CN108776308A - 估计电池剩余能量的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出估计电池剩余能量的方法及装置。方法包括：获取当前电池荷电状态SOC；根据电池SOC计算电池可放出电量；估计在未来使用工况下的电池电流；周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分，得到电池放出电量累计值，并根据在未来使用工况下的电池电流，周期性计算在未来使用工况下的电池电压，根据电池电流和电池电压周期性计算电池放出能量累计值；当电池放出电量累计值不小于电池可放出电量时，或者电池电压不大于电池放电下限电压时，将前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量。本发明提高了电池剩余能量估计的精度。

Description

估计电池剩余能量的方法及装置

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及估计电池剩余能量的方法及装置。

背景技术

锂离子电池的剩余能量状态(SOE，State of Energy)是电池系统的状态估算的四大状态之一。通过对电池系统表征参数的测量来准确估算SOE，这可以为电池系统的使用，尤其是剩余里程计算，提供判断依据。

SOE指的是，电池在当前SOC(State of Charge，荷电状态)和温度状态下，以一未来预测工况进行放电时，可以放出的能量值。其核心在于，当前电池状态的估算和未来工况电流的预测。

当前SOE缺乏成熟的估算方法。通常的做法是，内置前期实验的SOE表格，通过当前SOC查表获得SOE标准值，之后根据温度、电流、电池寿命等电池参数信息修正得到SOE估计值。其中，获取SOE标准值的实验为设定温度及电流条件下的恒流放电，温度及电流值是人为设定的典型值，例如温度为25℃，电流为1C。修正方法通常是，将某一参数设定值与参数标准值在实验条件下对应的SOE比率作为矫正系数进行简单相乘。

现有的通过内置表格估算SOE的方法存在如下不够完善的地方：

一、根据电池初始状态进行实验得到SOE标准值及修正参数，这不能代表电池全寿命周期的性能特征，随着电池的老化，SOE的估计精度会降低。

二、恒流放电工况并不能代表实际车用工况。车用工况是一个高度时变性的电流，恒定电流工况获得的SOE与实际SOE会有较大出入。

发明内容

本发明提供估计电池剩余能量的方法及装置，以提高电池剩余能量估计的精度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种估计电池剩余能量的方法，该方法包括：

获取当前电池荷电状态SOC；

根据电池SOC计算电池可放出电量；

估计在未来使用工况下的电池电流；

周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分，得到电池放出电量累计值，并根据在未来使用工况下的电池电流，周期性计算在未来使用工况下的电池电压，根据电池电流和电池电压周期性计算电池放出能量累计值；

当电池放出电量累计值不小于电池可放出电量时，或者电池电压不大于电池放电下限电压时，将前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量。

所述估计在未来使用工况下的电池电流包括：

根据预设的典型工况下的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据之前电池的实际使用过程中采集得到的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据对电池的使用过程进行仿真获得的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，将电池最近一段时间内的平均电流作为在未来使用工况下的电池电流；

或者，将特定放电倍率下的电池电流作为在未来使用工况下的电池电流。

预先初始化放电周期数k＝0，初始化U_i(t₀)＝0，设置每个放电周期的放电时长Δt；其中，i表示电池等效电路模型中的第i个RC网络，1≤i≤m，m为电池等效电路模型中的RC网络的总数，t₀为最初的电池开始放电时刻，U_i(t₀)表示电池等效电路模型中的第i个RC网络在t₀时刻的端电压；

所述获取当前电池SOC包括：

从电池开始放电时刻，在每个SOC获取周期到来时，获取当前电池SOC；

所述估计在未来使用工况下的电池电流包括：

在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流；

所述周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分得到电池放出电量累计值包括：

计算Q_d(k+1)＝Q_d(k)+I(t_k)*Δt，其中，Q_d(k+1)为本放电周期结束时电池放出电量累计值，Q_d(k)为前一放电周期结束时电池放出电量累计值，且Q_d(0)＝0；

