CN106329021B - 估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置，其中该方法包括：估算在当前状态下动力电池中的荷电状态值最小的第一电芯的最大可用能量和最大可用容量最小的第二电芯的最大可用能量；基于第一电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第一电芯的剩余可用能量，并基于第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第二电芯的剩余可用能量；以及基于第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个和动力电池中包括的电芯的数目，估算动力电池的剩余可用能量。本发明考虑了动力电池中的单体电芯的最大可用容量的不一致性、以及荷电状态的不均衡性对动力电池的剩余可用能量的影响，因此可以较为准确地估算出动力电池的剩余可用能量。

Description

估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置
技术领域
本发明涉及电子电气领域，更具体地涉及一种估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置。
背景技术
面对日趋严重的能源短缺与环境恶化问题，诸如电动汽车、电动摩托车之类的电动交通工具因具有低能耗、零排放、低噪声、高能源利用率、结构简单、以及易于维修等优点，而受到广泛关注。然而，由于电动交通工具的动力电池容量有限，它们的续驶里程普遍较短，在日常使用中较不方便。为了避免电动交通工具因其动力电池的电量不足而无法行驶，电动交通工具的驾驶者需要知道电动交通工具的剩余行驶里程，即，电动交通工具还能行驶的距离，以及时给电动交通工具的动力电池充电、或选择合理的驾驶方式及行驶路径。
电动交通工具的剩余行驶里程的估算包括其动力电池的剩余可用能量的估算和电动交通工具的平均公里能耗的估算两部分。因此，动力电池的剩余可用能量逐渐成为电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)必须上报于整车控制器(VehicleControl Unit，简称VCU)的动力电池状态参数。
发明内容
本发明提供了一种新颖的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置。
根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法包括：估算在当前状态下动力电池中的荷电状态值最小的第一电芯的最大可用能量和最大可用容量最小的第二电芯的最大可用能量；基于第一电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第一电芯的剩余可用能量，并基于第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第二电芯的剩余可用能量；以及基于第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个和动力电池中包括的电芯的数目，估算动力电池的剩余可用能量。
根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的装置包括：最大可用能量估算单元，被配置为估算在当前状态下动力电池中的荷电状态值最小的第一电芯的最大可用能量和最大可用容量最小的第二电芯的最大可用能量；电芯剩余能量估算单元，被配置为基于第一电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第一电芯的剩余可用能量，并基于第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第二电芯的剩余可用能量；以及电池剩余能量估算单元，被配置为基于第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个和动力电池中包括的电芯的数目，估算动力电池的剩余可用能量。
根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置考虑了动力电池中的单体电芯的最大可用容量的不一致性、以及荷电状态的不均衡性对动力电池的剩余可用能量的影响，因此可以较为准确地估算出动力电池的剩余可用能量。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
图1示出了根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法的流程图；
图2示出了估算第一或第二电芯的剩余可用能量的处理的第一示例流程图；
图3示出了估算第一或第二电芯的剩余可用能量的处理的第二示例流程图；
图4示出了估算第一或第二电芯的剩余可用能量的处理的第三示例流程图；
图5示出了根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的装置的框图；
