CN110687468A - 一种电池荷电状态的估计方法及装置 - Google Patents

一种电池荷电状态的估计方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电池荷电状态的估计方法及装置，用于提高电池荷电状态的估计值的准确性。本申请方法包括：根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值；获取待测电池的放电时长；根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型；根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据；根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量；根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。

Description

一种电池荷电状态的估计方法及装置
技术领域
本申请涉及电池管理领域，尤其涉及一种电池荷电状态的估计方法及装置。
背景技术
电池的荷电状态(state of charge，SOC)，是电池状态的主要参数之一，其数值定义为电池的剩余容量占电池的总容量的比值。对电池管理系统(battery managementsystem，BMS)而言，判断电池的荷电状态SOC一直是个难题，原因在于：一方面电池荷电状态SOC无法直接测量，只能间接地通过测量电流、电压、温度等外部参数进行估计，并且受到电池充放电率、温度、自放电率、老化寿命、电池的放电截止电压、内阻等多种因素的影响，很难对其做出准确估计；另一方面电池本身是一个非常复杂的电化学体系，其内部电化学关系具有非线性关系，这就使得很难利用所能检测到的有限的外部特征建立关系模型预测电池内部状态。
现有方案中，提供了一种动力电池荷电状态估计方法及系统，选定戴维南(Thevenin)等效电路模型，并向动力电池施加脉冲电流激励，采集动力电池输出电压、电流数据，根据输出电压与时间关系得到脉冲电流激励响应曲线；将激励响应曲线分为A、B、C三段，根据A段激励响应曲线，结合阻容回路的零输入响应表达式以及最小二乘法得到时间常数；根据B段激励响应曲线，结合阻容回路的零状态响应表达式，并将时间常数代入零状态响应表达式，利用最小二乘法得到极化电阻和极化电容；根据C段激励响应曲线利用欧姆定律得到欧姆内阻；根据极化电阻、极化电容和欧姆内阻，利用扩展卡尔曼滤波算法得到动力电池荷电状态的估计值。
由于用户的使用需求和习惯，每种应用的响应时间也差别很大(从以毫秒作为单位到以分作为单位)，而随着时间的增加，电池的欧姆内阻、电荷传递电阻、扩散阻抗会依次出现并叠加构成电池的总内阻，电池的总内阻也是随着时间发生变化的。现有方案中并没有考虑电荷传递电阻、扩散阻抗对电池的总内阻的影响，计算得到的电池荷电状态的估计值不准确。
发明内容
本申请实施例提供了一种电池荷电状态的估计方法及装置，用于根据精确度更高的电池内阻模型估计电池荷电状态，提高了电池荷电状态的估计值的准确性。
本申请第一方面提供了一种电池荷电状态的估计方法，包括：根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值，其中，该预置的时间间隔为上一时刻与当前时刻之间的时长，该预置的时间间隔预先进行配置；获取待测电池的放电时长，该放电时长为充放电电流的持续时长；根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型；根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据；根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量，该不可用电量为待测电池不能释放电量时的荷电状态值；根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。根据温度、SOC、电流、放电时长对电池的电阻的影响，建立更准确的电池内阻模型，根据待测电池的内阻响应的类型和更准确的电池的内阻模型获取准确的待测电池的内阻数据，再根据该过内阻数据准确计算出电池的不可用电量，进而准确估算出电池当前电池荷电状态。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第一种实现方式中，根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型包括：根据放电时长和预置的第一对应关系确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型，该第一对应关系用于指示待测电池的放电时长和待测电池的内阻响应的类型的对应关系。根据待测电池的放电时长和待测电池的内阻响应的类型的对应关系，以及当前时刻的放电时长确定对应的内阻响应的类型的过程，增加了本申请的实现方式。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第二种实现方式中，第一对应关系包括：当放电时长小于或等于第一阈值时，内阻响应的类型为第一响应类型，该第一响应类型包含欧姆电阻；当放电时长大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，内阻响应的类型为第二响应类型，该第二响应类型包含欧姆电阻和电荷传递电阻；当放电时长大于第二阈值时，内阻响应的类型为第三响应类型，该第三响应类型包含欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗。对放电时长与内阻响应的类型的关系进行了细化，明确了放电时长的长短与内阻响应的类型的对应关系。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第三种实现方式中，根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据包括：根据第一响应类型确定第二对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；根据第二对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻。对确定待测电池的当前时刻的欧姆电阻的过程进行了细化，增加了本申请的实现方式。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第四种实现方式中，根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据包括：根据第二响应类型确定第二对应关系和第三对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；根据第二对应关系、第三对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻与当前时刻的电荷传递电阻之和。对确定待测电池的当前时刻的欧姆电阻和电荷传递电阻的过程进行了细化，增加了本申请的实现方式。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第五种实现方式中，根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据包括：根据第三响应类型确定第二对应关系、第三对应关系和第四对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系，该第四对应关系用于指示待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系；根据第二对应关系、第三对应关系、第四对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻、当前时刻的电荷传递电阻和当前时刻的扩散阻抗之和。