所述周期性计算在未来使用工况下的电池电压包括：

根据如下公式计算在本放电周期结束时刻的电池电压U_n(k+1)：

其中，

其中，U_oc根据当前电池SOC查SOC-U_oc表得到，R₀为电池等效电路模型中的电池欧姆内阻的阻值，R_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电阻的阻值，C_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电容的电容值，R_i、C_i根据当前电池SOC和电解液的温度查表得到，t_k为本放电周期开始时刻，I(t_k)为在本放电周期开始时刻的电池电流，U_i(t_k)为当前放电周期开始时即上一放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压，U_i(t_k+Δt)为本放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压；

所述周期性计算电池放出能量累计值包括：

E(k+1)＝E(k)+U_n(k+1)*I(t_k)*Δt，其中，E(k+1)为本放电周期结束时电池放出能量累计值，E(k)为前一放电周期结束时电池放出能量累计值，且E(0)＝0；

所述将前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量为：令电池的剩余能量＝E(k)。

所述方法进一步包括：

当如下两条件：电池放出电量累计值不小于电池可放出电量和电池电压不大于电池放电下限电压都不满足时，令k＝k+1，返回所述在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流的动作。

所述电池为锂离子电池。

一种估计电池剩余能量的装置，该装置包括：

可放出电量计算模块，用于获取当前电池荷电状态SOC，根据电池SOC计算电池可放出电量；

电池放出能量累计模块，用于估计在未来使用工况下的电池电流，周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分，得到电池放出电量累计值，并根据在未来使用工况下的电池电流，周期性计算在未来使用工况下的电池电压，根据电池电流和电池电压周期性计算电池放出能量累计值；

判别模块，用于当电池放出能量累计模块计算得到的电池放出电量累计值不小于可放出电量计算模块计算的电池可放出电量时，或者电池放出能量累计模块计算得到的电池电压不大于电池放电下限电压时，将电池放出能量累计模块前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量。

所述电池放出能量累计模块估计在未来使用工况下的电池电流具体包括：

根据预设的典型工况下的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据之前电池的实际使用过程中采集得到的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据对电池的使用过程进行仿真获得的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，将电池最近一段时间内的平均电流作为在未来使用工况下的电池电流；

或者，将特定放电倍率下的电池电流作为在未来使用工况下的电池电流。

所述电池放出能量累计模块进一步用于，预先初始化放电周期数k＝0，初始化U_i(t₀)＝0，设置每个放电周期的放电时长Δt；其中，i表示电池等效电路模型中的第i个RC网络，1≤i≤m，m为电池等效电路模型中的RC网络的总数，t₀为电池初始放电时刻，U_i(t₀)表示电池等效电路模型中的第i个RC网络在t₀时刻的端电压；

所述可放出电量计算模块获取当前电池SOC具体包括：

从电池开始放电时刻，在每个SOC获取周期到来时，获取当前电池SOC；

所述电池放出能量累计模块估计在未来使用工况下的电池电流具体包括：

在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流；

所述电池放出能量累计模块周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分得到电池放出电量累计值具体包括：

计算Q_d(k+1)＝Q_d(k)+I(t_k)*Δt，其中，Q_d(k+1)为本放电周期结束时电池放出电量累计值，Q_d(k)为前一放电周期结束时电池放出电量累计值，且Q_d(0)＝0；

所述电池放出能量累计模块周期性计算在未来使用工况下的电池电压具体包括：

根据如下公式计算在本放电周期结束时刻的电池电压U_n(k+1)：

其中，

其中，U_oc根据当前电池SOC查SOC-U_oc表得到，R₀为电池等效电路模型中的电池欧姆内阻的阻值，R_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电阻的阻值，C_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电容的电容值，R_i、C_i根据当前电池SOC和电解液的温度查表得到，t_k为本放电周期开始时刻，I(t_k)为在本放电周期开始时刻的电池电流，U_i(t_k)为当前放电周期开始时即上一放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压，U_i(t_k+Δt)为本放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压；

所述电池放出能量累计模块周期性计算电池放出能量累计值具体包括：

E(k+1)＝E(k)+U_n(k+1)*I(t_k)*Δt，其中，E(k+1)为本放电周期结束时电池放出能量累计值，E(k)为前一放电周期结束时电池放出能量累计值，且E(0)＝0；

