CN110441693A - 一种电池组电量直流测算方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池组电量直流测算方法、装置及存储介质，该方法包括步骤：获取电池电量状态的间接估算模型；获取电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数；获取模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取电表的电能量变化值；获取电池组在运行工况下的充放电效率；根据电表的电能量变化值和电池组的充放电效率得到电池组的电量变化值；根据电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到电池组新的剩余电量值；其中，新的剩余电量值为下一个计算周期的初始剩余电量值。本发明仅需要获取电表的读数变化量和电池组的充放电效率，再通过计算反推，就能估算得到电池电量状态，简单易操作，且测量误差小。
Description
技术领域
本发明涉及二次电池电量测算技术领域，尤其涉及一种电池组电量直流测算方法、装置及存储介质。
背景技术
目前，二次电池(可重复充放电的电池)大规模应用于电动汽车和储能设备中，以适应环保型社会发展。而对电池的剩余电量或荷电状态(State of Charge，SOC)的准确估算，既是电动汽车估算续航里程最基本的要求，又是提升电池利用效率和安全性能的基本保证。但与油箱的油量，水库水量不一样的是，SOC并不是一个直观而容量测量的指标，它与电池的电化学特性紧密关联，目前主要的估算方有：安时积分法、开路电压法、卡曼滤波法和神经网络法(back propagation，BP)。估算方法虽多，但大多误差大、测量麻烦，且二次电池大都经过大规模串并联成组才能用在电动汽车或者储能上面，而目前的估算方法大多是基于单体电池计算每个单体SOC，再根据水桶效应综合计算取值代表整组SOC，导致估算误差较大。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电池组电量直流测算方法、装置及存储介质，仅需要获取电表的读数变化量和电池组的充放电效率，再通过计算反推，就能估算得到电池电量状态，简单易操作，且测量误差小。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电池组电量直流测算方法，包括以下步骤：
获取电池电量状态的间接估算模型，其中，所述模型包括电池组、变换器、电表和供用电设备，所述电池组的输入/输出端与所述变换器的第一输入/输出端连接，所述变换器的第二输入/输出端与所述供用电设备连接，所述电表设置在所述电池组与所述变换器之间，用于测量所述电池组与所述变换器之间流通的电能量；
获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数；
获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值；
获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率；
根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值；
根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组新的剩余电量值；其中，所述新的剩余电量值为下一个计算周期的初始剩余电量值。
优选地，所述获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数，具体包括：
通过所述电池组的出厂标定、人工校准或安时积分法获取所述电池组初始剩余电量值；
通过所述电池组的出厂标定获取所述电池组的额定能量瓦时数。
优选地，所述获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率，具体包括：
根据所述电池组的充放电效率在不同工况下变化的曲线，获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率。
优选地，所述获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值，具体包括：
获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的正向的电能量变化值和负向的电能量变化值；其中，正向的电能量变化值为所述电池组处于对内充电时，所述电表正向测量到的电能量变化值；负向的电能量变化值为所述电池组处于对外放电时，所述电表负向测量到的电能量变化值。
优选地，所述根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值，具体包括：
根据所述电表正向的电能量变化值与所述电池组的充放电效率的乘积得到所述电池组正向的电量变化值；
根据所述电表负向的电能量变化值与所述电池组的充放电效率的比值得到所述电池组负向的电量变化值。
优选地，所述根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组的新的剩余电量值，具体包括：
根据所述电池组正向的电量变化值与所述额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的增加量；
根据所述电池组负向的电量变化值与所述额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的减少量；
