CN108226783B - Soc估算方法和soc估算装置以及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池的SOC估算方法，该SOC估算方法包括：获得动力电池的电压‑容量曲线；计算电压‑容量曲线的变化率；根据变化率对电压‑容量曲线进行区域划分；根据当前电压在电压‑容量曲线的所属区域的曲线以及所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及，根据估算方程对动力电池的SOC进行估算。该SOC估算方法，在不增加成本的情况，适用范围广泛，尤其适用于电压曲线变化不明显的情况。本发明还公开一种动力电池的SOC估算装置和电动汽车。

Description

SOC估算方法和SOC估算装置以及电动汽车

技术领域

本发明属于车辆技术领域，尤其涉及一种动力电池的SOC(State of Charge,荷电状态)估算方法，以及动力电池的SOC估算装置和电动汽车。

背景技术

目前，动力电池的SOC估算方法主要包括以下几种：

安时法，根据电流的累积对电量进行计算，该方法是最普遍的一种SOC计算方法，操作简单，资源要求低。但是，依赖于电流的精度，对满充满放到达高/低压进行校准的要求高；因为电流采样必定有误差，如果在中间电压段进行充放电，会增加电量累积的不准确性。适用于单向满充满放的电池系统，不适用于充放电状况复杂或较复杂的系统。

实时电压修正方法，根据实时的电压点、以及实时电流，根据已知的各电流充放电电压曲线来判断SOC值。这种方法在电压-容量曲线明显递增的情况下，有着有效的应用。该方法，基于准确的实验数据作为基准曲线，同时要求电流对电压的抬升具有的一致性。实时电压修正方法优点在于，对于电压变化明显的曲线，可以准确地确认SOC，误差小；但其缺点在于，不适用于电压平缓曲线，以及，由于老化电流的抬升，电压出现了变化，对电压判断进行影响。适用于电压变化明显、电池老化速度较慢(或者使用频率不高)的系统上；电压曲线平缓和电池使用频率高的系统不太适用。

开路电压法，非实时计算方法，需要电池静止不充放电几个小时后进行测量，此时只需要开路电压曲线，则可以算出电池SOC，此方法通过静置电池，保证电池不受到电流和其它方面的影响。

神经网络法，系统需要大量的运行，会根据运行不停地较正累算，需要大量稳定的运行工况过后，才能计算出比较准确的SOC数据。当运行工况足够多时，根据不同算法，有不同的准确性，如果算法先进，会非常准确。该方法需要足够的运行工况，而且使用的记录数据在电池老化同时需要更新，同时此算法需要占用很多资源。

在动力电池的一致性、采样误差、控制模组的资源、实验数据以及不同电池的特性等限制条件下，需要根据实际情况，选择不同的SOC估算方法，以下为各个估算方法的存在的不足：

安时法，通常以高低压为依托，即只有两个准确修正点，如果在中段电压进行长时间充放电，由于电流采样误差会导致安时累计误差不停加大；实时电压修正方法，需要大量实验数据，同时会根据电池的老化，使基础数据的对应性变差，变得不正确；此方法在电压变化平缓的电池系统内不适合应用；开路电压法，基于实验条件，在现实应用中少有静置多个小时情况，况且电池系统多数需要实时估计，这种非实时估计不适用于通常电池系统使用；神经网络法，以各种特点为准点，构建一张影响网，能够得到一个准确SOC估算值，但其控制器要求、工况运行数据要求高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种动力电池的SOC估算方法，该SOC估算方法，在不增加成本的情况，适用范围广泛。

本发明还提出一种动力电池的SOC估算装置和电动汽车。

为了达到上述目的，本发明一方面提出的动力电池的SOC估算方法，包括：获得动力电池的电压-容量曲线；计算所述电压-容量曲线的变化率；根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分；根据当前电压在所述电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所述所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及，根据所述估算方程对所述动力电池的SOC进行估算。

根据本发明实施例的动力电池的SOC估算方法，采用区域保守算法，将电压-容量曲线进行区域划分，以区域为估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，尤其适用于电压曲线变化不明显，同时控制器资源不足以采用神经网络算法等高级算法的情况，满足SOC估算，适用范围更加广泛。