图6示出了能够实现根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。
动力电池的剩余可用能量受到其使用工况和使用环境的影响，在不同使用情况下的变化较大。动力电池在某一时刻的剩余可用能量是指该动力电池在某一使用工况下从当前时刻到放电截止时刻能够累积释放的能量。影响动力电池的剩余可用能量的因素很多，如荷电状态(State Of Charge，简称SOC)、充放电工况、电池温度、电池老化程度、电池中的单体电芯的最大可用容量的不一致性、电池中的单体电芯的荷电状态的不均衡性等都会影响动力电池的剩余可用能量。
目前，存在以下三种估算动力电池的剩余可用能量的方法：1)利用公式来估算动力电池的充电能量和放电能量，并且将动力电池的充电能量与放电能量相减来估算动力电池的剩余可用能量，其中，E表示动力电池的充电/放电能量，U和1分别表示动力电池的充电/放电电压和充电/放电电流；2)利用公式E＝(SOCreal-SOCend)·Cbatt·Uavg来估算动力电池的剩余可用能量，其中，E表示动力电池的剩余可用能量，Cbatt表示动力电池的最大容量，Uavg表示动力电池的未来预设时间段内的平均电压，SOCreal表示动力电池的实际SOC，SOCend表示动力电池的截止使用SOC(与动力电池的电池温度有关)；3)利用动力电池的当前SOC估算动力电池的剩余可用容量，作为动力电池的剩余可用能量。
然而，上述三种方法存在各种各样的不足，例如：在方法1)中，电流采样误差和电压采样误差会对动力电池的剩余可用能量的估算结果产生影响，而且未考虑动力电池的未来放电工况和电池温度对动力电池的剩余可用能量的影响；在方法2)中，虽然考虑了动力电池的未来放电工况和电池温度对动力电池的剩余可用能量的影响，但未考虑动力电池中的单体电芯的最大可用容量的不一致性、以及荷电状态的不均衡性对动力电池的剩余可用能量的影响；在方法3)中，动力电池的剩余可用容量与剩余可用能量是两个不同的物理量，它们在很多情况下并不相等，例如，增加动力电池中串联的单体电芯的数量可提高动力电池的剩余可用能量，但这种情况下动力电池的剩余可用容量保持不变。
鉴于以上存在的一个或多个问题，本发明提供了一种新颖的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置。下面，结合附图详细描述根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置。
图1示出了根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法的流程图。如图1所示，该估算动力电池的剩余可用能量的方法包括：S102，估算在当前状态下动力电池中的荷电状态值最小的第一电芯的最大可用能量和最大可用容量最小的第二电芯的最大可用能量；S104，基于第一电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第一电芯的剩余可用能量，并基于第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第二电芯的剩余可用能量；以及S106，基于第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个和动力电池中包括的电芯的数目，估算动力电池的剩余可用能量。这里，动力电池的电芯的荷电状态值和最大可用容量通常是由电池管理系统实时估算的，因此可以直接从电池管理系统获取。
在一些实施例中，对于第一电芯和第二电芯中的任意一个电芯，可以通过根据等式(1)对该电芯在恒流充电过程中的充电电压U和充电电流I的乘积在时间t上进行积分来估算该电芯的最大可用能量E。
其中，动力电池的充电电压和充电电流可以直接从电池管理系统获取；第一电芯和第二电芯中的任意一个电芯的充电电流I可以通过将动力电池的充电电流与动力电池中包括的并联支路的数目相除计算得出；第一电芯和第二电芯中的任意一个电芯的充电电压U可以直接从电池管理系统获取。
在一些实施例中，可以通过将第一电芯的最大可用能量ESOCMin与荷电状态值SOCSOCMin相乘，来估算第一电芯的剩余可用能量；可以通过将第二电芯的最大可用能量ECapMin与荷电状态值SOCCapMin相乘，来估算第二电芯的剩余可用能量。此时，可以通过根据等式(2)将第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个与动力电池中包括的电芯的数目n相乘，来估算动力电池的剩余可用能量E(t)。
E(t)＝n·Min[ESOCMin·SOCSOCMin；ECapMin·SOCCapMin] (2)
这里，由于动力电池中的电芯的最大可用容量是由电池管理系统实时估算的，可以反映电芯的容量老化衰减情况，因此根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法考虑了动力电池中的单体电芯的老化状态的不一致性(即，电芯的最大可用容量的不一致性)。