所述判别模块将前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量为：令电池的剩余能量＝E(k)。

判别模块进一步用于，

当如下两条件：电池放出电量累计值不小于电池可放出电量和电池电压不大于电池放电下限电压都不满足时，通知电池放出能量累模块令k＝k+1，执行所述在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流的动作。

所述电池为锂离子电池。

本发明能够在线准确估计电池全寿命周期中的剩余能量，提高了电池剩余能量的估计精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的估计电池剩余能量的方法流程图；

图2为本发明另一实施例提供的估计电池剩余能量的方法流程图；

图3为本发明实施例采用的电池等效电路模型图；

图4为NEDC工况下的I-t关系；

图5为本发明实施例提供的估计电池剩余能量的装置的组成示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例提供的估计电池剩余能量的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤101：获取当前电池SOC(State of Charge，荷电状态)。

步骤102：根据电池SOC计算电池可放出电量。

步骤103：估计在未来使用工况下的电池电流。

步骤104：周期性对在未来使用工况下的电池电流进行时间积分，得到电池放出电量累计值。

步骤105：根据未来使用工况下的电池电流，周期性计算在未来使用工况下的电池电压，根据电池电流和电池电压，周期性计算电池放出能量累计值。

步骤106：当电池放出电量累计值不小于电池可放出电量时，或者电池电压不大于电池放电下限电压时，将前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量。

图2为本发明另一实施例提供的估计电池剩余能量的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤200：初始化电池放电周期数k＝0，初始化电池放出电量累计值Q_d(0)＝0、初始化电池放出能量累计值E(0)＝0，初始化U_i(t₀)＝0，设置每个放电周期的放电时长Δt。

其中，i表示电池等效电路模型中的第i个RC网络，1≤i≤m，m为电池等效电路模型中的RC网络的总数，t₀为最初的电池放电开始时刻，U_i(t₀)表示电池等效电路模型中的第i个RC网络在t₀时刻的端电压。

电池等效电路模型如图3所示。其中，理想电压源U_oc表示电池的电动势，用电池的开路电压表示，与电池当前SOC相关；该等效电路模型中包含2个RC网络，每个RC网络由极化电阻R_i和极化电容C_i并联组成，用于模拟电池的动态特性，且R_i和C_i的值不是常数，它们由电池SOC和电解液的温度查表得到；R₀表示电池欧姆内阻，U_n表示电池的负载电压。

设定：I表示系统充放电电流，电池充电时电流为负，电池放电时电流为正；U₁、U₂分别是两个RC网络的端电压。则，当电路通入电流I时，电路中的电压满足如下关系：

U_n＝U_oc-U₁-U₂-R₀*I (1)

对于任何一个RC网络，设为第i个RC网络，该RC网络的端电压U_i满足如下关系：

其中，t为放电开始时刻，Δt为放电时长，I(t)为电路在放电开始时刻的电流，U_i(t)为第i个RC网络在放电开始时刻的端电压，U_i(t+Δt)为第i个RC网络在放电结束时刻的端电压。

这样，根据该电池等效电路模型，在任一SOC下，给定放电电流I和放电时长Δt，根据上述公式(1)和(2)，可以计算出放电结束时的U_n值。其中，对于变电流I，在较短的Δt如：1s、或者10ms(视电流采集器、处理器处理能力而定)等范围内I可以视为恒定电流。

步骤201：电池开始放电。

步骤202：获取当前电池SOC，根据公式Q_a＝C_N*SOC，得到电池可放出电量Q_a。

其中，C_N为电池的额定电量，SOC的单位是百分比。

步骤203：估计电池电流I(t_k)。

可采用如下方法估计电池电流I(t_k)：

一、根据设定的电池电流(I)-时间(t)的关系，估计I(t_k)。

例如：对于电动车辆的电池，目前已经有典型路谱工况下的I-t关系，如：典型路谱工况NEDC、EUDC、HWFET、UDDS下的I-t关系，图4为NEDC工况下的I-t关系；或者，对于电动车辆的电池，也可实车或工况机采集或仿真获得I-t关系。

二、将电池最近一段时间内的平均电流作为I(t_k)。

例如：对于电动车辆的电池，电动车辆的BMS(Battery Management System，电池管理系统)根据记录的最近一段时间内的电流，计算出该最近一段时间内的平均电流，将该平均电流作为I(t_k)。