为了达到上述目的，本发明另一方面提出的动力电池的SOC估算装置，包括：获取模块，用于获得动力电池的电压-容量曲线；计算模块，用于计算所述电压-容量曲线的变化率；划分模块，用于根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分；生成模块，用于根据当前电压在所述电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所述所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及，估算模块，用于根据所述估算方程对所述动力电池的SOC进行估算。

根据本发明实施例的动力电池的SOC估算装置，采用区域保守算法，通过划分模块将电压-容量曲线进行区域划分，生成模块和估算模块以区域为估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，尤其适用于电压曲线变化不明显，同时控制器资源不足以采用神经网络算法等高级算法的情况，满足SOC估算，适用范围更加广泛。

基于上述方面的SOC估算装置，本发明再一方面提出的电动汽车，包括：车体，所述车体包括动力电池；和，如上述的动力电池的SOC估算装置。

本发明实施例的电动汽车，通过SOC估算装置将电压-容量曲线进行区域划分，以区域为SOC估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，提高动力电池充放电性能。

附图说明

图1是根据本发明实施例的动力电池的SOC估算方法的流程图；

图2是根据本发明的一个实施例的动力电池的电压-容量曲线示意图；

图3是针对图2的电压-容量曲线的变化率曲线示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的电压-容量曲线的区域划分的临界点的选取示意图；

图5是采用现有的修正方法和采用本发明的修正方法的容量曲线对比示意图；

图6是采用现有的修正方法和采用本发明的修正方法对于错误修正的显示对比示意图；

图7是根据本发明实施例的动力电池的SOC估算装置的框图；

图8是根据本发明的一个实施例的动力电池的SOC估算装置的框图；

图9是根据本发明的一个实施例的动力电池的SOC估算装置的框图；

图10是根据本发明的一个实施例的动力电池的SOC估算装置的框图；以及

图11是根据本发明实施例的电动汽车的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

目前，动力电池的SOC估算多数以几个电压点为辅，以电流累积为主，由于动力电池多数会充电到高压，不会产生长时间无电压校准；手机电池包括锂电池，锂电池的电压-容量比较明显，加之能量电压明显，使用实时电压估算方法比较实用。非采用磷酸铁锂电池的储能系统，多数厂商会使用电压估算方法。

而针对电压曲线变化不明显的电池系统例如磷酸铁锂电池，直接使用电流累计的方法，无法适应PJM(一个区域电力市场的缩写)在中段浮动产生的误差，造成最终的SOC跳变；使用实时电压估算方法，由于曲线变化的不明显，即使数据准确，相差2-3mV的采样偏差或内阻影响偏差，也可能造成SOC估算误差达到5％。

本发明实施例的动力电池的SOC估算方法，按照区域将电压-容量曲线分段，同时将估算SOC直接影响到电流积累，综合电压修正与安时修正的两种方法，形成区域保守算法结合平滑变化显示的方法，提高估算准确性，适用更多的工况，尤其适用于电压-容量曲线变化不明显的动力电池的SOC估算，例如磷酸铁锂类型的电池，但不局限于此类型电池，其他情况也基本可适用。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的动力电池的SOC估算方法。

图1是根据本发明实施例的动力电池的SOC估算方法的流程图，如图1所示，该SOC估算方法包括：

S1，获得动力电池的电压-容量曲线。

具体地，前期可以通过实验获得动力电池的电压-容量曲线，并进行保存。例如，图2所示，为根据本发明的一个实施例的铁电池的电压-容量曲线示意图，其中，纵轴表示SOC值，横轴表示时间，可以看出，在图2中，两侧电压具有一定的斜率较快速变化。

S2，计算电压-容量曲线的变化率。

具体地，根据动力电池的充放电的电压-容量曲线，相应数值通过求导可以得出电压-容量曲线的变化率曲线，如图3所示，为针对图2的电压-容量曲线的变化率曲线示意图，其中，纵轴为斜率，横轴为电压，可以看出，两端的变化率相对于中间的变化率大。

