CN110967638A - 电池的剩余可用能量估算方法、装置、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池的剩余可用能量估算方法、装置、系统和存储介质。该方法包括：确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；获取电池的工况运行数据；处理电池的工况运行数据，得到电池的滞回系数，以根据电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度和滞回系数的对应关系，估算电池的剩余可用能量。根据本发明实施例提供的方法，提高估算具有滞回特性的电池的剩余可用能量的准确性。

Description

电池的剩余可用能量估算方法、装置、系统和存储介质

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池的剩余可用能量估算方法、装置、系统和存储介质。

背景技术

在电动汽车的电池管理系统中，电池的剩余可用能量(State OF Energy，SOE)用来反映电池的剩余可用能量状态。由于电池的剩余可用能量状态与电动汽车的续航里程具有强相关关系，准确预估剩余可用能量可以提高续航里程的估算精度，为驾驶者提供准确的行程参考，并有效防止整车因电量不足而抛锚。

当前应用较广的剩余可用能量估算方法，通常是通过线下标定不同荷电状态和温度下的电池可用能量，并在实车运行中通过查表确定剩余可用能量。但是对存在滞回特性的电芯体系而言，电池的历史工况和历史状态会影响剩余可用能量的状态，从而导致无法准确估算电池的剩余可用能量。

发明内容

本发明实施例提供一种电池的剩余可用能量估算方法、装置、系统和存储介质，可以准确估算具有滞回特性的电池的剩余可用能量。

第一方面，本发明实施例提供一种电池的剩余可用能量估算方法，包括：

确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；从电池的工况运行数据中，获取电池达到指定荷电状态值之前的充电参数累计值和放电参数累计值，根据充电参数累计值和放电参数累计值的比值，确定与指定荷电状态值对应的滞回系数；基于工况运行数据，确定电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系；利用对应关系，根据当前荷电状态值、当前电池温度和滞回系数，估算电池的剩余可用能量。

第二方面，本发明实施例提供一种电池的剩余可用能量估算装置，包括：

电池参数确定模块，用于确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；滞回系数确定模块，用于从电池的工况运行数据中，获取电池达到指定荷电状态值之前的充电参数累计值和放电参数累计值，根据充电参数累计值和放电参数累计值的比值，确定与指定荷电状态值对应的滞回系数；对应关系对应模块，用于基于工况运行数据，确定电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系；第一能量估算模块，用于利用对应关系，根据当前荷电状态值、当前电池温度和滞回系数，估算电池的剩余可用能量。

第三方面，本发明实施例提供一种电池的剩余可用能量估算系统，包括：存储器和处理器；该存储器用于存储程序；该处理器用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行上述第一方面的电池的剩余可用能量估算方法。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面的电池的剩余可用能量估算方法。

第五方面，本发明实施例提供一种电池的剩余可用能量估算方法，包括：

确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；获取电池的工况运行数据；利用预设的开路电压估算模型和预设的电压预估模型，处理当前荷电状态值、当前电池温度和工况运行数据，得到电池的剩余可用能量的估算值。

第六方面，本发明实施例提供一种电池的剩余可用能量估算装置，包括：

电池参数确定模块，用于确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；工况数据获取模块，用于获取电池的工况运行数据；第二能量估算模块，用于利用预设的开路电压估算模型和电压预估模型，处理当前荷电状态值、当前电池温度和工况运行数据，得到电池的剩余可用能量的估算值。

第七方面，本发明实施例提供一种电池的剩余可用能量估算系统，包括：存储器和处理器；该存储器用于存储程序；该处理器用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行上述第五方面的电池的剩余可用能量估算方法。

第八方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第五方面的电池的剩余可用能量估算方法。

根据本发明实施例提供的电池的剩余可用能量估算方法、装置、系统和存储介质，对于具有滞回效应的电池，可以通过电池的荷电状态和电池温度，并结合电池的工况运行数据，估算电池的剩余可用能量。通过处理电池的工况运行数据得到动力电池的滞回系数，并根据电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度、以及滞回系数的对应关系，估算电池的剩余可用能量，提高估算具有滞回特性的电池的剩余可用能量的准确性。

本发明实施例提供的电池的剩余可用能量估算方法、装置、系统和存储介质，还可以利用预设的开路电压估算模型和电压预估模型，处理当前荷电状态值、当前电池温度和工况运行数据，估算电池的剩余可用能量，由于整个估算过程考虑剩余可用能量估算受到工况运行数据的影响，从而得到更符合电池实际运行工况的剩余可用能量值，提高剩余可用能量估算的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出电池的OCV滞回特性曲线示意图；

