CN108663620B - 一种动力电池组荷电状态估算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力电池组荷电状态在线估算方法及系统，方法包括：根据动力电池组的最高单体电压、最高单体电压、当前电流、预设的直流内阻查询表以及开路电压预估公式计算得出最高、最低单体电池对应的开路电压；根据开路电压查询预设OCV‑SOV曲线得到最高、最低荷电状态；对最高、最低荷电状态进行加权计算得到动力电池组的综合荷电状态，并结合电池组的充放电状态来确定动力电池组的目标荷电状态，将上电时刻的目标荷电状态设置为电池组初始的预估荷电状态；在充放电的过程中，若目标荷电状态改变，则控制电池组按照预设的调节步长由预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡。本发明可以在线预估动力电池组的荷电状态，提高动力电池组的充放电能力。

Description

一种动力电池组荷电状态估算方法及系统

技术领域

本发明属于储能设备技术领域，尤其涉及一种动力电池组荷电状态估算方法及系统。

背景技术

电池的SOC(State of charge，荷电状态)是指电池的剩余电量与实际容量的百分比。随着电动汽车的不断普及，电池SOC的估算在电动汽车的应用领域也变得越来越重要，动力电池的SOC被用来反映电池的剩余可用电量状况，对电动汽车而言起着传统燃油汽车表的作用，精确可靠的SOC估算值，不仅可以增强用户对电动汽车的操控性和舒适度，同时其作为电动汽车能量管理系统不可或缺的决策因素，也是优化电动汽车能量管理、提高电池容量和能量利用率、防止电池过充和过放、保障电池在使用过程中的安全性和使用寿命的重要参数。

对于电动汽车而言，电池管理系统是电动汽车中的一个重要部件，在线估算出电池的荷电状态是电池管理系统的关键问题之一。开路电压法是预测电动汽车用电池初始荷电状态最为常用和有效的方法，开路电压法是首先利用电池的静态开路特性放电实现测得开路电压OCV与电池的荷电状态之间的对应关系，得到SOC-OCV曲线，再由开路电压通过查询SOC-OCV曲线得到电池对应的荷电状态，该方法简单易行，对于处于静置状态的电池能够很好的估算其SOC值，然而该方法需要长时间静置处理，不能进行在线预估值。

另外一种常用的预估电池荷电状态的技术方案是自学习开路电压法，自学习开路电压法主要是根据二次电池状态自学习实时更新SOC-OCV曲线，来预测当前电池SOC。用任意一段时间内检测的电压和电流直接计算电池内阻，再以此计算各工况点的开路电压，最后根据计算结果判断是否需要自学习，选择是否更新当前SOC-OCV曲线和当前SOC。然而，这种自学习开路电压法计算的电池内阻采用的是任意时间内电压和电流，计算精度不高，通过自学习更新的SOC-OCV曲线，没有考虑电池组中各个单体电池的一致性差异和电池组的当前电量，会造成SOC精度累积误差，使整个计算过程处于开环状态，影响电池组的充放电能力。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种动力电池组荷电状态估算方法及系统，旨在解决现有的SOC估算方法存在的无法实现在线预估以及预估精度不高，容易造成累积误差，影响电池组的充放电能力的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种动力电池组荷电状态在线估算方法，包括：

获取动力电池组中的最高单体电压、最低单体电压以及当前电流；

根据所述最高单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最高单体电压所对应的第一单体电池的第一直流内阻；

根据所述最高单体电压、所述当前电流、所述第一直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第一单体电池的第一开路电压；

根据所述第一开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第一单体电池的第一荷电状态；

根据所述最低单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最低单体电压所对应的第二单体电池的第二直流内阻；

根据所述最低单体电压、所述当前电流、所述第二直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第二单体电池的第二开路电压；

根据所述第二开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第二单体电池的第二荷电状态；

对所述第一荷电状态和所述第二荷电状态进行加权计算得到所述动力电池组的综合荷电状态；

获取所述动力电池组当前的充放电状态，并根据所述充放电状态、所述第一荷电状态、所述第二荷电状态以及所述综合荷电状态获取所述动力电池组当前的目标荷电状态；

将所述动力电池组进行充放电初始时刻计算得到的目标荷电状态设置为所述动力电池组初始的预估荷电状态；

在所述动力电池组进行充放电的过程中，若所述目标荷电状态发生变化，则控制所述动力电池组按照预设的调节步长由所述预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡。

