CN104977544B - 纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法和装置，其中所述方法包括步骤：获取电池组的电流值，并根据电池电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；获取电池组当前SOC值SOC_act；计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；生成电池实际SOC值SOC_real；根据电池组的状态获得电池组允许使用SOC下限SOC_end；获取电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg；根据公式计算生成电池组的剩余可用能量；本申请避免了电池理论SOC值或电池组当前SOC值可能存在的虚高误差，并修正了电池单体不一致性所造成的误差，所以使得电池组的剩余可用能量的估算更加的准确，进而也就提高了剩余里程的估算准确度。

Description

纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法和装置

技术领域

本发明涉及汽车控制领域，特别是涉及一种纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法和装置。

背景技术

电动汽车包括混合动力汽车和纯电动汽车；其中，纯电动汽车将电力作为唯一驱动力。

在实际应用中，纯电动汽车的驾驶者需要获知剩余里程，即，需要知道纯电动汽车还能行驶的距离，从而可以及时的给纯电动汽车充电，或是选择更合理的驾驶方式及行驶路线，以减少纯电动汽车因为电量不足造成的无法行驶的几率。

在本领域中，剩余里程的估算一般都是根据电池组的剩余可用能量和纯电动汽车的平均公里能耗来获得的，具体的，纯电动汽车还能够行驶的剩余里程为电池组的剩余可用能量和车辆的平均公里能耗的比值。这样，在计算剩余里程时，首先需要分别估算电池组的剩余可用能量和车辆的平均公里能耗。

现有技术中，对于电池组的剩余可用能量的估算一般的方式为：

通过电池组当前的充电状态(state of charge，SOC)、SOC使用下限、电池组的容量及电压来计算电池组的剩余可用能量。

发明人经过研究发现，由于现有技术中至少存在以下缺陷：

由于电池组的剩余可用能量的估算结果的准确度不高，从而导致剩余里程的估算准确度较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高电池组的剩余可用能量的估算结果的准确度，具体的：

本发明实施例提供了一种纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法，包括步骤：

S11、获取电池控制器所发送的电池组的电流值，并根据所述电池电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；

S12、获取整车控制器向电池控制器发送的电池组当前SOC值SOC_act；

S13、根据所述电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；

S14、将所述SOC_act与所述SOC_Ah取小计算的结果与所述SOC_diff进行差值计算，生成电池实际SOC值SOC_real；

S15、根据电池组的状态获得电池组允许使用SOC下限SOC_end；

S16、获取所述电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg；

S17、根据公式E_batt＝(SOC_real-SOC_end)*C_batt*U_avrg，计算生成电池组的剩余可用能量；其中，所述E_batt为电池组的剩余可用能量；所述C_batt为电池组的电池容量。

优选的，在本发明实施例中，所述根据所述电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff，包括：

获取电池组单体最小电压U_{cell_min}，和，电池组单体平均电压U_{cell_avrg}，计算生成单体电压差ΔU；

根据SOC与ΔU/ΔSOC的比值关系与所述单体电压差ΔU，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff。

优选的，在本发明实施例中，所述根据电池组的状态获得的电池组允许使用SOC下限值SOC_end，包括：

获取所述电池控制器发送的所述电池组的可用SOC最小值SOC_min，根据所述SOC_min生成所述SOC_end。

优选的，在本发明实施例中，所述根据所述SOC_min生成所述SOC_end，包括：

获取包括电池组的温度值的修正参数，根据所述修正参数修正所述SOC_min，生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}；

将所述SOC_{min_fix}与所述SOC_min的取大计算的结果确定为所述SOC_end。

优选的，在本发明实施例中，所述获取包括电池组的温度值的修正参数，根据所述修正参数修正所述SOC_min，生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}，包括：

所述修正参数还包括所述电池组的放电电流值；

根据电池放电容量与电池温度的关系，获取电池组截止使用SOC与电池温度的关系；

根据所述电池组截止使用SOC与电池温度的关系，和，电池组的温度值，获取当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC；

根据电池组放电容量与电池组放电倍率的关系，获取电池组截止使用SOC与电池组电流的关系；

根据所述电池组截止使用SOC与电池组电流的关系，和，电池组的电流值，获取电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC；

将当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC，和，所述电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC取大计算，获得电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}。