S3，根据变化率对电压-容量曲线进行区域划分。

通常地，曲线的不同段具有不同的变化率，也就是斜率不同，在本发明的实施例中，根据电压-容量曲线的变化率来进行区域划分。

具体地，根据变化率确定区域临界点，例如，变化规律不同的两点可以分别作为两个区域的临界点，如图4所示，图中包括多个区域的临界点(黑色实点示意)，对于临界点的选择可以参照以下：1、斜率不变的直线两端；2、斜率稳定变化的直线两端；3、平滑的曲线两端。进而，根据区域临界点确定电压-容量曲线的划分区域，例如，相邻的两个斜率变化规律相同的临界点确定一个区域，即以斜率值的变化取各区域的临界点，从而划分为多个SOC曲线区域。在本发明的一些实施例中，电压-容量曲线被划分为变化率不变区域、变化率稳定区域和平滑区域。

其中，根据经验将区域划分，例如，变化率不变区域是电压-容量曲线的电压与容量在该区域内成比例变化的区域。具体来说，参照图4所示，在变化率曲线上获得点数据，每个点的变化率作差计算，如果变化率的差在零左右变化即属于变化率不变区域；变化率的差为某值，则为变化率稳定区域；变化率的差递增或递减即变化率规律变化，则属于平滑区域。

S4，根据当前电压在电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程。

具体地，首先，判断当前容量属于电压-容量的划分区域的哪个区域，不同的区域，曲线的变化率不同，通常满足的估算方程不同。在本发明的一些实施例中，变化率不变区域满足一次方程，变化率稳定区域和平滑区域分别满足二次方程，具体地，不同区域的曲线满足的估算方程，可以根据相关技术中对于曲线满足方程的算法获得，例如，通过软件程序例如Matlab采用相应算法生成容量与电压的函数。

S5，根据估算方程对动力电池的SOC进行估算。

具体地，根据图4中各个临界点之间形成换分区域，其中，各个区域的估算过程如下：

(1)、变化率不变区域的直线，采用一次方程，例如，该区域的直线两端的电压为V(low)，V(high)；对应的容量分别是S(low)，S(high)；当前电压V在此区域内，即估算其容量S为：S＝(V-V(low))*(S(high)-S(low))/(V(high)-V(low))+S(low)。

(2)、变化率稳定区域的直线，采用二次方程，例如，该区域内直线两端的电压为V(low)，V(high)；对应的容量分别是S(low)，S(high)；当前电压V在此区域内，即估算其容量S为：S＝(V-V(low))*((S(high)-S(low))/(V(high)-V(low)))*((S(high)-S(low))/(V(high)-V(low)))+S(low)。

(3)、平滑区域的直线，采用二次方程，例如，该区域的直线两端的电压为V(low)，V(high)；对应的容量分别是S(low)，S(high)；可以通过Matlab采用相应算法生成函数解决容量S与当前电压V关系。

从而，根据当前电压所属区域，并根据所属区域满足的估算方程，来计算获得SOC估算值。

本发明实施例的动力电池的SOC估算方法，可以应用于磷酸铁锂电池的储能系统中，以实际使用的多种工况为基础设计，例如，包括：配电储能工况，PJM电网调频工况、UPS备用电源工况等。综合考虑动力电池的一致性，各种运行工况，形成一套解决动力电池一致性、各种工况适用的SOC估算方法，同时保证估算相对准确的可行性系统SOC估算解决方法。

根据本发明实施例的动力电池的SOC估算方法，采用区域保守算法，将电压-容量曲线进行区域划分，以区域为估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，尤其适用于电压曲线变化不明显，同时控制器资源不足以采用神经网络算法等高级算法的情况，满足SOC估算，适用范围更加广泛。

进一步地，对各个临界点的容量-电压进行电流对应曲线，生成区域满足的估算方程，对于划分的区域，根据其变化程度以及曲线的可靠性可以分别给予相应的置信度，置信度可以反映SOC估算的可信程度，对于可信程度低的SOC估算值可以进行修正。

在本发明的一些实施例中，可以根据当前容量在电压-容量的容量区域以及当前容量与SOC估算值的差值进行容量修正以获得修正容量。具体地，当当前容量属于电压-容量的容量区域外时，将SOC估算值作为修正容量；或者，当当前容量属于电压-容量的容量区域内且SOC估算值与当前容量的差值小于容量阈值时，容量阈值可以根据情况进行设定，即两者的差值不大时，将当前容量作为修正容量，即当前容量不改变；或者，当当前容量属于电压-容量的容量区域内且SOC估算值与当前容量的差值大于容量阈值时，即两者相差较大时，将SOC估算值与当前容量的平均值作为修正容量，即修正容量取SOC估算值与当前容量的中间值。

