鋰電池系統在線主動動態標定裝置、方法及存儲介質制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置、方法及存儲介質，具體的，通過設計可以對獨立的電池串或者單體電池進行充放電控制的架構，配合可以設計的頭部標定和尾部標定的充放電過程，可以實現電池串或者單體電池在不進行拆卸時即可完成在線主動標定，得到通過在線方式更加準確的實際工況下的電池數據，從而低成本地得到更多的電池在實際工況下的測試集數據，整體提高電池容量預測AI模型的發展。展。展。

【技術實現步驟摘要】
鋰電池系統在線主動動態標定裝置、方法及存儲介質


[0001]本專利技術涉及鋰電池系統容量標定
，尤其是涉及一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置、方法及存儲介質。

技術介紹

[0002]電池系統在線運行中由于工藝、老化等原因，單體差異逐漸增加。現有面向電池系統的充放電策略往往以最大和最小截止電壓來控制充放電周期的結束，而不一致性問題導致部分單體在電池系統的運行周期內無法達到最大電池容量，荷電狀態無法準確估計。同時，電池系統實際運行時其充放電模式與標準充放電模式往往存在差異，因此基于充電電量和放電電量測算的電池容量估計與真實的電池容量存在差異。此外，系統荷電狀態的估計方法因累計誤差問題，隨老化過程，估計誤差逐漸增大，可靠性無法保證。這些因素共同導致在線運行的電池系統無法獲取其真實狀態，難以為基于數據驅動的智能評估方法提供帶有標定的可學習數據集，大大限制了數據模型在電池系統中的推廣和應用。
[0003]電池的健康狀態可由特定充放條件下的電壓曲線來衡量。但實際運行系統往往無法提供固定的充放條件，如恒流、恒溫。同時由于電池系統的不一致性，充放電過程中電池單體的電壓范圍不一致，使得大部分電池單體的電壓曲線不完整。因此在線系統無法獲得每個單體的能夠用來直接衡量電池健康狀態的充放電過程。
[0004]針對上述問題，獲取電池系統中單體的近似標準的運行曲線可以實現電池的在線標定。現有一類通過外接電池容量檢測電路來檢測電池容量的方法。包括升壓電路、檢測電路、電壓控制電路與容量測量電路，每個電路由相應的具體支路組成。可以檢測待檢電池的輸出電流，并將輸出電流轉化為輸出電壓發送至電壓控制電路。電壓控制電路接收輸出電壓，并判斷輸出電壓是否小于預設電壓，若輸出電壓小于預設電壓，則生成升壓控制信號并發送至升壓電路，升壓電路根據升壓控制信號提高待檢測電池的輸出電壓，電壓吸收支路保證待檢測電池維持恒定的電流輸出。容量測量電路計算待檢測電池的放電時間，并根據輸出電流和放電時間計算待檢測電池的容量，實現對蓄電池的化學能的直接測量，同時可以通過電壓控制電路對輸入電壓有較寬的適應范圍，對放電電流有較強的控制能力，可以適應多種蓄電池放電要求，即一種電池容量檢測電路的設計解決方式。
[0005]另一類方法采用算法近似的方式，對電池單體或組串的SOC等系統狀態進行估算和誤差補償，雖然采用了各種策略來提升算法的近似能力，但本質上無法獲取真實的系統狀態。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的就是為了提供一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置、方法及存儲介質。
[0007]本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0008]一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置，包括：
[0009]電源變換模塊、電流控制模塊和開關陣列，所述電源變換模塊的一端連接至標定裝置電源，另一端連接至開關陣列，所述開關陣列分別連接至電池包的各電池單元，所述電流控制模塊設于電源變換模塊和開關陣列之間以控制電源變換模塊和開關陣列之間的電流，其中所述電池單元為電池串或單體電池；
[0010]電壓采集模塊，分別連接至電池包的各電池單元；
[0011]控制器，分別與電流控制模塊、開關陣列和電壓采集模塊連接，被配置為執行以下步驟：
[0012]根據目標充放電電池單元控制開關陣列中各開關的通斷；
[0013]獲取電池單元的當前電壓值、充電截止電壓和放電截止電壓，并記錄當前電壓值為初始電壓值；
[0014]判斷電池單元的當前電壓值和充電截止電壓之比與1的差的絕對值是否小于預配置的充電標定閾值參數η
end
，以及判斷當前電壓值和充電截止電壓之比與1的差的絕對值是否大于預配置的充電標定閾值參數η
end
和允許的充電過程標定范圍參數Δ
in
之差，若均為是，則執行尾部標定步驟；
[0015]判斷電池單元的當前電壓值和放電截止電壓之比與1的差的絕對值是否小于預配置的放電標定閾值參數η
start
的參數含義，以及判斷當前電壓值和放電截止電壓之比與1的差的絕對值是否大于預配置和η
start
和允許的放電過程標定范圍參數Δ
out
之差，若均為是，則執行頭部標定步驟；
[0016]尾部標定步驟：如果電池電壓低于預配置的第一設定閾值，對電池單元充電至預配置的第一設定閾值，等待第一設定時間間隔后，對該電池單元充電至充電截止電壓，并記錄充電至充電截止電壓過程中該電池單元的電壓和電流數據；如果電池電壓高于預配置的第一設定閾值，對電池單元放電至預配置的第一設定閾值，等待第一設定時間間隔后，對該電池單元充電至充電截止電壓，并記錄充電至充電截止電壓過程中該電池單元的電壓和電流數據；