根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法考虑了动力电池中的单体电芯的最大可用容量的不一致性、以及荷电状态的不均衡性对动力电池的剩余可用能量的影响，以动力电池中的荷电状态值最小的第一电芯和最大可用容量最小的第二电芯中剩余可用能量较小的一个电芯为基准来估算整个动力电池的剩余可用能量，可以得出较为准确的估算结果。
在一些实施例中，对于第一电芯和第二电芯中的任意一个电芯，也可以通过将该电芯的最大可用容量与动力电池的容量能量转化系数K相乘来估算该电芯的最大可用能量。其中，容量能量转化系数K可以通过线下测试标定。
虽然电芯的荷电状态值在一定程度上能够反映其能量状态值(State of Energy，简称SOE)，但是电芯的荷电状态值和能量状态值并不是完全相等的关系，它们之间的变换关系与诸如，动力电池的使用工况、电池温度、电池老化状态等多种因素有关。因此，在一些实施例中，如图2所示，估算第一或第二电芯的剩余可用能量的处理可以进一步包括：S1042-1，基于动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；S1044-1，基于第一或第二电芯的最大可用能量和能量状态值，估算第一或第二电芯的剩余可用能量。
这里，可以通过将第一电芯的最大可用能量ESOCMin与能量状态值SOESOCMin相乘，来估算第一电芯的剩余可用能量；可以通过将第二电芯的最大可用能量ECapMin与荷电状态值SOECapMin相乘，来估算第二电芯的剩余可用能量。此时，可以根据等式(3)通过将第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个与动力电池中包括的电芯的数目n相乘，来估算动力电池的剩余可用能量E(t)。
E(t)＝n·Min[ESOCMin·SOESOCMin；ECapMin·SOECapMin] (3)
相比以上所述的基于第一电芯和第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第一电芯和第二电芯的剩余可用能量从而估算动力电池的剩余可用能量的实施例，基于第一电芯和第二电芯的荷电状态值估算第一电芯和第二电芯的能量状态值、然后基于第一电芯和第二电芯的最大可用能量和能量状态值估算第一电芯和第二电芯的剩余可用能量从而估算动力电池的剩余可用能量的实施例可以得到更为准确的估算结果。
动力电池中的每个电芯都有自己的放点截止点，然而在上述实施例中均没有考虑第一电芯和第二电芯的放电截止问题，而仅是基于第一电芯和第二电芯的最大可用能量和荷电状态值、或者最大可用能量和能量状态值来估算第一电芯和第二电芯的剩余可用能量，因此上述实施例得到的估算结果仍不准确。鉴于此，在一些实施例中，如图3所示，估算第一或第二电芯的剩余可用能量的处理可以进一步包括：S1042-2，基于动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；S1044-2，基于第一或第二电芯的最大可用能量、能量状态值、以及放电截止能量状态值，估算第一或第二电芯的剩余可用能量。
这里，可以通过将第一电芯的能量状态值SOESOCMin与放电截止能量状态值SOESOCLimit相减得出第一电芯的剩余可用能量状态值(SOESOCMin-SOESOCLimit)，并将第一电芯的最大可用能量ESOCMin与剩余可用能量状态值(SOESOCMin-SOESOCLimit)相乘，来估算第一电芯的剩余可用能量；可以通过将第二电芯的能量状态值SOECapMin与放电截止能量状态值SOECapLimit相减得出第二电芯的剩余可用能量状态值(SOECapMin-SOECapLimit)，并将第二电芯的最大可用能量ECapMin与剩余可用能量状态值(SOECapMin-SOECapLimit)相乘，来估算第二电芯的剩余可用能量。此时，可以通过根据等式(4)将第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个与动力电池中包括的电芯的数目n相乘，来估算动力电池的剩余可用能量E(t)。
E(t)＝n·Min[ESOcMin·(SOESOCMin-SOESOCLimit)；ECapMin
·(SOECapMin-SOECaptimit)]
(4)
其中，第一电芯和第二电芯的放电截止能量状态值可以是线下测试标定的，也可以是基于第一电芯和第二电芯的线下测试标定的其他电气特性值估算得出的。
在一些实施例中，可以通过以下处理估算得出第一电芯和第二电芯中的任意一个电芯的放电截止能量状态值：基于该电芯的放电截止电压、预测未来放电电流、以及放电末端直流电阻，估算该电芯的放电截止开路电压；基于动力电池的开路电压与荷电状态值之间的预先标定的对应关系，获取该电芯的放电截止开路电压所对应的放电截止荷电状态值；以及基于动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取该电芯的放电截止荷电状态值所对应的放电截止能量状态值。例如，可以根据以下等式(5)基于该电芯的放电截止电压ULimit、预测未来放电电流Ipre、以及放电末端直流电阻RLow(T，Ipre)，估算该电芯的放电截止开路电压OCVLimit：
OCVLimit＝ULimit+Ipre·RLow(T，Ipre) (5)
