CN107179506A - 一种确定蓄电池容量的方法、装置、系统以及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定蓄电池容量的方法、装置及系统，该方法包括：调用蓄电池容量确定模型；获取第一时间点所述蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点所述蓄电池的第二端电压值，并对所述预设时间间隔内所述蓄电池的放电电流值进行实时监测；通过所述实时监测到的放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值；根据所述容量变化值，对蓄电池容量确定模型进行校正；获取所述蓄电池的当前端电压值，通过校正后的所述蓄电池容量确定模型确定所述蓄电池的当前剩余容量值。本发明能够通过蓄电池端电压值直接反映所监测启动蓄电池的剩余电量，解决了启动蓄电池无法实时准确监测的问题。此外，本发明还提供了一种车辆。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电池技术领域，特别是涉及一种确定蓄电池容量的方法、装置、系统以及车辆。
背景技术
随着电子技术在汽车上的大量应用，在汽车实时监测方面对蓄电池剩余电量的实时监测显得尤为必要。
纯电动汽车动力蓄电池容量的监测系统有结构复杂，成本较高的特点，而且纯电动汽车动力蓄电池的充电是固定的，也就是说可以在充电时获取所充电量的准确数值。而对于传统汽车的启动蓄电池，还未实现对其电量进行实时监测，并且由于传统汽车的启动蓄电池的充电状态极为不固定，在汽车运行中可能充电，也可能在放电，更增加了对其电量进行实时监测的难度。同时在成本和结构上也不能像纯电动汽车的动力蓄电池一样采用庞大的蓄电池容量监测系统(如：BMS)。
因此，解决启动蓄电池剩余电量的实时监测方法有着极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种确定蓄电池容量的方法、装置、系统以及车辆，以解决现有技术中不能对启动蓄电池的电量进行实时准确检测的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种确定蓄电池容量的方法，包括：
调用蓄电池容量确定模型，所述蓄电池容量确定模型为表征蓄电池端电压值与剩余容量值的对应关系的模型，在调用过程中，所述蓄电池容量确定模型随着蓄电池放电电流与电压的变化实时进行校正；
获取第一时间点所述蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点所述蓄电池的第二端电压值，并对所述预设时间间隔内所述蓄电池的放电电流值进行实时监测；
通过所述实时监测到的放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值；
根据所述容量变化值，对所述蓄电池容量确定模型进行校正；
获取所述蓄电池的当前端电压值，通过校正后的所述蓄电池容量确定模型确定所述蓄电池的当前剩余容量值。
可选地，所述蓄电池容量确定模型初始化时，为对与所述蓄电池同类的蓄电池进行试验测定，建立的端电压值与剩余容量值的对应关系模型。
可选地，根据所述容量变化值，对所述蓄电池容量确定模型进行校正包括：
通过所述蓄电池容量确定模型确定分别与所述第一端电压值、所述第二端电压值相对应的第一容量值、第二容量值；
根据所述第一容量值以及所述容量变化值，确定所述蓄电池在所述第二时间点的校正容量值；
将所述校正容量值替换所述第二容量值，存储于所述蓄电池容量确定模型中。
可选地，所述通过所述实时监测到的放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值包括：
对所述预设时间间隔内的监测到的电流值关于时间进行积分，得到所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值。
可选地，所述方法应用在燃油车或混合动力车。
本发明还提供了一种确定蓄电池容量的装置，包括：
调用模块，用于调用蓄电池容量确定模型，所述蓄电池容量确定模型为表征蓄电池端电压值与剩余容量值的对应关系的模型，在调用过程中，所述蓄电池容量确定模型随着蓄电池放电电流与电压的变化实时进行校正；