根据所述剩余电量值的增加量、所述剩余电量值的减少量和所述初始剩余电量值得到所述电池组的新的剩余电量值。
本发明实施例还提供一种电池组电量直流测算装置，包括：
模型获取模块，用于获取电池电量状态的间接估算模型，其中，所述模型包括电池组、变换器、电表和供用电设备，所述电池组的输入/输出端与所述变换器的第一输入/输出端连接，所述变换器的第二输入/输出端与所述供用电设备连接，所述电表设置在所述电池组与所述变换器之间，用于测量所述电池组与所述变换器之间流通的电能量；
参数获取模块，用于获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数；
运行模块，用于获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值；
效率获取模块，用于获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率；
电量计算模块，用于根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值；
结果获取模块，用于根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组新的剩余电量值；其中，所述新的剩余电量值为下一个计算周期的初始剩余电量值。
本发明另一实施例对应提供一种使用电池组电量直流测算方法的装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的电池组电量直流测算方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一项所述的电池组电量直流测算方法。
与现有技术相比，本发明实施例所提供的一种电池组电量直流测算方法、装置及存储介质，基于整体电池存储电量对整组电池进行估算，规避了单体电池测量因为零漂、温漂、积分累积等种种测量误差因素导致不精确等因素，估算精度更高，而且方案仅需要获取电表读数、电池组充放电效率即可，简单易操作，成本低，适用工况广，能适用于激烈变化，功率翻转，低负荷等工况，因为电表的设计可以很好地适应这些场景，在这些工况下，电池组的充放电效率能通过不同工况下变化的曲线获取。同时本发明可通过自放电率、平均漏电率等估算乘以时间得到电池长时间静置、自放电，漏电等额外因素造成的电量损失，从而修正得到精确的SOC或SOE。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种电池组电量直流测算方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的电池电量状态间接估算模型的示意图。
图3是本发明实施例提供的二次电池应用于储能系统的示意图。
图4是本发明提供的电池组处于对内充电状态时，模型的电量分布示意图。
图5是本发明提供的电池组处于对外放电状态时，模型的电量分布示意图。
图6是本发明实施例2提供的一种电池组电量直流测算装置的结构示意图。
图7是本发明实施例3提供的一种使用电池组电量直流测算方法的装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。
参见图1，是本发明实施例1提供的一种电池组电量直流测算方法的流程示意图，所述方法包括步骤S1至步骤S6：
S1、获取电池电量状态的间接估算模型，其中，所述模型包括电池组、变换器、电表和供用电设备，所述电池组的输入/输出端与所述变换器的第一输入/输出端连接，所述变换器的第二输入/输出端与所述供用电设备连接，所述电表设置在所述电池组与所述变换器之间，用于测量所述电池组与所述变换器之间流通的电能量；
S2、获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数；
S3、获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值；
S4、获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率；
S5、根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值；
S6、根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组新的剩余电量值；其中，所述新的剩余电量值为下一个计算周期的初始剩余电量值。
需要说明的是，图2是本发明实施例提供的电池电量状态的估算模型的示意图，由图2可知，单个电池一般需要串并联成组后再通过变换器与供用电设备连接，然后再作为一个整体接入外部系统。其中，当电池组应用于储能系统中，供用电设备为电网；当电池组应用于电动汽车中，供用电设备为电机。变换器可以是DC/AC变换器或变流器或电机驱动器。参见图3，是本发明实施例提供的二次电池应用于储能系统的示意图，二次电池应用于电动汽车的示意图也类似，只是电网换成电机。由图3可知，在储能系统中，一般先把多个低压直流的单个电池串联成高压直流电池模块，再由若干个高压直流电池模块并联成电池堆，组成电池组，然后通过并网换流器PCS把内部直流电转换为交流电对外放电或者通过并网换流器PCS将外部交流电转换为直流电对内充电，所以充放电的电路主要是储能电池组、并网换流器、变压器和电网。至于监测与控制系统，一般用市电220V供电。当电池组应用于电动汽车时，由于没有市电来源，监测与控制系统一般采用类似汽油车的辅助供电结构，即所有辅助用电都通过铅酸电池电瓶来供电，与电池组即二次电池无关，也就是说在二次电池常用的储能系统和电动汽车领域，监测与控制系统的用电不用算在PCS交流侧的直流电表计数中，也不用考虑相应损耗。因此，可以将二次电池实际应用场合等效为图2的间接估算模型，在电池组与换流器之间加入电表，以测量电池组与换流器之间的流通电能量，再推算电池组的电量状态。当然，不排除某些特殊场合即没有外部辅助用电的场合，监测与控制系统需要从电池组中取电，这时候需要把监测与控制系统和PCS的空载待机损耗计算在电池组损失电能中。另外，当监测与控制系统开启主动或者被动均衡的时候，电池组有部分能量被转移或者通过电阻消耗掉，会有额外的损耗，这时也需要把额外损耗考虑在内。但总体而言，这些辅助用电损耗都是相对固定的，在计算时进行加减即可，不太影响电池组的电量状态估算精度，可见本发明的估算方法是有效可行的。