在本发明的一些实施例中，对于容量-电压曲线的不同的划分区域，可以根据每个划分区域内的电压-容量曲线的变化率进行容量修正以获得修正容量。

具体来说，在变化率不变区域内，当变化率小于变化阈值时，换句话说，如果电压-容量曲线的斜率较小，为动力电池的平滩期，将当前容量作为修正容量，即偏向于使用当前容量作为主要参考值；或者，当变化率大于或等于变化阈值时，即斜率值较大时，将当前容量或者SOC估算值作为修正容量，即当前容量与SOC估算值具有一样的参考价值。

在变化率稳定区域内，当变化率小于变化阈值时，将当前容量作为修正容量，或者，当变化率大于或等于变化阈值时，将SOC估算值作为修正容量，换句话说，通常主要参考值在斜率低时参考当前容量，在斜率高时参考SOC估算值。

在平滑区域内，当变化率小于变化阈值时，将当前容量作为修正容量，或者，当变化率大于或等于变化阈值时，将SOC估算值作为修正容量，换句话说，通常主要参考值在斜率低时参考当前容量，在斜率高时参考SOC估算值。

再就是，当在电压-容量曲线的极值点时，将SOC估算值作为修正容量。

另外，考虑到每个SOC估算值的不稳定性，在本发明的实施例中，使用平滑修正方法修正SOC值。具体来说，使用一个或多个系数，在得到修正容量时，不直接赋值给当前容量，而是通过系数调节其他数据，达到使得SOC值缓和变化的目的，从而能够应对修正值的变化。准确性取决于整个SOC估算的整体准确性，使得SOC平滑变化。

在本发明的一些实施例中，根据预设修正量最大值和预设修正量最小值将修正容量赋值于当前容量。具体地，使用平滑算法处理对SOC值进行慢修正，例如，设置修正量最大值，保证修正值会按照情况慢慢修正，使变化有上限，不会直接跳变到修正容量，造成SOC跳变。例如，对SOC值要从20％修正到30％，设定1秒中最大变化0.1％，则会看到慢修正，如果充电情况，设定100秒修正10％，变化比较平滑。设置修正量最小值，保证不会在充电时出现SOC下降，放电时不会出现SOC上升，例如，对SOC值从20％修正到30％，放电时，不会造成SOC从20％向上升。其中，设置的修正量最大值由系统本身的修正速度、估算值准确度、电池系统的充放时间有关。

在进行平滑处理时，增加电流系数，具体地，根据修正容量、当前容量和当前电流计算电流系数，并根据电流系数实时调节电流累计值以平滑当前容量的赋值变化，达到SOC平滑效果。具体地，对于电流系数的计算，根据不同情况有多种方法，关键在于使得SOC值不突变且变化速度可控。例如，前面提到的在修正时，每秒增加0.1％，如果电流为100安，动力电池总电量为100AH(安时)，即每秒增加0.1AH，每秒电流＝0.1AH*3600/秒＝360A(安)，则电流系数＝100AH*(1+360A/100A)。进而，根据电流系数实时调节电流累计值即影响当前电量，也就是通过电路系数限定当前电量的变化速，使得当前电量缓慢变化，以平滑达到修正容量。

其中，电流系数取值限定为正数，不会出现充电时SOC值下降、放电时SOC值上升的情况。其中，增加电流系数通过电流累计影响SOC，是最平滑的方法，根据使用环境，需要注意电流系数的设置值，如果过大可能出现快速修正成目标SOC，如果过小可能出现在动力电池顶端或低端的跳变。

采用上述平滑修正方法对当前容量进行赋值，可以使得SOC修正保证瞬间估值对SOC的影响不是突变的，参照图5所示，其中，横轴表示SOC值，纵轴表示时间，估算容量与当前容量相差20％，进行SOC放电时，直接将修正容量赋值给当前容量，即进行直接修正的电压-容量曲线显示出现跳变如曲线P1，而采用上述平滑显示方法则比较稳定，没有跳变，例如曲线P2。

