CN104656029A - 一种估算动力电池剩余容量的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种估算动力电池剩余容量的系统及方法，系统包括温度传感器、电流传感器、动力电池、温度调节器、处理器，其中：温度传感器用于实时检测动力电池的温度，并将检测结果传送给处理器；电流传感器用于实时检测动力电池的电流，并将检测结果传送给处理器；处理器，用于根据检测得到的动力电池的温度和动力电池的目标工作温度，生成温度调节信号，将温度调节信号发送给温度调节器；并，根据动力电池的电流，估算动力电池的当前剩余容量；温度调节器，用于根据温度调节信号控制动力电池的工作温度为目标工作温度。通过本发明提供的系统能够提高估算剩余容量的准确性。

Description

一种估算动力电池剩余容量的系统及方法

技术领域

本发明涉及动力电池领域，尤其涉及一种估算动力电池剩余容量的系统及方法。

背景技术

为了减少环境污染并缓解日益严重的能源枯竭问题，动力电池作为一种可二次利用的清洁能源正逐步应用于电动车、储能和便携式电源等多个领域。出于对动力电池本身特性和安全方面的考虑，在实际使用中需要配套电池管理系统对动力电池的电压、温度、充放电电流和SOC(State of Charge，剩余容量)等参数进行实时监控。其中如何估算SOC，是近年来电池组管理系统研究的热点和难点之一。

现有的SOC估算方法有很多种，主要有：开路电压法、放电试验法、安时计算法、卡尔曼滤波法和神经网络法等。其中，开路电压法简单易行，在动力电池的充电初期和末期的效果均良好，但由于该方法需要电池长时间静置，无法估算动力电池在使用过程中的SOC。放电实验法是最可靠的SOC估计方法，容易实现，常在实验室中使用，但无法在应用动力电池时计算该动力电池的SOC。安时积分法是在工程实践中最常用的SOC估计方法，直接明显，简单易行，但缺点是有累积误差。卡尔曼滤波法对动力电池模型的精度和用于计算SOC的系统的计算能力要求高。神经网络法需要使用大量的数据进行训练，估计SOC的误差受训练数据和训练方法的影响很大。

现有研究表明，温度对电池的实际容量影响很大，低温时实际容量迅速衰减，高温时实际容量迅速增大。而上述的SOC估算方法均未考虑温度对估算SOC的影响，致使现有技术中对SOC的估算的准确性较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种估算动力电池剩余容量的系统及方法，以克服现有技术中未考虑温度对估算SOC的影响，致使现有技术中对SOC的估算的准确性较低的问题。

一方面，本发明提供一种估算动力电池剩余容量的系统，包括温度传感器、电流传感器、动力电池、温度调节器、处理器，其中：

所述温度传感器，用于实时检测所述动力电池的温度，并将检测结果传送给所述处理器；

所述电流传感器，用于实时检测所述动力电池的电流，并将检测结果传送给所述处理器；

所述处理器，用于根据检测得到的所述动力电池的温度和所述动力电池的目标工作温度，生成温度调节信号，将所述温度调节信号发送给所述温度调节器；并，根据所述动力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量；

所述温度调节器，用于根据所述温度调节信号控制所述动力电池的工作温度为所述目标工作温度。

本发明实施例中，估算动力电池剩余容量的系统，通过将动力电池维持在目标工作温度，实现对动力电池的工作温度的控制，从而降低温度对动力电池的实际容量的影响，使得对动力电池的SOC估算的更加准确。

进一步的，所述系统还包括

电压传感器，用于实时检测所述动力电池的电压，并将检测结果传送给所述处理器；

所述处理器进一步用于，根据所述动力电池的电压和所述动力电池的电流，确定所述动力电池的当前实际充放电循环次数；并，

根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定所述当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，并将确定的目标工作温度作为所述动力电池的目标工作温度。

进一步的，所述处理器具体用于根据以下方法确定所述动力电池的所述当前实际充放电循环次数：

根据所述动力电池的电压，确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻，并将一个充电截止时刻视为一次充电的结束，一个放电截止时刻视为一次放电的结束；并，

根据所述动力电池的当前充电次数、当前放电次数和以下公式，计算所述动力电池的当前实际充放电循环次数；

$N=\frac{\underset{n=1}{\overset{k_1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_c\left(k\right)+\underset{n=1}{\overset{k_2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_D\left(k\right)}{2C_T},$ 其中， $\begin{array}{c}{C}_c\left(k\right)\text{=}\underset{i=0}{\overset{j_1}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\\ C_D\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{j_2}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\end{array}$

其中，所述N表示所述动力电池的当前实际充放电循环次数；所述k₁表示当前充电次数；所述C_c(k)表示第K次充电电量；所述k₂表示当前放电次数；所述C_D(k)表示第K次放电电量；所述C_T表示预先测试的所述动力电池工作在当前的目标工作温度时的实际电容；所述j₁表示第K次充电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_C(i)表示第K次充电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述j₂表示第K次放电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_D(i)表示第K次放电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。

本发明实施例中，考虑到动力电池的老化会对动力电池的实际容量产生影响，可以不将动力电池的温度控制在固定的目标工作温度，而是根据动力电池的当前实际充放电循环次数，将动力电池控制在与该当前实际循环次数对应的目标工作温度，从而实现动态的调整动力电池的工作温度。具体的，当该当前实际循环次数对应的目标工作温度为使得动力电池的实际电容接近标称电容时，可以使动力电池工作在最佳状态，延长动力电池的使用寿命，提高对动力电池的使用效率。

进一步的，所述处理器具体用于根据以下方法确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻：

当所述动力电池的电流为正时，确定所述动力电池处于充电状态；并当所述动力电池的电流为负时，确定所述动力电池处于放电状态；

将所述动力电池处于连续充电状态时的最高电压所对应的时刻，确定为一次充电的充电截止时刻；并将所述动力电池处于连续放电状态时的最低电压对应的时刻，确定为一次放电的放电截止时刻。

进一步的，所述处理器具体用于根据以下公式估算所述动力电池的当前剩余容量:

$\mathrm{SOC}={\mathrm{SOC}}_0+\frac{\underset{i=0}{\overset{k_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\mathrm{\ΔT}}{C_r}$

其中，所述SOC表示所述动力电池的当前剩余容量；所述SOC₀表示t₀时刻所述动力电池的剩余容量；所述k₃表示从所述t₀时刻到当前时刻对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_i表示从所述t₀时刻到当前时刻对所述动力电池进行第i次采样时的电流；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔；所述C_r表示参考容量。

进一步的，所述处理器进一步用于，当估算的当前剩余容量为所述动力电池的电压达到充电截止电压时的剩余容量时，判断估算的所述当前剩余容量，是否小于充电参考值，且当估算的所述当前剩余容量小于充电参考值时，将估算的所述当前剩余容量，修正为所述充电参考值；和/或，