图2示出根据本发明一实施例的电池的剩余可用能量估算方法的流程示意图；

图3示出根据本发明另一实施例的电池的剩余可用能量估算方法的流程示意图；

图4示出根据本发明一实施例的电池的剩余可用能量估算装置的结构示意图；

图5示出根据本发明另一实施例的电池的剩余可用能量估算装置的结构示意图；

图6是示出能够实现根据本发明实施例的电池的剩余可用能量估算方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，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描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例中的电池用于存储电量，且电池的正极和负极均能脱出且接收载能粒子。按照电池的应用场景，本发明实施例中的电池可以包括动力电池和储能电池，动力电池例如可以应用于电动汽车、电动自行车以及其它电动工具领域，储能电池例如可以应用于储能电站、可再生能源并网以及微电网等领域。以动力电池为例，从电池种类而言，该电池可以但不限于是磷酸铁锂体系电池或加硅体系的电池，磷酸铁锂体系电池为正极活性物含磷酸铁锂的锂离子电池，加硅体系电池为负极活性物含硅的锂离子电池。从电池规模而言，该电池可以是电芯单体，也可以是电池模组或电池包，在本发明实施例中不做具体限定。

在本发明实施例中，由于电池充电特性和放电特性的不同，滞回特性是指电池以相同的电流分别充电和放电结束后，相同的荷电状态对应的充电后的开路电压和放电后的开路电压不同的现象。这一现象被称为电池的滞回特性。因此，滞回特性可以描述电池的OCV曲线受历史工况影响的特性，使用开路电压估算电池的荷电状态时，需要考虑滞回特性对电池的荷电状态的影响。

图1示出了电池的OCV滞回特性曲线示意图。如图1所示，在本发明实施例中，OCV曲线可以用于描述电池的OCV与SOC之间的对应关系。

在图1中，电池的OCV曲线可以包括充电OCV曲线和放电OCV曲线。其中，充电OCV曲线可以用于描述充电状态下的电池的OCV与SOC之间的对应关系，放电OCV曲线可以用于描述放电状态下的电池的OCV与SOC之间的对应关系。

继续参考图1，根据充电OCV曲线和放电OCV曲线的不同，将电池的OCV区间划分为滞回OCV区间和非滞回OCV区间。在滞回OCV区间，充电OCV曲线和放电OCV曲线不重合，而在非滞回OCV区间，充电OCV曲线和放电OCV曲线重合。

在本说明书的实施例中，滞回OCV区间内的开路电压值可以满足：电池充电状态时的荷电状态值和放电状态时的荷电状态值相等时，充电状态时的荷电状态值对应的开路电压值不同于放电状态时的荷电状态值对应的开路电压值。

并且通过图1可知，电池的荷电状态区间可以分为滞回荷电状态区间和非滞回荷电状态区间。滞回荷电状态区间内的荷电状态值满足：电池充电后的荷电状态值和放电的荷电状态值相等时，充电后电池的开路电压和放电后电池的开路电压不同。非滞回荷电状态区间内的荷电状态值满足：电池充电后的荷电状态值和放电的荷电状态值相等时，充电后电池的开路电压等于放电后电池的开路电压。

为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的电池的剩余可用能量估算方法、装置、系统和存储介质，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。

图2是示出根据本发明实施例的电池的剩余可用能量估算方法的流程示意图。如图2所示，本发明实施例中的电池的剩余可用能量估算方法，可以包括以下步骤：

步骤S210，确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度。

步骤S220，从电池的工况运行数据中，获取电池达到指定荷电状态值之前的充电参数累计值和放电参数累计值，根据充电参数累计值和放电参数累计值的比值，确定与指定荷电状态值对应的滞回系数。

步骤S230，基于工况运行数据，确定电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系。

步骤S240，利用对应关系，根据当前荷电状态值、当前电池温度和滞回系数，估算电池的剩余可用能量。

根据本发明实施例的电池的剩余可用能量估算方法，对于具有滞回效应的电池，可以通过电池的荷电状态和电池温度，并结合电池的工况运行数据，估算电池的剩余可用能量，估算过程中考虑剩余可用能量估算受到工况的影响，提高剩余可用能量估算的准确性。

在一个实施例中，充电参数累计值和放电参数累计值包括：预设累计吞吐量中的累计充电容量和累计放电容量。在另一个实施例中，充电参数累计值和放电参数累计值包括：指定次数的电流方向发生变化的情况下，变化后的电流方向为充电时的荷电状态变化量的累计值和变化后的电流方向为放电时的荷电状态变化量的累计值。

在一个实施例中，获取工况运行数据中达到荷电状态值之前的预设容量值大小的累计容量吞吐量；根据累计容量吞吐量中的累计充电容量和累计放电容量的比值，确定电池的滞回系数。

在一个实施例中，电池存在剩余可用能量上限值和剩余可用能量下限值，且该可用能量上限值对应的滞回系数，与该剩余可用能量下限值对应的滞回系数不相同。

在固定的电池温度时，首先将电池的荷电状态通过放电调整到指定荷电状态值例如SOC1，然后在固定工况下对电池进行放电直到满足预设的放电截止条件，得到电池在该指定荷电状态值时的剩余可用能量下限值。该剩余可用能量下限值例如可以记为E1。

在固定的电池温度时，首先将电池的荷电状态通过充电调整到指定荷电状态值例如SOC1，然后在固定工况下对电池进行放电直到满足放电截止条件，得到电池在该指定荷电状态值的剩余可用能量上限值。该剩余可用能量上限值例如可以记为E2。

