(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210481839.6 (22)申请日 2022.05.05 (71)申请人 杭州科工电子科技有限公司 地址 310012 浙江省杭州市西湖区三墩镇 金蓬街358号1幢201室 (72)发明人 刘爱华　宋欣民　王荣强　周建军　 (74)专利代理 机构 杭州信与义专利代理有限公 司 33450 专利代理师 丁浩 (51)Int.Cl. G01R 31/382(2019.01) G01R 31/3842(2019.01) G01R 31/389(2019.01) G01R 31/367(2019.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 电池荷电状态在线 诊断方法 (57)摘要 本发明公开了一种电池荷电状态在线诊断 方法， 利用电池离线测试数据和BMS电池管理系 统在线采集的 电池电压、 电流、 温度和SOC数据， 通过数据标准化、 平面曲线比较等方法获取电池 电压平台区间内特征点的荷电状态， 实现了对电 池荷电状态的在线校准， 且计算复杂度不高， 减 少了对芯片算力的依赖， 在兼顾计算效率的同时 确保了SOC校正结果的准确度。 权利要求书3页 说明书7页 附图7页 CN 114740376 A 2022.07.12 CN 114740376 A 1.一种电池荷电状态在线 诊断方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1， 获取离线状态下对电池测试的不同温度T、 不同电流I下的电压U与SOC的第一 曲线簇数据； 步骤S2， 对步骤S1获得的每个所述电压U进行标准化处理， 得到落入数值区间[0， 1]内 的标准化后的电压Us， 然后生成Us与SOC的第二曲线簇数据； 步骤S3， 在同一平面直角坐标系内， 基于所述第二曲线簇数据 绘制曲线(Us～SOC)T， I和 曲线(SOC～Us)T， I； 步骤S4， 计算同一平面坐标系内的所述曲线(Us～SOC)T， I和所述曲线(SOC～Us)T， I中的 对称离散点间的距离dij， 得到距离矩阵{dij}1×n， i表示所述曲线(Us～SOC)T， I中的第i个所 述离散点； j表示所述曲线(SOC～Us)T， I中与离散点i具有对称关系的第j个离散点， n表示所 述曲线(Us～SOC)T， I中具有对称关系的离 散点的数量； 步骤S5， 以步骤S4计算得到的所述距离矩阵{dij}1×n中的每个所述距离 dij与dij对应的 步骤S1获取的SOC为数据点， 绘制对应温度T、 对应电流 I下的曲线(SOC～dij)T， I； 步骤S6， 对所述曲线(SOC～dij)T， I进行多项式拟合得到所述曲线(SOC～dij)T， I对应的趋 势线， 然后从所述趋势线中寻找出全部极值点， 记为(SOCm， dijm)I， 2×p， SOCm、 dijm分别表示所 述趋势线 上的第m个极值点的横轴坐标值和纵轴坐标值， p表示所述趋势线上的极值点的数 量； 步骤S7， 根据每个所述极值点的(SOCm， dijm)数据对与对应的所述电压Us， 构造SOC修正 特征空间点 集， 记为(Us， m， SOCm， dijm)I， 3×p， Us， m表示第m个所述极值 点对应的所述电压Us； 步骤S8， 在所述电池充电或放电的t时刻， 实时获取 电池电压U(t)、 电流I(t)、 温度T (t)， 并计 算SOC(t)， 然后根据步骤S2 ‑S3提供的计算所述距离dij的方法， 计算得到在所述电 流I(t)下所述电压U(t)对应的距离d(t)； 步骤S9， 根据d(t)以及t ‑1时刻的电池电压U(t ‑1)对应的d(t ‑1)、 t‑2时刻的电池电压U (t‑2)对应的d(t ‑2)， 判断d(t)是否随时间变化发生 转变， 若是， 则计算d(t)与集合{dijm}I， 1×p中的每个dijm的距离D， 得到集合{D}1×p， 并将{D}1×p 中的最小值dmin对应的SOCmin作为SOC(t)的校准值对SOC(t)进行更新校正， SOCmin∈ (SOCm)I， 1×p； 若否， 则不对SOC(t)进行 校正。 2.根据权利要求1所述的 电池荷电状态在线诊断方法， 其特征在于， 步骤S2中， 通过以 下公式(1)对每 个所述电压U 进行标准化处理： 公式(1)中， Ucut， min表示所述电池的放电下限电压； Ucut， max表示所述电池的充电上限电压 。 3.根据权利要求1所述的电池荷电状态在线诊断方法， 其特征在于， 步骤S4中， 距离dij 通过以下公式(2)计算而得： 公式(2)中， xi表示所述曲线(Us～SOC)T， I中的离散点i的横坐标的坐标值；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114740376 A 2yj表示所述 曲线(SOC～Us)T， I中与所述离散点i具有对称关系的离散点j的纵坐标的坐 标值。 4.根据权利要求1所述的 电池荷电状态在线诊断方法， 其特征在于， 步骤S6中， 通过以 下公式(3)进行多 项式拟合得到所述曲线(SOC～dij)T， I对应的所述趋势线： y＝k0+k1·x+k2·x2+k3·x3+k4·x4+k5·x5+k6·x6公式(3) 公式(3)中， y表示距离dij； x表示SOC； k0、 k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6表示拟合公式的系数。 5.根据权利要求4所述的 电池荷电状态在线诊断方法， 其特征在于， 步骤S6中， 采用稳 健回归的迭代重加权最小二乘法估计拟合公式系数k0、 k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6， 计算步骤如下： 步骤S61,建立 最小化误差函数E,计算方法见公式(4)； 步骤S62,引入距离 权值wi， 见公式(5)； 步骤S63,分别对系数k0、 k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6求偏导， 见公式(6)至公式(12)； 步骤S64,将公式(6)至公式(12)变 换为矩阵形式求出系数k0、 k1、 k2、 k3、 k4、 k5、 k6， 计算方 法见公式(13)；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114740376 A 3