获取模块，用于获取第一时间点所述蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点所述蓄电池的第二端电压值，并对所述预设时间间隔内所述蓄电池的放电电流值进行实时监测；
计算模块，用于通过所述实时监测到的放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值；
校正模块，用于根据所述容量变化值，对所述蓄电池容量确定模型进行校正；
确定模块，用于获取所述蓄电池的当前端电压值，通过校正后的所述蓄电池容量确定模型确定所述蓄电池的当前剩余容量值。
可选地，所述蓄电池容量确定模型初始化时，为对与所述蓄电池同类的蓄电池进行试验测定，建立的端电压值与剩余容量值的对应关系模型。
可选地，所述校正模块包括：
第一确定单元，用于通过所述蓄电池容量确定模型确定分别与所述第一端电压值、所述第二端电压值相对应的第一容量值、第二容量值；
第二确定单元，用于根据所述第一容量值以及所述容量变化值，确定所述蓄电池在所述第二时间点的校正容量值；
替换单元，用于将所述校正容量值替换所述第二容量值，存储于所述蓄电池容量确定模型中。
本发明还提供了一种确定蓄电池容量的系统，包括：电压传感器、电流传感器以及上述任一种所述的确定蓄电池容量的装置；其中，所述电压传感器并接于所述蓄电池的两端，用于实时监测所述蓄电池的端电压；所述电流传感器串接在所述蓄电池与电器负载之间，用于实时监测所述蓄电池的放电电流。
本发明还提供了一种车辆，包括上述任一种确定蓄电池容量的系统。
本发明所提供的确定蓄电池容量的方法、装置及系统，通过调用蓄电池容量确定模型，获取第一时间点蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点蓄电池的第二端电压值，并对预设时间间隔内蓄电池的放电电流值进行实时监测；通过实时监测到的放电电流值，计算预设时间间隔内蓄电池的容量变化值；根据容量变化值，对蓄电池容量确定模型进行校正；获取当前端电压值，通过校正后的蓄电池容量确定模型确定蓄电池的当前剩余容量值。本发明所提供的确定蓄电池容量的方法、装置及系统，对预先建立的蓄电池容量确定模型进行实时更新校正，能够通过蓄电池端电压值直接反映所监测启动蓄电池的剩余电量，解决了启动蓄电池无法实时准确监测的问题。另外，该方案简单、结构较小，容易实施在传统汽车的启动蓄电池上。此外，本发明还提供了一种车辆。
附图说明
图1为本发明所提供的确定蓄电池容量的方法的一种具体实施方式的流程图；
图2为蓄电池容量确定模型的示意图；
图3为本发明所提供的确定蓄电池容量的方法的另一种具体实施方式的流程图；
图4为本发明实施例提供的确定蓄电池容量的装置的结构框图；
图5为本发明所提供的确定蓄电池容量的系统的示意图。
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，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅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。
本发明所提供的确定蓄电池容量的方法的一种具体实施方式的流程图如图1所示，该方法包括：
步骤S101：调用蓄电池容量确定模型，所述蓄电池容量确定模型为表征蓄电池端电压值与剩余容量值的对应关系的模型，在调用过程中，所述蓄电池容量确定模型随着蓄电池放电电流与电压的变化实时进行校正；
需要指出的是，本发明中蓄电池容量确定模型在首次调用时，为预先存储的初始化蓄电池容量确定模型，该初始化蓄电池容量确定模型是由同类蓄电池经试验测定的一个蓄电池端电压与容量的关系图，如附图2蓄电池容量确定模型的示意图所示，其中，横坐标代表蓄电池剩余电量，纵坐标代表蓄电池的端电压。初始化蓄电池容量确定模型在其产品的全生命周期只被利用一次，用来对蓄电池容量确定模型的初始化，以后将会随着启动蓄电池放电电流与电压的变化被不断矫正；