三、采用设定的电流作为I(t_k)。

例如：可预先设定电池在特定放电倍率(如：1C)下的电流作为I(t_k)。

步骤204：根据如下公式(3)和(4)计算在本放电周期结束时的电池电压U_n(k+1)：

其中，

其中，U_oc可根据当前电池SOC查SOC-U_oc表得到，R₀为电池等效电路模型中的电池欧姆内阻的阻值，R_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电阻的阻值，C_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电容的电容值，R_i、C_i根据当前电池SOC和电解液的温度查表得到，t_k为本放电周期开始时刻，I(t_k)为在本放电周期开始时刻的电池电流，U_i(t_k)为当前放电周期开始时即上一放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压，U_i(t_k+Δt)为本放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压。

步骤205：计算本放电周期结束时的电池放出电量累计值Q_d(k+1)＝Q_d(k)+I(t_k)*Δt，计算本放电周期结束时的电池放出能量累计值E(k+1)＝E(k)+U_n(k+1)*I(t_k)*Δt。

步骤206：判断如下两条件之一是否成立：Q_d(k+1)>Q_a、U_n(k+1)<V_min，若是，执行步骤207；否则，执行步骤208。

其中，V_min为设定的电池放电下限电压。

步骤207：确定电池终止放电，令电池剩余能量SOE＝E(k)，本流程结束。

步骤208：令k＝k+1，返回步骤203。

本发明中的电池可为锂离子电池，如：电动车辆中的锂离子动力电池。

本发明方法可由电动车辆的BMS(Battery Mange System，电池管理系统)执行。

图5为本发明实施例提供的估计电池剩余能量的装置的组成示意图，该装置主要包括：可放出电量计算模块51、电池放出能量累计模块52和判别模块53，其中：

可放出电量计算模块51，用于获取当前电池SOC，根据电池SOC计算电池可放出电量，将电池可放出电量发送给判别模块53。

电池放出能量累计模块52，用于估计在未来使用工况下的电池电流，周期性对在未来使用工况下的电池电流进行时间积分，得到电池放出电量累计值，并根据在未来使用工况下的电池电流，周期性估计在未来使用工况下的电池电压，根据电池电流和电池电压周期性计算电池放出能量累计值，将电池电压和电池放出能量累计值发送给判别模块53。

判别模块53，用于当电池放出能量累计模块52发来的电池放出电量累计值不小于可放出电量计算模块51发来的电池可放出电量时，或者电池放出能量累计模块52发来的电池电压不大于电池放电下限电压时，将电池放出能量累计模块52前一周期发来的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量。

在实际应用中，电池放出能量累计模块52估计在未来使用工况下的电池电流具体包括：

根据预设的典型工况下的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据之前电池的实际使用过程中采集得到的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据对电池的使用过程进行仿真获得的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，将电池最近一段时间内的平均电流作为在未来使用工况下的电池电流；

或者，将特定放电倍率下的电池电流作为在未来使用工况下的电池电流。

在实际应用中，电池放出能量累计模块52进一步用于，预先初始化放电周期数k＝0，初始化U_i(t₀)＝0，设置每个放电周期的放电时长Δt；其中，i表示电池等效电路模型中的第i个RC网络，1≤i≤m，m为电池等效电路模型中的RC网络的总数，t₀为电池初始放电时刻，U_i(t₀)表示电池等效电路模型中的第i个RC网络在t₀时刻的端电压；

可放出电量计算模块51获取当前电池SOC具体包括：

从电池开始放电时刻，在每个SOC获取周期到来时，获取当前电池SOC；

电池放出能量累计模块52估计在未来使用工况下的电池电流具体包括：

在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流；

电池放出能量累计模块52对在未来使用工况下的电池电流进行时间积分得到电池放出电量累计值具体包括：

计算Q_d(k+1)＝Q_d(k)+I(t_k)*Δt，其中，Q_d(k+1)为本放电周期结束时电池放出电量累计值，Q_d(k)为前一放电周期结束时电池放出电量累计值，且Q_d(0)＝0；

