取至少上一个时段的电流和至少上一个时段的电压;对当前时段的电流和至少上一时段的电流进行融合以确定降噪后的电流;以及对当前时段的电压和至少上一时段的电压进行融合以确定降噪后的电压。通过对电流和电压针对当前时段之前的至少一个时段进行融合,能够进一步避免高频信号和脉冲信号对soc-ocv曲线的拟合结果带来扰动,使数据随时间的变化更加平滑,从而能够使得后续的磷酸铁锂电池荷电状态的估算结果更接近真实值,提升了soc修正的鲁棒性以及准确性。

    6、在一些实施例中,基于soc-ocv曲线的荷电状态,确定soc-ocv曲线的校正点,包括:对soc-ocv曲线进行微分,确定电压微分曲线;以及基于电压微分曲线在预设荷电状态区间内的电压微分峰,确定校正点。通过对soc-ocv曲线进行微分处理,能够在预设荷电状态区间,获取电压微分曲线的电压微分峰,这样在soc-ocv曲线的平台区中也能够基于电压微分峰准确识别相应的校正点,从而能够实现在soc-ocv曲线的平台区对荷电状态(soc)进行校正,增加校正机会,提升soc的估算精度。

    7、在一些实施例中,对soc-ocv曲线进行微分,确定电压微分曲线,包括:获取固定电压增量和与固定电压增量对应的时间增量;以及基于固定电压增量和时间增量,对soc-ocv曲线进行微分,确定电压微分曲线。通过对磷酸铁锂电池的soc-ocv曲线进行微分,得到对应的电压微分曲线,能够有利于在中段较大的平台区范围内获取到电压区分度相对较大的点,并将其作为电池soc校正的时机,实现对soc的动态校正。

    8、在一些实施例中,预设荷电状态区间包括第一平台区以下的第一荷电状态区间,校正点包括第一校正点,第一平台区为电压微分曲线中电压微分数值小于第一预设值的连续区域;基于电压微分曲线在预设荷电状态区间内的电压微分峰,确定校正点,包括:在第一荷电状态区间内,基于第一荷电状态区间内的第一电压微分峰的位置,确定第一校正点。通过将第一荷电状态区间内电压微分值最大的点确定为第一校正点,能够在电压区分度尽量大的位置确定修正数值,从而提高校正的准确性。

    9、在一些实施例中,基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在校正点对soc-ocv曲线进行校正,更新soc-ocv曲线,包括:基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在第一校正点标定soc-ocv曲线的第一修正数值;以及基于第一修正数值更新soc-ocv曲线。通过基于第一荷电状态区间内的第一校正点对soc-ocv曲线进行校正,能够在电压区分度尽量大的位置确定修正数值,从而提高了校正的准确性。

    10、在一些实施例中,预设荷电状态区间包括第一平台区和第二平台区之间的第二荷电状态区间,校正点包括第二校正点,第二平台区为电压微分曲线中电压微分数值小于第二预设值的连续区域;基于电压微分曲线在预设荷电状态区间内的电压微分峰,确定校正点,包括:在第二荷电状态区间内,基于第二荷电状态区间内的第二电压微分峰的位置,确定第二校正点。针对soc-ocv曲线的平台区的两个平台区段,通过将两个平台区段之间电压微分曲线的电压微分峰确定为第二校正点,能够在电压区分度尽量大的位置进一步新增有效的校正点,从而提高了校正的准确性。

    11、在一些实施例中,基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在校正点对soc-ocv曲线进行校正,更新soc-ocv曲线,包括:基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在第二校正点标定soc-ocv曲线的第二修正数值;以及基于第二修正数值更新soc-ocv曲线。通过基于第二荷电状态区间内的第二校正点对soc-ocv曲线进行校正,能够在电压区分度尽量大的位置进一步新增有效的校正点,从而提高了校正的准确性。

    12、在一些实施例中,磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法还包括:基于当前时段的温度和当前时段的电流,在更新后的soc-ocv曲线中确定当前电压对应的soc数值。通过在更新后的soc-ocv曲线中确定当前电压对应的soc数值,能够使得估算得到的当前时段的磷酸铁锂电池荷电状态更接近真实值,从而有利于提升电池的使用安全和使用寿命。