当估算的当前剩余容量为所述动力电池的电压达到放电截止电压时的剩余容量时，判断估算的所述当前剩余容量，是否大于放电参考值，且当估算的所述当前剩余容量大于放电参考值时，将估算的所述当前剩余容量修正为所述放电参考值。

本发明实施例，通过对估算的SOC进行修正，以降低累积误差，从而提高估算SOC的准确性。

进一步的，所述处理器进一步用于，

当所述动力电池处于连续静置状态的时长大于等于预设时长时，获取所述电压传感器检测得到的所述动力电池的开路电压；

根据预先建立的开路电压、剩余容量以及所述动力电池的温度之间的三维对应关系，确定检测得到的所述开路电压和所述动力电池的温度对应的剩余容量，并将所述估算的当前剩余容量修正为根据所述三维对应关系确定的剩余容量。

本发明实施例，通过对估算的SOC进行修正，以降低累积误差，从而提高估算SOC的准确性。

进一步的，所述处理器进一步用于，在修正估算的当前剩余容量之后，根据以下公式对用于估算当前剩余容量的所述参考容量进行修正：

$C_r^{\′}=\frac{\underset{i=0}{\overset{j_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}+\underset{i=0}{\overset{j_4}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}}{2}$

其中，所述C'_r表示修正后的参考容量；所述j₃表示将所述动力电池从所放电截止电压一直充电至充电截止电压的过程中，对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_C(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；所述j₄表示将所述动力电池从充电截止电压一直放电至放电截止电压的过程中，对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_D(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。

本发明实施例，通过修正用于估算SOC的参考容量，以降低由于动力电池的老化带来的误差，使得用于估算SOC的参考容量更加准确，从而提高估算SOC的准确性。

另一方面，本发明提供一种估算动力电池剩余容量的方法，所述方法包括：

实时检测所述动力电池的温度和电流；

根据检测得到的所述动力电池的温度，控制所述动力电池的工作温度为目标工作温度；并，

根据所述动力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量。

进一步的，所述根据检测得到的所述动力电池的温度，控制所述动力电池的工作温度为目标工作温度之前，所述方法还包括：

检测所述动力电池的电压；并，

根据所述动力电池的电压和所述动力电池的电流，确定所述动力电池的当前实际充放电循环次数；

根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定所述当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，并将确定的目标工作温度作为所述动力电池的目标工作温度。

进一步的，所述根据所述动力电池的电压和所述动力电池的电流，确定所述动力电池的当前实际充放电循环次数，具体包括：

根据所述动力电池的电压，确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻，并将一个充电截止时刻视为一次充电的结束，一个放电截止时刻视为一次放电的结束；并，

根据所述动力电池的当前充电次数、当前放电次数和以下公式，计算所述动力电池的当前实际充放电循环次数；

$N=\frac{\underset{n=1}{\overset{k_1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_c\left(k\right)+\underset{n=1}{\overset{k_2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_D\left(k\right)}{2C_T},$ 其中， $\begin{array}{c}{C}_c\left(k\right)\text{=}\underset{i=0}{\overset{j_1}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\\ C_D\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{j_2}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\end{array}$

其中，所述N表示所述动力电池的当前实际充放电循环次数；所述k₁表示当前充电次数；所述C_c(k)表示第K次充电电量；所述k₂表示当前放电次数；所述C_D(k)表示第K次放电电量；所述C_T表示预先测试的所述动力电池工作在当前的目标工作温度时的实际电容；所述j₁表示第K次充电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_C(i)表示第K次充电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述j₂表示第K次放电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_D(i)表示第K次放电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。

进一步的，根据以下方法确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻：

当所述动力电池的电流为正时，确定所述动力电池处于充电状态；并当所述动力电池的电流为负时，确定所述动力电池处于放电状态；

将所述动力电池处于连续充电状态时的最高电压所对应的时刻，确定为一次充电的充电截止时刻；并将所述动力电池处于连续放电状态时的最低电压对应的时刻，确定为一次放电的放电截止时刻。

进一步的，所述根据所述动力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量，包括：

根据以下公式估算所述动力电池的剩余容量；

$\mathrm{SOC}={\mathrm{SOC}}_0+\frac{\underset{i=0}{\overset{k_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\mathrm{\ΔT}}{C_r}$

其中，所述SOC表示所述动力电池的剩余容量；所述SOC₀表示t₀时刻所述动力电池的当前剩余容量；所述k₃表示从所述t₀时刻到当前时刻对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_i表示从所述t₀时刻到当前时刻对所述动力电池进行第i次采样时的电流；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔；所述C_r表示参考容量。

进一步的，所述方法还包括：

当估算的当前剩余容量为所述动力电池的电压达到充电截止电压时的剩余容量时，判断估算的所述当前剩余容量，是否小于充电参考值，且当估算的所述当前剩余容量小于充电参考值时，将估算的所述当前剩余容量，修正为所述充电参考值；和/或

当估算的当前剩余容量为所述动力电池的电压达到放电截止电压时的剩余容量时，判断估算的所述当前剩余容量，是否大于放电参考值，且当估算的所述当前剩余容量大于放电参考值时，将估算的所述当前剩余容量修正为所述放电参考值。

进一步的，所述根据所述动力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量之后，所述方法还包括：

当所述动力电池处于连续静置状态的时长大于等于预设时长时，检测所述动力电池的开路电压；

根据预先建立的开路电压、剩余容量以及所述动力电池的温度之间的三维对应关系，确定检测得到的所述开路电压和所述动力电池的温度对应的剩余容量；并，

将估算的所述当前剩余容量修正为根据所述三维对应关系确定的剩余容量。

进一步的，在修正估算的当前剩余容量之后，所述方法还包括：

根据以下公式对用于估算当前剩余容量的所述参考容量进行修正；

$C_r^{\′}=\frac{\underset{i=0}{\overset{j_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}+\underset{i=0}{\overset{j_4}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}}{2}$

其中，所述C'_r表示修正后的参考容量；所述j₃表示将所述动力电池从所放电截止电压一直充电至充电截止电压的过程中，对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_C(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；所述j₄表示将所述动力电池从充电截止电压一直放电至放电截止电压的过程中，对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_D(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。

本发明至少具有以下有益效果：本发明实施例中，估算动力电池剩余容量的系统，通过将动力电池维持在目标工作温度，实现对动力电池的工作温度的控制，从而降低温度对动力电池的实际容量的影响，使得对动力电池的SOC估算的更加准确。此外，本发明实施例提供的估算动力电池剩余容量的系统，通过对估算的SOC进行修正，以降低累积误差；并对用于估算SOC的参考容量进行修正，可进一步提高估算SOC的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