在一些实施例中，可以通过线下测试和线性拟合，估算出动力电池的SOC与SOE之间的以下变换关系：
SOE＝a·SOC2+b·SOC+c (6)
在一些实施例中，第一电芯和第二电芯中任意一个电芯的放电截止电压可以是线下测试标定的；第一电芯和第二电芯中任意一个电芯的预测未来放电电流可以是动力电池在当前时刻之前的预定时段内的平均放电电流除以动力电池中包括的并联支路的数目得出的；第一电芯和第二电芯中任意一个电芯的放电末端直流电阻可以是基于该电芯的当前温度和预测未来放电电流，从线下测试标定的动力电池的电池温度、预测未来放电电流、以及放电末端直流电阻之间的对应关系表中获取的。
在一些实施例中，可以通过以下处理来获取第一电芯和第二电芯中任意一个电芯的预测未来放电电流：从电池管理系统中获取动力电池在当前时刻之前的预定时段内的历史放电电流；计算动力电池在该预定时段内的平均放电电流；将动力电池在该预定时段内的平均放电电流与动力电池中包括的并联支路的数目相除，得出该电芯的预测未来放电电流。
在上述实施例中，进一步考虑了动力电池的电池温度、放电电流的变化对动力电池的剩余可用能量的影响，因此得出的估算结果更为准确。
如上所述，动力电池的剩余可用能量不仅与动力电池的荷电状态值、电池温度、电池老化程度、电池中的单体电芯的最大可用容量的不一致性、电池中的单体电芯的荷电状态的不均衡性有关，还与动力电池的充放电工况有关。在一些实施例中，如图4所示，估算第一或第二电芯的剩余可用能量的处理可以进一步包括：S1042-3，基于动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；S1044-3，基于第一或第二电芯的最大可用能量、能量状态值、放电截止能量状态值、以及放电工况修正因子，估算第一或第二电芯的剩余可用能量。
这里，可以通过将第一电芯的能量状态值SOESOCMin与放电截止能量状态值SOESOCLimit相减得出第一电芯的剩余可用能量状态值(SOESOCMin-SOESOCLimit)，并将第一电芯的最大可用能量ESOCMin与剩余可用能量状态值(SOESOCMin-SOESOCLimit)和放电工况修正因子ηSOCMin相乘，来估算第一电芯的剩余可用能量；可以通过将第二电芯的能量状态值SOECapMin与放电截止能量状态值SOECapLimit相减得出第二电芯的剩余可用能量状态值(SOECapMin-SOECapLimi)，并将第二电芯的最大可用能量ECapMin与剩余可用能量状态值(SOECapMin-SOECapLimit)和放电工况修正因子ηCapMin相乘，来估算第二电芯的剩余可用能量。此时，可以根据等式(7)通过将第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个与动力电池中包括的电芯的数目n相乘，来估算动力电池的剩余可用能量E(t)。
E(t)＝n·Min[ESOCMin·(SOESOCMin-SOESOCLimit)·ηSOCMin；ECapMin·(SOECapMin-SOECapLimit)-ηCapMin]
(7)
此时，由于考虑了动力电池的荷电状态值、电池温度、电池老化程度、电池中的单体电芯的最大可用容量的不一致性、电池中的单体电芯的荷电状态的不均衡性、以及放电工况等因素，因此得出的估算结果相比上述实施例更为准确。
这里，第一电芯和第二电芯中任意一个电芯的放电工况修正因子可以是基于该电芯的荷电状态值所对应的开路电压、放电截止电压、预测未来放电电流、平均充电电流、以及放电中间直流电阻估算出来的，其中该电芯的放电中间直流电阻是该电芯在其荷电状态值为50％时的内阻值。例如，对于第一电芯和第二电芯中的任意一个电芯，可以根据以下等式(8)基于该电芯的荷电状态值SOC所对应的开路电压OCVMin、放电截止电压OCVLimit、预测未来放电电流Ipre、平均充电电流IChrg、以及放电中间直流电阻RMid(SOC，T，I)计算该电芯的放电工况修正因子：
这里，第一电芯和第二电芯中任意一个电芯的放电中间直流电阻可以是基于该电芯的荷电状态值、当前温度、和预测未来放电电流，从线下测试标定的动力电池的荷电状态值、电池温度、预测未来放电电流、以及放电中间直流电阻之间的对应关系表中获取的。
以上描述了根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法，下面结合附图详细描述根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的装置的实施例。
图5示出了根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的装置的框图。如图5所示，该估算动力电池的剩余可用能量的装置包括最大可用能量估算单元502、电芯剩余能量估算单元504、以及电池剩余能量估算单元506，其中：最大可用能量估算单元502被配置为估算在当前状态下动力电池中的荷电状态值最小的第一电芯的最大可用能量和最大可用容量最小的第二电芯的最大可用能量(即，执行步骤S102)；电芯可用能量估算单元504被配置为基于第一电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第一电芯的剩余可用能量，并基于第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算第二电芯的剩余可用能量(即，执行步骤S104)；电池可用能量估算单元506被配置为基于第一电芯的剩余可用能量和第二电芯的剩余可用能量中较小的一个和动力电池中包括的电芯的数目，估算动力电池的剩余可用能量(即，执行步骤S106)。