对确定待测电池的当前时刻的欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗的过程进行了细化，增加了本申请的实现方式。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第六种实现方式中，根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量包括：根据当前时刻的内阻数据和当前时刻的充放电电流确定待测电池的当前时刻的内阻电压，该内阻电压为待测电池的内阻引起的电压损耗；根据当前时刻的内阻电压和预置的截止电压确定待测电池的当前时刻的不可用电压；根据当前时刻的不可用电压、当前时刻的温度和预置的第五对应关系确定待测电池的当前时刻的不可用电量，第五对应关系用于指示待测电池的开路电压和温度、荷电状态值的对应关系。对不可用电量的确定过程进行了详细说明，使本申请在步骤上更完善，更具有逻辑性。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第一方面的第七种实现方式中，根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值包括：根据预置的满电量、上一时刻的荷电状态值和第五对应关系确定起始电量，该起始电量为待测电池的上一时刻的电量；根据起始电量、当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的剩余电量；根据当前时刻的剩余电量、预置的满电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。对荷电状态的估算过程进行了详细说明，使得荷电状态的估算过程更容易实现。
本申请第二方面提供了一种电池荷电状态的估计装置，包括：电流传感器、温度传感器、库仑计、计时器、存储器和处理器；该电流传感器用于实时获取待测电池的充放电电流并传输至处理器；该温度传感器用于实时获取待测电池的温度并传输至处理器；该库仑计用于累积待测电池流经的电流，得到当前时刻的库仑电量并传输至处理器；该计时器用于获取待测电池的放电时长，并传输至处理器；该存储器用于存储待测电池的参数信息，参数信息包括上一时刻的荷电状态值；该处理器用于根据参数信息、当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度和当前时刻的库仑电量估计待测电池的当前时刻的荷电状态值。提供了一种电池荷电状态的估计装置的具体硬件结构组成，对每个硬件结构的功能进行了描述。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第一种实现方式中，参数信息还包括：第一对应关系，第一对应关系用于指示待测电池的放电时长和待测电池的内阻响应的类型的对应关系。增加了在存储器中存储的第一对应关系，增加了本申请的实现方式。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第二方面的第二种实现方式中，参数信息还包括：第二对应关系，第三对应关系和第四对应关系；该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；该第四对应关系用于指示待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系。增加了在存储器中存储的第二对应关系、第三对应关系、第四对应关系，增加了本申请的实现方式。
本申请第三方面提供了一种电池荷电状态的估计装置，包括：第一获取单元，用于根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值，其中，该预置的时间间隔为上一时刻与当前时刻之间的时长；第二获取单元，用于获取待测电池的放电时长，放电时长为充放电电流的持续时长；第一确定单元，用于根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型；第二确定单元，用于根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据；第三确定单元，用于根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量，该不可用电量为待测电池不能释放电量时的荷电状态值；第四确定单元，用于根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。根据温度、SOC、电流、放电时长对电池的电阻的影响，建立更准确的电池内阻模型，根据待测电池的内阻响应的类型和更准确的电池的内阻模型获取准确的待测电池的内阻数据，再根据该过内阻数据准确计算出电池的不可用电量，进而准确估算出电池当前电池荷电状态。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第三方面的第一种实现方式中，第一确定单元具体用于：根据放电时长和预置的第一对应关系确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型，该第一对应关系用于指示待测电池的放电时长和待测电池的内阻响应的类型的对应关系。根据待测电池的放电时长和待测电池的内阻响应的类型的对应关系，以及当前时刻的放电时长确定对应的内阻响应的类型的过程，增加了本申请的实现方式。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第三方面的第二种实现方式中，第一对应关系包括：当放电时长小于或等于第一阈值时，内阻响应的类型为第一响应类型，该第一响应类型包含欧姆电阻；当放电时长大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，内阻响应的类型为第二响应类型，该第二响应类型包含欧姆电阻和电荷传递电阻；当放电时长大于第二阈值时，内阻响应的类型为第三响应类型，该第三响应类型包含欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗。对放电时长与内阻响应的类型的关系进行了细化，明确了放电时长的长短与内阻响应的类型的对应关系。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第三方面的第三种实现方式中，第二确定单元具体用于：根据第一响应类型确定第二对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；根据第二对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻；或者，根据第二响应类型确定第二对应关系和第三对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；根据第二对应关系、第三对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻与当前时刻的电荷传递电阻之和；或者，根据第三响应类型确定第二对应关系、第三对应关系和第四对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系，该第四对应关系用于指示待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系；根据第二对应关系、第三对应关系、第四对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻、当前时刻的电荷传递电阻和当前时刻的扩散阻抗之和。对确定待测电池的当前时刻的欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗的过程进行了细化，增加了本申请的实现方式。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第三方面的第四种实现方式中，第三确定单元具体用于：根据当前时刻的内阻数据和当前时刻的充放电电流确定待测电池的当前时刻的内阻电压，该内阻电压为待测电池的内阻引起的电压损耗；根据当前时刻的内阻电压和预置的截止电压确定待测电池的当前时刻的不可用电压；根据当前时刻的不可用电压、当前时刻的温度和预置的第五对应关系确定待测电池的当前时刻的不可用电量，该第五对应关系用于指示待测电池的开路电压和温度、荷电状态值的对应关系。对不可用电量的确定过程进行了详细说明，使本申请在步骤上更完善，更具有逻辑性。