图1为本发明实施例中估算动力电池剩余容量的系统的示意图之一；

图2为本发明实施例中估算动力电池剩余容量的系统的示意图之二；

图3为本发明实施例中估算动力电池剩余容量的方法的示例性流程图之一；

图4为本发明实施例中估算动力电池剩余容量的方法的示例性流程图之二；

图5为本发明实施例中估算动力电池剩余容量的方法的示例性流程图之三。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明实施例提供一种估算动力电池剩余容量的系统，该系统通过将动力电池的温度控制在目标工作温度，实现对动力电池的工作温度的控制，从而降低温度对动力电池的实际容量的影响，使得对动力电池的SOC的估算结果更加准确，提高了估算SOC的准确性。

此外，本发明实施例中，考虑到动力电池的老化会对动力电池的实际容量产生影响，可以不将动力电池的温度控制在固定的目标工作温度，而是根据动力电池的当前实际充放电循环次数，将动力电池控制在与该当前实际循环次数对应的目标工作温度，从而实现动态的调整动力电池的工作温度。具体的，当该当前实际循环次数对应的目标工作温度为使得动力电池的实际电容接近标称电容时，可以使动力电池工作在最佳状态，延长动力电池的使用寿命，提高对动力电池的使用效率。

此外，本发明实施例中，通过校正估算SOC的方法的累积误差提高估算SOC的准确性。进一步的，本发明实施例中通过修正用于估算SOC的参考容量，可进一步提高估算SOC的准确性。

下面通过简单的实施例，对本发明实施例中的估算动力电池SOC的系统进行详细说明。

实施例一

如图1，为本发明实施例中估算估算动力电池SOC的系统的示意图，该系统包括温度传感器101、电流传感器102、动力电池103、温度调节器104、处理器105，其中：

温度传感器101，用于实时检测动力电池的温度，并将检测结果传送给处理器105；

电流传感器102，用于实时检测动力电池的电流，并将检测结果传送给处理器105；

处理器105，用于根据检测得到的动力电池的温度和动力电池的目标工作温度，生成温度调节信号，将温度调节信号发送给温度调节器104；并，根据动力电池的电流，估算动力电池103的当前剩余容量；

温度调节器104，用于根据温度调节信号控制动力电池103的工作温度为目标工作温度。

其中，温度传感器101可以是将检测的温度以模拟信号形式输出的温度传感器，也可以是将检测的温度以数字信号形式输出的温度传感器。

其中，电流传感器102可以是将检测的电流以模拟信号形式输出的电流传感器，也可以是将检测的电流以数字信号形式输出的电流传感器。

需要说明的是，当温度传感器101和电流传感器102中至少有一个传感器输出的是模拟信号时，为便于处理器105进行数据处理，可以由处理器105对模拟信号进行采样。将模拟信号进行模数转换后变成数字信号。

较佳的，温度调节器104可以是用于动力电池温度精确控制的TEC(Thermo electric Cooler，热电制冷器)。

较佳的，处理器105可以通过PID(proportion integration differentiation，比例积分微分)算法控制温度调节器。例如当温度调节器104是TEC时，可以通过如下方法调节动力电池的温度：

1)、通过测试确定PID算法的三个参数，即比例(K_P)、积分(K_I)、微分(K_D)。

需要说明的是，可以控制动力电池在固定的目标工作温度工作(例如使动力电池固定在35℃(摄氏度)工作)，这时候PID算法的三个参数为一组参数。当然也可以为了有效的利用动力电池，使动力电池工作在不同的时段工作在不同的目标工作温度(例如动力电池分别工作在30℃、33℃、35℃等)，则PID算法的三个参数为多组参数，其中，每一个目标工作温度对应一组参数。

2)、控制动力电池的温度时，处理器105获取温度传感器检测的动力电池的温度，该检测的温度为动力电池的实际温度，然后将该实际温度与动力电池的目标工作温度进行比较，计算实际温度与目标工作温度的偏差。

3)、处理器105根据计算的偏差通过PID算法计算TEC的电流，并控制TEC的电流方向。

例如，若偏差大于0，则表示实际温度高于目标工作温度，则需要降低动力电池的温度，因此控制TEC的电流方向为制冷方向；若偏差小于0，则表示实际温度低于目标工作温度，则需要提高动力电池的温度，因此控制TEC的电流方向为制热方向。

需要说明的是，处理器105也可以通过除PID算法之外的其他方法实现对动力电池的工作温度的控制，本发明实施例对此不做限定。

进一步的，如图2所示，考虑到动力电池的老化会对动力电池的实际容量产生影响，为使得动力电池能够工作在最佳状态，该系统还包括：

电压传感器106，用于实时检测动力电池的电压，并将检测结果传送给处理器；

其中，电压传感器106可以是将检测的电压以模拟信号形式输出的电压传感器，也可以是将检测的电压以数字信号形式输出的电压传感器。

需要说明的是，当电压传感器106输出的是模拟信号时，为便于处理器105进行数据处理，可以由处理器105对模拟信号进行采样，将模拟信号进行模数转换后变成数字信号。

此外，在本发明实施例中，当动力电池中包括多节单体电池时，可以通过电压传感器检测每节单体电池的电压。

较佳的，处理器105进一步用于，根据动力电池的电压和动力电池的电流，确定动力电池的当前实际充放电循环次数；并，根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，并将确定的目标工作温度作为动力电池的目标工作温度。例如，假设动力电池的当前实际充放电循环次数为10的时候对应的目标工作温度为25℃，则动力电池的目标工作温度为25℃，则处理器和温度调节器控制动力电池的工作温度为25℃。随着动力电池的老化，动力电池的当前实际充放电循环次数为变成11，其对应的目标工作温度为26℃，则动力电池的目标工作温度为26℃，则处理器和温度调节器，将动力电池的工作温度从25℃调整到26℃。以此类推，动力电池的目标工作温度随着当前实际充放电循环次数的改变而改变。

其中，根据以下方法建立充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系：

采用待估算SOC的动力电池同一型号的动力电池作为样本，并对该样本做以下测试：

1)、取该样本的实际充放电次数Nr分别为预设试验点(例如0、20、40、60…直至该样本失效)时的状态点做试验。

2)、在各状态点分别测量该样本的工作温度为预设温度(例如0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃直至动力电池的标称的允许的最高工作温度为止)时的实际容量，并记录下实际容量等于标称容量时的温度Tr，实际容量等于标称容量时的温度Tr为动力电池在预设试验点的温度为目标工作温度。

3)、对Nr-Tr点进行曲线拟合，得出该曲线的表达式，得出充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系。