在一个实施例中，电池的对应的滞回系数为-1，电池的剩余可用能量上限值对应的滞回系数为1。也就是说，本发明实施例中，电池的滞回系数的取值范围为[-1，1]。

在一个实施例中，放电截止条件包括电池在放电过程中电池电压达到预设的放电终止电压。终止电压是指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。

在本发明实施例中，可以依照工况运行数据中，电池在指定时间段内的固定累计吞吐量内累计充电容量和累计放电容量的比值，计算电池的滞回系数。从而使用电池温度、电池SOC与计算得到的滞回系数确定电池的剩余可用能量。

在一个实施例中，剩余可用能量与电池荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系，可以是通过预设的剩余可用能量查值表确定的对应关系。

在一个实施例中，步骤S230中，基于工况运行数据，确定电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系的步骤，具体可以包括：

步骤S11，从工况运行数据中，获取电池的多个电池温度值和多个荷电状态值，并从对应的滞回系数中，获取与多个荷电状态值中的每个荷电状态值对应的滞回系数。

步骤S12，通过对电池的试验，确定多个电池温度值中的每个电池温度值和每个荷电状态值在不同的滞回系数下对应的剩余可用能量。

步骤S13，根据每个电池温度值和每个荷电状态值在不同的滞回系数下对应的剩余可用能量，构建剩余可用能量查值表，通过剩余可用能量查值表确定电池的剩余可用能量与电池温度、荷电状态以及滞回系数之间的对应关系。

在该实施例中，可以通过对电池系统进行试验和计算，来确定工况运行数据中多个电池温度值和多个电池SOC在不同滞回系数下具体的剩余可用能量值，并构建用于表示电池剩余可用能量与电池SOC、电池温度以及滞回系数之间对应关系的剩余可用能量查值表。

在一个实施例中，剩余可用能量与电池荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系可以包括：通过剩余可用能量计算表达式确定的剩余可用能量与电池荷电状态、电池温度以及滞回系数之间的对应关系。

具体地，步骤S230中，基于工况运行数据，确定电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系的步骤，具体可以包括：

步骤S21，根据电池在实时放电进度中的荷电状态值，获取一个荷电状态区间，从工况运行数据中，获取电池达到荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度、指定容量参数的参数值与容量参数的历史值。

在一个实施例中，容量参数为电池荷电状态参数，容量参数的参数值为指定荷电状态区间的起始荷电状态值，容量参数的历史值包括：预先记录的电池在达到指定荷电状态区间的起始荷电状态值之前，指定次数的电流方向发生变化时对应的荷电状态值。

在一个实施例中，容量参数为电池容量参数，容量参数的参数值为电池达到指定荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池容量值，容量参数的历史值包括：预先记录的电池在达到指定荷电状态区间的起始荷电状态值之前，指定次数的电流方向发生变化时对应的电池容量值。

步骤S22，基于预设的开路电压估算模型组件和预设的电池电压估算模型组件，处理容量参数的参数值、容量参数的历史值和电池温度，得到荷电状态区间对应的可放电能量、荷电状态区间对应的电池温升以及荷电状态区间对应的电池电压值。

在一个实施例中，步骤S22可以包括：

S22-01，利用预设的开路电压估算模型组件，处理荷电状态区间的容量参数的参数值和容量参数的历史值，得到与荷电状态区间的起始荷电状态值对应的开路电压估算值。

S22-02，利用预设的电池电压估算模型组件，处理对应的开路电压估算值、电池温度、以及荷电状态区间对应的放电电流值，得到荷电状态区间对应的电池电压值、荷电状态区间对应的电池温升和荷电状态区间对应的放电时长。

S22-03，根据荷电状态区间对应的电池电压值、荷电状态区间对应的放电电流值以及荷电状态区间对应的放电时长，计算得到荷电状态区间对应的可放电能量。

步骤S23，基于荷电状态区间对应的电池温升以及荷电状态区间对应的电池电压值，确定荷电状态区间未达到预设的放电超限条件的情况下，根据电池在实时放电进度中的荷电状态值，获取一个新的荷电状态区间，直到新的荷电状态区间达到放电超限条件，得到新的荷电状态区间之前的每个荷电状态区间对应的可放电能量、电池达到之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度。

在该步骤中，预设的放电超限条件，包括：电池达到任一荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度，与任一荷电状态区间对应的电池温升形成的温度之和大于等于预设温度阈值；或者，任一荷电状态区间的对应的电池电压值低于预设电压下限阈值时，判断任一荷电状态区间达到预设的放电超限条件。

步骤S24，将之前的每个荷电状态区间对应的可放电能量之和，作为电池的剩余可用能量值，根据电池的剩余可用能量值、之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值、电池达到之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度、以及从对应的滞回系数中获取的与之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值对应的滞回系数，确定电池的剩余可用能量值与电池的荷电状态值、电池温度以及滞回系数的对应关系。

作为一个示例，实时工况下的剩余可用能量计算表达式可以通过下面的步骤获得：

步骤S01，从指定的荷电状态开始，在电池的实际运行工况中，记录电池的充电参数累计值和放电参数累计值，以及记录电池温度。

步骤S02，根据电池实时的放电进度，获取一个荷电状态区间，确定电池达到该荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度。