步骤S102：获取第一时间点所述蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点所述蓄电池的第二端电压值，并对所述预设时间间隔内所述蓄电池的放电电流值进行实时监测；
具体地，可以将电压传感器并接在启动蓄电池的两端，用于实时监测启动蓄电池的端电压，将电流传感器串接在启动蓄电池与电器负载之间，对负载电流进行实时监测，也就是对启动蓄电池的放电电流进行实时监测；实时获取电压传感器和电流传感器实时采集的数据。
通过电压传感器确定获取第一时间点蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔T后第二时间点蓄电池的第二端电压值，并通过电流传感器对预设时间间隔T内所述蓄电池的放电电流值进行实时监测。
步骤S103：通过所述实时监测到的放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值；
具体地，可通过对所述预设时间间隔内的监测到的电流值关于时间进行积分，得到所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值。
步骤S104：根据所述容量变化值，对所述蓄电池容量确定模型进行校正；
具体地，该步骤可以下述过程实现：
通过所述蓄电池容量确定模型确定分别与所述第一端电压值、所述第二端电压值相对应的第一容量值、第二容量值；
根据所述第一容量值以及所述容量变化值，确定所述蓄电池在所述第二时间点的校正容量值；
将所述校正容量值替换所述第二容量值，存储于所述蓄电池容量确定模型中。
步骤S105：获取所述蓄电池的当前端电压值，通过校正后的所述蓄电池容量确定模型确定所述蓄电池的当前剩余容量值。本发明所提供的确定蓄电池容量的方法，通过调用蓄电池容量确定模型，获取第一时间点蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点蓄电池的第二端电压值，并对预设时间间隔内蓄电池的放电电流值进行实时监测；通过实时监测到的放电电流值，计算预设时间间隔内蓄电池的容量变化值；根据容量变化值，对蓄电池容量确定模型进行校正；获取当前端电压值，通过校正后的蓄电池容量确定模型确定蓄电池的当前剩余容量值。本发明所提供的确定蓄电池容量的方法，对预先建立的蓄电池容量确定模型进行实时更新校正，能够通过蓄电池端电压值直接反映所监测启动蓄电池的剩余电量，解决了启动蓄电池无法实时准确监测的问题。另外，该方案简单、结构较小，容易实施启动蓄电池上。
需要指出的是，本申请所提供的方法应用于燃油车或混合动力车。
与现有技术中先建立相关模型，然后对模型进行校正，最后利用该确定好的模型得到所需数据的方式相比，本申请中蓄电池容量确定模型在使用过程中并不是固定的，而会随着启动蓄电池放电电流与电压的变化不断进行修正。另外，现有技术中通常是通过实验数据对模型进行修正，而本申请则是通过使用过程中得到的实际数据进行修正。通过这样的校正过程，能够更加准确的得到蓄电池的当前剩余容量值，提高了结果的准确率。
本发明所提供的确定蓄电池容量的方法的另一种具体实施方式的流程图如图3所示，该方法包括：
步骤S201：读取蓄电池容量确定模型；
步骤S202：设定一个时间间隔T，将i值赋值给T，即T＝i；
步骤S203：通过电压传感器读取启动蓄电池端的实时电压值，将其赋值给Un；
步骤S204：调用计时程序进行计时；
步骤S205：实时获取电流传感器输出的电流实时数据，并进行记录；
步骤S206：判断计时器所计时长t是否大于等于T，若t＜T时，则继续进行电流监测和记录，若t≥T时，则进入步骤S207；
步骤S207：读取此时蓄电池的端电压U，并将U赋值给Ui；
步骤S208：对记录的i时间段内的电流值关于t进行积分，得到一个值△C，该△C即为蓄电池端电压U从Un到Ui变化导致的一个蓄电池电容量变化值；
步骤S209：对蓄电池容量确定模型进行矫正；
具体为，通过上一次运算后存储的蓄电池容量确定模型中的Ci-△C的值替代上一次运算后存储的蓄电池容量确定模型中Cn，由此形成新的蓄电池容量确定模型，并存储以等待下一次的矫正更新。
步骤S210：监测蓄电池当前的端电压，依据校正后的最新蓄电池容量确定模型便可得知该蓄电池的剩余容量。