    13、本技术第二方面的实施例提供一种磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,包括:获取模块,被配置为获取当前时段的温度和当前时段的电流下的soc-ocv曲线;计算模块,被配置为基于soc-ocv曲线的荷电状态,确定soc-ocv曲线的校正点;以及校正模块,被配置为基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在校正点对soc-ocv曲线进行校正,更新soc-ocv曲线。

    14、本技术实施例的技术方案中,基于磷酸铁锂电池当前时段的soc-ocv曲线的荷电状态确定校正点,并基于当前时段的温度和电流的组合在校正点对soc-ocv曲线进行校正,从而能够增加soc的修正机会,提升磷酸铁锂电池荷电状态的估算精度,从而保证电池的工作状态、使用寿命和安全性能。

    15、在一些实施例中,获取模块包括:获取单元,被配置为获取温度和电流下的电压;滤波单元,被配置为对电流和电压进行滤波,得到降噪后电流和电压;以及拟合单元,被配置为根据降噪后的电流和电压,得到soc-ocv曲线。

    16、在一些实施例中,获取单元还被配置为获取至少上一个时段的电流和至少上一个时段的电压;滤波单元还被配置为对当前时段的电流和至少上一时段的电流进行融合以确定降噪后的电流,以及对当前时段的电压和至少上一时段的电压进行融合以确定降噪后的电压。

    17、在一些实施例中,计算模块包括:微分单元,被配置为对soc-ocv曲线进行微分,确定电压微分曲线;以及确定单元,被配置为基于电压微分曲线在预设荷电状态区间内的电压微分峰,确定校正点。

    18、在一些实施例中,微分单元还被配置为获取固定电压增量和与固定电压增量对应的时间增量,以及基于固定电压增量和时间增量,对soc-ocv曲线进行微分,确定电压微分曲线。

    19、在一些实施例中,预设荷电状态区间包括第一平台区以下的第一荷电状态区间,校正点包括第一校正点,第一平台区为电压微分曲线中电压微分数值小于第一预设值的连续区域;并且确定单元还被配置为在第一荷电状态区间内,基于第一荷电状态区间内的第一电压微分峰的位置,确定第一校正点。

    20、在一些实施例中,校正模块还被配置为基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在第一校正点标定soc-ocv曲线的第一修正数值,以及基于第一修正数值更新soc-ocv曲线。

    21、在一些实施例中,预设荷电状态区间包括第一平台区和第二平台区之间的第二荷电状态区间,校正点包括第二校正点,第二平台区为电压微分曲线中电压微分数值小于第二预设值的连续区域;并且确定单元还被配置为在第二荷电状态区间内,基于第二荷电状态区间内的第二电压微分峰的位置,确定第二校正点。

    22、在一些实施例中,校正模块还被配置为基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在第二校正点标定soc-ocv曲线的第二修正数值;以及基于第二修正数值更新soc-ocv曲线。

    23、在一些实施例中,磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置还包括:输出模块,被配置为基于当前时段的温度和当前时段的电流,在更新后的soc-ocv曲线中确定当前电压对应的soc数值。

    24、本技术第三方面的实施例提供一种电子设备,包括存储器和处理器,存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现上述任一项的方法。

    25、本技术第四方面的实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项的方法。

    26、本技术第五方面的实施例提供一种计算机程序产品,其特征在于,包括计算机可读代码,或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质,当计算机可读代码在电子设备中运行时,电子设备中的处理器执行上述任意一项的方法。

    27、上述说明仅是本技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本技术的具体实施方式。


    技术特征:

    1.一种磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,包括:

    2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,其中,所述获取当前时段的温度和当前时段的电流下的soc-ocv曲线,包括:

    3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,其中,所述对所述电流和所述电压进行滤波,确定降噪后的电流和降噪后的电压,包括:

    4.根据权利要求1至3中任一项所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,其中,所述基于所述soc-ocv曲线的荷电状态,确定所述soc-ocv曲线的校正点,包括:

    5.根据权利要求4所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,其中,所述对所述soc-ocv曲线进行微分,确定电压微分曲线,包括:

    6.根据权利要求4或5所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,其中,所述预设荷电状态区间包括第一平台区以下的第一荷电状态区间,所述校正点包括第一校正点,所述第一平台区为所述电压微分曲线中电压微分数值小于第一预设值的连续区域;所述基于所述电压微分曲线在预设荷电状态区间内的电压微分峰,确定所述校正点,包括:

    7.根据权利要求6所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,其中,所述基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在所述校正点对所述soc-ocv曲线进行校正,更新所述soc-ocv曲线,包括:

    8.根据权利要求4至7中任一项所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,其中,所述预设荷电状态区间包括所述第一平台区和第二平台区之间的第二荷电状态区间,所述校正点包括第二校正点,所述第二平台区为所述电压微分曲线中电压微分数值小于第二预设值的连续区域;所述基于所述电压微分曲线在预设荷电状态区间内的电压微分峰,确定所述校正点,包括:

    9.根据权利要求8所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,其中,所述基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在所述校正点对所述soc-ocv曲线进行校正,更新所述soc-ocv曲线,包括:

    10.根据权利要求1至9中任一项所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法,还包括:

    11.一种磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,包括:

    12.根据权利要求11所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,其中,所述获取模块包括:

    13.根据权利要求12所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,其中,所述获取单元还被配置为获取至少上一个时段的电流和至少上一个时段的电压;所述滤波单元还被配置为对所述当前时段的电流和所述至少上一时段的电流进行融合以确定所述降噪后的电流,以及对所述当前时段的电压和所述至少上一时段的电压进行融合以确定所述降噪后的电压。

    14.根据权利要求11至13中任一项所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,其中,所述计算模块包括:

    15.根据权利要求14所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,其中,所述微分单元还被配置为获取固定电压增量和与所述固定电压增量对应的时间增量,以及基于所述固定电压增量和所述时间增量,对所述soc-ocv曲线进行微分,确定所述电压微分曲线。

    16.根据权利要求14或15所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,其中,所述预设荷电状态区间包括第一平台区以下的第一荷电状态区间,所述校正点包括第一校正点,所述第一平台区为所述电压微分曲线中电压微分数值小于第一预设值的连续区域;并且

    17.根据权利要求16所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,其中,所述校正模块还被配置为基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在所述第一校正点标定所述soc-ocv曲线的第一修正数值,以及基于所述第一修正数值更新所述soc-ocv曲线。

    18.根据权利要求14至17中任一项所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,其中,所述预设荷电状态区间包括所述第一平台区和第二平台区之间的第二荷电状态区间,所述校正点包括第二校正点,所述第二平台区为所述电压微分曲线中电压微分数值小于第二预设值的连续区域;并且

    19.根据权利要求18所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,其中,所述校正模块还被配置为基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在所述第二校正点标定所述soc-ocv曲线的第二修正数值;以及基于所述第二修正数值更新所述soc-ocv曲线。

    20.根据权利要求11至19中任一项所述的磷酸铁锂电池荷电状态的估算装置,还包括:

    21.一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序,其中,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至10中任一项所述的方法。

    22.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法。

    23.一种计算机程序产品,包括计算机可读代码,或者承载有计算机可读代码的非易失性计算机可读存储介质,当所述计算机可读代码在电子设备中运行时,所述电子设备中的处理器执行权利要求1至10中任一项所述的方法。


    技术总结
    本申请提供一种磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法及装置,该磷酸铁锂电池荷电状态的估算方法的实现方案为:获取当前时段的温度和当前时段的电流下的SOC‑OCV曲线;基于SOC‑OCV曲线的荷电状态,确定SOC‑OCV曲线的校正点;以及基于至少一种温度和至少一种电流的组合,在校正点对SOC‑OCV曲线进行校正,更新SOC‑OCV曲线。

    技术研发人员:梁旭,张世昌,谢延敏,袁柱,黄珊,黄磊,李海力
    受保护的技术使用者:宁德时代新能源科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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