优选的，在本发明实施例中，所述放电电流值包括：

当前工况下预设时间段内的放电电流值的最大值。

优选的，在本发明实施例中，所述获得所述电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg，包括：

获取所述电池组的当前电压U_batt，以及，所述电池组的截止放电电压U_end；所述U_end根据SOC与电池开路电压的关系曲线获得；

根据预设的U_batt权重系数，和，预设的U_end权重系数，计算生成所述平均电压U_avrg。

在本发明实施例的另一面，还提供了一种纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算装置，包括：

电流值获取单元，用于获取电池控制器所发送的电池组的电流值，并根据所述电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；

当前SOC获取单元，用于获取整车控制器向电池控制器发送的电池组当前SOC值SOC_act；

SOC差值获取单元，用于根据所述电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；

实际SOC值获取单元，用于将所述SOC_act与所述SOC_Ah取小计算的结果与所述SOC_diff进行差值计算，生成电池实际SOC值SOC_real；

SOC下限获取单元，用于根据电池组的状态获得电池组允许使用SOC下限SOC_end；

平均电压获取单元，用于获取所述电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg；

剩余可用能量生成单元，用于根据公式E_batt＝(SOC_real-SOC_end)*C_batt*U_avrg，计算生成电池组的剩余可用能量；其中，所述E_batt为电池组的剩余可用能量；所述C_batt为电池组的电池容量。

优选的，在本发明实施例中，所述SOC差值获取单元包括：

第一参数获取模块，用于获取电池组单体最小电压U_{cell_min}，和，电池组单体平均电压U_{cell_avrg}，计算生成单体电压差ΔU；

第一计算模块，用于根据SOC与ΔU/ΔSOC的比值关系与所述单体电压差ΔU，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff。

优选的，在本发明实施例中，所述SOC下限获取单元包括：

SOC最小值获取模块，用于获取所述电池控制器发送的所述电池组的可用SOC最小值SOC_min；

SOC下限生成模块，用于根据所述SOC_min生成所述SOC_end。

优选的，在本发明实施例中，所述SOC下限生成模块包括：

修正组件，用于获取包括电池组的温度值的修正参数，根据所述修正参数修正所述SOC_min，生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}；

SOC下限确定组件，用于将所述SOC_{min_fix}与所述SOC_min的取大计算的结果确定为所述SOC_end。

优选的，在本发明实施例中，所述修正参数还包括所述电池组的放电电流值；

所述修正参数组件包括：

第一修正值获取部件，用于根据电池放电容量与电池温度的关系，获取电池组截止使用SOC与电池温度的关系；根据所述电池组截止使用SOC与电池温度的关系，和，电池组的温度值，获取当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC；

第二修正值获取部件，用于根据电池组放电容量与电池组放电倍率的关系，获取电池组截止使用SOC与电池组电流的关系；根据所述电池组截止使用SOC与电池组电流的关系，和，电池组的电流值，获取电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC；

最终修正值确定部件，用于将当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC，和，所述电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC取大计算，获得电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}。

优选的，在本发明实施例中，所述放电电流值包括：

当前工况下预设时间段内的放电电流值的最大值。

优选的，在本发明实施例中，所述平均电压获取单元包括：

第二参数获取模块，用于获取所述电池组的当前电压U_batt，以及，所述电池组的截止放电电压U_end；所述U_end根据SOC与电池开路电压的关系曲线获得；

第二计算单元，用于根据预设的U_batt权重系数，和，预设的U_end权重系数，计算生成所述平均电压U_avrg。

本发明实施例中，将根据电池控制器所发送的电池组的电流值计算而生成的SOC值作为电池理论SOC值，以及，还获取了整车控制器向电池控制器发送的电池组当前SOC值；为了避免电池理论SOC值或电池组当前SOC值所存在虚高的误差，所以将二者中较小的值作为获取电池实际SOC值的依据；进一步的，为了修正由于电池单体不一致性所造成的误差，在本发明实施例中，还根据电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成SOC差值；这样，通过将电池理论SOC值与电池组当前SOC值取小计算的结果与SOC差值进行差值计算后，就可以生成较为准确的电池实际SOC值；然后，再根据电池实际SOC值计算生成电池组的剩余可用能量。

由于在本发明实施例中，避免了电池理论SOC值或电池组当前SOC值可能存在的虚高误差，并修正了电池单体不一致性所造成的误差，所以使得电池组的剩余可用能量的估算更加的准确，进而也就提高了剩余里程的估算准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请中所述纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法的步骤示意图；