4)、将动力电池的当前实际充放电循环次数，代入Nr-Tr的曲线的表达式中，即可得到目标工作温度TN。

需要说明的是，当使用至少两个样本建立充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系时，可以用至少两个样本的同一充放电循环次数下的目标工作温度的平均值作为该充放电循环次数对应的目标工作温度，用于进行曲线拟合。当然，也可以采用其他方法确定充放电循环次数对应的目标工作温度用于进行曲线拟合，例如对每个样本设置权重，然后先计算每个样本的目标工作温度与该样本的权重的乘积，然后再计算至少两个样本的乘积之和，用这个和值作为充放电循环次数对应的目标工作温度用于进行曲线拟合。任何可以通过样本建立充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系的方法均适用于本发明实施例，本发明对此不做限定。

较佳的，处理器105具体用于根据以下方法确定动力电池的当前实际充放电循环次数，该方法包括以下步骤：

A1、根据动力电池的电压，确定动力电池的充电截止时刻，和动力电池的放电截止时刻，并将一个充电截止时刻视为一次充电的结束，一个放电截止时刻视为一次放电的结束。

A2、根据动力电池的当前充电次数、当前放电次数和公式(1)，计算动力电池的当前实际充放电循环次数。

$N=\frac{\underset{n=1}{\overset{k_1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_c\left(k\right)+\underset{n=1}{\overset{k_2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_D\left(k\right)}{2C_T},$ 其中， $\begin{array}{c}{C}_c\left(k\right)\text{=}\underset{i=0}{\overset{j_1}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\\ C_D\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{j_2}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\end{array}$

在公式(1)中，N表示动力电池的当前实际充放电循环次数；k₁表示当前充电次数；C_c(k)表示第K次充电电量；k₂表示当前放电次数；C_D(k)表示第K次放电电量；C_T表示预先测试的动力电池工作在当前的目标工作温度时的实际电容；j₁表示第K次充电时对动力电池的电流进行采样的次数；I_C(i)表示第K次充电时对动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；j₂表示第K次放电时对动力电池的电流进行采样的次数；I_D(i)表示第K次放电时对动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；ΔT表示对动力电池的电流进行采样的时间间隔。

其中，需要说明的是，任何能够根据动力电池的电压、电流确定动力电池的当前实际充放电循环次数的方法均适用于本发明实施例，本发明对此不做限定。

其中，需要说明的是，当检测得到的动力电池的实际温度与目标工作温度的温差小于预设温差时，可以视为动力电池的工作温度为目标工作温度。可以根据实际需要设定预设温差，预设温差越小，估算的SOC的准确性越高。

其中，较佳的，若确定的目标工作温度超出动力电池的标称的工作温度范围，例如若动力电池的标称的工作温度范围为0～40℃(摄氏度)，而确定的最佳工作温度为45℃，由于45℃超出动力电池的标称的工作温度范围，在该温度下工作，动力电池的性能受影响也易损坏，因此为保护动力电池且使其能够工作在最佳状态，则确定动力电池的目标工作温度为40℃。

进一步的，处理器105具体用于根据以下方法确定动力电池的充电截止时刻，和动力电池的放电截止时刻：

B1、当动力电池的电流为正时，确定动力电池处于充电状态；并当动力电池的电流为负时，确定动力电池处于放电状态；

B2、将动力电池处于连续充电状态时的最高电压所对应的时刻，确定为一次充电的充电截止时刻；并将动力电池处于连续放电状态时的最低电压对应的时刻，确定为一次放电的放电截止时刻。

其中，在使用动力电池的过程中，用户可能根据自身需要选择对动力电池放电或者充电，因此动力电池每次充电的时长可能不同。同理，动力电池每次放电的时长也可能不同。因此，通过电流传感器的电流方向可以确定动力电池所处的状态，进一步根据电压传感器的电压，可以确定一次充电的结束或一次放电的结束。

其中，当动力电池包括多节单体电池时，动力电池处于连续充电状态时的最高电压是电压最高的一节单体电池的电压。同理，动力电池处于连续放电状态时的最低电压是电压最低的一节单体电池的电压。

进一步的，处理器105具体用于根据公式(2)估算动力电池的当前剩余容量:

$\mathrm{SOC}={\mathrm{SOC}}_0+\frac{\underset{i=0}{\overset{k_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\mathrm{\ΔT}}{C_r}---\left(2\right)$

在公式(2)中，SOC表示动力电池的当前剩余容量；SOC₀表示t₀时刻动力电池的剩余容量；k₃表示从t₀时刻到当前时刻对动力电池的电流进行采样的次数；I_i表示从t₀时刻到当前时刻对动力电池进行第i次采样时的电流；ΔT表示对动力电池的电流进行采样的时间间隔；C_r表示参考容量。

由公式(2)可知，本发明实施例中估算SOC的方法计算方法简单易行，可以耗费较少的计算资源。

其中，SOC实际为一个比例值，该比例值的取值范围为0％-100％。该比例值的基准值为参考容量，该参考容量的单位为AH(安时)。该参考容量用于表示动力电池的当前实际容量。

当然，为了便于计算，可以将公式(2)简化为公式(3)，并根据公式(3)，估算动力电池的SOC。

$\mathrm{SOC}\left(k\right)=\mathrm{SOC}(k-1)+\frac{I\left(k\right)\mathrm{\ΔT}}{C_r}---\left(3\right)$

在公式(3)中，SOC(k)表示当前估算的SOC；SOC(k-1)表示上一次估算的SOC；I(k)表示上一次估算SOC至当前时间的动力电池的电流；C_r表示参考容量。

需要说明是是，在本发明实施例中，除通过公式(2)估算剩余容量之外，还可以采用现有技术中的卡尔曼滤波法或者神经网络发估算SOC，任何可以通过在设定温度下，通过动力电池的电流，或者通过动力电池的电压和动力电池的电流估算SOC的方法，均适用于本发明实施例，本发明对此不做限定。

进一步的，当用公式(2)估算动力电池的SOC时，由于公式(2)会产生累积误差，造成估算结果的准确性下降，因此需要对公式(2)估算的结果进行修正，以提高下一次估算SOC的准确性。具体的，一般动力电池处于充电状态时，电池管理系统会通过充电截止电压管理动力电池的状态。而充电截止电压对应一个标准的充电SOC，该标准的充电SOC即为充电参考值，因此当动力电池达到充电截止电压时，通过比对估算的SOC和充电参考值可以判断估算的SOC是否准确，从而实现对估算的SOC进行修正，降低通过公式(2)估算SOC带来的累积误差。具体的，处理器105进一步用于：

C1、当估算的当前剩余容量为动力电池的电压达到充电截止电压时的剩余容量时，判断估算的当前剩余容量，是否小于充电参考值。

其中，当动力电池包括多节单体电池时，电压最高的一节单体电池达到充电截止电压，即动力电池达到充电截止电压。

C2、当估算的当前剩余容量小于充电参考值时，将估算的当前剩余容量，修正为充电参考值。

进一步的，一般动力电池处于放电状态时，电池管理系统会通过放电截止电压监控动力电池的状态。而放电截止电压对应一个标准的放电SOC，该标准的放电SOC即为放电参考值，因此当动力电池达到放电截止电压时，通过比对估算的SOC和放电参考值可以判断估算的SOC是否准确，从而实现对估算的SOC进行修正，降低通过公式(2)估算SOC带来的累积误差。具体的，处理器105进一步用于：