在一种可能的设计中，在本申请实施例第三方面的第五种实现方式中，第四确定单元具体用于：根据预置的满电量、上一时刻的荷电状态值和第五对应关系确定起始电量，该起始电量为待测电池的上一时刻的电量；根据起始电量、当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的剩余电量；根据当前时刻的剩余电量、预置的满电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。对荷电状态的估算过程进行了详细说明，使得荷电状态的估算过程更容易实现。
本申请的第四方面提供了一种终端，包括：
电池和电池荷电状态的估计装置；
所述电池荷电状态的估计装置为如上述第三方面中任一项所述的电池荷电状态的估计装置。
本申请的第五方面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中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本申请的第六方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
附图说明
图1A为电池的温度对电池的电阻大小的影响示意图；
图1B为电池的荷电状态和电流大小对电池的电阻大小的影响示意图；
图1C为放电时长对电池的电阻大小的影响示意图；
图2为本申请实施例中电池荷电状态的估计方法的一个实施例示意图；
图3为本申请实施例中二阶等效电路的一个示意图；
图4为本申请实施例中三阶等效电路的一个示意图；
图5为本申请实施例中电池荷电状态的估计装置的一个实施例示意图；
图6为本申请实施例中电池荷电状态的估计装置的另一个实施例示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种电池荷电状态的估计方法及装置，用于根据精确度更高的电池内阻模型估计电池荷电状态，提高了电池荷电状态的估计值的准确性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行描述。
本申请文件中提及的“第一”或“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，本申请文件中提及的“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现有方案中提供了一种电池的内阻的测量方法，在各个环境温度下对第一电池进行放电性能测试得到不同荷电状态对应的电流值和电压值；在不同荷电状态下根据电池等效电路模型计算对应的电流值和电压值得到不同荷电状态对应的直流内阻；根据各环境温度下不同荷电状态对应的直流内阻进行多项式拟合以建立直流内阻估算的数学模型；数学模型指示直流内阻、荷电状态与温度之间的关系；利用数学模型在已知环境温度和第二电池荷电状态的情况下估算第二电池的直流内阻。由此，通过建立直流内阻估算的数学模型，基于温度和电池的荷电状态实现对直流电阻的估算，提高了电池直流内阻估算的准确性。
可以理解的是，电池内阻受到多个因素的影响如下：
1、随着温度的降低，电池内阻逐渐增大，尤其是在低温环境下，电池内阻会出现激增，如图1A所示；
2、在10％～100％SOC范围内，电池内阻出现小幅度波动，但是当SOC降低至10％SOC以下时，电池内阻出现激增，如图1B所示；
3、由于用户的使用需求和习惯，每种应用的响应时间也差别很大(从ms级别到min级别)，而随着时间的增加，电池的欧姆内阻、电荷传递电阻、扩散阻抗会依次出现并叠加构成电池内阻，电池内阻也是随着时间发生变化的，如图1C所示。
4、移动终端产品应用种类繁多，每种应用运行时的峰值电流和均值电流均不相同，通常随着电流的增加，电池内阻也会降低，如图1B所示。
如何准确地获取电池内阻，是精确估计电池荷电状态(state of charge，SOC)的关键。现有方案仅考虑了温度和荷电状态两个因素，建立了内阻-温度、SOC二维数据表，而并未考虑电流、时间等因素对电池内阻的影响，导致估算的电池荷电状态值不准确。因此本申请提供了一种电池荷电状态的估计方法及装置，根据精确度更高的电池内阻模型估计电池荷电状态，提高电池荷电状态的估计值的准确性。需要说明的是，该电池内阻模型考虑了温度、荷电状态、电流和时间等因素对电池内阻的影响，得到的电池内阻更准确，从而估算得到更准确的荷电状态值。
为了便于描述，本申请实施例中，以锂电池为例进行说明，本申请的方案还可以应用其他类型的电池中，包括但不限于锂电池，例如，还可以应用在锂金属-空气电池、铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池等，具体此处不做限定。
为便于理解，下面对本申请实施例的具体流程进行描述，请参阅图2，本申请实施例中电池荷电状态的估计方法的一个实施例包括：
201、根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值。
电池荷电状态的估计装置根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值，其中，预置的时间间隔为上一时刻与当前时刻之间的时长，库仑电量为从上一时刻至当前时刻待测电池累积消耗的电量。
具体的，电池荷电状态的估计装置每隔3秒获取待测电池的当前时刻的状态信息，该状态信息包括待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度和当前时刻的库仑电量。例如，电池荷电状态的估计装置进行计时，从0秒开始，当记录的时间为3秒时，获取与电池荷电状态的估计装置连接的待测电池的充放电电流、温度和库仑电量；当记录的时间为6秒时，再次获取待测电池的充放电电流、温度和库仑电量。电池荷电状态的估计装置获取上一时刻的荷电状态值，例如，当前时刻为6秒，则电池荷电状态的估计装置获取待测电池在3秒时的荷电状态值，其中，该荷电状态值为事先配置并存储在电池荷电状态的估计装置中。
可以理解的是，不同时刻待测电池的状态信息不完全相同，例如，当时间为3秒时，待测电池的充放电电流可以为0.1A，温度为40℃，库仑电量为0.3C；当时间为6秒时，待测电池的充放电电流可以为0.1A，温度为40℃，库仑电量为0.6C。
需要说明的是，电池荷电状态的估计装置可以根据实际需要设置时间间隔，例如，时间间隔可以是2秒、4秒或8秒等，还可以是1分钟、5分钟等，具体此处不做限定。
202、获取待测电池的放电时长。
电池荷电状态的估计装置获取待测电池的放电时长，该放电时长为从开始时刻截止到当前时刻待测电池已经持续放电的持续时长。
每一个时间间隔为一个检测周期，放电时长可以为大于一个检测周期的充放电电流的持续时长，放电时长还可以为小于一个检测周期的充放电电流的持续时长，放电时长和检测周期没有关联关系。将从放电开始时刻至当前时刻之间的时长作为放电时长。其中，充放电电流可以为平均电流或尖峰电流，不同的应用场景中，检测到的放电时长不相同，例如，当待测电池所属的终端处于开机场景时，尖峰电流为3000毫安，尖峰电流的持续时长为800毫秒，平均电流为1500毫安，平均电流的持续时长为20000毫秒。若将平均电流作为充放电电流，则放电时长为20000毫秒；若将尖峰电流作为充放电电流，则放电时长为800毫秒。当待测电池所属的终端处于关机场景时，尖峰电流为1500毫安，尖峰电流的持续时长为200毫秒，平均电流为600毫安，平均电流的持续时长为5200毫秒。若将平均电流作为充放电电流，则放电时长为5200毫秒；若将尖峰电流作为充放电电流，则放电时长为200毫秒。