图2本申请中所述纯电动汽车的控制系统的结构示意图；

图3为本申请中所述纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了提高电池组的剩余可用能量的估算结果的准确度，本发明实施例提供了一种纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法，如图1所示，包括步骤：

S11、获取电池控制器所发送的电池组的电流值，并根据电池电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；

本发明实施例中的纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法的应用基于了纯电动汽车的控制系统，参考图2中所示出的纯电动汽车的控制系统的结构示意图，控制系统的主要部件包括整车控制器01、换挡机构02、电池控制器03、ABS控制器04、HVAC系统05和显示单元06等。

在本发明实施例中，整车控制器01可以作为实现各种计算的数据处理设备，即，整车控制器01可以通过预设的各种公式或算法对接收的各种数据进行运算处理，生成相应的结果，也就是说，整车控制器01可以作为执行主体来执行本发明实施例中的各个步骤。

实际应用中，整车控制器01还可以接收电池控制器03所发送的电池状态信息数据(包括电池电压、电流、SOC、温度等)，以及，接收ABS控制器04所发送的车速信息数据，从而可以计算电池组的剩余可用能量及平均公里能耗值；

此外，ABS控制器04还可以接收换挡机构02所发送的车辆档位信息数据，以及，HVAC系统05所发送的ACCM/PTC功率信息数据及工作状态信号，从而可以计算当前车况对于平均公里能耗的影响。

整车控制器01还可以根据电池组的剩余可用能量及平均公里能耗值，计算纯电动汽车的剩余里程，并通过显示单元06呈现给驾驶员，从而方便驾驶员做出正确的判断，是选择合适的行车路线和合适的充电时机。

首先，整车控制器01获取电池控制器03所发送的电池组的电流值，从而可以根据电池电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；电池控制器03所发送的电池组的电流值可以用于表征电池组的充电状态，在本发明实施例中，将通过电池控制器03的电流值计算得到的SOC值称为电池理论SOC值，电池理论SOC值可以简称为SOC_Ah；

S12、整车控制器获取电池控制器所发送的电池组当前SOC值SOC_act；

除了通过电池组的电流值计算得到电池组的SOC值之外，还有另一种得到电池组的SOC值的方式，即，通过电池控制器来直接获得，在本发明实施例中，将通过电池控制器03直接获得的SOC值称为电池组当前SOC值，电池组当前SOC值可以简称为SOC_act。

S13、根据电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；

影响SOC值准确度的另一个的因素是，电池组是由多个电池单体组成的，各个电池单体的电池SOC具有一定的差异性，电池组所剩的电能能否能够维持正常工作，一般是由电池组中电池单体SOC最小的电池单体来决定的，因此，通过计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff，可以得到电池组中电池单体SOC最小的电池单体与电池组SOC的差值，从而可以对电池组SOC进行修正。

S14、将SOC_act与SOC_Ah取小计算的结果与SOC_diff进行差值计算，生成电池实际SOC值SOC_real；

如果独采用电池理论SOC值或是电池组当前SOC值作为后续的计算参数值，很有可能会由于电池理论SOC值或是电池组当前SOC值虚高，使得后续的计算出现误差，从而使得纯电动汽车无法行驶完成后续计算得到的剩余里程数。

为了避免上述情况的出现，在本发明实施例中，采用同时通过两种方式获取SOC值的方式，然后在两种SOC值中取小的方式，以避免SOC值虚高。

在将SOC_act与SOC_Ah取小计算后，还通过与SOC_diff进行差值计算的方式来进一步对电池组SOC进行修正，以得到电池实际SOC值SOC_real，具体的，生成电池实际SOC值的公式可以是：

SOC_real＝MIN(SOC_act,SOC_Ah)-SOC_diff。

S15、根据电池组的工作状态获得电池组允许使用SOC下限SOC_end；

在本发明实施例中，电池组允许使用SOC下限是根据电池控制器03所发送的电池组的可用SOC最小值SOC_min来获得的，具体的：

在实际应用中，可以直接将电池控制器03所发送的电池组的可用SOC最小值SOC_min作为电池组允许使用SOC下限SOC_end；

进一步的，由于电池组在不同的工作状态下，电池组允许使用SOC下限也是不同的，具体的，工作状态具体可以包括电池组的工作温度、纯电动汽车的行驶工况、以及用户的驾驶习惯等，因此，还可以对电池组的可用SOC最小值进行修正，来生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}，然后将SOC_{min_fix}和SOC_min这两者的最大值作为SOC_end；