采用上述平滑修正方法对当前容量进行赋值，还可以使得SOC的个别错误估算不会造成太大的影响，保证SOC估算的突发错误值影响最小。参照图6所示，其中，错误修正20％，进行SOC放电，如果直接进行修正即将修正容量直接赋值于当前容量产生跳变，而后来的修正正确又产生跳变，如曲线P3所示，效果很差。而采用上述方法平滑修正SOC变化，一直以平滑下降情况显示，如曲线P4所示，没有明显的突变。

概括来说，本发明实施例的动力电池的SOC估算方法，通过研究磷酸铁锂电池类型的电压-容量曲线变化不明显的动力电池，以及在各种储能系统的应用，在不增加控制器、硬件传感器件等生产成本的情况下，为曲线变化不明显类型动力电池的SOC估算提供方法。可以保证动力电池例如串联电池组的SOC估算值的准确性和SOC值的变化平滑显示。该SOC估算方法，包括SOC的曲线区域的划分，估算容差计算以及平滑修正，其中，主要基于动力电池曲线电压数据，再根据数据事实与实际经验将曲线划分区域，按照区域进行各个电压范围的保守或快速不同程度的修正，同时使用平滑方式，使得SOC变化即可以把控，又可以平滑变化显示。

下面参照附图描述根据本发明另一方面实施例的动力电池的SOC估算装置。

图7是根据本发明实施例的动力电池的SOC估算装置的框图，如图7所示，该SOC估算装置100包括获取模块10、计算模块20、划分模块30、生成模块40和估算模块50。

其中，获取模块10用于获得动力电池的电压-容量曲线，如图2所示；计算模块20用于计算电压-容量曲线的变化率，如图3所示。

划分模块30用于根据变化率对电压-容量曲线进行区域划分。通常地，曲线的不同段具有不同的变化率，也就是斜率不同，在本发明的实施例中，根据电压-容量曲线的变化率来进行区域划分。进一步地，如图8所示，划分模块30包括确定单元31和划分单元32，其中，确定单元31用于根据变化率确定区域临界点，对于临界点的选择可以参照以下：1、斜率不变的直线两端；2、斜率稳定变化的直线两端；3、平滑的曲线两端。划分单元32用于根据区域临界点确定电压-容量曲线的划分区域，例如，相邻的两个斜率变化规律相同的临界点确定一个区域，即以斜率值的变化取各区域的临界点，从而划分为多个SOC曲线区域。在本发明的一些实施例中，电压-容量曲线被划分为变化率不变区域、变化率稳定区域和平滑区域。

生成模块40用于根据当前电压在电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程。首先，判断当前容量属于电压-容量的划分区域的哪个区域，不同的区域，曲线的变化率不同，通常满足的估算方程不同。在本发明的一些实施例中，变化率不变区域满足一次方程，变化率稳定区域和平滑区域分别满足二次方程，具体地，不同区域的曲线满足的估算方程，可以根据相关技术中对于曲线满足方程的算法获得，例如，通过软件程序例如Matlab采用相应算法生成容量与电压的函数。

估算模块50用于根据估算方程对动力电池的SOC进行估算，例如，将当前电压代入其在电压-容量曲线的所属区域满足的容量曲线方程，从而获得SOC估算值。

根据本发明实施例的动力电池的SOC估算装置100，采用区域保守算法，通过划分模块30将电压-容量曲线进行区域划分，生成模块40和估算模块50以区域为估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，尤其适用于电压曲线变化不明显，同时控制器资源不足以采用神经网络算法等高级算法的情况，满足SOC估算，适用范围更加广泛。

进一步地，可以对SOC估算值进行修正。如图9所示，该SOC估算装置100还包括第一修正模块60，第一修正模块60用于根据当前容量在电压-容量的容量区域以及当前容量与SOC估算值的差值进行容量修正以获得修正容量。

具体来说，如图10所示，第一修正模块60包括第一修正单元61、第二修正单元62和第三修正单元63。其中，第一修正单元61用于在当前容量不属于电压-容量的容量区域外时，将SOC估算值作为修正容量；第二修正单元62用于在当前容量属于所述电压-容量的容量区域内且SOC估算值与当前容量的差值小于容量阈值时，将当前容量作为修正容量；第三修正单元63用于在当前容量属于电压-容量的容量区域内且SOC估算值与当前容量的差值大于容量阈值时，将SOC估算值与当前容量的平均值作为修正容量。