需要说明的是，根据设置的时间间隔的大小，选择尖峰电流或平均电流作为充放电电流，例如，预置的时间间隔为3秒时，将尖峰电流作为充放电电流，不同的应用场景下的尖峰电流的持续时间都在3秒内；预置的时间间隔为60秒时，将平均电流作为充放电电流，不同的应用场景下的平均电流的持续时间都在60秒内，便于根据放电时长区分不同的应用场景。
203、根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型。
电池荷电状态的估计装置根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型。具体的，电池荷电状态的估计装置根据放电时长和预置的第一对应关系确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型，其中，第一对应关系用于指示待测电池的放电时长和待测电池的内阻响应的类型的对应关系。
需要说明的是，放电时长的大小决定了待测电池的内阻响应的类型。当放电时长的单位为毫秒时，待测电池的内阻响应的类型为第一响应类型，其中，第一响应类型包含欧姆电阻；当放电时长的单位为秒时，待测电池的内阻响应的类型为第二响应类型，其中，第二响应类型包含欧姆电阻和电荷传递电阻；当放电时长的单位为分时，待测电池的内阻响应的类型为第三响应类型，其中，第三响应类型包含欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗。随着放电时长的增加，待测电池的电阻也会增加，本领域技术人员根据本领域公知常识可以得到该对应关系，具体此处不再赘述。
例如，某产品实测各个应用场景的尖峰电流值和平均电流值，以及每种场景的持续时长如表1所示。以平均电流作为充放电电流为例进行说明，当进行普通拍照、桌面滑动等操作时，平均电流的放电时长小于或等于第一阈值时，第一阈值可以为1000毫秒，即平均电流的持续时长在1至1000毫秒时，此时只有欧姆电阻来得及响应，待测电池到的内阻响应的类型为欧姆电阻响应。当进行待机到桌面、关机等操作时，平均电流的放电时长大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，第二预置为10000毫秒，即平均电流的持续时长在1000毫秒至10000毫秒，此时待测电池在欧姆电阻响应之后还有电荷传递电阻的响应，待测电池的内阻响应的类型为欧姆电阻响应和电荷传递电阻响应。当进行电话接听、网页浏览、本地视频播放、游戏外放最大音量、外放最大音量导航、开机等操作时，待测电池的平均电流的持续时长大于第二阈值时，即平均电流的持续时长在10000毫秒以上，此时除了欧姆电阻和电荷传递电阻的响应，还有扩散阻抗的响应，因此判断其内阻响应的类型为欧姆电阻响应、电荷传递电阻响应和扩散阻抗响应。可以理解的是，还可以有其他的应用场景，对应不同的尖峰电流和平均电流、尖峰电流的持续时长以及平均电流的持续时长，并且第一阈值和第二阈值可以根据实际情况进行设置，具体此处不再赘述。
表1：
应用场景 尖峰电流/mA 持续时间/ms 平均电流/mA 持续时间/ms
开机 3000 800 1500 20000
关机 1500 200 600 5200
待机到桌面 1400 150 600 2500
桌面滑动 660 25 420 520
电话接听 2000 350 520 30000
网页浏览 1600 900 520 50000
普通拍照 4000 3 2400 10
本地视频播放 1400 260 520 33000
游戏外放最大音量 2600 350 840 30000
外放最大音量导航 2200 100 640 240000
需要说明的是，在确定内阻响应的类型之前，需要基于电池温度、电池荷电状态、电池充放电电流的初始关系表获取电池总内阻，通过等效电路模型方法将总内阻依据时间常数不同进一步分解为欧姆电阻、极化电阻(即电荷传递电阻和扩散阻抗)，得到欧姆电阻模型、极化电阻模型(即电荷传递电阻模型和扩散阻抗模型)，本申请根据欧姆电阻模型、电荷传递电阻模型和扩散阻抗模型确定待测电池的当前时刻需要调用的模型。
下面对欧姆电阻模型、极化电阻模型(电荷传递电阻模型和扩散阻抗模型)的得到过程进行说明：
1、得到欧姆电阻模型的过程如下：
利用开路电压法对选定的电池进行测试，具体的测试步骤如下：
(1)通过恒流-恒压充电的方式将电池满充，将电池静置一段时间使电压达到稳定，读取此时的电压为V0(例如SOC为100％)。
(2)将电池以恒定电流I1放电至固定荷电状态(例如SOC为95％)，读取放电开始时(例如放电时间0.1s)的电压为V1，读取放电结束时的电压为V2，将电池静置一段时间使电压达到稳定。
(3)重复上述步骤(2)，直至电池的SOC降至0％。
(4)改变电池的测试温度和放电电流，进行上述步骤(1)～(3)测试，即可得到不同温度、不同电流、不同SOC条件下的欧姆内阻。
欧姆内阻计算公式为：
R0＝(V0-V1)/I1；
其中，R0为欧姆内阻，V0为放电前的电池电压，V1为放电开始瞬间的电池电压，I1为放电电流。
电池放电瞬间产生的明显电压降，是由欧姆内阻引起的。同时欧姆内阻R0不随放电电流发生改变，改变电池温度T和电池荷电状态SOC的测试条件，即可得到欧姆电阻模型，例如，可以得到欧姆内阻和电池温度T、电池荷电状态SOC的关系表，如表2所示。
表2：
Figure BDA0001700219410000101
2、得到极化电阻模型的过程如下：
步骤一、利用开路电压法对选定的目标电池进行测试，具体的测试步骤如下：
(1)通过恒流-恒压充电的方式将目标电池满充，将目标电池静置一段时间使电压达到稳定，读取此时的电压为V0(例如SOC为100％)。
(2)将目标电池以恒定电流I1放电至固定荷电状态(例如SOC为95％)，读取放电开始时(例如放电时间0.1s)的电压为V1，读取放电结束时的电压为V2，将目标电池静置一段时间使电压达到稳定。
(3)重复上述步骤(2)，直至目标电池的SOC降至0％。
(4)改变目标电池的测试温度和放电电流，进行上述步骤(1)～(3)测试，即可得到不同温度、不同电流、不同SOC条件下的极化内阻。
极化内阻计算公式为：
RP＝(V0-V2)/I1；
其中，R0为欧姆内阻，V0为放电前的目标电池电压，V1为放电开始瞬间的目标电池电压，I1为放电电流。
电池总的极化内阻受到电池温度、电池荷电状态SOC、放电电流的影响，改变电池温度T(-30～60℃)、电池荷电状态SOC(0～100％)、充放电电流I(0.01A～5A)，即可得到极化电阻模型，例如，可获得极化内阻和电池温度T、电池荷电状态SOC、充放电电流I的关系表，如表3所示。
表3：
Figure BDA0001700219410000111
步骤二、根据电池放电类型的时间响应不同，将电池总的极化内阻Rp进一步分解为电荷传递电阻和扩散阻抗，即将极化内阻模型拆分为电荷传递电阻模型和扩散阻抗模型，例如，可以建立电池电荷传递电阻或电池扩散阻抗和电池温度、电池荷电状态SOC、充放电电流的关系表。
(1)根据放电时长确定极化内阻的子类型。
欧姆内阻、电荷传递电阻、扩散阻抗和时间的响应关系如下：欧姆电阻的单位级别为：微妙至毫秒(us～ms)；电荷传递电阻的单位级别为：毫秒至秒(ms～s)；扩散阻抗的单位级别为：秒至分(s～min)。
(2)根据等效电路模型，采用最小二乘拟合法或卡尔曼滤波算法对极化内阻进行拆分。
电池的等效电路模型可以为二阶等效电路模型，结构如图3所示，其中R0描述欧姆电阻，R1、C1和R2、C2描述电池的极化效应，R1和R2分别对应电荷传递电阻和扩散阻抗。
当采用最小二乘拟合法拆分上述二阶等效电路模型时，计算电荷传递电阻和扩散阻抗的方法如下：