具体的，可以是获取包括电池组的温度值的修正参数，根据修正参数修正SOC_min，生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}；进一步的，修正参数还可以包括电池组的放电电流值，这样SOC_{min_fix}的获取方式具体就可以是：

根据电池放电容量与电池温度的关系，获取电池组截止使用SOC与电池温度的关系；在相同放电倍率下，电池组的温度越低，放电容量越低，即电池组截止使用SOC值会越高，通过电池试验可得到不同放电倍率下“电池组放电容量与电池温度”的关系，经过转换就可以得到“电池截止使用SOC与电池组温度”的关系。这样，根据电池组截止使用SOC与电池温度的关系，和，电池组的温度值，获取当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC值SOC_{end_temp}；

根据电池组放电容量与电池组放电倍率的关系，获取电池组截止使用SOC与电池组电流的关系；在相同温度下，电池组的放电倍率越大(放电电流越大)，放电容量越低，即，电池截止使用SOC值会越高，通过电池试验可得到不同温度下“电池组放电容量与电池放电倍率”的关系，经过转换得到“电池截止使用SOC与电池组电流”的关系；接着，根据电池组截止使用SOC与电池组电流的关系，和，电池组的电流值，获取电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC值SOC_{end_curr}；在本发明实施例中，放电电流值可以是当前工况下预设时间段内的放电电流值的最大值，具体的，可以是，整车控制器01接收电池控制器03发送的电池电流I_batt信号，通过自学习计算得到本次工况下车辆的历史最大放电电流来作为放电电流值。

将当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC，和，电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC取大计算，获得电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}，即，获取SOC_{min_fix}具体可以通过公式：SOC_{min_fix}＝MAX(SOC_{end_temp},SOC_{end_curr})来获得。

在获得了电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}后，再通过将SOC_{min_fix}与SOC_min的取大计算来确定电池组允许使用SOC下限SOC_end，即，获取SOC_end具体可以通过公式：SOC_end＝MAX(SOC_min,SOC_{min_fix})来获得。

S16、获取电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg；

电池组的剩余可用能量的计算，不但需要获得电池实际SOC值和SOC下限值，还需要获得电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg，和，电池组的电池容量C_batt；其中U_avrg的获得方式具体可以是由整车控制器01根据电池组的当前电压U_batt和电池组的截止放电电压U_end进行权重计算得到，其中，U_batt和U_end的权重系数可以根据所用电池类型进行具体标定，或是通过有限次的试验获得，在此并不做具体的限定。

进一步的，在本发明实施例中，截止放电电压U_end的获得方式具体可以是通过电池试验测得“SOC-电池开路电压”曲线，由SOC_end查表即可得到。

S17、根据公式E_batt＝(SOC_real-SOC_end)*C_batt*U_avrg，计算生成电池组的剩余可用能量；其中，所述E_batt为电池组的剩余可用能量；所述C_batt为电池组的电池容量。

获得电池组的剩余可用能量所用的公式为电池实际SOC值和SOC下限值的差值与平均电压和电池组的电池容量的乘积，即，

E_batt＝(SOC_real-SOC_end)*C_batt*U_avrg，在通过步骤S11至S16获得了公式中的各个参数之后，通过本步骤中的公式即可获得电池组的剩余可用能量。

综上所述，本发明实施例中，将根据电池控制器所发送的电池组的电流值计算而生成的SOC值作为电池理论SOC值，以及，还获取了整车控制器向电池控制器发送的电池组当前SOC值；为了避免电池理论SOC值或电池组当前SOC值所存在虚高的误差，所以将二者中较小的值作为获取电池实际SOC值的依据；进一步的，为了修正由于电池单体不一致性所造成的误差，在本发明实施例中，还根据电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成SOC差值；这样，通过将电池理论SOC值与电池组当前SOC值取小计算的结果与SOC差值进行差值计算后，就可以生成较为准确的电池实际SOC值；然后，再根据电池实际SOC值计算生成电池组的剩余可用能量。

由于在本发明实施例中，避免了电池理论SOC值或电池组当前SOC值可能存在的虚高误差，并修正了电池单体不一致性所造成的误差，所以使得电池组的剩余可用能量的估算更加的准确，进而也就提高了剩余里程的估算准确度。