本发明实施例1提供的一种电池组电量直流测算方法的具体步骤如下：
首先获取电池电量状态的间接估算模型，具体可参见图2。一般地，模型包括电池组、变换器、电表和供用电设备，电池组由多个单体电池串并联组成。电池组的输入/输出端与变换器的第一输入/输出端连接，变换器的第二输入/输出端与供用电设备连接。电表设置在电池组与变换器之间，用于测量电池组与变换器之间流通的电能量。该模型只是为了方便理解，实际应用中，只需要在电池组与变换器之间加设直流电表即可。
要对电池电量状态进行估算，理应先了解电池组目前的电量状态，以进行比对，所以获取电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数。一般地，首次使用该方法估算电池电量状态，以电池组的校准为准，即0％或100％，下一次估算时，电池组初始剩余电量值就可以使用本次估算得到的电池组新的剩余电量值。
了解和清楚模型的结构情况后，就可以获取模型在预设的计算周期内的运行工况，以获取电表读数的变化量，即电表的电能量变化值。电表为双向计量电表，能读取电池组放电时从电池组流向变换器的电能量以及读取电池组充电时从变换器流向电池组的电能量。
由图2可知，所有进出电池组的电量，除了部分损耗在电池组自身发热等之外，其余全部经过电表所在线路，能通过电表准确测量出来。因为充放电过程中，电池组因为自身内阻的因素会发热，导致电量损耗，充放电效率不会是100％，因此也需要知道电池组在预设工况下的充放电效率，才能知道电池组自身发热导致的损耗电能量。
根据电表的电能量变化值和电池组的充放电效率得到电池组的电量变化值。有了电表的电能量变化值，就可以根据电池组的充放电效率知道电池组在充放电过程的电量变化值。
根据电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到电池组的电量状态值。由电量变化值与额定能量瓦时数可以得到剩余电量值的变化值，由剩余电量值的变化值和初始剩余电量值就可以得到电池组新的剩余电量值，即电池组的电量状态。另外，采用该方法获得过一次电池组新的剩余电量值，该新的剩余电量值就可以作为下一个计算周期的初始剩余电量值，以此不断估算电池组的电量状态，则此后无需再通过额外方法获取电池组初始剩余电量值。
本发明实施例1提供的方法与现有技术的估算方法包括安时积分法、开路电压法、卡曼滤波法和神经网络法并没有冲突，在方案实现上只需要在电池组与变换器之间加设一个电表即可，在实际应用中，可以将该方法与现有技术相结合使用，以更好地估算电池的电量状态。
本发明实施例1基于整体电池存储电量对整组电池进行估算，规避了单体电池测量不精确等因素，通过在变换器的直流侧加设电表进行电量测量，倒推出电池整体电荷状态，从而提高估算电池电量状态的精度，减少测量误差。
作为上述方案的改进，所述获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数，具体包括：
通过所述电池组的出厂标定、人工校准或安时积分法获取所述电池组初始剩余电量值；
通过所述电池组的出厂标定获取所述电池组的额定能量瓦时数。
需要说明的是，电池荷电状态(State of Charge，SOC)，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余可放电电量与其完全充电状态的电量的比值，常用百分数0％～100％来表示。当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝100％时表示电池完全充满。本发明实施例1计算得到的电池组的电量状态值，确切来说是电池电能量状态(state of energy，SOE)，而不是一般的SOC，但可以通过标定电池额定能量的方法把这两者统一起来。一般地，SOC定义中的电量值单位为Ah，而本发明实施例1计算得到的电池组的电能值的单位为kWh或Wh，这两者差了一个电池组额定电压的乘数，以额定电压3.2V，额定容量100Ah的电池组为例，理论上电池组的电能值可以认为是320Wh。在新的国家和行业储能标准中，已经推荐使用电池额定电能量取代一般电池行业惯用的电池电量的说法，即SOE替代SOC。
具体地，通过电池组的出厂标定、人工校准或安时积分法获取电池组初始剩余电量值。初始剩余电量值为百分数，表示的意义就是电池组当前可放电电量与其完全充满电状态的电量的比值。一般地，首次使用该方法估算电池电量状态，以电池组的出厂标定或校准为准，即初始剩余电量值为0％或100％。当电池组使用了一段时间，初始剩余电量值处于0％或100％之间，则可以通过安时积分法、开路电压法、卡曼滤波法和神经网络法进行求解获得。但下一次估算时，电池组初始剩余电量值就可以使用本次估算得到的电池组的新的剩余电量值，两者意义一样，均是百分数。电池组的校准(calibration)一般指的是对电池组进行充满或放光的操作，通常每半年或一年时间进行一次，当电池组的SOC偏差较大或电池一致性较差时，由专业人员进行校准操作。