在一些实施例中，电芯剩余能量估算单元502可以进一步包括能量状态值获取单元5022和剩余可用能量估算单元5024，其中能量状态值获取单元5022被配置为执行步骤S1042-1至S1042-3中的任意一者，剩余可用能量估计单元5024被配置为执行步骤S1044-1至S1044-3中的任意一者。
在一些实施例中，根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的装置还可以包括放电截止开路电压估算单元508、放电截止荷电状态值获取单元510、以及放电截止能量状态值获取单元512，其中：放电截止开路电压估算单元508被配置为基于第一或第二电芯的放电截止电压、预测未来放电电流、以及放电末端直流电阻，估算第一或第二电芯的放电截止开路电压；放电截止荷电状态值获取单元510被配置为基于动力电池的开路电压与荷电状态值之间的预先标定的对应关系，获取第一或第二电芯的放电截止开路电压所对应的放电截止荷电状态值；以及放电截止能量状态值获取单元512被配置为基于动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取第一或第二电芯的放电截止荷电状态值所对应的放电截止能量状态值。
在一些实施例中，根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的装置还可以包括开路电压获取单元514和修正因子估算单元516，其中：开路电压获取单元514被配置为基于动力电池的开路电压与荷电状态值之间的预先标定的对应关系，获取第一或第二电芯的荷电状态值所对应的开路电压；修正因子估算单元516被配置为基于第一或第二电芯的荷电状态值所对应的开路电压、放电截止开路电压、预测未来放电电流、平均充电电流、以及放电中间直流电阻，估算第一或第二电芯的放电工况修正因子，其中，第一或第二电芯的放电中间直流电阻是第一或第二电芯在其荷电状态值为50％时的内阻值。
根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的装置的其他细节与以上结合图1至图4描述的根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法类似，在此不再赘述。
结合图1至图5描述的根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置可以由可拆卸地或者固定地安装在电动交通工具上的计算设备实现。图6是示出能够实现根据本发明实施例的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。如图6所示，计算设备600包括输入设备601、输入接口602、中央处理器603、存储器604、输出接口605、以及输出设备606。其中，输入接口602、中央处理器603、存储器604、以及输出接口605通过总线610相互连接，输入设备601和输出设备606分别通过输入接口602和输出接口605与总线610连接，进而与计算设备600的其他组件连接。具体地，输入设备601接收来自外部(例如，车辆上安装的传感器)的输入信息，并通过输入接口602将输入信息传送到中央处理器603；中央处理器603基于存储器604中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器604中，然后通过输出接口605将输出信息传送到输出设备606；输出设备606将输出信息输出到计算设备600的外部供用户使用。
也就是说，图6所示的估算动力电池的剩余可用能量的装置也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1至图5描述的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置。这里，处理器可以与电池管理系统以及安装在动力电池上的温度传感器通信，从而基于来自电池管理系统和/或温度传感器的相关信息执行计算机可执行指令，从而实现结合图1至图5描述的估算动力电池的剩余可用能量的方法和装置。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (20)

1.一种估算动力电池的剩余可用能量的方法，包括：
估算在当前状态下所述动力电池中的荷电状态值最小的第一电芯的最大可用能量和最大可用容量最小的第二电芯的最大可用能量；
基于所述第一电芯的最大可用能量和荷电状态值估算所述第一电芯的剩余可用能量，并基于所述第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算所述第二电芯的剩余可用能量；以及