作为示例，可以将上一次记录的电池的荷电状态到本次记录的荷电状态，作为一个荷电状态区间。

步骤S03，针对该荷电状态区间，根据工况运行数据中预先记录的达到该荷电状态区间的荷电状态起始值之前的充电累计参数和放电累计参数，计算电池的与该荷电状态区间的荷电状态起始值对应的滞回系数。

步骤S04，通过预设的开路电压估算模型组件，处理该荷电状态区间的起始荷电状态和荷电状态的历史值，得到与该起始荷电状态对应的开路电压估算值。

步骤S05，使用电池电压估算模型组件，处理该开路电压估算值、电池温度和当前荷电状态区间对应的放电电流值，得到该荷电状态区间的对应的电池电压值、该荷电状态区间对应的电池温升和该荷电状态区间对应的放电时长。

步骤S06，根据电池温度和该电池温升，估算得到新的电池温度；如果新的电池温度未超过预设的温度阈值，或者该荷电状态对应的电池电压值未超过预设的电压阈值，则可以通过该荷电状态区间的电池电压值、该荷电状态区间对应的放电电流以及该荷电状态区间对应的放电时长，计算得到该荷电状态区间对应的可放电能量。

步骤S07，将获取的每个荷电状态区间对应的可放电能量之和，作为电池的剩余可用能量值，根据该剩余可用能量值与任一荷电状态区间对应的起始荷电状态值、电池达到该任一荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度、以及该任一荷电状态区间的起始荷电状态值对应的滞回系数，确定电池剩余可用能量与电池SOC、电池温度以及滞回系数之间计算关系表达式，将该计算关系表达式作为电池的剩余可用能量计算表达式。

在该实施例中，在电池的实际运行工况中，可以实时监控电池的荷电状态和电池温度，根据当前荷电状态和历史荷电状态实时计算电池的开路电压，以基于实时计算的开路电压实时估算电池的剩余可用能量；根据实际运行工况中统计的充电累计参数和放电累计参数的比值，确定电池的实际运行工况中的滞回系数。在上述过程中，对电池剩余可用能量与电池SOC、电池温度以及滞回系数的对应关系进行拟合，得到实际工况中用于计算剩余可用能量的函数关系表达式。

在一个实施例中，针对非滞回荷电状态区间内的荷电状态值，可以通荷电状态和当前电池温度，确定电池的剩余可用能量。通过对电池系统进行试验和计算来确定不同电池温度值和不同SOC下具体的剩余可用能量值，并构建用于表示电池剩余可用能量与电池SOC和电池温度的对应关系的剩余能量查值表，以根据电池的当前荷电状态值和当前电池温度，查表确定电池的荷电状态值在非滞回荷电状态区间内的情况下，电池的剩余可用能量。

在本发明实施例中，可以将处理电池的工况运行数据以得到滞回系数的过程，理解为是电池的滞回系数的标定过程；而确定电池剩余可用能量与电池SOC、电池温度以及滞回系数的对应关系的过程，理解为是通过标定方式确定电池的剩余可用能量的方法。

在本发明实施例中，通过试验和计算，确定滞回系数以及电池的剩余可用能量与电池荷电状态、电池温度以及滞回系数之间的对应关系之后，估算电池的剩余可用能量的方法的实现过程快速简单。

根据上述实施例中电池的剩余可用能量估算方法，对于含滞回效应的电池，考虑工况运行数据中指定时间段内固定累计吞吐量内累计充电容量和累计放电容量，计算电池的动力滞回系数。整个标定过程至少考虑电池温度，电池荷电状态和滞回系数三个参数，即考虑剩余可用能量估算受到电池实际运行工况的影响，提高具有滞回特性的电池的剩余可用能量的估算准确性。

图3示出了根据本发明另一实施例的电池的剩余可用能量估算方法的流程示意图。在一个实施例中，电池的剩余可用能量估算方法可以包括：

步骤S310，确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度。

步骤S320，获取电池的工况运行数据。

步骤S330，利用预设的开路电压估算模型和预设的电压预估模型，处理当前荷电状态值、当前电池温度和工况运行数据，得到电池的剩余可用能量的估算值。

在一个实施例中，步骤S330具体可以包括：

步骤S331，获取工况运行数据中电池达到当前荷电状态值之前指定次数的电流方向发生变化时对应的荷电状态值，为历史荷电状态值。

在一个实施例中，获取预先记录的距离当前荷电状态的最近K次(K大于等于1)电流方向发生变化时的荷电状态值。将该最近K次电流方向发生变化时的荷电状态值作为历史荷电状态值，得到K个历史荷电状态。例如可以记为[SOC1，SOC2，...，SOCK]。

步骤S332，将当前荷电状态值与荷电状态下限值形成的荷电状态区间，划分为N个荷电状态子区间，荷电状态下限值为电池达到放电截止条件时的荷电状态值，其中，N为大于1的整数。

在一个实施例中，可以将当前荷电状态值与电池达到放电截止条件时的荷电状态下限值形成的荷电状态区间，划分为N个荷电状态子区间，将每个荷电状态子区间作为计算可放电能量的一个荷电状态子区间，可以得到N个荷电状态子区间，N为大于1的整数。