通过电池组的出厂标定获取电池组的额定能量瓦时数。电池组的额定能量瓦时数可以要求电池厂家出厂时进行注明，即电池厂家出厂时除了注明额定容量安时数Ah，还需要注明额定能量瓦时数Wh。这样一来，就可以根据电池组的电量变化值与额定能量瓦时数的比值得到电池组的剩余电量的变化值，再结合初始剩余电量值得到新的剩余电量值，即电池组的电量状态值。因为一个电池组在同一工况下单次充放电过程中可以发出或吸收的电能量是固定的，所以电池组的电量状态值就跟SOC的含义一样，就能得到电池组的剩余电量，从而了解电池组的续航能力。
该方法测得的电池组的电量状态值和SOC实际值可能有所偏差，因为电池在充电或放电过程中，电压不是稳定不变的，而是有波动，以额定电压为3.2V的锂电池组为例，该过程可能从3.4V到2.8V变化，并非一直停留在3.2V。但无论电压怎么变化，一个电池在单次充放电过程中可以发出或吸收的电能量是固定的，所以影响不大。
作为上述方案的改进，所述获取所述电池组在所述预设工况下的充放电效率，具体包括：
根据所述电池组的充放电效率在不同工况下变化的曲线，获取所述电池组在所述预设工况下的充放电效率。
具体地，本发明实施例提供的方法的最大误差来源不是电表的测量误差，而是电池组的充放电效率。电池组在充放电过程，因为内阻的因素自身会发热，但这个损耗值比较小，一般2％左右，这个损耗值同样可以通过预设工况获取，具体为根据电池组的充放电效率在不同工况下变化的曲线，获取电池组在预设工况下的充放电效率。
作为上述方案的改进，所述获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值，具体包括：
获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的正向的电能量变化值和负向的电能量变化值；其中，正向的电能量变化值为所述电池组处于对内充电时，所述电表正向测量到的电能量变化值；负向的电能量变化值为所述电池组处于对外放电时，所述电表负向测量到的电能量变化值。
具体地，一般地，电池组会根据运行需要不定时进行充电和放电过程，因此需要获取模型在预设的计算周期内的运行工况，以获取电表的正向的电能量变化值和负向的电能量变化值。其中，正向的电能量变化值为电池组处于对内充电时，电表正向测量到的电能量变化值；负向的电能量变化值为电池组处于对外放电时，电表负向测量到的电能量变化值。这里的正向和负向只是为了计算方便，人为规定的，不对技术方案构成限定。
作为上述方案的改进，所述根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值，具体包括：
根据所述电表正向的电能量变化值与所述电池组的充放电效率的乘积得到所述电池组正向的电量变化值；
根据所述电表负向的电能量变化值与所述电池组的充放电效率的比值得到所述电池组负向的电量变化值。
具体地，电池组对内充电时，供用电设备对电池组充电，电表测量到的电能量，要经过电池组自身的损耗打折，才能成为电池组内部的电量，所以电表正向的电能量变化值比电池组正向的电量变化值要大，数值关系为电表正向的电能量变化值×η1＝电池组正向的电量变化值，其中，η1表示电池组在预设工况下的充放电效率。参见图4，是本发明实施例提供的电池组对内充电时，模型的电量分布示意图，即电池组正向的电能量变化值+电池组自身损耗的电能量等于电表正向的电能量变化值，也就是说，根据电表正向的电能量变化值与电池组的充放电效率的乘积得到电池组正向的电量变化值。
电池组对外放电时，电池组释放的电能量要经过电池组自身的损耗打折，才能被电表测量到，所以电表负向的电能量变化值比电池组负向的电量变化值要小，数值关系为电表负向的电能量变化值/η1＝电池组负向的电量变化值，其中，η1表示电池组在预设工况下的充放电效率。参见图5，是本发明实施例提供的电池组对外放电时，模型的电量分布示意图，即电池组负向的电能量变化值等于电池组自身损耗的电能量+电表负向的电能量变化值，也就是说，根据电表负向的电能量变化值与电池组的充放电效率的比值得到电池组负向的电量变化值。
作为上述方案的改进，所述根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组的新的剩余电量值，具体包括：
根据所述电池组正向的电量变化值与所述额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的增加量；
根据所述电池组负向的电量变化值与所述额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的减少量；
根据所述剩余电量值的增加量、所述剩余电量值的减少量和所述初始剩余电量值得到所述电池组的新的剩余电量值。
具体地，根据电池组正向的电量变化值与额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的增加量，也就是根据电池组对内充电的电量与电池组的额定能量瓦时数的比值，就知道电池组对内充电的电量占电池组满电时的总电量的百分比，从而就知道电池组的剩余电量值增加了多少。
根据电池组负向的电量变化值与额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的减少量，也就是根据电池组对外放电的电量与电池组的额定能量瓦时数的比值，就知道电池组对外放电的电量占电池组满电时的总电量的百分比，从而就知道电池组的剩余电量值减少了多少。