在本发明的一些实施例中，对于容量-电压曲线的不同的划分区域，如图9所示，该SOC估算装置100还包括第二修正模块70，第二修正模块70用于根据每个划分区域内的电压-容量曲线的变化率进行容量修正以获得修正容量。

具体地，如图10所示，第二修正模块70包括第四修正单元71、第五修正单元72和第六修正单元73。其中，第四修正单元71用于在变化率不变区域内，当变化率小于变化阈值时，将当前容量作为修正容量，或者，当变化率大于或等于变化阈值时，将当前容量或者SOC估算值作为修正容量；第五修正单元72用于在变化率稳定区域内，当变化率小于变化阈值时，将当前容量作为修正容量，或者，当变化率大于或等于变化阈值时，将SOC估算值作为修正容量；第六修正单元73用于在平滑区域内，当变化率小于变化阈值时，将当前容量作为修正容量，或者，当变化率大于或等于变化阈值时，将SOC估算值作为修正容量。

如图10所示，第二修正模块70还包括第七修正单元74，第七修正单元74用于当变化率为极值时，将SOC估算值作为修正容量。

另外，考虑到每个SOC估算值的不稳定性，在本发明的实施例中，使用平滑修正方法修正SOC值。如图9所示，该SOC估算装置100还包括赋值模块80，赋值模块80用于根据预设修正量最大值和预设修正量最小值将修正容量赋值于当前容量。其中，设置的修正量最大值由系统本身的修正速度、估算值准确度、电池系统的充放时间有关。

如图9所示，该SOC估算装置100还包括平滑模块90，平滑模块90用于根据修正容量和当前容量计算电流系数，并根据电流系数实时调节电流累计值以平滑当前容量的赋值变化，达到SOC平滑效果，电流系数取值限定为正数，不会出现充电时SOC值下降、放电时SOC值上升的情况。

基于上述方面实施例的动力电池的SOC估算装置100，本发明再一方面实施例提出一种电动汽车，图11是根据本发明实施例的电动汽车的框图，如图11所示，该电动汽车1000包括车体200和上述方面实施例的动力电池的SOC估算装置100。可以理解的是，车体200包括动力电池201以及其他保证电动汽车1000正常行驶的系统和零部件。

本发明实施例的电动汽车1000，通过SOC估算装置100将电压-容量曲线进行区域划分，以区域为SOC估算单位，不像点修正那样尖锐，可以进行平滑地估计，提高动力电池201充放电性能。

需要说明的是，在本说明书的描述中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种动力电池的SOC估算方法，其特征在于，包括：

获得动力电池的电压-容量曲线；

计算所述电压-容量曲线的变化率；

根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分，其中，所述电压-容量曲线被划分为变化率不变区域、变化率稳定区域和平滑区域；

根据当前电压在所述电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所述所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及

根据所述估算方程对所述动力电池的SOC进行估算；

其中，所述方法还包括：

根据每个划分区域内的所述电压-容量曲线的变化率进行容量修正以获得修正容量。

2.如权利要求1所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分，进一步包括：

根据所述变化率确定区域临界点；以及

根据所述区域临界点确定所述电压-容量曲线的划分区域。

3.如权利要求1所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，所述变化率不变区域满足一次方程，所述变化率稳定区域和所述平滑区域分别满足二次方程。

4.如权利要求1所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：

根据当前容量在所述电压-容量的容量区域以及所述当前容量与SOC估算值的差值进行容量修正以获得修正容量。

5.如权利要求4所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，根据当前容量在所述电压-容量的容量区域以及所述当前容量与SOC估算值的差值进行修正以获得修正容量，进一步包括：

当所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域外时，将所述SOC估算值作为为所述修正容量；或者，

当所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域内且所述SOC估算值与所述当前容量的差值小于容量阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量；或者，

当所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域内且所述SOC估算值与所述当前容量的差值大于容量阈值时，将所述SOC估算值与所述当前容量的平均值作为所述修正容量。