在本发明的另一方面，还提供了一种纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算装置，包括电流值获取单元21、当前SOC获取单元22、SOC差值获取单元23、实际SOC值获取单元24、SOC下限获取单元25、平均电压获取单元26和剩余可用能量生成单元27；

电流值获取单元21，用于获取电池控制器03所发送的电池组的电流值，并根据所述电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；

当前SOC获取单元22，用于获取向电池控制器发送的电池组当前SOC值SOC_act；

SOC差值获取单元23，用于根据所述电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；

实际SOC值获取单元24，用于将所述SOC_act与所述SOC_Ah取小计算的结果与所述SOC_diff进行差值计算，生成电池实际SOC值SOC_real；

SOC下限获取单元25，用于根据电池组的状态获得电池组允许使用SOC下限SOC_end；

平均电压获取单元26，用于获取所述电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg；

剩余可用能量生成单元27，用于根据公式E_batt＝(SOC_real-SOC_end)*C_batt*U_avrg，计算生成电池组的剩余可用能量；其中，所述E_batt为电池组的剩余可用能量；所述C_batt为电池组的电池容量。

本发明实施例中的纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法的应用基于了纯电动汽车的控制系统，参考图2中所示出的纯电动汽车的控制系统的结构示意图，控制系统的主要部件包括整车控制器01、换挡机构02、电池控制器03、ABS控制器04、HVAC系统05和显示单元06等。

在本发明实施例中，整车控制器01可以作为实现各种计算的数据处理设备，即，整车控制器01可以通过预设的各种公式或算法对接收的各种数据进行运算处理，生成相应的结果，也就是说，整车控制器01可以作为执行主体来执行本发明实施例中的各个步骤。

实际应用中，整车控制器01还可以接收电池控制器03所发送的电池状态信息数据(包括电池电压、电流、SOC、温度等)，以及，接收ABS控制器04所发送的车速信息数据，从而可以计算电池组的剩余可用能量及平均公里能耗值；

此外，ABS控制器04还可以接收换挡机构02所发送的车辆档位信息数据，以及，HVAC系统05所发送的ACCM/PTC功率信息数据及工作状态信号，从而可以计算当前车况对于平均公里能耗的影响。

整车控制器01还可以根据电池组的剩余可用能量及平均公里能耗值，计算纯电动汽车的剩余里程，并通过显示单元06呈现给驾驶员，从而方便驾驶员做出正确的判断，是选择合适的行车路线和合适的充电时机。

首先，电流值获取单元21获取电池控制器03所发送的电池组的电流值，从而可以根据电池电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；电池控制器03所发送的电池组的电流值可以用于表征电池组的充电状态，在本发明实施例中，将通过电池控制器03的电流值计算得到的SOC值称为电池理论SOC值，电池理论SOC值可以简称为SOC_Ah；

除了通过电池组的电流值计算得到电池组的SOC值之外，还有另一种得到电池组的SOC值的方式，即，通过电池控制器03来直接获得，在本发明实施例中，将当前SOC获取单元22通过电池控制器03直接获得的SOC值称为电池组当前SOC值，电池组当前SOC值可以简称为SOC_act。

S13、根据电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；

影响SOC值准确度的另一个的因素是，电池组是由多个电池单体组成的，各个电池单体的电池SOC具有一定的差异性，电池组所剩的电能能否能够维持正常工作，一般是由电池组中电池单体SOC最小的电池单体来决定的，因此，SOC差值获取单元23通过计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff，可以得到电池组中电池单体SOC最小的电池单体与电池组SOC的差值，从而可以对电池组SOC进行修正。

SOC差值获取单元23具体的可以包括第一参数获取模块和第一计算模块，其中：

第一参数获取模块，用于获取电池组单体最小电压U_{cell_min}，和，电池组单体平均电压U_{cell_avrg}，计算生成单体电压差ΔU；第一计算模块，用于根据SOC与ΔU/ΔSOC的比值关系与所述单体电压差ΔU，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff。

如果独采用电池理论SOC值或是电池组当前SOC值作为后续的计算参数值，很有可能会由于电池理论SOC值或是电池组当前SOC值虚高，使得后续的计算出现误差，从而使得纯电动汽车无法行驶完成后续计算得到的剩余里程数。