D1、当估算的当前剩余容量为动力电池的电压达到放电截止电压时的剩余容量时，判断估算的当前剩余容量，是否大于放电参考值。

其中，当动力电池包括多节单体电池时，电压最低的一节单体电池达到放电截止电压，即动力电池达到放电截止电压。

D2、当估算的当前剩余容量大于放电参考值时，将估算的当前剩余容量修正为放电参考值。

需要说明的是，上述两种消除累积误差的方法可以单独使用，也可以结合起来一起使用，用于提高下一次估算SOC的准确性，本发明实施例对此不做限定。

进一步的，还可以采用动力电池处于静置状态时的剩余容量修正估算的当前剩余容量，以降低累积误差。具体的，处理器进105一步用于：

E1、当动力电池处于连续静置状态的时长大于等于预设时长时，获取电压传感器检测得到的动力电池的开路电压。

E2、根据预先建立的开路电压、剩余容量以及动力电池的温度之间的三维对应关系，确定检测得到的开路电压和动力电池的温度对应的剩余容量，并将估算的当前剩余容量修正为根据三维对应关系确定的剩余容量。

其中，可以通过以下方式建立开路电压、剩余容量以及动力电池的温度之间的三维对应关系：

采用待估算SOC的动力电池同一型号的动力电池作为样本，并对该样本做以下测试：

1)、使样本处于不同的预设的测试温度环境下。

其中，该预设的测试温度例如是0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃直至动力电池的标称的允许的最高工作温度为止。

2)、使样本在不同的预设的测试温度下，处于静置状态的时长大于等于预设时长。然后，在动力电池的SOC分别在预设测试点时，测量动力电池的与该预设测试点对应的开路电压OCV，获得动力电池在该预设的测试温度下的不同的SOC的开路电压。

其中，预设测试点例如是在SOC分别为0、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％时的测试点，当然，本发明实施例对预设测试点的选取不做限定。

3)、根据预设的测试温度，预设测试点，以及与该预设测试点对应的OCV点，进行拟合，得出剩余容量、开路电压以及温度之间的三维对应关系。

例如，该三维对应关系可以用公式(4)表示：

z＝f(x,y)    (4)

其中，在公式(4)中，x表示动力电池的温度；y表示动力电池的开路电压；z表示动力电子的剩余容量。

需要说明的是，本发明实施例对于建立开路电压和剩余容量之间的对应关系的样本数量不做限定。

本发明实施例中，当动力电池处于静置状态时，处理器也估算出动力电池的SOC，而此时可以根据开路电压、动力电池的温度和SOC的三维对应关系，确定出该动力电池处于该静置状态时的SOC。因为根据三维对应关系获得的SOC相比估算的SOC较为准确，因此，用开路电压对应的SOC修正估算的SOC可以提高下一次估算SOC时的准确性。

进一步的，估算SOC的参考容量仅用于象征性的表示当前动力电池的实际容量，当参考容量越接近实际容量时，估算SOC的准确性越高，反之，当参考容量越偏离实际容量时，估算的SOC的准确性越低。在实际使用中，随着动力电池的老化，动力电池的实际容量也在发生变化，因此参考容量若一成不变，则会越来越偏离实际容量，而导致估算SOC的准确性下降。为此，本发明实施例中为进一步提高估算SOC的准确性，对用于估算SOC的参考容量进行修正。具体的，处理器105进一步用于：

在修正估算的当前剩余容量之后，根据公式(5)对用于估算当前剩余容量的参考容量进行修正：

$C_r^{\′}=\frac{\underset{i=0}{\overset{j_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}+\underset{i=0}{\overset{j_4}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}}{2}---\left(5\right)$

其中，C'_r表示修正后的参考容量；j₃表示将动力电池从所放电截止电压一直充电至充电截止电压的过程中，对动力电池的电流进行采样的次数；I_C(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；j₄表示将动力电池从充电截止电压一直放电至放电截止电压的过程中，对动力电池的电流进行采样的次数；I_D(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；ΔT表示对动力电池的电流进行采样的时间间隔。

需要说明的是，在本发明实施例中，处理器可以结合使用参考容量的修正方法和估算的当前剩余容量的修正方法，即当动力电池达到充电截止电压时，通过修正估算的当前剩余容量时降低累积误差，通过修正参考容量，以进一步提高估算SOC的准确性。当然，处理器也可以当动力电池达到放电截止电压时，通过修正估算的当前剩余容量降低累积误差，再通过修正参考容量，以进一步提高估算SOC的准确性。处理器也可以当动力电池达到充电截止电压时，修正估算的当前剩余容量，并在动力电池达到放电截止电压时，修正估算的当前剩余容量降低累积误差，然后再通过修正参考容量，以进一步提高估算SOC的准确性。此外，处理器还可以通过获得动力电池的开路电压，然后根据三维对应关系降低累积误差，并通过修正参考容量，以进一步提高估算SOC的准确性。

进一步的，为便于估算剩余容量的系统散热，该系统还可以包括风扇。该系统的处理器中还可以用于控制风扇以便于使估算剩余容量的系统散热。

综上，本发明实施例中，估算动力电池剩余容量的系统，通过将动力电池维持在目标工作温度，实现对动力电池的工作温度的控制，从而降低温度对动力电池的实际容量的影响，使得对动力电池的SOC估算的更加准确。此外，本发明实施例提供的估算动力电池剩余容量的系统，通过对估算的SOC进行修正，以降低累积误差；并对用于估算SOC的参考容量进行修正，进一步提高估算SOC的准确性。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种估算动力电池剩余容量的方法，如图3所示，该方法包括：

步骤301：实时检测动力电池的温度和电流。

步骤302：根据检测得到的动力电池的温度，控制动力电池的工作温度为目标工作温度。

步骤303：根据动力电池的电流，估算动力电池的当前剩余容量。

下面，对上述各步骤进行详细说明：

在步骤301中：

其中，检测动力电池的温度的方法，和检测动力电池的电流的方法，已经在实施例一中详细说明，在此不再赘述。

其中，在一个实施例中，为保证动力电池工作在最佳状态，在步骤302之前，还可以检测动力电池的电压，并，根据以下方法确定动力电池的目标工作温度：首先根据动力电池的电压和动力电池的电流，确定动力电池的当前实际充放电循环次数；然后，根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，并将确定的目标工作温度作为动力电池的目标工作温度。

其中，充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系的建立方法已经在实施例一中进行详细说明，在此不再赘述。