当锂离子电池处于放电状态下，其电压输出为：
Figure BDA0001700219410000121
选取的拟合曲线表达式为：
Figure BDA0001700219410000122
采用最小二乘拟合法在软件中对参数进行拟合，得到式(2)中的参数k0、k1、k2、λ1、λ2。
由式(1)和(2)可知，
Figure BDA0001700219410000123
Figure BDA0001700219410000124
由式(3)和(4)可以得到参数R1、R2、C1、C2的值，其中，R1为电荷传递电阻，R2为扩散阻抗。
当采用卡尔曼滤波算法拆分上述二阶等效电路模型时，计算电荷传递电阻和扩散阻抗的方法如下：
对于二阶RC等效电路模型，电池的状态方程为：
其中，Q为电池容量；η为充/放电效率；SOC为电池荷电状态；V1、V2为极化电容压降。
测量方程：
V＝Voc+V1+V2+R0i (6)
电池开路电压与SOC的关系：
Figure BDA0001700219410000131
当采样周期为T时，测量方程(6)可改写为：
V0,k-Vk＝p1[Vk-1-V0,k-1]+p2[Vk-2-V0,k-2]+p3ik+p4ik-1+p5ik-2 (8)
各参数关系如式(9)所示：
对式(8)采用卡尔曼滤波算法进行辨识，模型参数的状态空间可表达为：
xk＝xk-1+ξk
yk＝Ckxk+χk (10)
其中ξk为随机干扰，χk为随机观测噪声。
yk＝V0,k-Vk
Ck＝[Vk-1-V0,k-1,Vk-2-V0,k-2,ik,ik-1,ik-2]
xk＝[p1,k,p2,k,p3,k,p4,k,p5,k]T (11)
系统干扰ξk、观测噪声χk和状态变量初始值x0的统计特性如下：
E{ξk}＝0,E{χk}＝0,E{x0}＝μ0
E{[x0-μ0][x0-μ0]T}＝p0
Figure BDA0001700219410000141
Figure BDA0001700219410000142
以u0、p0分别作为状态变量和误差方差矩阵初始值，启动递推算法。算法递推过程如下：
xk＝xk-1
Pk/k-1＝Pk-1+M
Figure BDA0001700219410000143
Pk＝[I-kkCk]Pk/k-1
xk＝xk/k-1+kkyk-Ckxk/k-1 (13)
其中：yk为端电压采样值Vk；I为单位矩阵；xk/k-1为状态变量预测值；xk为状态变量输出值；pk/k-1为误差协方差预测值；pk为误差协方差更新值；kk为滤波增益更新值。
根据卡尔曼滤波算法递推获得的状态最优估计xk+1，结合式(9)即可求得电池模型参数。
需要说明的是，电池的等效电路模型可以为三阶等效电路模型，其结构如图4所示，其中R0描述欧姆电阻，R1、C1，R2、C2，R3、C3描述电池的极化效应，R1、R2、R3分别对应为电荷传递电阻、扩散阻抗1和扩散阻抗2。三阶等效电路模型的计算方法与二阶等效电路模型的计算方法类似，具体此处不再赘述。
(3)得到电荷传递电阻模型和扩散阻抗模型。例如，可以建立电池电荷传递电阻和电池温度、电池荷电状态SOC、充放电电流的关系表，如表4所示；可以建立电池扩散阻抗和电池温度、电池荷电状态SOC、充放电电流的关系表，如表5所示。
表4：
表5：
Figure BDA0001700219410000152
204、根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据。
电池荷电状态的估计装置根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据。
需要说明的是，不同的内阻响应的类型，电池荷电状态的估计装置需要调用的对应关系也不同，例如，当待测电池当前时刻为第一响应类型时，先根据第一响应类型确定第二对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；根据第二对应关系、当前时刻的温度和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，内阻数据为当前时刻的欧姆电阻。
又例如，当待测电池当前时刻为第二响应类型时，先根据第二响应类型确定第二对应关系和第三对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；根据第二对应关系、第三对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，内阻数据为当前时刻的欧姆电阻与当前时刻的电荷传递电阻之和。
又例如，当待测电池当前时刻为第三响应类型时，先根据第三响应类型确定第二对应关系、第三对应关系和第四对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系，该第四对应关系用于指示待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系；根据第二对应关系、第三对应关系、第四对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，内阻数据为当前时刻的欧姆电阻、当前时刻的电荷传递电阻和当前时刻的扩散阻抗之和。需要说明的是，当待测电池当前时刻为第三响应类型时，可以根据预置的极化电阻对应关系得到极化电阻，极化电阻为电荷传递电阻与扩散阻抗之和，预置的极化电阻对应关系可以拆分为第三对应关系和第四对应关系，确定内阻数据的过程类似，此处不再赘述。
举例说明，若待测电池在当前时刻的内阻响应的类型为第一响应类型，则根据当前时刻的温度和上一时刻的荷电状态值在表2中查找对应的内阻数据，具体的，当前时刻的温度为40℃，上一时刻的荷电状态值为90％，则待测电池对应的欧姆电阻为41.3mΩ。又例如，若待测电池在当前时刻的内阻响应的类型为第二响应类型，则根据当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值在表2和表4中分别查找对应的内阻数据，具体的，当前时刻的温度为60℃，当前时刻的充放电电流为0.1A，上一时刻的荷电状态值为95％，则待测电池对应的欧姆电阻为41.5mΩ、待测电池对应的电荷传递电阻为21.105mΩ。又例如，若待测电池在当前时刻的内阻响应的类型为第三响应类型，则根据当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值在表2、表4和表5中分别查找对应的欧姆电阻、电荷传递电阻、扩散阻抗，具体的，当前时刻的温度为25℃，当前时刻的充放电电流为0.5A，上一时刻的荷电状态值为95％，则待测电池对应的欧姆电阻为81.3mΩ、待测电池对应的电荷传递电阻为23.474mΩ，待测电池对应的扩散阻抗为83.226mΩ。
可以理解的是，表4和表5由表3拆分得到，当为第三响应类型时，也可以直接查找表3得到极化内阻，再与查找表2得到的欧姆电阻相加得到当前时刻的内阻数据。例如，若待测电池在当前时刻的内阻响应的类型为第三响应类型，则根据当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值在表2、表3中分别查找对应的欧姆电阻和极化电阻，具体的，当前时刻的温度为25℃，当前时刻的充放电电流为0.5A，上一时刻的荷电状态值为95％，则待测电池对应的欧姆电阻为81.3mΩ、待测电池对应的极化电阻为106.7mΩ。
205、根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量。
电池荷电状态的估计装置根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量，该不可用电量为待测电池不能释放电量时的荷电状态值。