本发明实施例的另一目的在于提供一种动力电池组荷电状态在线估算系统，包括：

采集单元，用于获取动力电池组中的最高单体电压、最低单体电压以及当前电流；

第一直流内阻查询单元，用于根据所述最高单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最高单体电压所对应的第一单体电池的第一直流内阻；

第一开路电压计算单元，用于根据所述最高单体电压、所述当前电流、所述第一直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第一单体电池的第一开路电压；

第一荷电状态查询单元，用于根据所述第一开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第一单体电池的第一荷电状态；

第二直流内阻查询单元，用于根据所述最低单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最低单体电压所对应的第二单体电池的第二直流内阻；

第二开路电压计算单元，用于根据所述最低单体电压、所述当前电流、所述第二直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第二单体电池的第二开路电压；

第二荷电状态查询单元，用于根据所述第二开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第二单体电池的第二荷电状态；

加权计算单元，用于对所述第一荷电状态和所述第二荷电状态进行加权计算得到所述动力电池组的综合荷电状态；

目标荷电状态获取单元，用于获取所述动力电池组当前的充放电状态，并根据所述充放电状态、所述第一荷电状态、所述第二荷电状态以及所述综合荷电状态获取所述动力电池组当前的目标荷电状态；

初始预估值获取单元，用于将所述动力电池组进行充放电初始时刻计算得到的目标荷电状态设置为所述动力电池组初始的预估荷电状态；

过渡单元，用于在所述动力电池组进行充放电的过程中，若所述目标荷电状态发生变化，则控制所述动力电池组按照预设的调节步长由所述预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡。

本发明实施例由于首先通过预设的开路电压预估公式实时计算出动力电池组中最高单体电压电池和最低单体电压电池所对应的第一开路电压和第二开路电压，然后根据第一开路电压和第二开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系获得最高单体电压电池的第一荷电状态和最低单体电压电池的第二荷电状态；对所述第一荷电状态和所述第二荷电状态进行加权计算得到所述动力电池组的综合荷电状态；最后获取所述动力电池组当前的充放电状态，并根据所述充放电状态、所述第一荷电状态、所述第二荷电状态以及所述综合荷电状态获取所述动力电池组当前的目标荷电状态；将所述动力电池组进行充放电初始时刻计算得到的目标荷电状态设置为所述动力电池组初始的预估荷电状态；在所述动力电池组进行充放电的过程中，若所述目标荷电状态发生变化，则控制所述动力电池组按照预设的调节步长由所述预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡，从而可以实现在线预估动力电池组的荷电状态，提高了荷电状态的预估精度，并且能够在避免动力电池组过充和过放的同时提高动力电池组的充放电能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方法的示意流程图；

图2是本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方法中采用DCR法测直流内阻的实验测量原理图；

图3是本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方法中采用DCR法测直流内阻获得的不同电压、电流下对应的动态直流内阻的变化曲线图；

图4是本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方法中采用的推导开路电压预估公式的电池的RC等效电路模型图；

图5是本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方法中在常温下实验得到的一组静态OCV-SOC曲线图；

图6是本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算系统的示意性框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方法的是基于开路电压计算荷电状态的方法，适用于所有电池类型电池组，对于开路特性较好的电池(如三元)估算精度较高，对于某些开路特性较差(磷酸铁锂)的这种方法常用来和安时积分法一起联合计算，该方法中预估出的荷电状态值作为安时积分法中的荷电状态目标值跟踪修正使用。

图1是本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方法的示意流程图。参见图1所示，该方法包括：

在S101中，获取动力电池组中的最高单体电压、最低单体电压以及当前电流。

在本实施例中，所述动力电池组中包括多个电池单体，由于不同单体之间差异性，所述多个电池单体的端电压可能是不同的。在本实施例中，可以直接通过电压、电流测试工具采集得到所述动力电池组中最高单体电压和最低单体电压以及当前电流。

在S102-1中，根据所述最高单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最高单体电压所对应的第一单体电池的第一直流内阻。