为了避免上述情况的出现，在本发明实施例中，实际SOC值获取单元24首先采用同时通过两种方式获取SOC值，然后在两种SOC值中取小的方式，以避免SOC值虚高。

在将SOC_act与SOC_Ah取小计算后，实际SOC值获取单元24还通过与SOC_diff进行差值计算的方式来进一步对电池组SOC进行修正，以得到电池实际SOC值SOC_real，具体的，生成电池实际SOC值的公式可以是：

SOC_real＝MIN(SOC_act,SOC_Ah)-SOC_diff。

在本发明实施例中，SOC下限获取单元25获取电池组允许使用SOC下限是根据电池控制器03所发送的电池组的可用SOC最小值SOC_min来获得的，具体的：

在实际应用中，可以直接将电池控制器03所发送的电池组的可用SOC最小值SOC_min作为电池组允许使用SOC下限SOC_end；

进一步的，由于电池组在不同的工作状态下，电池组允许使用SOC下限也是不同的，具体的，工作状态具体可以包括电池组的工作温度、纯电动汽车的行驶工况、以及用户的驾驶习惯等，因此，还可以通过设有对电池组的可用SOC最小值进行修正，具体的，SOC下限获取单元25可以包括，用于获取所述电池控制器发送的所述电池组的可用SOC最小值SOC_min的SOC最小值获取模块，和，用于根据所述SOC_min生成所述SOC_end的SOC下限生成模块，从而可以生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}，然后将SOC_{min_fix}和SOC_min这两者的最大值作为SOC_end。

具体的，SOC下限生成模块可以包括修正组件和SOC下限确定组件，其中，修正组件，用于获取包括电池组的温度值的修正参数，根据所述修正参数修正所述SOC_min，生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}；SOC下限确定组件，用于将所述SOC_{min_fix}与所述SOC_min的取大计算的结果确定为所述SOC_end。进一步的，修正参数还可以包括电池组的放电电流值，此时，修正组件具体就可以包括：第一修正值获取部件、第二修正值获取部件和最终修正值确定部件；

根据电池放电容量与电池温度的关系，可以获取电池组截止使用SOC与电池温度的关系；在相同放电倍率下，电池组的温度越低，放电容量越低，即电池组截止使用SOC值会越高，通过电池试验可得到不同放电倍率下“电池组放电容量与电池温度”的关系，经过转换就可以得到“电池截止使用SOC与电池组温度”的关系。这样，第一修正值获取部件根据电池组截止使用SOC与电池温度的关系，和，电池组的温度值，获取当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC值SOC_{end_temp}；

根据电池组放电容量与电池组放电倍率的关系，可以获取电池组截止使用SOC与电池组电流的关系；在相同温度下，电池组的放电倍率越大(放电电流越大)，放电容量越低，即，电池截止使用SOC值会越高，通过电池试验可得到不同温度下“电池组放电容量与电池放电倍率”的关系，经过转换得到“电池截止使用SOC与电池组电流”的关系；接着，第二修正值获取部件根据电池组截止使用SOC与电池组电流的关系，和，电池组的电流值，获取电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC值SOC_{end_curr}；在本发明实施例中，放电电流值可以是当前工况下预设时间段内的放电电流值的最大值，具体的，可以是，整车控制器01接收电池控制器03发送的电池电流I_batt信号，通过自学习计算得到本次工况下车辆的历史最大放电电流来作为放电电流值。

最终修正值确定部件将当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC，和，电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC取大计算，获得电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}，即，获取SOC_{min_fix}具体可以通过公式：SOC_{min_fix}＝MAX(SOC_{end_temp},SOC_{end_curr})来获得。

在获得了电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}后，再通过将SOC_{min_fix}与SOC_min的取大计算来确定电池组允许使用SOC下限SOC_end，即，获取SOC_end具体可以通过公式：SOC_end＝MAX(SOC_min,SOC_{min_fix})来获得。

电池组的剩余可用能量的计算，不但需要获得电池实际SOC值和SOC下限值，还需要通过平均电压获取单元26获得电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg；

本发明实施例中的平均电压获取单元26具体可以包括第二参数获取模块和第二计算单元，其中：

第二计算单元，用于根据预设的U_batt权重系数，和，预设的U_end权重系数，计算生成所述平均电压U_avrg，即，U_avrg的获得方式具体可以是根据电池组的当前电压U_batt和电池组的截止放电电压U_end进行权重计算得到，其中，U_batt和U_end的权重系数可以根据所用电池类型进行具体标定，或是通过有限次的试验获得，在此并不做具体的限定。