具体的，电池荷电状态的估计装置根据当前时刻的内阻数据和当前时刻的充放电电流确定待测电池的当前时刻的内阻电压；根据当前时刻的内阻电压和预置的截止电压确定待测电池的当前时刻的不可用电压；根据当前时刻的不可用电压、当前时刻的温度和预置的第五对应关系确定待测电池的当前时刻的不可用电量，该第五对应关系用于指示待测电池的开路电压和温度、荷电状态值的对应关系。
可以根据如下公式(14)进行计算：
不可用电压＝I*R+截止电压；(14)
其中，I为当前时刻的充放电电流，R为步骤204中确定的待测电池的内阻数据。截止电压为根据实际情况预先设置的，不同型号的电池可能有不同的截止电压，具体此处不做限定。
电池荷电状态的估计装置再根据计算得到的不可用电压，通过查找第五对应关系得到不可用电量，其中，第五对应关系可以为电池的开路电压和电池温度、电池荷电状态SOC的关系表，如表6所示。
表6：
Figure BDA0001700219410000171
需要说明的是，表6仅列出了部分数据，实际应用中可以根据给出的数据计算得到省略部分的数据，具体此处不再赘述。
206、根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。
电池荷电状态的估计装置根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。
具体的，电池荷电状态的估计装置先根据待测电池的上一时刻的荷电状态值SOCstart和满电量(full charge capacity，FCC)确定起始电量，再通过获取到的库仑电量(coulomb capacity，CC)以及计算得到的不可用电量(unusable capacity，UUC)计算得到待测电池当前时刻的荷电状态值。
例如，电池荷电状态的估计装置根据公式(15)估算当前时刻的荷电状态值。
Figure BDA0001700219410000181
其中，SOCstart为上一时刻的荷电状态，根据表6得到，FCC为满电量，CC为库仑电量，UUC为不可用电量。
本申请实施例，首先基于电池温度、电池荷电状态SOC、电池电流的初始关系表获取电池总内阻，再通过等效电路模型方法将总内阻依据时间常数不同进一步分解为欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗，得到新的电池内阻模型。充分考虑了放电时长和电流大小等影响电池内阻的因素，建立了更为精确的电池内阻模型。再实时获取待测电池的当前时刻的温度、待测电池上一时刻的荷电状态SOC、当前时刻的充放电电流，先根据当前运行时间确定内阻的响应类型，再根据上述条件从该电池内阻模型中提取相应的内阻数据，通过电池内阻准确计算出电池的不可用电量，进而准确估算出电池当前时刻的电池荷电状态SOC。通过根据精确度更高的电池内阻模型估计电池荷电状态，提高了电池荷电状态的估计值的准确性。
上面对本申请实施例中电池荷电状态的估计方法进行了描述，下面对本申请实施例中电池荷电状态的估计装置进行描述，请参阅图5，本申请实施例中电池荷电状态的估计装置500的一个实施例包括：
电流传感器501、温度传感器502、库仑计503、计时器504、存储器505和处理器506；
电流传感器501用于实时获取待测电池的充放电电流并传输至处理器506；
温度传感器502用于实时获取待测电池的温度并传输至处理器506；
库仑计503用于累积待测电池流经的电流，得到当前时刻的库仑电量并传输至处理器506；
计时器504用于获取待测电池的放电时长，并传输至处理器506；
存储器505用于存储待测电池的参数信息，该参数信息包括上一时刻的荷电状态值；
处理器506用于根据参数信息、当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度和当前时刻的库仑电量估计待测电池的当前时刻的荷电状态值。
本申请实施例中，通过根据精确度更高的电池内阻模型估计电池荷电状态，提高了电池荷电状态的估计值的准确性。
在一种可能的实现方式中，存储器505还可以存储有第一对应关系，该第一对应关系用于指示待测电池的放电时长和待测电池的内阻响应的类型的对应关系。
在一种可能的实现方式中，存储器505还存储有第二对应关系，第三对应关系和第四对应关系，该第二对应关系用于指示所述待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；该第三对应关系用于指示所述待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；该第四对应关系用于指示所述待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系。
在一种可能的实现方式中，存储器505还可以存储电流传感器501、温度传感器502、库仑计503、计时器504各自获取到的数据信息。
处理器506是电池荷电状态的估计装置500的控制中心，可以按照设置的电池荷电状态的估计方法进行处理。处理器506利用各种接口和线路连接整个电池荷电状态的估计装置的各个部分，通过运行或执行存储在存储器505内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器505内的数据，执行电池荷电状态的估计装置的各种功能和处理数据，从而估计电池荷电状态值。
存储器505可用于存储软件程序以及模块，处理器506通过运行存储在存储器505的软件程序以及模块，从而执行电池荷电状态的估计装置500的各种功能应用以及数据处理。存储器505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(比如第一对应关系等)等；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据(比如当前时刻的库仑电量等)等。此外，存储器505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。在本申请实施例中提供的电池荷电状态的估计方法的程序和获取到的数据流存储在存储器505中，当需要使用时，处理器506从存储器505中调用。
上面图5从硬件处理的角度分别对本申请实施例中电池荷电状态的估计装置进行了详细描述，下面从功能化模块的角度对本申请实施例中电池荷电状态的估计装置进行详细描述，请参阅图6，本申请实施例中电池荷电状态的估计装置的另一个实施例包括：
第一获取单元601，用于根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值，其中，预置的时间间隔为上一时刻与当前时刻之间的时长；
第二获取单元602，用于获取待测电池的放电时长，该放电时长为充放电电流的持续时长；
第一确定单元603，用于根据放电时长确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型；
第二确定单元604，用于根据当前时刻的内阻响应的类型、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据；
第三确定单元605，用于根据当前时刻的内阻数据、当前时刻的充放电电流和当前时刻的温度确定待测电池的当前时刻的不可用电量，该不可用电量为待测电池不能释放电量时的荷电状态值；
第四确定单元606，用于根据当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。
在一种可能的实现方式中，第一确定单元603具体用于：
根据放电时长和预置的第一对应关系确定待测电池的当前时刻的内阻响应的类型，该第一对应关系用于指示待测电池的放电时长和待测电池的内阻响应的类型的对应关系。
在一种可能的实现方式中，第一对应关系包括：
当放电时长小于或等于第一阈值时，内阻响应的类型为第一响应类型，该第一响应类型包含欧姆电阻；
当放电时长大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，内阻响应的类型为第二响应类型，该第二响应类型包含欧姆电阻和电荷传递电阻；