在本实施例中，在步骤S101之前还包括：

通过直流内阻测量方法进行实验，得到不同电压、电流下对应的动态直流内阻变化曲线，并根据所述动态直流内阻变化曲线制成预设的直流内阻查询表。

其中，所述直流内阻测量方法包括但不限于DCR(DC Resistance，直流电阻)法、MCCF法、HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization，混合脉冲功率性能测试)法。其中，DCR法典型测试工艺为：动力电池在某确定荷电状态下，用不同倍率、按从小到大顺序的电流充、放各10s，确定10s末电压与相应电流关系，即V-I曲线响应，V-I曲线斜率即为DCR内阻。MCCF法典型测试工艺为：采样持续时间为5S的脉冲充放电电流，记录压降，计算内阻。HPPC法的典型测试工艺为：采样连续充放电脉冲，测试引起的压降，再以逆推法，提取放电曲线上线性区域端，并延伸至放电时间点取其与额定电压间之差与放电电流来计算直流内阻。

优选的，在本实施例中，采用所述直流内阻测量方法采用DCR法。参见图2是DCR法测直流内阻的实验测量原理，电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，DCIR直流内阻大小与电池自身特性有关，直流内阻的测量是将欧姆内阻和极化电阻全部考虑，采集直流放电过程中根据不同电流下电压变化来测量当前的动态直流内阻，在放电过程中直流内阻

在充电过程中直流内阻

具体实验过程如下：

(1)将电池充满电至100％并静置4小时，测试此时的开路电压；

(2)以0.05C涓流对电池阶段性放电至SOC为95％、90％、85％、80％、75％......0％，然后按步骤(1)静置测得当前开路电压；

(3)以10A、20A、30A……230A，使电池的SOC从100％至0％恒流放电，等间隔时间记录当前电压；

(4)以-10A、-20A……-110A使SOC从0％至100％恒流充电，等间隔时间记录当前电压。

然而，参照图3根据上述DCR法实验测得的数据和计算结果，得到不同电压、电流下对应的动态直流内阻的变化曲线，并将其制成预设的直流内阻查询表。

在本实施例中，在获取到预设的直流内阻查询表后，即可根据采集得到的单体电池的端电压和当前电流来查询得到当前该单体电池的直流内阻，由于所述直流内阻是根据当前时刻单体电池的端电压和当前电流查表得到的，而并非任意时刻的电池的端电压和电流计算得到的，因此，其测得的直流内阻的精度更高。

在S103-1中，根据所述最高单体电压、所述当前电流、所述第一直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第一单体电池的第一开路电压。

在本实施例中，采用如图4所示的电池的RC等效电路模型来推导预设的开路电压预估公式。在考虑到电动车急加速减工况充放电功率较大，选取在戴维南模型的基础上扩展的二阶RC模型。其中R₀为欧姆内阻，R₁和C₁为极化电阻和电容，R₂和C₂为扩散电阻和电容，U_OCV为当前测试电池单体的实时开路电压，V为当前测试电池单体的端电压。根据电学模型，建立关于端电压V和电流及模型参数的关系：

在此考虑到电动车行驶过程充放电电流较大，用直流内阻DCIR作为总内阻，则用于计算各工况点的实际开路电压的开路电压预估公式即为：

U_OCV＝V+I*Z_DCIR；

其中，U_OCV为开路电压，V为采集的单体电压，I为当前电流，Z_DCIR为直流内阻。

在本实施例中，在获取到动力电池组中的最高单体电压、当前电流以及最高单体电压所对应的第一单体电池的直流内阻后，即可将这些参数代入所述开路电压预估公式，实时计算得出所述第一单体电池的开路电压。

在S104-1中，根据所述第一开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第一单体电池的第一荷电状态。

在本实施例中，所述预设的开路电压与荷电状态的对应关系是预先通过充放电试验测试得到的。参照图5，是在常温下实验得到的一组静态OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)-SOC(State of Charge，荷电状态)曲线。其中，开路电压OCV是指外电路电流为零时，电池两极间的电位差。电池在没有达到热力学平衡时，电池内部存在极化现象，一般开路电压不等于电池的电动势。但经过长时间静置后，电池的开路电压与电动势比较接近。测试期间，每10s采集一次电压数据和功率，具体实验过程如下：