在一个实施例中，对于N个荷电状态子区间中一个荷电状态子区间，荷电状态上限值与荷电状态下限值形成的荷电状态差值记为detlaSOC。每个荷电状态子区间的detlaSOC可以相等也可以不相等。当每个荷电状态子区间的detlaSOC相等时，认为该N个荷电状态子区间为荷电状态均分的荷电状态子区间。为描述方便，在下面实施例的描述中，可以将每个荷电状态子区间的detlaSOC记为a。

步骤S333，利用预设的开路电压估算模型组件和电池电压估算模型组件，基于当前荷电状态值、当前电池温度、历史荷电状态值，计算N个荷电状态子区间中每个荷电状态子区间对应的可放电能量。

在一个实施例中，开路电压估算模型组件，可以用于表征电池的当前开路电压估算值与当前荷电状态值和历史荷电状态值之间的对应关系。在该实施例中，可以将记录的当前荷电状态和历史荷电状态值作为输入，通过已经标定好参数的开路电压估算模型，输出电池的当前开路电压值。

在一个实施例中，电池电压估算模型组件，用于表征电池电压、电池温升、放电时长，与电池开路电压、电池温度、放电所需电流或放电所需功率、电池内阻和预设热力学参数之间的对应关系的模型。在该实施例中，将电池开路电压、电池温度、放电所需电流或放电所需功率、电池内阻和预设热力学参数输入电池电压估算模型组件，输出电池的电池电压值、电池温升和放电时长。

在一个实施例中，步骤S333具体可以包括：

步骤S333-01，针对N个荷电状态子区间中的首个荷电状态子区间，使用开路电压估算模型组件，处理历史荷电状态值，得到电池的开路电压起始值。

步骤S333-02，获取首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值，使用电池电压估算模型组件处理电池的开路电压值、当前电池温度和首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值，得到首个荷电状态子区间的电池电压值、首个荷电状态子区间的电池温升和首个荷电状态子区间的放电时长。

在一个实施例中，电池电压估算模型组件，用于表征电池电压、电池温升、放电时长，与电池开路电压、电池温度、放电所需电流或放电所需功率、电池内阻和预设热力学参数之间的对应关系的模型。电池电压估算模型组件的模型参数可以由电池内阻和预设热力学参数决定。

步骤S333-03，根据首个荷电状态子区间的电池电压值、首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值和首个荷电状态子区间的放电时长，计算得到首个荷电状态子区间的可放电能量。

步骤S333-04，使用开路电压估算模型组件，处理当前荷电状态值和历史荷电状态值，得到电池首个荷电状态子区间的开路电压结束值。

作为一个示例，将电池的当前荷电状态记为SOCr，则N个荷电状态子区间中的首个荷电状态子区间可以记为：[SOCr，SOCr-a]区域；首个荷电状态子区间以外的第i个荷电状态子区间可以记为：[SOCr-(N-1)×a，SOCr-N×a]。

下面介绍首个荷电状态子区间以外的第i个荷电状态子区间的可放电能量计算步骤。在一个实施例中，步骤S333具体可以包括：

步骤S233-05，针对N个荷电状态子区间中首个荷电状态子区间以外的第i个荷电状态子区间，获取放电所需电流值，并将第i-1个荷电状态子区间的开路电压结束值作为第i个荷电状态子区间的开路电压起始值。

步骤S333-06，根据第i-1个荷电状态子区间的电池温度和第i-1个荷电状态子区间的电池温升，确定第i个荷电状态子区间对应的电池温度，其中，首个荷电状态子区间的电池温度为当前电池温度。

步骤S333-07，利用电池电压估算模型处理开路电压起始值、电池温度和放电所需电流值，得到第i个荷电状态子区间的电池电压值、第i个荷电状态子区间的电池温升和第i个荷电状态子区间的放电时长。

步骤S333-08，根据第i个荷电状态子区间的电池电压值、第i个荷电状态子区间的放电所需电流值和第i个荷电状态子区间的放电时长，计算得到第i个荷电状态子区间的可放电能量。

步骤S333-09，利用开路电压估算模型组件，处理第i个荷电状态子区间的起始荷电状态值和历史荷电状态值，得到第i个荷电状态子区间的开路电压结束值。

步骤S334，确定每个荷电状态子区间对应的可放电能量之和，为电池的剩余可用能量的估算值。

在本发明实施例中，由于每个荷电状态子区间的起始荷电状态值的不同，所以利用开路电压估算模型处理每个荷电状态子区间的起始荷电状态值和历史荷电状态值，得到的开路电压值均不同。本发明实施例估算电池开路电压值时，充分考虑了电池在放电过程中工况数据的变化，并可以随工况数据的变化准确估计电池的开路电压，为后续估算每个荷电状态子区间的剩余可用能量提供良好的数据基础。

本发明实施例的剩余可用能量估算方法，将预设的开路电压估算模型和电压预估模型结合，实时预估每一个放电SOC区间对应的开路电压，电池电压和该放电SOC区间的剩余可用能量，累加每个荷电状态子区间的剩余可用能量，得到电池的总剩余可用能量。