[0017]頭部標定步驟：如果電池電壓高于預配置的第二設定閾值，對電池單元放電至預配置的第二設定閾值，等待第二設定時間間隔后，對該電池單元充電至第三設定閾值，并記錄充電至第三設定閾值過程中該電池單元的電壓和電流數據；如果電池電壓低于預配置的第二設定閾值，對電池單元充電至預配置的第二設定閾值，等待第二設定時間間隔后，對該電池單元充電至第三設定閾值，并記錄充電至第三設定閾值過程中該電池單元的電壓和電流數據；
[0018]基于獲取的電池單元的電壓和電流數據完成標定。
[0019]進一步的，所述對電池單元充電至預配置的第一設定閾值的過程中，采用恒流充電模式，所述對電池單元放電至預配置的第一設定閾值的過程中，采用恒流放電模式，所述對電池單元放電至預配置的第二設定閾值的過程中，采用恒流放電模式，所述對電池單元充電至預配置的第二設定閾值的過程中，采用恒流充電模式。
[0020]所述第一設定閾值為充電截止電壓和充電標定閾值參數η
end
的乘積。
[0021]所述第二設定閾值為放電截止電壓。
[0022]如此，以保證能夠獲取充電尾部過程充電至最大截止電壓整個過程中的特征點和其他完整關鍵信息，提高準確性。
[0023]進一步的，所述裝置還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器連接所述控制器；
[0024]所述尾部標定步驟還包括：記錄充電至充電截止電壓過程中該電池單元的溫度數據；
[0025]所述頭部標定步驟還包括：記錄充電至第三設定閾值過程中該電池單元的溫度數據。
[0026]本專利技術的另一方面提供了一種鋰電池系統在線主動動態標定方法，包括：
[0027]電源變換模塊、電流控制模塊和開關陣列，所述電源變換模塊的一端連接至標定裝置電源，另一端連接至開關陣列，所述開關陣列分別連接至電池包的各電池單元，所述電流控制模塊設于電源變換模塊和開關陣列之間以控制電源變換模塊和開關陣列之間的電流，其中所述電池單元為電池串或單體電池；
[0028]電壓采集模塊，分別連接至電池包的各電池單元；
[0029]控制器，分別與電流控制模塊、開關陣列和電壓采集模塊連接，被配置為執行以實現上述方法：
[0030]本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置，其特征在于，包括：電源變換模塊、電流控制模塊和開關陣列，所述電源變換模塊的一端連接至標定裝置電源，另一端連接至開關陣列，所述開關陣列分別連接至電池包的各電池單元，所述電流控制模塊設于電源變換模塊和開關陣列之間以控制電源變換模塊和開關陣列之間的電流，其中所述電池單元為電池串或單體電池；電壓采集模塊，分別連接至電池包的各電池單元；控制器，分別與電流控制模塊、開關陣列和電壓采集模塊連接，被配置為執行以下步驟：根據目標充放電電池單元控制開關陣列中各開關的通斷；獲取電池單元的當前電壓值、充電截止電壓和放電截止電壓，并記錄當前電壓值為初始電壓值；判斷電池單元的當前電壓值和充電截止電壓之比是否小于預配置的充電標定閾值參數η
end
，以及判斷當前電壓值和充電截止電壓之比是否大于預配置的充電標定閾值參數η
end
和允許的充電過程標定范圍參數Δ
in
之差，若均為是，則執行尾部標定步驟；判斷電池單元的當前電壓值和放電截止電壓之比是否小于預配置的放電標定閾值參數η
start
的參數含義，以及判斷當前電壓值和放電截止電壓之比是否大于預配置和η
start
和允許的放電過程標定范圍參數Δ
out
之差，若均為是，則執行頭部標定步驟；尾部標定步驟：對電池單元充電或放電至預配置的第一設定閾值，等待第一設定時間間隔后，對該電池單元充電至充電截止電壓，并記錄充電至充電截止電壓過程中該電池單元的電壓和電流數據；頭部標定步驟：對電池單元放電或充電至預配置的第二設定閾值，等待第二設定時間間隔后，對該電池單元充電至第三設定閾值，并記錄充電至第三設定閾值過程中該電池單元的電壓和電流數據；基于獲取的電池單元的電壓和電流數據完成標定。2.根據權利要求1所述的一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置，其特征在于，所述對電池單元充電或放電至預配置的第一設定閾值的過程中，放電過程采用恒流放電模式，充電過程采用恒流充電模式；采用恒流充電或恒流放電模式，所述對電池單元放電至預配置的第二設定閾值的過程中，采用恒流放電模式。3.根據權利要求1所述的一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置，其特征在于，所述第一設定閾值為充電截止電壓和充電標定閾值參數η
end
的乘積。4.根據權利要求1所述的一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置，其特征在于，所述第二設定閾值為放電截止電壓。5.根據權利要求1所述的一種鋰電池系統在線主動動態標定裝置，其特征在于，所述裝置還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器連接所述控制器；所述尾部標定步驟還包括：記錄充電至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙玲玲，韓競科，
申請(專利權)人：江蘇博強新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：