(1)选取两节相同批次生产，一致性较好的磷酸铁锂电池，在常温下以2A放电至余电电压为2V，认为此时电池的SOC为0，搁置2小时；

(2)将一节电池以0.2C恒流充电2min，上限电压为3.8V，搁置2小时；

(3)重复上一步，共100次；

(4)将另一节电池以0.2C恒流恒压充电至3.8V，截止电流为0.75A，静置2小时，然后结束；

(5)测试后再将电池送测峰值功率测试剩余容量；

(6)统计上述实验测试的数据，得到常温下的OCV-SOC特性曲线，即预设的开路电压与荷电状态对应关系。

在本实施例中，在根据预设的开路电压预估公式计算得到最高单体电压所对应的第一单体电池的第一开路电压后，即可根据所述第一开路电压查询所述预设的开路电压与荷电状态的对应关系，得到与所述第一开路电压所对应的第一单体电池当前的荷电状态，即第一荷电状态。

在S102-2中，根据所述最低单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最低单体电压所对应的第二单体电池的第二直流内阻。

在S103-2中，根据所述最低单体电压、所述当前电流、所述第二直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第二单体电池的第二开路电压。

在S104-2中，根据所述第二开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第二单体电池的第二荷电状态。

需要说明的是，步骤S102-2～步骤S104-2的实现方式与步骤S102-1～步骤S104-1的实现方式基本相同，因此，在此不再赘述。

在S105中，对所述第一荷电状态和所述第二荷电状态进行加权计算得到所述动力电池组的综合荷电状态。

在本实施例中，步骤S105包括：

判断所述当前电流是否大于或等于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值，其中所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值；

若所述当前电流阈值小于所述第一电流阈值，则所述第一荷电状态的权重大于所述第二荷电状态的权重；

若所述当前电流大于或等于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值，则所述第一荷电状态的权重等于所述第二荷电状态的权重；

若所述当前电流大于所述第二电流阈值，则所述第一荷电状态的权重小于所述第二荷电状态的权重。

在本实施例中，若当前电流小于所述第一电流阈值，则认为当前动力电池组处于浅放状态，由于此时电流较小，放电功率低，因此，此时动力电池组的综合荷电状态偏向于最低单体电压所对应的第二单体电池的第二荷电状态，此时第二荷电状态的权重较大；若当前电流大于所述第二电流阈值，则认为当前动力电池组大电流冲击，处于急充急放状态，由于此时电流较大，为满足瞬时大功率需求，动力电池组的综合荷电状态应偏向于最高单体电压所对应的第一单体电池的第一荷电状态，因此此时第一荷电状态的权重较大；若当前电流处于所述第一电流阈值与所述第二电流阈值之间，则说明此时动力电池组输出功率平缓，此时动力电池组的综合荷电状态取所述第一荷电状态和所述第二荷电状态的均值，因此此时两者的权重相同。

在S106中，获取所述动力电池组当前的充放电状态，并根据所述充放电状态、所述第一荷电状态、所述第二荷电状态以及所述综合荷电状态获取所述动力电池组当前的目标荷电状态。

在本实施例中，所述获取所述动力电池组当前的充放电状态包括：

判断发动机是否启动；

若启动，则判断当前电流I是否小于0；

若小于0，则在连续60s内，对I<0进行累计计数；

若累计计数超过35s，则动力电池组进入充电状态，此时DischgFlag标志置为0；

反之，则将DischgFlag标志置为1，表示当前动力电池组处于放电状态。

在本实施例中，所述根据所述充放电状态、所述第一荷电状态、所述第二荷电状态以及所述综合荷电状态获取所述动力电池组当前的目标荷电状态包括：

在放电状态下：

判断所述第二荷电状态是否大于或等于第一预设电量阈值且小于或等于第二预设电量阈值，其中所述第二预设电量阈值大于所述第一预设电量阈值；

若所述第二荷电状态小于所述第一预设电量阈值，则将所述第二荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第二荷电状态大于或等于所述第一预设电量阈值且小于或等于所述第二预设电量阈值，则将所述综合荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第二荷电状态大于所述第二预设电量阈值，则将所述第一荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

在充电状态下：

判断所述第一荷电状态是否小于或等于第三预设电量阈值；

若所述第一荷电状态小于或等于所述第三预设电量阈值，则将所述综合荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第一荷电状态大于所述第三预设电量阈值，则将所述第一荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态。