再将得到的剩余电量值的增加量、剩余电量值的减少量和初始剩余电量值进行加减运算，即可得到电池组的新的剩余电量值，即电池组的电量状态。
参见图6，是本发明实施例2提供的一种电池组电量直流测算装置，所述装置包括：
模型获取模块11，用于获取电池电量状态的间接估算模型，其中，所述模型包括电池组、变换器、电表和供用电设备，所述电池组的输入/输出端与所述变换器的第一输入/输出端连接，所述变换器的第二输入/输出端与所述供用电设备连接，所述电表设置在所述电池组与所述变换器之间，用于测量所述电池组与所述变换器之间流通的电能量；
参数获取模块12，用于获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数；
运行模块13，用于获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值；
效率获取模块14，用于获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率；
电量计算模块15，用于根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值；
结果获取模块16，用于根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组新的剩余电量值；其中，所述新的剩余电量值为下一个计算周期的初始剩余电量值。
优选地，所述参数获取模块12具体包括：
剩余电量获取单元，用于通过所述电池组的出厂标定、人工校准或安时积分法获取所述电池组初始剩余电量值；
额定能量获取单元，用于通过所述电池组的出厂标定获取所述电池组的额定能量瓦时数
优选地，所述效率获取模块14具体用于：
根据所述电池组的充放电效率在不同工况下变化的曲线，获取所述电池组在所述预设工况下的充放电效率。
优选地，所述运行模块13具体用于：
获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的正向的电能量变化值和负向的电能量变化值；其中，正向的电能量变化值为所述电池组处于对内充电时，所述电表正向测量到的电能量变化值；负向的电能量变化值为所述电池组处于对外放电时，所述电表负向测量到的电能量变化值。
优选地，所述电量计算模块15具体包括：
正向电量计算单元，用于根据所述电表正向的电能量变化值乘以所述变换器的变换效率与所述电池组的充放电效率的乘积得到所述电池组正向的电量变化值；
负向电量计算单元，用于根据所述电表负向的电能量变化值与所述变换器的变换效率和所述电池组的充放电效率乘积的比值得到所述电池组负向的电量变化值。
优选地，所述结果获取模块16具体包括：
第一计算单元，用于根据所述电池组正向的电量变化值与所述额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的增加量；
第二计算单元，用于根据所述电池组负向的电量变化值与所述额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的减少量；
第三计算单元，用于根据所述剩余电量值的增加量、所述剩余电量值的减少量和所述初始剩余电量值得到所述电池组的新的剩余电量值。
本发明实施例所提供的一种电池组电量直流测算装置能够实现上述任一实施例所述的电池组电量直流测算方法的所有流程，装置中的各个模块、单元的作用以及实现的技术效果分别与上述实施例所述的电池组电量直流测算方法的作用以及实现的技术效果对应相同，这里不再赘述。
参见图7，是本发明实施例3提供的一种使用电池组电量直流测算方法的装置的示意图，所述使用电池组电量直流测算方法的装置包括处理器10、存储器20以及存储在所述存储器20中且被配置为由所述处理器10执行的计算机程序，所述处理器10执行所述计算机程序时实现上述任一实施例所述的电池组电量直流测算方法。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器20中，并由处理器10执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在一种电池组电量直流测算方法中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成模型获取模块、参数获取模块、运行模块、效率获取模块、电量计算模块和结果获取模块，各模块具体功能如下：
模型获取模块11，用于获取电池电量状态的间接估算模型，其中，所述模型包括电池组、变换器、电表和供用电设备，所述电池组的输入/输出端与所述变换器的第一输入/输出端连接，所述变换器的第二输入/输出端与所述供用电设备连接，所述电表设置在所述电池组与所述变换器之间，用于测量所述电池组与所述变换器之间流通的电能量；
参数获取模块12，用于获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数；
运行模块13，用于获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值；
效率获取模块14，用于获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率；
电量计算模块15，用于根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值；
结果获取模块16，用于根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组新的剩余电量值；其中，所述新的剩余电量值为下一个计算周期的初始剩余电量值。