当放电时长大于第二阈值时，内阻响应的类型为第三响应类型，该第三响应类型包含欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗。
在一种可能的实现方式中，第二确定单元604具体用于：
根据第一响应类型确定第二对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；
根据第二对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻；
或者，根据第二响应类型确定第二对应关系和第三对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；
根据第二对应关系、第三对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻与当前时刻的电荷传递电阻之和；
或者，根据第三响应类型确定第二对应关系、第三对应关系和第四对应关系，该第二对应关系用于指示待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，该第三对应关系用于指示待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系，该第四对应关系用于指示待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系；
根据第二对应关系、第三对应关系、第四对应关系、当前时刻的温度、当前时刻的充放电电流和上一时刻的荷电状态值确定待测电池的当前时刻的内阻数据，该内阻数据为当前时刻的欧姆电阻、当前时刻的电荷传递电阻和当前时刻的扩散阻抗之和。
在一种可能的实现方式中，第三确定单元605具体用于：
根据当前时刻的内阻数据和当前时刻的充放电电流确定待测电池的当前时刻的内阻电压；
根据当前时刻的内阻电压和预置的截止电压确定待测电池的当前时刻的不可用电压；
根据当前时刻的不可用电压、当前时刻的温度和预置的第五对应关系确定待测电池的当前时刻的不可用电量，该第五对应关系用于指示待测电池的开路电压和温度、荷电状态值的对应关系。
在一种可能的实现方式中，第四确定单元606具体用于：
根据预置的满电量、上一时刻的荷电状态值和第五对应关系确定起始电量，起始电量为待测电池的上一时刻的电量；
根据起始电量、当前时刻的库仑电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的剩余电量；
根据当前时刻的剩余电量、预置的满电量和当前时刻的不可用电量确定待测电池的当前时刻的荷电状态值。
本申请还提供了一种终端，该终端中包括电池和电池荷电状态的估计装置；
所述电池荷电状态的估计装置为如上述实施例中任一所述的电池荷电状态的估计装置，电池荷电状态的估计装置的结构参照上述实施例，具体此处不再赘述。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
所述集成的单元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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (18)

1.一种电池荷电状态的估计方法，其特征在于，包括：
根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值，其中，所述预置的时间间隔为所述上一时刻与所述当前时刻之间的时长；
获取所述待测电池的放电时长，所述放电时长为充放电电流的持续时长；
根据所述放电时长确定所述待测电池的当前时刻的内阻响应的类型；
根据所述当前时刻的内阻响应的类型、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据；
根据所述当前时刻的内阻数据、所述当前时刻的充放电电流和所述当前时刻的温度确定所述待测电池的当前时刻的不可用电量，所述不可用电量为所述待测电池不能释放电量时的荷电状态值；
根据所述当前时刻的库仑电量和所述当前时刻的不可用电量确定所述待测电池的当前时刻的荷电状态值。
2.根据权利要求1所述的估计方法，其特征在于，所述根据所述放电时长确定所述待测电池的当前时刻的内阻响应的类型包括：
根据所述放电时长和预置的第一对应关系确定所述待测电池的当前时刻的内阻响应的类型，所述第一对应关系用于指示所述待测电池的放电时长和所述待测电池的内阻响应的类型的对应关系。
3.根据权利要求2所述的估计方法，其特征在于，
所述第一对应关系包括：
当所述放电时长小于或等于第一阈值时，所述内阻响应的类型为第一响应类型，所述第一响应类型包含欧姆电阻；
当所述放电时长大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，所述内阻响应的类型为第二响应类型，所述第二响应类型包含欧姆电阻和电荷传递电阻；
当所述放电时长大于第二阈值时，所述内阻响应的类型为第三响应类型，所述第三响应类型包含欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗。
4.根据权利要求3所述的估计方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻的内阻响应的类型、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据包括：
根据所述第一响应类型确定第二对应关系，所述第二对应关系用于指示所述待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；
根据所述第二对应关系、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据，所述内阻数据为当前时刻的欧姆电阻。
5.根据权利要求3所述的估计方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻的内阻响应的类型、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据包括：
根据所述第二响应类型确定第二对应关系和第三对应关系，所述第二对应关系用于指示所述待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，所述第三对应关系用于指示所述待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；
根据所述第二对应关系、所述第三对应关系、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据，所述内阻数据为当前时刻的欧姆电阻与当前时刻的电荷传递电阻之和。
6.根据权利要求3所述的估计方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻的内阻响应的类型、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据包括：
根据所述第三响应类型确定第二对应关系、第三对应关系和第四对应关系，所述第二对应关系用于指示所述待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，所述第三对应关系用于指示所述待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系，所述第四对应关系用于指示所述待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系；
根据所述第二对应关系、所述第三对应关系、所述第四对应关系、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据，所述内阻数据为当前时刻的欧姆电阻、当前时刻的电荷传递电阻和当前时刻的扩散阻抗之和。