6.如权利要求1所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，根据每个划分区域内的所述电压-容量曲线的变化率进行容量修正以获得修正容量，进一步包括：

在所述变化率不变区域内，当变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述当前容量或者SOC估算值作为所述修正容量；

在所述变化率稳定区域内，当所述变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述SOC估算值作为所述修正容量；

在所述平滑区域内，当所述变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述SOC估算值作为所述修正容量。

7.如权利要求6所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：

当在所述电压-容量曲线的极值点时，将所述SOC估算值作为所述修正容量。

8.如权利要求1-7任一项所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：

根据预设修正量最大值和预设修正量最小值将所述修正容量赋值于所述当前容量。

9.如权利要求8所述的动力电池的SOC估算方法，其特征在于，还包括：

根据所述修正容量、所述当前容量和当前电流计算电流系数，并根据所述电流系数实时调节电流累计值以平滑所述当前容量的赋值变化。

10.一种动力电池的SOC估算装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获得动力电池的电压-容量曲线；

计算模块，用于计算所述电压-容量曲线的变化率；

划分模块，用于根据所述变化率对所述电压-容量曲线进行区域划分，其中，所述电压-容量曲线被划分为变化率不变区域、变化率稳定区域和平滑区域；

生成模块，用于根据当前电压在所述电压-容量曲线的所属区域的曲线以及所述所属区域的临界点的电压和容量生成估算方程；以及

估算模块，用于根据所述估算方程对所述动力电池的SOC进行估算；

其中，所述装置还包括：

第二修正模块，用于根据每个划分区域内的所述电压-容量曲线的变化率进行容量修正以获得修正容量。

11.如权利要求10所述的动力电池的SOC估算装置，其特征在于，划分模块进一步包括：

确定单元，用于根据所述变化率确定区域临界点；以及

划分单元，用于根据所述区域临界点确定所述电压-容量曲线的划分区域。

12.如权利要求10所述的动力电池的SOC估算装置，其特征在于，所述变化率不变区域满足一次方程，所述变化率稳定区域和所述平滑区域分别满足二次方程。

13.如权利要求10所述的动力电池的SOC估算装置，其特征在于，还包括：

第一修正模块，用于根据当前容量在所述电压-容量的容量区域以及所述当前容量与SOC估算值的差值进行容量修正以获得修正容量。

14.如权利要求13所述的动力电池的SOC估算装置，其特征在于，所述第一修正模块进一步包括：

第一修正单元，用于在所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域外时，将所述SOC估算值作为所述修正容量；

第二修正单元，用于在所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域内且所述SOC估算值与所述当前容量的差值小于容量阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量；

第三修正单元，用于在所述当前容量属于所述电压-容量的容量区域内且所述SOC估算值与所述当前容量的差值大于容量阈值时，将所述SOC估算值与所述当前容量的平均值作为所述修正容量。

15.如权利要求10所述的动力电池的SOC估算装置，其特征在于，所述第二修正模块进一步包括：

第四修正单元，用于在所述变化率不变区域内，当变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述当前容量或者SOC估算值作为所述修正容量；

第五修正单元，用于在所述变化率稳定区域内，当所述变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述SOC估算值作为所述修正容量；

第六修正单元，用于在所述平滑区域内，当所述变化率小于变化阈值时，将所述当前容量作为所述修正容量，或者，当所述变化率大于或等于所述变化阈值时，将所述SOC估算值作为所述修正容量。

16.如权利要求15所述动力电池的SOC估算装置，其特征在于，所述第二修正模块还包括：

第七修正单元，用于当所述变化率为极值时，将所述SOC估算值作为所述修正容量。

17.如权利要求10-16任一项所述的动力电池的SOC估算装置，其特征在于，还包括：

赋值模块，用于根据预设修正量最大值和预设修正量最小值将所述修正容量赋值于所述当前容量。

18.如权利要求17所述的动力电池的SOC估算装置，其特征在于，还包括：

平滑模块，用于根据所述修正容量、所述当前容量和当前电流计算电流系数，并根据所述电流系数实时调节电流累计值以平滑所述当前容量的赋值变化。

19.一种电动汽车，其特征在于，包括：

车体，所述车体包括动力电池；和

如权利要求10-18任一项所述的动力电池的SOC估算装置。