电池放出能量累计模块52周期性计算在未来使用工况下的电池电压具体包括：

根据如下公式计算在本放电周期结束时刻的电池电压U_n(k+1)：

其中，

其中，U_oc根据当前电池SOC查SOC-U_oc表得到，R₀为电池等效电路模型中的电池欧姆内阻的阻值，R_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电阻的阻值，C_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电容的电容值，R_i、C_i根据当前电池SOC和电解液的温度查表得到，t_k为本放电周期开始时刻，I(t_k)为在本放电周期开始时刻的电池电流，U_i(t_k)为当前放电周期开始时即上一放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压，U_i(t_k+Δt)为本放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压；

电池放出能量累计模块52周期性计算电池放出能量累计值具体包括：

E(k+1)＝E(k)+U_n(k+1)*I(t_k)*Δt，其中，E(k+1)为本放电周期结束时电池放出能量累计值，E(k)为前一放电周期结束时电池放出能量累计值，且E(0)＝0；

判别模块53将电池放出能量累计模块52前一周期发来的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量为：令电池的剩余能量＝E(k)。

在实际应用中，判别模块53进一步用于，当如下两条件：电池放出电量累计值不小于电池可放出电量和电池电压不大于电池放电下限电压都不满足时，通知电池放出能量累计模块52令k＝k+1，执行在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流的动作。

上述装置可位于电动的车辆的BMS中。

本发明的有益技术效果如下：

本发明实现了在线、自动估计电池的剩余能量，提高了电池剩余能量的估计精度；另外，本发明可根据电池的使用工况确定电池的放电电流，使得放电电流更加贴合实际工况，从而进一步提高了电池剩余能量的估计精度。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种估计电池剩余能量的方法，其特征在于，该方法包括：

获取当前电池荷电状态SOC；

根据电池SOC计算电池可放出电量；

估计在未来使用工况下的电池电流；

周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分，得到电池放出电量累计值，并根据在未来使用工况下的电池电流，周期性计算在未来使用工况下的电池电压，根据电池电流和电池电压周期性计算电池放出能量累计值；

当电池放出电量累计值不小于电池可放出电量时，或者电池电压不大于电池放电下限电压时，将前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述估计在未来使用工况下的电池电流包括：

根据预设的典型工况下的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据之前电池的实际使用过程中采集得到的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据对电池的使用过程进行仿真获得的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，将电池最近一段时间内的平均电流作为在未来使用工况下的电池电流；

或者，将特定放电倍率下的电池电流作为在未来使用工况下的电池电流。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先初始化放电周期数k＝0，初始化U_i(t₀)＝0，设置每个放电周期的放电时长Δt；其中，i表示电池等效电路模型中的第i个RC网络，1≤i≤m，m为电池等效电路模型中的RC网络的总数，t₀为最初的电池开始放电时刻，U_i(t₀)表示电池等效电路模型中的第i个RC网络在t₀时刻的端电压；

所述获取当前电池SOC包括：

从电池开始放电时刻，在每个SOC获取周期到来时，获取当前电池SOC；

所述估计在未来使用工况下的电池电流包括：

在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流；

所述周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分得到电池放出电量累计值包括：

计算Q_d(k+1)＝Q_d(k)+I(t_k)*Δt，其中，Q_d(k+1)为本放电周期结束时电池放出电量累计值，Q_d(k)为前一放电周期结束时电池放出电量累计值，且Q_d(0)＝0；

所述周期性计算在未来使用工况下的电池电压包括：

根据如下公式计算在本放电周期结束时刻的电池电压U_n(k+1)：

其中，

其中，U_oc根据当前电池SOC查SOC-U_oc表得到，R₀为电池等效电路模型中的电池欧姆内阻的阻值，R_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电阻的阻值，C_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电容的电容值，R_i、C_i根据当前电池SOC和电解液的温度查表得到，t_k为本放电周期开始时刻，I(t_k)为在本放电周期开始时刻的电池电流，U_i(t_k)为当前放电周期开始时即上一放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压，U_i(t_k+Δt)为本放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压；

所述周期性计算电池放出能量累计值包括：

E(k+1)＝E(k)+U_n(k+1)*I(t_k)*Δt，其中，E(k+1)为本放电周期结束时电池放出能量累计值，E(k)为前一放电周期结束时电池放出能量累计值，且E(0)＝0；