在一个实施例中，剩余可用能量估算方法还可以包括：

步骤S340，当第i个荷电状态子区间满足预设的放电超限条件时，将第i个荷电状态子区间作为待细分区间。

在一个实施例中，预设的放电超限条件包括：当第i个荷电状态子区间的电池电压值低于预设电压下限阈值，或者，第i个荷电状态子区间的电池温度和第i个荷电状态子区间的电池温升形成的温度之和超过预设温度阈值。

步骤S341，划分待细分区间，得到M个新的荷电状态子区间，将M个新的荷电状态子区间中的首个新的荷电状态子区间作为新的第i个荷电状态子区间，并记录待细分区间的被划分次数，其中，M为大于1的整数。

步骤S342，将第i-1个荷电状态子区间的开路电压结束值作为新的第i个荷电状态子区间的开路电压起始值，直到第j个荷电状态子区间满足放电超限条件且记录的被划分次数达到预设次数阈值时，

设置第j个荷电状态子区间以及第j个荷电状态子区间之后每个荷电状态子区间的可放电能量为零，或者第j个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零，其中，j大于等于i且小于等于N+M-1。

在该实施例中，当第i个荷电状态子区间出现电压超限或者温度超限的情况，可以进一步划分该第i个荷电状态子区间，得到M个新的荷电状态子区间，并继续计算每个新的荷电状态子区间的可放电能量。由于新的荷电状态子区间的detlaSOC，小于原第i个荷电状态子区间的detlaSOC，累加前i-1个荷电状态子区间的可放电能量和新的荷电状态子区间的可放电能量，可以使得到的可放电能量的累加值逐步接近可放电能量的实际值。

也就是说，本发明实施例通过对出现电压超限或者温度超限的荷电状态子区间进行进一步细分，并继续累加计算得到的每个经进一步细分的新的荷电状态子区间的可放电能量，可以使累加得到的可放电能量以平滑的方式接近剩余可放电能量实际值，从而提高电池的剩余可用能量的估算精确程度。

并且在本发明实施例中，针对出现电压超限或者温度超限的荷电状态子区间，当记录的被划分次数达到指定的次数阈值时，则可以停止对该荷电状态子区间的进一步划分，并且，可以将该荷电状态子区间的可放电能量累加到之前每个荷电状态子区间的可放电能量中，也可以舍弃该荷电状态子区间的可放电能量，并将该荷电状态子区间及之后的每个荷电状态子区间的可放电能量的值设置为零。然后，计算每个荷电状态子区间对应的可放电能量之和，得到电池的剩余可用能量的估算值。

在一个实施例中，剩余可用能量估算方法还可以包括：

步骤S351，当第i个荷电状态子区间的电池电压值低于预设的电压阈值时，将第i-1个荷电状态子区间的电池电压值与第i个荷电状态子区间的电池电压值的电压差值绝对值，作为第一电压比较值。

步骤S352，将电压阈值与第i个荷电状态子区间的电池电压值的电压差值绝对值，作为第二电压比较值。

步骤S353，确定第二电压比较值与第一电压比较值的电压比值，并将100％与电压比值的差值，作为第一能量累加比值。

步骤S354，将第i个荷电状态子区间的可放电能量和第一能量累加比值的乘积，作为第i个荷电状态子区间的可放电能量。

步骤S355，设置第i个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零。

作为一个示例，第i-1个荷电状态子区间的电池电压值为3.2V，第i个荷电状态子区间的电池电压值为2.7V，预设的电压阈值为2.8V时，第一电压比较值为|3.2V-2.7V|＝0.5V，第二电压比较值为|2.8V-2.7V|＝0.1V；因此，第二电压比较值与第一电压比较值的电压比值为20％，

也就是说，在第i个荷电状态子区间电压超限20％，第一能量累加比值为80％，将计算得到的第i个荷电状态子区间的可放电能量按照80％的比例取值，作为第i个荷电状态子区间的可放电能量。

在一个实施例中，剩余可用能量估算方法还可以包括：

步骤S361，第i个荷电状态子区间的电池温度和第i个荷电状态子区间的电池温升形成的温度之和超过预设的温度阈值时，确定温度之和与温度阈值的温度差值绝对值。

步骤S362，计算温度差值绝对值与电池温升的温度比值，并将100％与温度比值的差值，作为第二能量累加比值。

步骤S363，将第i个荷电状态子区间的可放电能量和第二能量累加比值的乘积，作为第i个荷电状态子区间的可放电能量。

步骤S364，设置第i个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零。

作为一个示例，第i个荷电状态子区间的电池温度例如为30℃，第i个荷电状态子区间的电池温升为5℃，预设的温度阈值例如为34℃，温度超限值为1℃。即，第i个荷电状态子区间的电池温升形成的温度之和与温度阈值的温度差值绝对值为1℃，该温度差值绝对值与电池温升的温度比值为：1℃/5℃＝20％。

也就是说，在第i个荷电状态子区间温度超限20％，第一能量累加比值为80％，将计算得到的第i个荷电状态子区间的可放电能量按照80％的比例取值，作为第i个荷电状态子区间的可放电能量。