其中，目标工作温度已经在实施例一中进行说明，目标工作温度即使得动力电池的实际容量等于标称容量的温度，或者是使得动力电池能够最接近标称容量的温度。

其中，在一个实施例中，根据以下方法确定动力电池的当前实际充放电循环次数：

步骤F1：根据动力电池的电压，确定动力电池的充电截止时刻，和动力电池的放电截止时刻，并将一个充电截止时刻视为一次充电的结束，一个放电截止时刻视为一次放电的结束。

步骤F2：根据动力电池的当前充电次数、当前放电次数和公式(1)，计算动力电池的当前实际充放电循环次数。

其中，公式(1)已在实施例一中进行详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

步骤F3：根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度。

进一步的，步骤F1中可以根据以下方法确定动力电池的充电截止时刻，和动力电池的放电截止时刻：

步骤G1：当动力电池的电流为正时，确定动力电池处于充电状态；并当动力电池的电流为负时，确定动力电池处于放电状态。

步骤G2：将动力电池处于连续充电状态时的最高电压所对应的时刻，确定为一次充电的充电截止时刻；并将动力电池处于连续放电状态时的最低电压对应的时刻，确定为一次放电的放电截止时刻。

故此，则步骤302可以执行为：根据动力电池的温度和当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，控制动力电池的工作温度为当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度。

本发明实施例控制动力电池的工作温度在当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度范围，使得动力电池工作在最佳工作状态。

较佳的，可以通过PID算法控制动力电池的工作温度，具体控制方法已经在实施例一中详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

在步骤303中，

可以根据公式(2)估算动力电池的当前剩余容量，其中公式(2)已在实施例一中进行详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

需要说明是是，在本发明实施例中，除通过公式(2)估算剩余容量之外，还可以采用现有技术中的卡尔曼滤波法或者神经网络发估算SOC，任何可以通过在设定温度下，通过动力电池的电流，或者通过动力电池的电压和动力电池的电流估算SOC的方法，均适用于本发明实施例，本发明对此不做限定。

较佳的，在本发明实施例中，当通过公式(2)估算SOC时，由于公式(2)具有累积误差，导致估算SOC的准确性下降，为此，需要对公式(2)估算的结果进行修正，以提高下一次估算SOC的准确性。具体的，一般动力电池处于充电状态时，电池管理系统会通过充电截止电压管理动力电池的状态。而充电截止电压对应一个标准的充电SOC，该标准的充电SOC即为充电参考值，因此当动力电池达到充电截止电压时，通过比对估算的SOC和充电参考值可以判断估算的SOC是否准确，从而实现对估算的SOC进行修正，降低通过公式(2)估算SOC带来的累积误差。具体的，当估算的当前剩余容量为动力电池的电压达到充电截止电压时的剩余容量时，可以通过以下方法降低累积误差：

步骤K1：判断估算的当前剩余容量，是否小于充电参考值。

步骤K2：当估算的当前剩余容量小于充电参考值时，将估算的剩余容量，修正为充电参考值。

进一步的，一般动力电池处于放电状态时，电池管理系统会通过放电截止电压监控动力电池的状态。而放电截止电压对应一个标准的放电SOC，该标准的放电SOC即为放电参考值，因此当动力电池达到放电截止电压时，通过比对估算的SOC和放电参考值可以判断估算的SOC是否准确，从而实现对估算的SOC进行修正，降低通过公式(2)估算SOC带来的累积误差。具体的，当估算的当前剩余容量为动力电池的电压达到放电截止电压时的剩余容量时，还可以通过以下方法降低累积误差：

步骤H1：判断估算的当前剩余容量，是否大于放电参考值；

步骤H2：当估算的当前剩余容量大于放电参考值时，将估算的剩余容量修正为放电参考值。

较佳的，本发明实施例中还可以通过检测开路电压，确定与该检测的开路电压对应的实际SOC，降低公式(2)中的累积误差，具体的，执行步骤303，即根据动力电池的电流，估算动力电池的当前剩余容量之后，还可以执行以下步骤：

步骤J1：当动力电池处于连续静置状态的时长大于等于预设时长时，检测动力电池的开路电压。

其中，当动力电池的电流的绝对值小于等于预设静置电流时，确定动力电池处于静置状态。例如动力电池的电流为0时，即确定动力电池处于静置状态。

步骤J2：根据预先建立的开路电压、剩余容量以及动力电池的温度之间的三维对应关系，确定检测得到的开路电压和动力电池的温度对应的剩余容量。

其中，开路电压、剩余容量以及动力电池的温度之间的三维对应关系的建立方法，已经在实施例一中进行详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

步骤J3：将估算的当前剩余容量修正为根据三维对应关系确定的剩余容量。

需要说明的是，以上三种降低累积误差的方法，在不冲突的前提下可以结合使用，本发明实施例对此不做限定。

进一步的，估算SOC的参考容量仅用于象征性的表示当前动力电池的实际容量，当参考容量越接近实际容量时，估算SOC的准确性越高，反之，当参考容量越偏离实际容量时，估算的SOC的准确性越低。在实际使用中，随着动力电池的老化，动力电池的实际容量也在发生变化，因此参考容量若一成不变，则会越来越偏离实际容量，而导致估算SOC的准确性下降。为此，本发明实施例中为进一步提高估算SOC的准确性，对用于估算SOC的参考容量进行修正。具体的，根据动力电池的电流，估算动力电池的剩余容量之后，通过公式(5)修正参考容量。其中，公式(5)已在实施例一中详细说明，本发明实施例对此不做限定。

本发明实施例中，通过将动力电池维持在预设温度范围内，实现对动力电池的工作温度的控制，从而降低温度对动力电池的实际容量的影响，使得对动力电池的SOC估算的更加准确。此外，通过对该估算的SOC进行修正，以降低累积误差；并对用于估算SOC的参考容量进行修正，能够进一步提高估算SOC的准确性。

实施例三

以动力电池的电压达到充电截止电压和放电截止电压时，降低估算SOC的累积误差，并对用于估算SOC的参考容量进行修正为例，对本发明实施例中估算动力电池剩余容量的方法进行详细说明，如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤401：实时检测动力电池的温度、电流、以及电压。

步骤402：根据动力电池的电流，确定动力电池的充放电状态。

其中，确定动力电池的充放电状态的方法已经在实施例一中进行详细说明，本发明实施例不再赘述。

步骤403：根据动力电池的电压确定动力电池的充电截止时刻和放电截止时刻。

其中，确定动力电池的充电截止时刻和放电截止时刻的方法已经在实施例一中进行详细说明，本发明实施例不再赘述。

步骤404：根据动力电池的电流和确定的动力电池的充电截止时刻和放电截止时刻，计算动力电池的当前实际充放电循环次数。

其中，根据公式(1)计算动力电池的当前实际充放电循环次数，公式(1)已在实施例一中进行详细说明，本发明实施例在此不再赘述

步骤405：根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度。

其中，充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系的建立方法已经在实施例一中进行详细说明，在此不再赘述。