下面对本发明实施例提供的确定蓄电池容量的装置进行介绍，下文描述的确定蓄电池容量的装置与上文描述的确定蓄电池容量的方法可相互对应参照。图4为本发明实施例提供的确定蓄电池容量的装置的结构框图，参照图4确定蓄电池容量的装置可以包括：
调用模块100，用于调用蓄电池容量确定模型，所述蓄电池容量确定模型为表征蓄电池端电压值与剩余容量值的对应关系的模型，在调用过程中，所述蓄电池容量确定模型随着蓄电池放电电流与电压的变化实时进行校正；
获取模块200，用于获取第一时间点所述蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点所述蓄电池的第二端电压值，并对所述预设时间间隔内所述蓄电池的放电电流值进行实时监测；
计算模块300，用于通过所述实时监测到的放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值；
校正模块400，用于根据所述容量变化值，对所述蓄电池容量确定模型进行校正；
确定模块500，用于获取所述蓄电池的当前端电压值，通过校正后的所述蓄电池容量确定模型确定所述蓄电池的当前剩余容量值。
可选地，所述蓄电池容量确定模型初始化时，为对与所述蓄电池同类的蓄电池进行试验测定，建立的端电压值与剩余容量值的对应关系模型。
作为一种具体实施方式，上述校正模块400包括：
第一确定单元，用于通过所述蓄电池容量确定模型确定分别与所述第一端电压值、所述第二端电压值相对应的第一容量值、第二容量值；
第二确定单元，用于根据所述第一容量值以及所述容量变化值，确定所述蓄电池在所述第二时间点的校正容量值；
替换单元，用于将所述校正容量值替换所述第二容量值，存储于所述蓄电池容量确定模型中。
作为一种具体实施方式，上述计算模块300具体用于：
对所述预设时间间隔内的监测到的电流值关于时间进行积分，得到所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值。
本发明所提供的确定蓄电池容量的装置，通过调用蓄电池容量确定模型，获取第一时间点蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点蓄电池的第二端电压值，并对预设时间间隔内蓄电池的放电电流值进行实时监测；通过实时监测到的放电电流值，计算预设时间间隔内蓄电池的容量变化值；根据容量变化值，对蓄电池容量确定模型进行校正；获取当前端电压值，通过校正后的蓄电池容量确定模型确定蓄电池的当前剩余容量值。本发明所提供的确定蓄电池容量的装置，对预先建立的蓄电池容量确定模型进行实时更新校正，能够通过蓄电池端电压值直接反映所监测启动蓄电池的剩余电量，解决了传统启动蓄电池无法实时准确监测的问题。另外，该方案简单、结构较小，容易实施在传统汽车的启动蓄电池上。
此外，本发明还提供了一种确定蓄电池容量的系统，如图5所示，其具体包括：蓄电池1、电压传感器2、电流传感器3、上述确定蓄电池容量的装置4以及电器负载5。上述确定蓄电池容量的装置4可以具体采用ECU来实现。
更为具体地，本发明所提供的确定蓄电池容量的系统可应用于燃油车或混合动力车。
在本具体实施方式中，所述电压传感器并接于所述汽车蓄电池的两端，用于实时监测所述汽车蓄电池的端电压；所述电流传感器串接在所述汽车蓄电池与汽车电器负载5之间，用于实时监测所述汽车蓄电池的放电电流。确定蓄电池容量的装置4用于对电压传感器2和电流传感器3实时采集的数据进行预算，矫正汽车启动蓄电池1的端电压值与其电容量的对应关系。
需要指出的是，本发明在实施过程中，只需估算启动蓄电池的剩余电容量，对其它参数(如：蓄电池的额定容量)不作监测和估算；且本发明中的电流传感器只监测启动蓄电池的输出电流。
此外，本发明还提供了一种车辆，包括上述任一种确定蓄电池容量的系统。其中，所述车辆为燃油车或混合动力车。
综上，本发明依据矫正更新的蓄电池容量确定模型，通过蓄电池端电压值能够直接反映所监测启动蓄电池的剩余容量。解决了传统汽车启动蓄电池电量无法实时监测的问题；且本发明系统简单，结构较小，容易实时在传统汽车的启动蓄电池上；对启动蓄电池容量监测准确性较高。