在S107中，将所述动力电池组进行充放电初始时刻计算得到的目标荷电状态设置为所述动力电池组初始的预估荷电状态。

在本实施例中，在动力电池组上电时，其预估荷电状态与目标荷电状态相等，因此，我们可以将动力电池组在上电时的目标荷电状态设置为动力电池组预估荷电状态的初始值，后续随着充放电的进行目标荷电状态会发生改变，此时预估荷电状态会按照预设的调节步长向目标荷电状态跟随。

在S108中，在所述动力电池组进行充放电的过程中，若所述目标荷电状态发生变化，则控制所述动力电池组按照预设的调节步长由所述预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡。

在本实施例中，步骤S108具体包括：

若所述目标荷电状态发生变化，则获取变化后的目标荷电状态；

计算所述动力电池组当前的预估荷电状态与所述变化后的目标荷电状态之间的差值；

判断所述差值是否满足预设的荷电状态过渡条件；

若满足预设的荷电状态过渡条件，则根据所述差值控制所述动力电池组按照预设的调节步长由当前的预估荷电状态过渡到变化后的目标荷电状态。

在本实施例中，所述预设的荷电状态过渡条件为|SOC_预估-SOC_目标|≥SOC_阈值，其中所述SOC_预估为动力电池组当前的预估荷电状态，所述SOC_目标为动力电池组当前的目标荷电状态，SOC_阈值为预设的荷电状态变化量阈值。

进一步的，在本实施例中，若满足预设的荷电状态过渡条件，并且所述SOC_预估大于所述SOC_目标，则控制所述动力电池组的荷电状态按照预设的调节步长向下过渡至所述动力电池组当前的目标荷电状态；反之，若所述SOC_预估小于所述SOC_目标，则控制所述动力电池组的荷电状态按照预设的调节步长向上过渡至所述动力电池组当前的目标荷电状态。

以上可以看出，本实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方法可以实现在线预估动力电池组的荷电状态，提高了荷电状态的预估精度，并且能够在避免动力电池组过充和过放的同时提高动力电池组的充放电能力。

图6是本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算系统的示意性框图。为了便于说明仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图6所示，本实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算系统，包括：

采集单元1，用于获取动力电池组中的最高单体电压、最低单体电压以及当前电流；

第一直流内阻查询单元2，用于根据所述最高单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最高单体电压所对应的第一单体电池的第一直流内阻；

第一开路电压计算单元3，用于根据所述最高单体电压、所述当前电流、所述第一直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第一单体电池的第一开路电压；

第一荷电状态查询单元4，用于根据所述第一开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第一单体电池的第一荷电状态；

第二直流内阻查询单元5，用于根据所述最低单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最低单体电压所对应的第二单体电池的第二直流内阻；

第二开路电压计算单元6，用于根据所述最低单体电压、所述当前电流、所述第二直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第二单体电池的第二开路电压；

第二荷电状态查询单元7，用于根据所述第二开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第二单体电池的第二荷电状态；

加权计算单元8，用于对所述第一荷电状态和所述第二荷电状态进行加权计算得到所述动力电池组的综合荷电状态；

目标荷电状态获取单元9，用于获取所述动力电池组当前的充放电状态，并根据所述充放电状态、所述第一荷电状态、所述第二荷电状态以及所述综合荷电状态获取所述动力电池组当前的目标荷电状态；

初始预估值获取单元10，用于将所述动力电池组进行充放电初始时刻计算得到的目标荷电状态设置为所述动力电池组初始的预估荷电状态；

过渡单元11，用于在所述动力电池组进行充放电的过程中，若所述目标荷电状态发生变化，则控制所述动力电池组按照预设的调节步长由所述预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡。

可选的，所述预设的开路电压预估公式为：U_OCV＝V+I*Z_DCIR；

其中：U_OCV为开路电压，V为采集的单体电压，I为当前电流，Z_DCIR为直流内阻。

可选的，所述加权计算单元8具体用于：

判断所述当前电流是否大于或等于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值，其中所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值；

若所述当前电流阈值小于所述第一电流阈值，则所述第一荷电状态的权重大于所述第二荷电状态的权重；

若所述当前电流大于或等于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值，则所述第一荷电状态的权重等于所述第二荷电状态的权重；