所述使用电池组电量直流测算方法的装置可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述使用电池组电量直流测算方法的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，示意图6仅仅是一种使用电池组电量直流测算方法的装置的示例，并不构成对所述使用电池组电量直流测算方法的装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述使用电池组电量直流测算方法的装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
处理器10可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者处理器10也可以是任何常规的处理器等，处理器10是所述使用电池组电量直流测算方法的装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个使用电池组电量直流测算方法的装置的各个部分。
存储器20可用于存储所述计算机程序和/或模块，处理器10通过运行或执行存储在存储器20内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器20内的数据，实现所述使用电池组电量直流测算方法的装置的各种功能。存储器20可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述使用电池组电量直流测算方法的装置集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任一实施例所述的电池组电量直流测算方法。
综上，本发明实施例所提供的一种电池组电量直流测算方法、装置及存储介质，基于整体电池存储电量对整组电池进行估算，规避了单体电池测量因为零漂、温漂、积分累积等种种测量误差因素导致不精确等因素，估算精度更高，而且方案仅需要获取电表读数、电池组充放电效率即可，简单易操作，成本低，适用工况广，能适用于激烈变化，功率翻转，低负荷等工况，因为电表的设计可以很好地适应这些场景，在这些工况下，电池组的充放电效率能通过不同工况下变化的曲线获取。同时本发明可通过自放电率、平均漏电率等估算乘以时间得到电池长时间静置、自放电，漏电等额外因素造成的电量损失，从而修正得到精确的SOC或SOE。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电池组电量直流测算方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取电池电量状态的间接估算模型，其中，所述模型包括电池组、变换器、电表和供用电设备，所述电池组的输入/输出端与所述变换器的第一输入/输出端连接，所述变换器的第二输入/输出端与所述供用电设备连接，所述电表设置在所述电池组与所述变换器之间，用于测量所述电池组与所述变换器之间流通的电能量；
获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数；
获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值；
获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率；
根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值；
根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组新的剩余电量值；其中，所述新的剩余电量值为下一个计算周期的初始剩余电量值。
2.如权利要求1所述的电池组电量直流测算方法，其特征在于，所述获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数，具体包括：
通过所述电池组的出厂标定、人工校准或安时积分法获取所述电池组初始剩余电量值；
通过所述电池组的出厂标定获取所述电池组的额定能量瓦时数。
3.如权利要求1所述的电池组电量直流测算方法，其特征在于，所述获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率，具体包括：
根据所述电池组的充放电效率在不同工况下变化的曲线，获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率。
4.如权利要求1所述的电池组电量直流测算方法，其特征在于，所述获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值，具体包括：
获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的正向的电能量变化值和负向的电能量变化值；其中，正向的电能量变化值为所述电池组处于对内充电时，所述电表正向测量到的电能量变化值；负向的电能量变化值为所述电池组处于对外放电时，所述电表负向测量到的电能量变化值。
5.如权利要求4所述的电池组电量直流测算方法，其特征在于，所述根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值，具体包括：
根据所述电表正向的电能量变化值与所述电池组的充放电效率的乘积得到所述电池组正向的电量变化值；
根据所述电表负向的电能量变化值与所述电池组的充放电效率的比值得到所述电池组负向的电量变化值。