第二参数获取模块，用于获取所述电池组的当前电压U_batt，以及，所述电池组的截止放电电压U_end；所述U_end根据SOC与电池开路电压的关系曲线获得，即，截止放电电压U_end的获得方式具体可以是通过电池试验测得“SOC-电池开路电压”曲线，由SOC_end查表即可得到。

获得电池组的剩余可用能量所用的方式为计算电池实际SOC值和SOC下限值的差值与平均电压和电池组的电池容量的乘积，即剩余可用能量生成单元27通过公式E_batt＝(SOC_real-SOC_end)*C_batt*U_avrg来生成电池组的剩余可用能量。

综上所述，本发明实施例中，将根据电池控制器所发送的电池组的电流值计算而生成的SOC值作为电池理论SOC值，以及，还获取了整车控制器向电池控制器发送的电池组当前SOC值；为了避免电池理论SOC值或电池组当前SOC值所存在虚高的误差，所以将二者中较小的值作为获取电池实际SOC值的依据；进一步的，为了修正由于电池单体不一致性所造成的误差，在本发明实施例中，还根据电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成SOC差值；这样，通过将电池理论SOC值与电池组当前SOC值取小计算的结果与SOC差值进行差值计算后，就可以生成较为准确的电池实际SOC值；然后，再根据电池实际SOC值计算生成电池组的剩余可用能量。

由于在本发明实施例中，避免了电池理论SOC值或电池组当前SOC值可能存在的虚高误差，并修正了电池单体不一致性所造成的误差，所以使得电池组的剩余可用能量的估算更加的准确，进而也就提高了剩余里程的估算准确度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算方法，其特征在于，包括步骤：

S11、获取电池控制器所发送的电池组的电流值，并根据电池电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；

S12、获取电池控制器发送的电池组当前SOC值SOC_act；

S13、根据所述电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；

S14、将所述SOC_act与所述SOC_Ah取小计算的结果与所述SOC_diff进行差值计算，生成电池实际SOC值SOC_real；

S15、根据电池组的状态获得电池组允许使用SOC下限SOC_end；

S16、获取所述电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg；

S17、根据公式E_batt＝(SOC_real-SOC_end)*C_batt*U_avrg，计算生成电池组的剩余可用能量；其中，所述E_batt为电池组的剩余可用能量；所述C_batt为电池组的电池容量。

2.根据权利要求1所述的电池组剩余可用能量的估算方法，其特征在于，所述根据所述电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff，包括：

获取电池组单体最小电压U_{cell_min}，和，电池组单体平均电压U_{cell_avrg}，计算生成单体电压差ΔU；

根据SOC与ΔU/ΔSOC的对应关系与所述单体电压差ΔU，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；其中，ΔSOC为电池组中电池单体SOC最小的电池单体与电池组SOC的差值。

3.根据权利要求1所述的电池组剩余可用能量的估算方法，其特征在于，所述根据电池组的状态获得的电池组允许使用SOC下限值SOC_end，包括：

获取所述电池控制器发送的所述电池组的可用SOC最小值SOC_min，根据所述SOC_min生成所述SOC_end。

4.根据权利要求3所述的电池组剩余可用能量的估算方法，其特征在于，所述根据所述SOC_min生成所述SOC_end，包括：

获取包括电池组的温度值的修正参数，根据所述修正参数修正所述SOC_min，生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}；

将所述SOC_{min_fix}与所述SOC_min的取大计算的结果确定为所述SOC_end。

5.根据权利要求4所述的电池组剩余可用能量的估算方法，其特征在于，所述获取包括电池组的温度值的修正参数，根据所述修正参数修正所述SOC_min，生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}，包括：

所述修正参数还包括所述电池组的放电电流值；

根据电池放电容量与电池温度的关系，获取电池组截止使用SOC与电池温度的关系；

根据所述电池组截止使用SOC与电池温度的关系，和，电池组的温度值，获取当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC；

根据电池组放电容量与电池组放电倍率的关系，获取电池组截止使用SOC与电池组电流的关系；

根据所述电池组截止使用SOC与电池组电流的关系，和，电池组的电流值，获取电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC；

将当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC，和，所述电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC取大计算，获得电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}。