基于所述第一电芯的剩余可用能量和所述第二电芯的剩余可用能量中较小的一个和所述动力电池中包括的电芯的数目，估算所述动力电池的剩余可用能量。
2.根据权利要求1所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，其中，基于所述第一或第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量的处理包括：
基于所述动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；
基于所述第一或第二电芯的最大可用能量和能量状态值，估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量。
3.根据权利要求1所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，其中，基于所述第一或第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量的处理包括：
基于所述动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；
基于所述第一或第二电芯的最大可用能量、能量状态值、以及放电截止能量状态值，估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量。
4.根据权利要求1所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，其中，基于所述第一或第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量的处理包括：
基于所述动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；
基于所述第一或第二电芯的最大可用能量、能量状态值、放电截止能量状态值、以及放电工况修正因子，估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量。
5.根据权利要求3或4所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，还包括：
基于所述第一或第二电芯的放电截止电压、预测未来放电电流、以及放电末端直流电阻，估算所述第一或第二电芯的放电截止开路电压；
基于所述动力电池的开路电压与荷电状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的放电截止开路电压所对应的放电截止荷电状态值；以及
基于所述动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的放电截止荷电状态值所对应的放电截止能量状态值。
6.根据权利要求5所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，还包括：
基于所述动力电池的开路电压与荷电状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的开路电压；
基于所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的开路电压、放电截止开路电压、预测未来放电电流、平均充电电流、以及放电中间直流电阻，估算所述第一或第二电芯的放电工况修正因子，其中，所述第一或第二电芯的放电中间直流电阻是所述第一或第二电芯在其荷电状态值为50％时的内阻值。
7.根据权利要求6所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，其中，所述第一或第二电芯的放电末端直流电阻是基于所述第一或第二电芯的当前温度和预测未来放电电流，从所述动力电池的电池温度、预测未来放电电流、以及放电末端直流电阻之间的对应关系表中获取的。
8.根据权利要求6所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，其中，所述第一或第二电芯的放电中间直流电阻是基于所述第一或第二电芯的荷电状态值、当前温度、和预测未来放电电流，从所述动力电池的荷电状态值、电池温度、预测未来放电电流、以及放电中间直流电阻之间的对应关系表中获取的。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，其中，所述第一或第二电芯的预测未来放电电流是所述动力电池在当前时刻之前的预定时段内的平均放电电流除以所述动力电池中包括的并联支路的数目得出的。
10.根据权利要求1所述的估算动力电池的剩余可用能量的方法，其中，通过将所述第一或第二电芯的最大可用容量与所述动力电池的预先标定的容量能量转化系数K相乘，估算所述第一或第二电芯的最大可用能量。
11.一种估算动力电池的剩余可用能量的装置，包括：
最大可用能量估算单元，被配置为估算在当前状态下所述动力电池中的荷电状态值最小的第一电芯的最大可用能量和最大可用容量最小的第二电芯的最大可用能量；
电芯剩余能量估算单元，被配置为基于所述第一电芯的最大可用能量和荷电状态值估算所述第一电芯的剩余可用能量，并基于所述第二电芯的最大可用能量和荷电状态值估算所述第二电芯的剩余可用能量；以及