在本发明实施例中，在计算每个荷电状态子区间的可放电能量时，如果电池在该荷电状态子区间的电压值低于预设电压阈值时，表示电池在该荷电状态子区间电压超限，如果电池在该荷电状态子区间温升后的电池温度超过预设温度阈值，表示电池在该荷电状态子区间温度超限。

在本发明的实施例中，如果电池在该荷电状态子区间电压超限，可以根据电压超限的具体值，计算第一能量累加比值，从而按照该第一能量累加比值对第i个荷电状态子区间的可放电能量进行估算。通过上述过程，将第i个荷电状态子区间的电池电压未超限的部分对应的可用能量，累加到电池的剩余可用能量中，从而使电池的剩余可用能量的估算值更加准确。

在本发明的实施例中，如果电池在该荷电状态子区间温度超限，可以根据温度超限的具体值，计算第二能量累加比值，从而按照该第二能量累加比值对第i个荷电状态子区间的可放电能量进行估算。通过上述过程，将该第i个荷电状态子区间的电池温度未超限的部分，累加到电池的剩余可用能量中，从而使电池的剩余可用能量的估算值更加准确。

下面通过一个具体示例，描述利用预设的开路电压估算模型和电压预估模型，估算电池的剩余可用能量的方法。在该示例中，估算电池的剩余可用能量的步骤具体可以包括：

步骤S401，开路电压估算模型处理历史荷电状态值，输出3.85V的开路电压。电池的当前SOC为70％，达到放电截止条件的下限SOC为5％，当前电池温度为25DegC；将70％到5％之间的荷电状态子区间，划为13个等分，即13个荷电状态子区间，每个荷电状态子区间的放电所需电流为50A。

步骤S402，计算第一步(即首个荷电状态子区间的剩余可用能量)。电压预估模型的输入开路电压起始值，电池温度，放电所需电流值，分别为3.85V，25DegC，50A，输出为电池电压3.6V、电池温升0.2DegC，以及放电时长0.1h。

在该步骤中，可以计算得到当步剩余可用能量为3.6V*50A*0.1h＝18wh。开路电压估算模型根据历史荷电状态和当前荷电状态值，再次计算得到开路电压得到3.8V。

步骤S403，计算第二步(即第二个荷电状态子区间的剩余可用能量)。电压预估模型的输入开路电压起始值，电池温度，放电所需电流值，分别为3.8V，25.2DegC，50A，输出为电池电压3.53V与温升0.3DegC，放电时长0.1h。计算得到当步剩余可用能量为3.53V*50A*0.1h＝17.65wh。开路电压估算模型根据第二个荷电状态子区间的起始荷电状态值和历史荷电状态值，再次计算开路电压得到3.7V。

步骤S404，依次计算每一步(即每个荷电状态子区间的剩余可用能量)，直到计算第13步(即最后一个荷电状态子区间的剩余可用能量)，且上述计算过程中未出现电池温度超限或电池电压超限的现象。

步骤S405，累加每一步的剩余可用能量：18wh+17.65wh+…+第13步对应当步能量，得到电池的总可放出能量。

根据上述实施例中电池的剩余可用能量估算方法，针对含滞回效应的电池，将预设的开路电压估算模型和电压预估模型结合，预设的开路电压估算模型可以对工况运行数据中的电池的历史荷电状态值进行处理，得到电池的开路电压预估值，并利用电压预估模型处理该开路电压预估值和电池温度，放电所需电流或放电所需功率，输出为电池电压、电池温升和放电时长。根据电池电压、放电所需电流以及放电时长，计算得到每个荷电状态子区间的剩余可用能量，累加每个荷电状态子区间的剩余可用能量，得到电池的总剩余可用能量。整个计算过程均考虑电池的工况运行数据对计算每个荷电状态子区间对应的剩余可用能量的影响，从而得到更符合电池实际运行工况的剩余可用能量值，提高剩余可用能量的估算准确度。

下面结合附图，详细介绍根据本发明实施例的电池的剩余可用能量估算装置。图4示出了根据本发明一实施例提供的电池的剩余可用能量估算装置的结构示意图。如图4所示，电池的剩余可用能量估算装置包括：

电池参数确定模块410，用于确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度。

滞回系数确定模块420，用于从电池的工况运行数据中，获取电池达到指定荷电状态值之前的充电参数累计值和放电参数累计值，根据充电参数累计值和放电参数累计值的比值，确定与指定荷电状态值对应的滞回系数。

对应关系对应模块430，用于基于工况运行数据，确定电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系。

第一能量估算模块440，用于利用对应关系，根据当前荷电状态值、当前电池温度和滞回系数，估算电池的剩余可用能量。

在一个实施例中，充电参数累计值和放电参数累计值包括：预设累计吞吐量中的累计充电容量和累计放电容量。

在一个实施例中，充电参数累计值和放电参数累计值包括：指定次数的电流方向发生变化的情况下，变化后的电流方向为充电时的荷电状态变化量的累计值和变化后的电流方向为放电时的荷电状态变化量的累计值。