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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种确定蓄电池容量的方法，其特征在于，包括：
调用蓄电池容量确定模型，所述蓄电池容量确定模型为表征蓄电池端电压值与剩余容量值的对应关系的模型，在调用过程中，所述蓄电池容量确定模型随着蓄电池放电电流与电压的变化实时进行校正；
获取第一时间点所述蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点所述蓄电池的第二端电压值，并对所述预设时间间隔内所述蓄电池的放电电流值进行实时监测；
通过实时监测到的所述放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值；
根据所述容量变化值，对所述蓄电池容量确定模型进行校正；
获取所述蓄电池的当前端电压值，通过校正后的所述蓄电池容量确定模型确定所述蓄电池的当前剩余容量值。
2.如权利要求1所述的确定蓄电池容量的方法，其特征在于，所述蓄电池容量确定模型初始化时，为对与所述蓄电池同类的蓄电池进行试验测定，建立的端电压值与剩余容量值的对应关系模型。
3.如权利要求1或2所述的确定蓄电池容量的方法，其特征在于，根据所述容量变化值，对所述蓄电池容量确定模型进行校正包括：
通过所述蓄电池容量确定模型确定分别与所述第一端电压值、所述第二端电压值相对应的第一容量值、第二容量值；
根据所述第一容量值以及所述容量变化值，确定所述蓄电池在所述第二时间点的校正容量值；
将所述校正容量值替换所述第二容量值，存储于所述蓄电池容量确定模型中。
4.如权利要求3所述的确定蓄电池容量的方法，其特征在于，所述通过所述实时监测到的放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值包括：
对所述预设时间间隔内的监测到的电流值关于时间进行积分，得到所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值。
5.如权利要求1所述的确定蓄电池容量的方法，其特征在于，所述方法应用在燃油车或混合动力车。
6.一种确定蓄电池容量的装置，其特征在于，包括：
调用模块，用于调用蓄电池容量确定模型，所述蓄电池容量确定模型为表征蓄电池端电压值与剩余容量值的对应关系的模型，在调用过程中，所述蓄电池容量确定模型随着蓄电池放电电流与电压的变化实时进行校正；
获取模块，用于获取第一时间点所述蓄电池的第一端电压值，以及经预设时间间隔后第二时间点所述蓄电池的第二端电压值，并对所述预设时间间隔内所述蓄电池的放电电流值进行实时监测；
计算模块，用于通过实时监测到的所述放电电流值，计算所述预设时间间隔内所述蓄电池的容量变化值；
校正模块，用于根据所述容量变化值，对所述蓄电池容量确定模型进行校正；
确定模块，用于获取所述蓄电池的当前端电压值，通过校正后的所述蓄电池容量确定模型确定所述蓄电池的当前剩余容量值。
7.如权利要求6所述的确定蓄电池容量的装置，其特征在于，所述蓄电池容量确定模型初始化时，为对与所述蓄电池同类的蓄电池进行试验测定，建立的端电压值与剩余容量值的对应关系模型。
8.如权利要求6或7所述的确定蓄电池容量的装置，其特征在于，所述校正模块包括：
第一确定单元，用于通过所述蓄电池容量确定模型确定分别与所述第一端电压值、所述第二端电压值相对应的第一容量值、第二容量值；
第二确定单元，用于根据所述第一容量值以及所述容量变化值，确定所述蓄电池在所述第二时间点的校正容量值；
替换单元，用于将所述校正容量值替换所述第二容量值，存储于所述蓄电池容量确定模型中。
9.一种确定蓄电池容量的系统，其特征在于，包括：电压传感器、电流传感器以及如权利要求6至8任一项所述的确定蓄电池容量的装置；其中，所述电压传感器并接于所述蓄电池的两端，用于实时监测所述蓄电池的端电压；所述电流传感器串接在所述蓄电池与电器负载之间，用于实时监测所述蓄电池的放电电流。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的确定蓄电池容量的系统。
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