若所述当前电流大于所述第二电流阈值，则所述第一荷电状态的权重小于所述第二荷电状态的权重。

可选的，所述目标荷电状态获取单元9具体用于：

在放电状态下：

判断所述第二荷电状态是否大于或等于第一预设电量阈值且小于或等于第二预设电量阈值，其中所述第二预设电量阈值大于所述第一预设电量阈值；

若所述第二荷电状态小于所述第一预设电量阈值，则将所述第二荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第二荷电状态大于或等于所述第一预设电量阈值且小于或等于所述第二预设电量阈值，则将所述综合荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第二荷电状态大于所述第二预设电量阈值，则将所述第一荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

在充电状态下：

判断所述第一荷电状态是否小于或等于第三预设电量阈值；

若所述第一荷电状态小于或等于所述第三预设电量阈值，则将所述综合荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第一荷电状态大于所述第三预设电量阈值，则将所述第一荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态。

可选的，所述过渡单元11具体用于：

若所述目标荷电状态发生变化，则获取变化后的目标荷电状态；

计算所述动力电池组当前的预估荷电状态与所述变化后的目标荷电状态之间的差值；

判断所述差值是否满足预设的荷电状态过渡条件；

若满足预设的荷电状态过渡条件，则根据所述差值控制所述动力电池组按照预设的调节步长由当前的预估荷电状态过渡到变化后的目标荷电状态。

需要说明的是，本发明实施例提供的上述终端中的各个单元，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

因此，可以看出本发明实施例提供的一种动力电池组荷电状态在线估算方系统同样可以实现在线预估动力电池组的荷电状态，提高了荷电状态的预估精度，并且能够在避免动力电池组过充和过放的同时提高动力电池组的充放电能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动力电池组荷电状态在线估算方法，其特征在于，包括：

获取动力电池组中的最高单体电压、最低单体电压以及当前电流；

根据所述最高单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最高单体电压所对应的第一单体电池的第一直流内阻；

根据所述最高单体电压、所述当前电流、所述第一直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第一单体电池的第一开路电压；

根据所述第一开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第一单体电池的第一荷电状态；

根据所述最低单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最低单体电压所对应的第二单体电池的第二直流内阻；

根据所述最低单体电压、所述当前电流、所述第二直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第二单体电池的第二开路电压；

根据所述第二开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第二单体电池的第二荷电状态；

对所述第一荷电状态和所述第二荷电状态进行加权计算得到所述动力电池组的综合荷电状态；

获取所述动力电池组当前的充放电状态；

在放电状态下：

判断所述第二荷电状态是否大于或等于第一预设电量阈值且小于或等于第二预设电量阈值，其中所述第二预设电量阈值大于所述第一预设电量阈值；

若所述第二荷电状态小于所述第一预设电量阈值，则将所述第二荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第二荷电状态大于或等于所述第一预设电量阈值且小于或等于所述第二预设电量阈值，则将所述综合荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第二荷电状态大于所述第二预设电量阈值，则将所述第一荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

在充电状态下：

判断所述第一荷电状态是否小于或等于第三预设电量阈值；

若所述第一荷电状态小于或等于所述第三预设电量阈值，则将所述综合荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第一荷电状态大于所述第三预设电量阈值，则将所述第一荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

将所述动力电池组进行充放电初始时刻计算得到的目标荷电状态设置为所述动力电池组初始的预估荷电状态；

在所述动力电池组进行充放电的过程中，若所述目标荷电状态发生变化，则控制所述动力电池组按照预设的调节步长由所述预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡。

2.如权利要求1所述的动力电池组荷电状态在线估算方法，其特征在于，所述预设的开路电压预估公式为：U_OCV＝V+I*Z_DCIR；

其中：U_OCV为开路电压，V为采集的单体电压，I为当前电流，Z_DCIR为直流内阻。

3.如权利要求1所述的动力电池组荷电状态在线估算方法，其特征在于，所述对所述第一荷电状态和所述第二荷电状态进行加权计算得到所述动力电池组的综合荷电状态包括：

判断所述当前电流是否大于或等于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值，其中所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值；

若所述当前电流阈值小于所述第一电流阈值，则所述第一荷电状态的权重大于所述第二荷电状态的权重；

若所述当前电流大于或等于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值，则所述第一荷电状态的权重等于所述第二荷电状态的权重；

若所述当前电流大于所述第二电流阈值，则所述第一荷电状态的权重小于所述第二荷电状态的权重。

4.如权利要求1所述的动力电池组荷电状态在线估算方法，其特征在于，若所述目标荷电状态发生变化，则控制所述动力电池组按照预设的调节步长由所述预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡包括：