所述将前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量为：令电池的剩余能量＝E(k)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：当如下两条件：电池放出电量累计值不小于电池可放出电量和电池电压不大于电池放电下限电压都不满足时，令k＝k+1，返回所述在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流的动作。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池为锂离子电池。

6.一种估计电池剩余能量的装置，其特征在于，该装置包括：

可放出电量计算模块，用于获取当前电池荷电状态SOC，根据电池SOC计算电池可放出电量；

电池放出能量累计模块，用于估计在未来使用工况下的电池电流，周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分，得到电池放出电量累计值，并根据在未来使用工况下的电池电流，周期性计算在未来使用工况下的电池电压，根据电池电流和电池电压周期性计算电池放出能量累计值；

判别模块，用于当电池放出能量累计模块计算得到的电池放出电量累计值不小于可放出电量计算模块计算的电池可放出电量时，或者电池放出能量累计模块计算得到的电池电压不大于电池放电下限电压时，将电池放出能量累计模块前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电池放出能量累计模块估计在未来使用工况下的电池电流具体包括：

根据预设的典型工况下的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据之前电池的实际使用过程中采集得到的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，根据对电池的使用过程进行仿真获得的电池电流与时间的关系，估计在未来使用工况下的电池电流；

或者，将电池最近一段时间内的平均电流作为在未来使用工况下的电池电流；

或者，将特定放电倍率下的电池电流作为在未来使用工况下的电池电流。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电池放出能量累计模块进一步用于，预先初始化放电周期数k＝0，初始化U_i(t₀)＝0，设置每个放电周期的放电时长Δt；其中，i表示电池等效电路模型中的第i个RC网络，1≤i≤m，m为电池等效电路模型中的RC网络的总数，t₀为电池初始放电时刻，U_i(t₀)表示电池等效电路模型中的第i个RC网络在t₀时刻的端电压；

所述可放出电量计算模块获取当前电池SOC具体包括：

从电池开始放电时刻，在每个SOC获取周期到来时，获取当前电池SOC；

所述电池放出能量累计模块估计在未来使用工况下的电池电流具体包括：

在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流；

所述电池放出能量累计模块周期性对未来使用工况下的电池电流进行时间积分得到电池放出电量累计值具体包括：

计算Q_d(k+1)＝Q_d(k)+I(t_k)*Δt，其中，Q_d(k+1)为本放电周期结束时电池放出电量累计值，Q_d(k)为前一放电周期结束时电池放出电量累计值，且Q_d(0)＝0；

所述电池放出能量累计模块周期性计算在未来使用工况下的电池电压具体包括：

根据如下公式计算在本放电周期结束时刻的电池电压U_n(k+1)：

其中，

其中，U_oc根据当前电池SOC查SOC-U_oc表得到，R₀为电池等效电路模型中的电池欧姆内阻的阻值，R_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电阻的阻值，C_i为电池等效电路模型中的第i个RC网络中的电池极化电容的电容值，R_i、C_i根据当前电池SOC和电解液的温度查表得到，t_k为本放电周期开始时刻，I(t_k)为在本放电周期开始时刻的电池电流，U_i(t_k)为当前放电周期开始时即上一放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压，U_i(t_k+Δt)为本放电周期结束时电池等效电路模型中的第i个RC网络的端电压；

所述电池放出能量累计模块周期性计算电池放出能量累计值具体包括：

E(k+1)＝E(k)+U_n(k+1)*I(t_k)*Δt，其中，E(k+1)为本放电周期结束时电池放出能量累计值，E(k)为前一放电周期结束时电池放出能量累计值，且E(0)＝0；

所述判别模块将前一周期计算得到的电池放出能量累计值作为电池的剩余能量为：令电池的剩余能量＝E(k)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，判别模块进一步用于，

当如下两条件：电池放出电量累计值不小于电池可放出电量和电池电压不大于电池放电下限电压都不满足时，通知电池放出能量累模块令k＝k+1，执行所述在每个放电周期开始时，估计在本放电周期开始时刻的电池电流的动作。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述电池为锂离子电池。