(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 202111584761.2 (22)申请日 2021.12.2 2 (71)申请人 青岛乾程科技股份有限公司 地址 266061 山东省青岛市崂山区科 苑纬 一路1号国际创新园A栋8楼 (72)发明人 孙伟　彭明利　武玉娟　孙凡　 刘建垒　单宝华　李吉林　张宇菲　 张连霞　 (74)专利代理 机构 山东重诺律师事务所 372 28 专利代理师 贾巍超 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 应用于户用储能的充电剩余时间估算方法、 电路及系统 (57)摘要 本发明涉及应用于户用储能的充电剩余时 间估算方法、 电路模块及系统、 方法， 本发明针对 分段进行的恒流充电系统， 提供了每段充电时间 提前预估值， 根据初始阶段稳定的充电电流， 等 比例校正整个充电剩余时间， 优化每次充电因电 流不同， 而导 致充电时间变化的问题。 权利要求书4页 说明书5页 附图9页 CN 114444261 A 2022.05.06 CN 114444261 A 1.一种应用于户用储能的充电剩余时间估算方法， 其特 征在于： 步骤如下： S1， 初始化所采用电池的SOC ‑OCV参数表， 形成[ SOC,OCV]表； S2， 初始化充电数据， 根据不同环境温度T、 不同S OC下对应的各恒流充电的充电倍率C， 形成[T,SOC,C]表； S3， 计算当前S1的电池的可用总容量Qa＝Qr·SOH， 其中Qa是电池当前可用总容量， Qr是 电池额定容 量， SOH是电池老化寿命， 即 当前容量剩余衰减率； S4， 根据当前 单体电压值， 查找[ SOC,OCV]表， 确定当前剩余电量， 记作SOCp； S5.根据步骤S4的SOCp、 S2的[T,SOC,C]表， 确定电池各恒流阶段的充电电量Qx， 充电倍 率Cx， x∈[s,n]， s∈[1,n]， n是[T,SOC,C]表中总的充电分段数量， s是[T,SOC,C]中剩余的 充电分段 数量； S6.计算充电第一阶段剩余时间Ts， S7.计算剩余各恒流充电阶段理论充电剩余时间Tx总的理论充电时间Td； 其中， S8 .根据电池充电起始的实际充电倍率Ca， 修正理论充电时间Td′； 其中 ， Cs是第一阶段充电理论 倍率； S9.当出现故障引起充电电流变化， 会影响充电剩余时间， 因此， 流率设为ε， 0≤ε≤1， 修正理论充电时间Td″， 其中， 0＜ ε， 当 ε＝0时， 充电结束， 充电剩余时间Td″＝0； S10.根据降流率ε， 根据公式(4)动态调整充电时间Td″， 防止充电剩余时间忽多忽少跳 变； S11.根据恒流段结束时的充电电流Cn、 电芯温度Tem， 查询该电池的[C,Tem,T2]表， 采用 线性插值法估算出末端降流段的充电剩余时间T2， ； S13.根据步骤S9的理论充电时间Td″及步骤S11的充电剩余时间T2， 计算总的剩余充电 时间为Td″+T2； S14.每次充电过程中， 根据记录值自学习[Cn,Tem,T2]， [Cn,Tem,Q2]形成动态规则库， 便 于后续充电查表。 2.根据权利要求1所述的应用于户用储能的充电剩余 时间估算方法， 其特征在于： 对于 充电末端剩余 容量及充电时间的计算方法； 在S14中， 根据模糊算法， 需要训练规则、 归纳[Cn,Tem,T2]， [Cn,Tem,Q2]； 其中， S14.1， 进 行降流阶段判断； 如果是， 则执行S14.2A， 首先， 查询降流前电芯Tem， 恒流Cn； 然后， 通过电流积分计算充 电容量， 计时充电时间； 其次， 当充电完成， 满充， 存储本次计算的[Cn,Tem,T2]， [Cn,Tem,Q2]， 当未满充 而充电结束， 