6.如权利要求5所述的电池组电量直流测算方法，其特征在于，所述根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组的新的剩余电量值，具体包括：
根据所述电池组正向的电量变化值与所述额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的增加量；
根据所述电池组负向的电量变化值与所述额定能量瓦时数的比值得到剩余电量值的减少量；
根据所述剩余电量值的增加量、所述剩余电量值的减少量和所述初始剩余电量值得到所述电池组的新的剩余电量值。
7.一种电池组电量直流测算装置，其特征在于，包括：
模型获取模块，用于获取电池电量状态的间接估算模型，其中，所述模型包括电池组、变换器、电表和供用电设备，所述电池组的输入/输出端与所述变换器的第一输入/输出端连接，所述变换器的第二输入/输出端与所述供用电设备连接，所述电表设置在所述电池组与所述变换器之间，用于测量所述电池组与所述变换器之间流通的电能量；
参数获取模块，用于获取所述电池组初始剩余电量值和额定能量瓦时数；
运行模块，用于获取所述模型在预设的计算周期内的运行工况，并获取所述电表的电能量变化值；
效率获取模块，用于获取所述电池组在所述运行工况下的充放电效率；
电量计算模块，用于根据所述电表的电能量变化值和所述电池组的充放电效率得到所述电池组的电量变化值；
结果获取模块，用于根据所述电池组初始剩余电量值、额定能量瓦时数和电量变化值得到所述电池组新的剩余电量值；其中，所述新的剩余电量值为下一个计算周期的初始剩余电量值。
8.一种使用电池组电量直流测算方法的装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的电池组电量直流测算方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的电池组电量直流测算方法。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115707985A (zh) * | 2021-08-19 | 2023-02-21 | 北京大瞬科技有限公司 | 计算电池电量的方法及电池管理系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313650A (zh) * | 2000-03-14 | 2001-09-19 | 株式会社日立制作所 | 储能二次电池的使用系统和应用 |
| JP2013228244A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Toshiba Corp | 電池残量の監視機能を有する二次電池システム |
| CN105738811A (zh) * | 2014-12-09 | 2016-07-06 | 航天信息股份有限公司 | 锂电池剩余电量的测量方法、装置及电子设备 |
| CN109061483A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电池健康状态的检测方法、装置、存储介质和处理器 |
| CN109799464A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-24 | 麦可麦克斯有限公司 | 电池电量调变方法及系统 |
-
2019
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313650A (zh) * | 2000-03-14 | 2001-09-19 | 株式会社日立制作所 | 储能二次电池的使用系统和应用 |
| JP2013228244A (ja) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Toshiba Corp | 電池残量の監視機能を有する二次電池システム |
| CN105738811A (zh) * | 2014-12-09 | 2016-07-06 | 航天信息股份有限公司 | 锂电池剩余电量的测量方法、装置及电子设备 |
| CN109799464A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-24 | 麦可麦克斯有限公司 | 电池电量调变方法及系统 |
| CN109061483A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电池健康状态的检测方法、装置、存储介质和处理器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 樊珂 等: "电动汽车用动力锂电池SOC估计算法研究综述", 《系统仿真技术及其应用学术论文集》 * |
| 黄志强 等: "基于HEV的磷酸铁锂电池剩余电量计量方法的研究", 《自动控制与检测》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115707985A (zh) * | 2021-08-19 | 2023-02-21 | 北京大瞬科技有限公司 | 计算电池电量的方法及电池管理系统 |
| CN115707985B (zh) * | 2021-08-19 | 2024-03-22 | 北京大瞬科技有限公司 | 计算电池电量的方法及电池管理系统 |
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