其中，目标工作温度已经在实施例一中进行说明，目标工作温度即使得动力电池的实际容量等于标称容量的温度，或者是最接近动力电池的标称容量的温度。

步骤406：根据动力电池的温度和当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，控制动力电池的工作温度为当前实际充放电循环次数对应的目标温度。

步骤407：根据动力电池的电流，和公式(2)估算动力电池的当前剩余容量。

其中，公式(2)已在实施例一中进行详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

步骤408：当估算的当前剩余容量为动力电池的电压达到充电截止电压时的剩余容量时，且估算的当前剩余容量小于充电参考值时，将估算的当前剩余容量，修正为充电参考值，或者，当估算的当前剩余容量为动力电池的电压达到放电截止电压时的剩余容量时，且估算的当前剩余容量大于放电参考值时，将估算的当前剩余容量，修正为放电参考值。

步骤409：根据公式(5)修正参考容量。

其中，公式(5)已在实施例一中进行了详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

步骤410：根据修正后的剩余容量和修正后的参考容量，继续估算动力电池的当前剩余容量。

本发明实施例通过在动力电池的电压达到充电截止电压时刻，或动力电池的电压达到放电截止电压时刻，对估算的SOC进行修正，并在对估算的SOC进行修正时，对参考容量进行修正，从而提高了之后估算SOC的准确性。

实施例四

以通过开路电压、剩余容量以及动力电池的温度之间的三维对应关系，降低估算SOC的累积误差，并对用于估算SOC的参考容量进行修正为例，对本发明实施例中估算动力电池剩余容量的方法进行详细说明，如图5所示，该方法包括以下步骤：

步骤501：实时检测动力电池的温度、电流、以及电压。

步骤502：根据动力电池的电流，确定动力电池的充放电状态。

其中，确定动力电池的充放电状态的方法已经在实施例一中进行详细说明，本发明实施例不再赘述。

步骤503：根据动力电池的电压确定动力电池的充电截止时刻和放电截止时刻。

其中，确定动力电池的充电截止时刻和放电截止时刻的方法已经在实施例一中进行详细说明，本发明实施例不再赘述。

步骤504：根据动力电池的电流和确定的动力电池的充电截止时刻和放电截止时刻，计算动力电池的当前实际充放电循环次数。

其中，根据公式(1)计算动力电池的当前实际充放电循环次数，公式(1)已在实施例一中进行详细说明，本发明实施例在此不再赘述

步骤505：根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度。

其中，充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系的建立方法已经在实施例一中进行详细说明，在此不再赘述。

其中，目标工作温度已经在实施例一中进行说明，目标工作温度即使得动力电池的实际容量等于标称容量的温度，或者是最接近动力电池的标称容量的温度。

步骤506：根据动力电池的温度和当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，控制动力电池的工作温度为当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度。

步骤507：根据动力电池的电流，和公式(2)估算动力电池的当前剩余容量。

其中，公式(2)已在实施例一中进行详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

步骤508：当动力电池的电流的绝对值小于等于预设静置电流时，确定动力电池处于静置状态。

步骤509：当动力电池处于连续静置状态的时长大于等于预设时长时，检测动力电池的开路电压。

步骤510：根据预先建立的开路电压、剩余容量以及动力电池的温度之间的三维对应关系，确定检测得到的开路电压和动力电池的温度对应的剩余容量。

其中，开路电压、剩余容量以及动力电池的温度之间的三维对应关系的建立方法，已经在实施例一中进行详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

步骤511：根据公式(5)修正参考容量。

其中，公式(5)已在实施例一中进行了详细说明，本发明实施例在此不再赘述。

步骤512：根据修正后的剩余容量和修正后的参考容量，继续估算动力电池的当前剩余容量。

本发明实施例通过对估算的SOC进行修正，并在对估算的SOC进行修正时，对参考容量进行修正，从而提高了之后估算SOC的准确性。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种估算动力电池剩余容量的系统，其特征在于：包括温度传感器、电流传感器、动力电池、温度调节器、处理器，其中：

所述温度传感器，用于实时检测所述动力电池的温度，并将检测结果传送给所述处理器；

所述电流传感器，用于实时检测所述动力电池的电流，并将检测结果传送给所述处理器；

所述处理器，用于根据检测得到的所述动力电池的温度和所述动力电池的目标工作温度，生成温度调节信号，将所述温度调节信号发送给所述温度调节器；并，根据所述动力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量；

所述温度调节器，用于根据所述温度调节信号控制所述动力电池的工作温度为所述目标工作温度。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括

电压传感器，用于实时检测所述动力电池的电压，并将检测结果传送给所述处理器；

所述处理器进一步用于，根据所述动力电池的电压和所述动力电池的电流，确定所述动力电池的当前实际充放电循环次数；并，

根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定所述当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，并将确定的目标工作温度作为所述动力电池的目标工作温度。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理器具体用于根据以下方法确定所述动力电池的所述当前实际充放电循环次数：

根据所述动力电池的电压，确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻，并将一个充电截止时刻视为一次充电的结束，一个放电截止时刻视为一次放电的结束；并，

根据所述动力电池的当前充电次数、当前放电次数和以下公式，计算所述动力电池的当前实际充放电循环次数；

$N=\frac{\underset{n=1}{\overset{k_1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_c\left(k\right)+\underset{n=1}{\overset{k_2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_D\left(k\right)}{2C_T},$ 其中， $\begin{array}{c}{C}_c\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{j_1}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\\ C_D\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{j_2}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\end{array}$

其中，所述N表示所述动力电池的当前实际充放电循环次数；所述k₁表示当前充电次数；所述C_c(k)表示第K次充电电量；所述k₂表示当前放电次数；所述C_D(k)表示第K次放电电量；所述C_T表示预先测试的所述动力电池工作在当前的目标工作温度时的实际电容；所述j₁表示第K次充电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_C(i)表示第K次充电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述j₂表示第K次放电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_D(i)表示第K次放电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理器具体用于根据以下方法确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻：

当所述动力电池的电流为正时，确定所述动力电池处于充电状态；并当所述动力电池的电流为负时，确定所述动力电池处于放电状态；

将所述动力电池处于连续充电状态时的最高电压所对应的时刻，确定为一次充电的充电截止时刻；并将所述动力电池处于连续放电状态时的最低电压对应的时刻，确定为一次放电的放电截止时刻。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理器具体用于根据以下公式估算所述动力电池的当前剩余容量:

$\mathrm{SOC}={\mathrm{SOC}}_0+\frac{\underset{i=0}{\overset{k_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\mathrm{\ΔT}}{C_r}$