7.根据权利要求1-6任一所述的估计方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻的内阻数据、所述当前时刻的充放电电流和所述当前时刻的温度确定所述待测电池的当前时刻的不可用电量包括：
根据所述当前时刻的内阻数据和所述当前时刻的充放电电流确定所述待测电池的当前时刻的内阻电压，所述内阻电压为所述待测电池的内阻引起的电压损耗；
根据所述当前时刻的内阻电压和预置的截止电压确定所述待测电池的当前时刻的不可用电压；
根据所述当前时刻的不可用电压、当前时刻的温度和预置的第五对应关系确定所述待测电池的当前时刻的不可用电量，所述第五对应关系用于指示所述待测电池的开路电压和温度、荷电状态值的对应关系。
8.根据权利要求7所述的估计方法，其特征在于，所述根据所述当前时刻的库仑电量和所述当前时刻的不可用电量确定所述待测电池的当前时刻的荷电状态值包括：
根据预置的满电量、所述上一时刻的荷电状态值和所述第五对应关系确定起始电量，所述起始电量为所述待测电池的上一时刻的电量；
根据所述起始电量、所述当前时刻的库仑电量和所述当前时刻的不可用电量确定所述待测电池的当前时刻的剩余电量；
根据所述当前时刻的剩余电量、所述预置的满电量和所述当前时刻的不可用电量确定所述待测电池的当前时刻的荷电状态值。
9.一种电池荷电状态的估计装置，其特征在于，包括：
电流传感器、温度传感器、库仑计、计时器、存储器和处理器；
所述电流传感器用于实时获取待测电池的充放电电流并传输至所述处理器；
所述温度传感器用于实时获取所述待测电池的温度并传输至所述处理器；
所述库仑计用于累积所述待测电池流经的电流，得到当前时刻的库仑电量并传输至所述处理器；
所述计时器用于获取所述待测电池的放电时长，并传输至所述处理器；
所述存储器用于存储所述待测电池的参数信息，所述参数信息包括上一时刻的荷电状态值；
所述处理器用于根据所述参数信息、当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度和当前时刻的库仑电量估计所述待测电池的当前时刻的荷电状态值。
10.根据权利要求9所述的估计装置，其特征在于，所述参数信息还包括：
第一对应关系，所述第一对应关系用于指示所述待测电池的放电时长和所述待测电池的内阻响应的类型的对应关系。
11.根据权利要求10所述的估计装置，其特征在于，所述参数信息还包括：
第二对应关系，第三对应关系和第四对应关系；
所述第二对应关系用于指示所述待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；
所述第三对应关系用于指示所述待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；
所述第四对应关系用于指示所述待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系。
12.一种电池荷电状态的估计装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于根据预置的时间间隔实时获取待测电池的当前时刻的充放电电流、当前时刻的温度、当前时刻的库仑电量和上一时刻的荷电状态值，其中，所述预置的时间间隔为所述上一时刻与所述当前时刻之间的时长；
第二获取单元，用于获取所述待测电池的放电时长，所述放电时长为充放电电流的持续时长；
第一确定单元，用于根据所述放电时长确定所述待测电池的当前时刻的内阻响应的类型；
第二确定单元，用于根据所述当前时刻的内阻响应的类型、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据；
第三确定单元，用于根据所述当前时刻的内阻数据、所述当前时刻的充放电电流和所述当前时刻的温度确定所述待测电池的当前时刻的不可用电量，所述不可用电量为所述待测电池不能释放电量时的荷电状态值；
第四确定单元，用于根据所述当前时刻的库仑电量和所述当前时刻的不可用电量确定所述待测电池的当前时刻的荷电状态值。
13.根据权利要求12所述的估计装置，其特征在于，所述第一确定单元具体用于：
根据所述放电时长和预置的第一对应关系确定所述待测电池的当前时刻的内阻响应的类型，所述第一对应关系用于指示所述待测电池的放电时长和所述待测电池的内阻响应的类型的对应关系。
14.根据权利要求13所述的估计装置，其特征在于，所述第一对应关系包括：
当所述放电时长小于或等于第一阈值时，所述内阻响应的类型为第一响应类型，所述第一响应类型包含欧姆电阻；
当所述放电时长大于第一阈值且小于或等于第二阈值时，所述内阻响应的类型为第二响应类型，所述第二响应类型包含欧姆电阻和电荷传递电阻；
当所述放电时长大于第二阈值时，所述内阻响应的类型为第三响应类型，所述第三响应类型包含欧姆电阻、电荷传递电阻和扩散阻抗。
15.根据权利要求14所述的估计装置，其特征在于，所述第二确定单元具体用于：
根据所述第一响应类型确定第二对应关系，所述第二对应关系用于指示所述待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系；
根据所述第二对应关系、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据，所述内阻数据为当前时刻的欧姆电阻；
或者，根据所述第二响应类型确定第二对应关系和第三对应关系，所述第二对应关系用于指示所述待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，所述第三对应关系用于指示所述待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系；
根据所述第二对应关系、所述第三对应关系、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据，所述内阻数据为当前时刻的欧姆电阻与当前时刻的电荷传递电阻之和；
或者，根据所述第三响应类型确定第二对应关系、第三对应关系和第四对应关系，所述第二对应关系用于指示所述待测电池的欧姆电阻和温度、荷电状态值的对应关系，所述第三对应关系用于指示所述待测电池的电荷传递电阻和温度、荷电状态、充放电电流的对应关系，所述第四对应关系用于指示所述待测电池的扩散阻抗和温度、荷电状态值、充放电电流的对应关系；
根据所述第二对应关系、所述第三对应关系、所述第四对应关系、所述当前时刻的温度、所述当前时刻的充放电电流和所述上一时刻的荷电状态值确定所述待测电池的当前时刻的内阻数据，所述内阻数据为当前时刻的欧姆电阻、当前时刻的电荷传递电阻和当前时刻的扩散阻抗之和。
16.根据权利要求12-15任一所述的估计装置，其特征在于，所述第三确定单元具体用于：
根据所述当前时刻的内阻数据和所述当前时刻的充放电电流确定所述待测电池的当前时刻的内阻电压，所述内阻电压为所述待测电池的内阻引起的电压损耗；
根据所述当前时刻的内阻电压和预置的截止电压确定所述待测电池的当前时刻的不可用电压；
根据所述当前时刻的不可用电压、当前时刻的温度和预置的第五对应关系确定所述待测电池的当前时刻的不可用电量，所述第五对应关系用于指示所述待测电池的开路电压和温度、荷电状态值的对应关系。
17.根据权利要求16所述的估计装置，其特征在于，所述第四确定单元具体用于：
根据预置的满电量、所述上一时刻的荷电状态值和所述第五对应关系确定起始电量，所述起始电量为所述待测电池的上一时刻的电量；
根据所述起始电量、所述当前时刻的库仑电量和所述当前时刻的不可用电量确定所述待测电池的当前时刻的剩余电量；
根据所述当前时刻的剩余电量、所述预置的满电量和所述当前时刻的不可用电量确定所述待测电池的当前时刻的荷电状态值。
18.一种终端，其特征在于，包括：
电池和电池荷电状态的估计装置；
所述电池荷电状态的估计装置为如上述权利要求12-17任一项所述的电池荷电状态的估计装置。
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