电池剩余能量估算单元，被配置为基于所述第一电芯的剩余可用能量和所述第二电芯的剩余可用能量中较小的一个和所述动力电池中包括的电芯的数目，估算所述动力电池的剩余可用能量。
12.根据权利要求11所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，其中，所述电芯剩余能量估算单元包括：
能量状态值获取单元，被配置为基于所述动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；
剩余可用能量估算单元，被配置为基于所述第一或第二电芯的最大可用能量和能量状态值，估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量。
13.根据权利要求11所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，其中，所述电芯剩余能量估算单元包括：
能量状态值获取单元，被配置为基于所述动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；
剩余可用能量估算单元，被配置为基于所述第一或第二电芯的最大可用能量、能量状态值、以及放电截止能量状态值，估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量。
14.根据权利要求11所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，其中，所述电芯剩余能量估算单元包括：
能量状态值获取单元，被配置为基于所述动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的能量状态值；
剩余可用能量估算单元，被配置为基于所述第一或第二电芯的最大可用能量、能量状态值、放电截止能量状态值、以及放电工况修正因子，估算所述第一或第二电芯的剩余可用能量。
15.根据权利要求13或14所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，还包括：
放电截止开路电压估算单元，被配置为基于所述第一或第二电芯的放电截止电压、预测未来放电电流、以及放电末端直流电阻，估算所述第一或第二电芯的放电截止开路电压；
放电截止荷电状态值获取单元，被配置为基于所述动力电池的开路电压与荷电状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的放电截止开路电压所对应的放电截止荷电状态值；以及
放电截止能量状态值获取单元，被配置为基于所述动力电池的荷电状态值与能量状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的放电截止荷电状态值所对应的放电截止能量状态值。
16.根据权利要求15所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，还包括：
开路电压获取单元，被配置为基于所述动力电池的开路电压与荷电状态值之间的预先标定的对应关系，获取所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的开路电压；
修正因子估算单元，被配置为基于所述第一或第二电芯的荷电状态值所对应的开路电压、放电截止开路电压、预测未来放电电流、平均充电电流、以及放电中间直流电阻，估算所述第一或第二电芯的放电工况修正因子，其中，所述第一或第二电芯的放电中间直流电阻是所述第一或第二电芯在其荷电状态值为50％时的内阻值。
17.根据权利要求16所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，其中，所述第一或第二电芯的放电末端直流电阻是所述放电截止开路电压估算单元基于所述第一或第二电芯的当前温度和预测未来放电电流，从所述动力电池的电池温度、预测未来放电电流、以及放电末端直流电阻之间的对应关系表中获取的。
18.根据权利要求16所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，其中，所述第一或第二电芯的放电中间直流电阻是所述修正因子估算单元基于所述第一或第二电芯的荷电状态值、当前温度、和预测未来放电电流，从所述动力电池的荷电状态值、电池温度、预测未来放电电流、以及放电中间直流电阻之间的对应关系表中获取的。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，其中，所述第一或第二电芯的预测未来放电电流是所述动力电池在当前时刻之前的预定时段内的平均放电电流除以所述动力电池中包括的并联支路的数目得出的。
20.根据权利要求11所述的估算动力电池的剩余可用能量的装置，其中，所述最大可用能量估算单元通过将所述第一或第二电芯的最大可用容量与所述动力电池的预先标定的容量能量转化系数K相乘，来估算所述第一或第二电芯的最大可用能量。
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