其中，所述SOC表示所述动力电池的当前剩余容量；所述SOC₀表示t₀时刻所述动力电池的剩余容量；所述k₃表示从所述t₀时刻到当前时刻对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_i表示从所述t₀时刻到当前时刻对所述动力电池进行第i次采样时的电流；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔；所述C_r表示参考容量。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步用于，当估算的当前剩余容量为所述动力电池的电压达到充电截止电压时的剩余容量时，判断估算的所述当前剩余容量，是否小于充电参考值，且当估算的所述当前剩余容量小于充电参考值时，将估算的所述当前剩余容量，修正为所述充电参考值；和/或，

当估算的当前剩余容量为所述动力电池的电压达到放电截止电压时的剩余容量时，判断估算的所述当前剩余容量，是否大于放电参考值，且当估算的所述当前剩余容量大于放电参考值时，将估算的所述当前剩余容量修正为所述放电参考值。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步用于，

当所述动力电池处于连续静置状态的时长大于等于预设时长时，获取所述电压传感器检测得到的所述动力电池的开路电压；

根据预先建立的开路电压、剩余容量以及所述动力电池的温度之间的三维对应关系，确定检测得到的所述开路电压和所述动力电池的温度对应的剩余容量，并将所述估算的当前剩余容量修正为根据所述三维对应关系确定的剩余容量。

8.根据权利要求5-7中任一所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步用于，在修正估算的当前剩余容量之后，根据以下公式对用于估算当前剩余容量的所述参考容量进行修正：

$C_r^{\′}=\frac{\underset{i=0}{\overset{j_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}+\underset{i=0}{\overset{j_4}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}}{2}$

其中，所述C'_r表示修正后的参考容量；所述j₃表示将所述动力电池从所放电截止电压一直充电至充电截止电压的过程中，对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_C(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；所述j₄表示将所述动力电池从充电截止电压一直放电至放电截止电压的过程中，对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_D(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。

9.一种估算动力电池剩余容量的方法，其特征在于，所述方法包括：

实时检测所述动力电池的温度和电流；

根据检测得到的所述动力电池的温度，控制所述动力电池的工作温度为目标工作温度；并，

根据所述动力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据检测得到的所述动力电池的温度，控制所述动力电池的工作温度为目标工作温度之前，所述方法还包括：

检测所述动力电池的电压；并，

根据所述动力电池的电压和所述动力电池的电流，确定所述动力电池的当前实际充放电循环次数；

根据预先建立的充放电循环次数和目标工作温度之间的对应关系，确定所述当前实际充放电循环次数对应的目标工作温度，并将确定的目标工作温度作为所述动力电池的目标工作温度。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述动力电池的电压和所述动力电池的电流，确定所述动力电池的当前实际充放电循环次数，具体包括：

根据所述动力电池的电压，确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻，并将一个充电截止时刻视为一次充电的结束，一个放电截止时刻视为一次放电的结束；并，

根据所述动力电池的当前充电次数、当前放电次数和以下公式，计算所述动力电池的当前实际充放电循环次数；

$N=\frac{\underset{n=1}{\overset{k_1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_c\left(k\right)+\underset{n=1}{\overset{k_2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_D\left(k\right)}{2C_T},$ 其中， $\begin{array}{c}{C}_c\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{j_1}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\\ C_D\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{j_2}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}\end{array}$

其中，所述N表示所述动力电池的当前实际充放电循环次数；所述k₁表示当前充电次数；所述C_c(k)表示第K次充电电量；所述k₂表示当前放电次数；所述C_D(k)表示第K次放电电量；所述C_T表示预先测试的所述动力电池工作在当前的目标工作温度时的实际电容；所述j₁表示第K次充电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_C(i)表示第K次充电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述j₂表示第K次放电时对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_D(i)表示第K次放电时对所述动力电池进行第i次采样时的电流的绝对值；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据以下方法确定所述动力电池的充电截止时刻，和所述动力电池的放电截止时刻：

当所述动力电池的电流为正时，确定所述动力电池处于充电状态；并当所述动力电池的电流为负时，确定所述动力电池处于放电状态；

将所述动力电池处于连续充电状态时的最高电压所对应的时刻，确定为一次充电的充电截止时刻；并将所述动力电池处于连续放电状态时的最低电压对应的时刻，确定为一次放电的放电截止时刻。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述动力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量，包括：

根据以下公式估算所述动力电池的剩余容量；

$\mathrm{SOC}={\mathrm{SOC}}_0+\frac{\underset{i=0}{\overset{k_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_i\mathrm{\ΔT}}{C_r}$

其中，所述SOC表示所述动力电池的剩余容量；所述SOC₀表示t₀时刻所述动力电池的当前剩余容量；所述k₃表示从所述t₀时刻到当前时刻对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_i表示从所述t₀时刻到当前时刻对所述动力电池进行第i次采样时的电流；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔；所述C_r表示参考容量。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当估算的当前剩余容量为所述动力电池的电压达到充电截止电压时的剩余容量时，判断估算的所述当前剩余容量，是否小于充电参考值，且当估算的所述当前剩余容量小于充电参考值时，将估算的所述当前剩余容量，修正为所述充电参考值；和/或，

当估算的当前剩余容量为所述动力电池的电压达到放电截止电压时的剩余容量时，判断估算的所述当前剩余容量，是否大于放电参考值，且当估算的所述当前剩余容量大于放电参考值时，将估算的所述当前剩余容量修正为所述放电参考值。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据所述动力电池的电流，估算所述动力电池的当前剩余容量之后，所述方法还包括：

当所述动力电池处于连续静置状态的时长大于等于预设时长时，检测所述动力电池的开路电压；

根据预先建立的开路电压、剩余容量以及所述动力电池的温度之间的三维对应关系，确定检测得到的所述开路电压和所述动力电池的温度对应的剩余容量；并，

将估算的所述当前剩余容量修正为根据所述三维对应关系确定的剩余容量。

16.根据权利要求13-15中任一所述的方法，其特征在于，在修正估算的当前剩余容量之后，所述方法还包括：

根据以下公式对用于估算当前剩余容量的所述参考容量进行修正；

$C_r^{\′}=\frac{\underset{i=0}{\overset{j_3}{\mathrm{\Σ}}}{I}_C\left(i\right)\mathrm{\ΔT}+\underset{i=0}{\overset{j_4}{\mathrm{\Σ}}}{I}_D\left(i\right)\mathrm{\ΔT}}{2}$

其中，所述C'_r表示修正后的参考容量；所述j₃表示将所述动力电池从所放电截止电压一直充电至充电截止电压的过程中，对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_C(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；所述j₄表示将所述动力电池从充电截止电压一直放电至放电截止电压的过程中，对所述动力电池的电流进行采样的次数；所述I_D(i)表示第i次采样时的电流的绝对值；所述ΔT表示对所述动力电池的电流进行采样的时间间隔。