若所述目标荷电状态发生变化，则获取变化后的目标荷电状态；

计算所述动力电池组当前的预估荷电状态与所述变化后的目标荷电状态之间的差值；

判断所述差值是否满足预设的荷电状态过渡条件；

若满足预设的荷电状态过渡条件，则根据所述差值控制所述动力电池组按照预设的调节步长由当前的预估荷电状态过渡到变化后的目标荷电状态。

5.一种动力电池组荷电状态在线估算系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于获取动力电池组中的最高单体电压、最低单体电压以及当前电流；

第一直流内阻查询单元，用于根据所述最高单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最高单体电压所对应的第一单体电池的第一直流内阻；

第一开路电压计算单元，用于根据所述最高单体电压、所述当前电流、所述第一直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第一单体电池的第一开路电压；

第一荷电状态查询单元，用于根据所述第一开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第一单体电池的第一荷电状态；

第二直流内阻查询单元，用于根据所述最低单体电压和当前电流查询预设的直流内阻查询表得到最低单体电压所对应的第二单体电池的第二直流内阻；

第二开路电压计算单元，用于根据所述最低单体电压、所述当前电流、所述第二直流内阻以及预设的开路电压预估公式计算得出所述第二单体电池的第二开路电压；

第二荷电状态查询单元，用于根据所述第二开路电压查询预设的开路电压与荷电状态的对应关系得到所述第二单体电池的第二荷电状态；

加权计算单元，用于对所述第一荷电状态和所述第二荷电状态进行加权计算得到所述动力电池组的综合荷电状态；

目标荷电状态获取单元，用于获取所述动力电池组当前的充放电状态；

在放电状态下：

判断所述第二荷电状态是否大于或等于第一预设电量阈值且小于或等于第二预设电量阈值，其中所述第二预设电量阈值大于所述第一预设电量阈值；

若所述第二荷电状态小于所述第一预设电量阈值，则将所述第二荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第二荷电状态大于或等于所述第一预设电量阈值且小于或等于所述第二预设电量阈值，则将所述综合荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第二荷电状态大于所述第二预设电量阈值，则将所述第一荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

在充电状态下：

判断所述第一荷电状态是否小于或等于第三预设电量阈值；

若所述第一荷电状态小于或等于所述第三预设电量阈值，则将所述综合荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

若所述第一荷电状态大于所述第三预设电量阈值，则将所述第一荷电状态作为所述动力电池组当前的目标荷电状态；

初始预估值获取单元，用于将所述动力电池组进行充放电初始时刻计算得到的目标荷电状态设置为所述动力电池组初始的预估荷电状态；

过渡单元，用于在所述动力电池组进行充放电的过程中，若所述目标荷电状态发生变化，则控制所述动力电池组按照预设的调节步长由所述预估荷电状态向变化后的目标荷电状态过渡。

6.如权利要求5所述的动力电池组荷电状态在线估算系统，其特征在于，所述预设的开路电压预估公式为：U_OCV＝V+I*Z_DCIR；

其中：U_OCV为开路电压，V为采集的单体电压，I为当前电流，Z_DCIR为直流内阻。

7.如权利要求5所述的动力电池组荷电状态在线估算系统，其特征在于，加权计算单元具体用于：

判断所述当前电流是否大于或等于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值，其中所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值；

若所述当前电流阈值小于所述第一电流阈值，则所述第一荷电状态的权重大于所述第二荷电状态的权重；

若所述当前电流大于或等于第一电流阈值且小于或等于第二电流阈值，则所述第一荷电状态的权重等于所述第二荷电状态的权重；

若所述当前电流大于所述第二电流阈值，则所述第一荷电状态的权重小于所述第二荷电状态的权重。

8.如权利要求5所述的动力电池组荷电状态在线估算系统，其特征在于，所述过渡单元具体用于：

若所述目标荷电状态发生变化，则获取变化后的目标荷电状态；

计算所述动力电池组当前的预估荷电状态与所述变化后的目标荷电状态之间的差值；

判断所述差值是否满足预设的荷电状态过渡条件；

若满足预设的荷电状态过渡条件，则根据所述差值控制所述动力电池组按照预设的调节步长由当前的预估荷电状态过渡到变化后的目标荷电状态。

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