6.根据权利要求5所述的电池组剩余可用能量的估算方法，其特征在于，所述放电电流值包括：

当前工况下预设时间段内的放电电流值的最大值。

7.根据权利要求1所述的电池组剩余可用能量的估算方法，其特征在于，所述获得所述电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg，包括：

获取所述电池组的当前电压U_batt，以及，所述电池组的截止放电电压U_end；所述U_end根据SOC与电池开路电压的关系曲线获得；

根据预设的U_batt权重系数，和，预设的U_end权重系数，计算生成所述平均电压U_avrg。

8.一种纯电动汽车用电池组剩余可用能量的估算装置，其特征在于，包括：

电流值获取单元，用于获取电池控制器所发送的电池组的电流值，并根据所述电流值计算生成电池理论SOC值SOC_Ah；

当前SOC获取单元，用于获取向电池控制器发送的电池组当前SOC值SOC_act；

SOC差值获取单元，用于根据所述电池组中电池单体的最小电压值和电池单体的平均电压值，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；

实际SOC值获取单元，用于将所述SOC_act与所述SOC_Ah取小计算的结果与所述SOC_diff进行差值计算，生成电池实际SOC值SOC_real；

SOC下限获取单元，用于根据电池组的状态获得电池组允许使用SOC下限SOC_end；

平均电压获取单元，用于获取所述电池组未来预设时间段内的平均电压U_avrg；

剩余可用能量生成单元，用于根据公式E_batt＝(SOC_real-SOC_end)*C_batt*U_avrg，计算生成电池组的剩余可用能量；其中，所述E_batt为电池组的剩余可用能量；所述C_batt为电池组的电池容量。

9.根据权利要求8所述的电池组剩余可用能量的估算装置，其特征在于，所述SOC差值获取单元包括：

第一参数获取模块，用于获取电池组单体最小电压U_{cell_min}，和，电池组单体平均电压U_{cell_avrg}，计算生成单体电压差ΔU；

第一计算模块，用于根据SOC与ΔU/ΔSOC的比值关系与所述单体电压差ΔU，计算生成电池单体不一致性引起的SOC差值SOC_diff；其中，ΔSOC为电池组中电池单体SOC最小的电池单体与电池组SOC的差值。

10.根据权利要求8所述的电池组剩余可用能量的估算装置，其特征在于，所述SOC下限获取单元包括：

SOC最小值获取模块，用于获取所述电池控制器发送的所述电池组的可用SOC最小值SOC_min；

SOC下限生成模块，用于根据所述SOC_min生成所述SOC_end。

11.根据权利要求10所述的电池组剩余可用能量的估算装置，其特征在于，所述SOC下限生成模块包括：

修正组件，用于获取包括电池组的温度值的修正参数，根据所述修正参数修正所述SOC_min，生成电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}；

SOC下限确定组件，用于将所述SOC_{min_fix}与所述SOC_min的取大计算的结果确定为所述SOC_end。

12.根据权利要求11所述的电池组剩余可用能量的估算装置，其特征在于，所述修正参数还包括所述电池组的放电电流值；

所述修正参数组件包括：

第一修正值获取部件，用于根据电池放电容量与电池温度的关系，获取电池组截止使用SOC与电池温度的关系；根据所述电池组截止使用SOC与电池温度的关系，和，电池组的温度值，获取当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC；

第二修正值获取部件，用于根据电池组放电容量与电池组放电倍率的关系，获取电池组截止使用SOC与电池组电流的关系；根据所述电池组截止使用SOC与电池组电流的关系，和，电池组的电流值，获取电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC；

最终修正值确定部件，用于将当前电池组温度环境下的电池组截止使用SOC，和，所述电池组在当前放电电流值的情况下的电池组截止使用SOC取大计算，获得电池组修正后的允许使用SOC下限值SOC_{min_fix}。

13.根据权利要求12所述的电池组剩余可用能量的估算装置，其特征在于，所述放电电流值包括：

当前工况下预设时间段内的放电电流值的最大值。

14.根据权利要求8所述的电池组剩余可用能量的估算装置，其特征在于，所述平均电压获取单元包括：

第二参数获取模块，用于获取所述电池组的当前电压U_batt，以及，所述电池组的截止放电电压U_end；所述U_end根据SOC与电池开路电压的关系曲线获得；

第二计算单元，用于根据预设的U_batt权重系数，和，预设的U_end权重系数，计算生成所述平均电压U_avrg。