则丢弃本次计算的[Cn,Tem,T2]， [Cn,Tem,Q2]；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114444261 A 2否则， 执行S14.2B； 首先， 累计计算各阶段充电容量， 然后， 当对于阶段充电完成， 则存 储对应阶段的充电容 量； 其次返回S14.1； 在步骤S11中， 首先， 根据[Cn， Tem]， 读取最接近的[ C0， C1]， [Tem0， Tem1]； 然后， 采用线性插 值法求取T2； 通过步骤S9， 设原单位时间(1min)需计时α， 现单位时间调整为α /ε， 定时器无需重新配 置。 在步骤S5中， 各阶段容量确认， 其中， 充电起始阶段对应的容量QS： 首先， 查询各阶段充 电容量表得到各阶段对应容量QS， Q2,…Qn； 然后， 充电起始阶段剩余充电容量计算， Q1＝ (SOC‑SOCs)/(SOCs+1‑SOC)*QS。 3.一种户用储能柜的充放电控制电路的模块， 其特征在于： 模块为电源输入保护模块， 其包括电容C5、 C6， 安规电容C162， 放电管D42， BAT+端子J1、 J3， BAT ‑端子J4， 压敏电阻RV1、 RV2； BAT+端子J1外接作为电源的电池组， 电池组负极接BAT ‑端子J3； 外部负载或充电机的 正端通过电池PACK的正端接到电池组正极， 外部负载或充电机的负端通过电池PACK的负端 接到端子J3； 电流从电池组负极流入BAT ‑端子J4； 在电源端子J1与J3之间并联安规电容C162， 用来滤除电源线上浪涌杂波信号； 电容C5、 C6的串联后与稳压二极管D1并联在BATPWR与端子J3的α端； α端一路通过压敏电阻RV2接β 端， β 端通过压敏电阻RV1接电源端子J 1； β 端通过放电管D42接PE端； α 端接节点A； 电源端子J1与J3之间并联稳压二极管D1， BAT ‑端子J4通过串联电容C1、 C2与二极管D65 并联后接节点A； BAT+端子J 1接BATPWR。 4.一种户用储能柜的充放电控制电路的模块， 其特征在于： 模块为PCHG预充控制电路， 其包括MOS管Q22、 MOS管Q1的体二极管， 电阻R74、 R75， 水泥电阻R1 ‑R4； 水泥电阻R1 ‑R4并联 组成预充限流电阻； MOS管Q22脚1接MOS 管Q1脚1； MOS 管Q22脚2、 3之间接电阻R75， 脚 3通过电阻R75接预充控 制信号PC HG； 脚2通过 预充限流电阻接节点A； MOS管Q22栅极串联电阻R74接到单片机MCU的预充控制信号PCHG， 在预充电状态时， 预 充控制信号PCHG为高电平， MOS管Q22处于导通状态并与MOS管Q1体二极管串联构成充电回 路。 5.根据权利要求4所述的户用储能柜的充放电控制电路的模块， 其特征在于： 模块还包 括PDCHG预放电控制电路， 其包括N沟道的MOS管Q1、 MOS管Q22内部的体二 极管,电阻R5,R36； MOS管Q1脚3通过电阻R3 6接脚2； MOS管Q1栅极串联电阻R5 接到单片机预放电控制信号P DCHG； 进行预充电状态时， 充电电流从充电机正端经电池PACK正端流入电池组正极， 然后电 流从电池组负极流入本电路BAT ‑端子J4， 经过电流采样电路和PCHG预充控制电路回到 PACK‑端子J3， 经电池PACK的负端到达充电机负端； 在预充结束时， 预充控制信号变为低电 平关闭MOS管Q2 2， 使预充电回路断开； 在预放电状态时， 预放电控制信号PDCHG变为高电平打开MOS管Q1,与MOS管Q22的体二 极管串联构成预放电回路； 放电电流从电池PACK的负端流入PACK ‑端子J3， 经过PDCHG预放 电控制电路和电流采样电路回到BAT ‑端子J4， 到 达电池组负极；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114444261 A 3