在一个实施例中，对应关系对应模块430，可以包括：

荷电状态区间获取单元，用于根据电池在实时放电进度中的荷电状态值，获取一个荷电状态区间，从工况运行数据中，获取电池达到荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度、指定容量参数的参数值与容量参数的历史值。

估算模型组件处理单元，用于基于预设的开路电压估算模型组件和预设的电池电压估算模型组件，处理容量参数的参数值、容量参数的历史值和电池温度，得到荷电状态区间对应的可放电能量、荷电状态区间对应的电池温升以及荷电状态区间对应的电池电压值。

在一个实施例中，估算模型组件处理单元，具体可以用于：

利用预设的开路电压估算模型组件，处理荷电状态区间的容量参数的参数值和容量参数的历史值，得到与荷电状态区间的起始荷电状态值对应的开路电压估算值。

利用预设的电池电压估算模型组件，处理对应的开路电压估算值、电池温度、以及荷电状态区间对应的放电电流值，得到荷电状态区间对应的电池电压值、荷电状态区间对应的电池温升和荷电状态区间对应的放电时长。

根据荷电状态区间对应的电池电压值、荷电状态区间对应的放电电流值以及荷电状态区间对应的放电时长，计算得到荷电状态区间对应的可放电能量。

可放电能量确定单元，用于基于荷电状态区间对应的电池温升以及荷电状态区间对应的电池电压值，确定荷电状态区间未达到预设的放电超限条件的情况下，根据电池在实时放电进度中的荷电状态值，获取一个新的荷电状态区间，直到新的荷电状态区间达到放电超限条件，得到新的荷电状态区间之前的每个荷电状态区间对应的可放电能量、电池达到之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度。

对应关系对应模块430，具体还用于将之前的每个荷电状态区间对应的可放电能量之和，作为电池的剩余可用能量值，根据电池的剩余可用能量值、之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值、电池达到之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度、以及从对应的滞回系数中获取的与之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值对应的滞回系数，确定电池的剩余可用能量值与电池的荷电状态值、电池温度以及滞回系数的对应关系。

在一个实施例中，电池达到任一荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度，与任一荷电状态区间对应的电池温升形成的温度之和大于等于预设温度阈值；或者，任一荷电状态区间的对应的电池电压值低于预设电压下限阈值时，判断任一荷电状态区间达到预设的放电超限条件。

在一个实施例中，容量参数为电池荷电状态参数，容量参数的参数值为指定荷电状态区间的起始荷电状态值，容量参数的历史值包括：预先记录的电池在达到指定荷电状态区间的起始荷电状态值之前，指定次数的电流方向发生变化时对应的荷电状态值。

在一个实施例中，容量参数为电池容量参数，容量参数的参数值为电池达到指定荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池容量值，容量参数的历史值包括：预先记录的电池在达到指定荷电状态区间的起始荷电状态值之前，指定次数的电流方向发生变化时对应的电池容量值。

在一个实施例中，对应关系对应模块430，可以包括：

数据获取单元，用于从工况运行数据中，获取电池的多个电池温度值和多个荷电状态值，并从对应的滞回系数中，获取与多个荷电状态值中的每个荷电状态值对应的滞回系数。

可用能量确定单元，用于通过对电池的试验，确定多个电池温度值中的每个电池温度值和每个荷电状态值在不同的滞回系数下对应的剩余可用能量。

对应关系对应模块430，还可以根据每个电池温度值和每个荷电状态值在不同的滞回系数下对应的剩余可用能量，构建剩余可用能量查值表，通过剩余可用能量查值表确定电池的剩余可用能量与电池温度、荷电状态以及滞回系数之间的对应关系。

在一个实施例中，电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度和滞回系数的对应关系包括：通过预设的剩余可用能量查值表确定的电池的剩余可用能量与电池荷电状态、电池温度以及滞回系数之间的对应关系；或者，通过预设的剩余可用能量计算表达式确定的电池的剩余可用能量与电池荷电状态、电池温度以及滞回系数之间的对应关系。

图5示出根据本发明另一实施例的电池的剩余可用能量估算装置的结构示意图。如图5所示，电池的剩余可用能量估算装置的结构示意图可以包括：

电池参数确定模块510，用于确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度。

工况数据获取模块520，用于获取电池的工况运行数据。

第二能量估算模块530，用于利用预设的开路电压估算模型和电压预估模型，处理当前荷电状态值、当前电池温度和工况运行数据，得到电池的剩余可用能量的估算值。

在一个实施例中，第二能量估算模块530，具体可以包括：

历史荷电状态确定单元，用于确定工况运行数据中电池达到当前荷电状态值之前指定次数的电流方向发生变化时对应的荷电状态值，为历史荷电状态值。

荷电状态区间划分单元，用于将当前荷电状态值与电池达到放电截止条件时的荷电状态下限值形成的荷电状态区间，划分为N个荷电状态子区间。

子区间能量计算单元，用于利用预设的开路电压估算模型组件和电池电压估算模型组件，基于当前荷电状态值、当前电池温度、历史荷电状态值，计算N个荷电状态子区间中每个荷电状态子区间对应的可放电能量。

可放电能量累计单元，用于确定每个荷电状态子区间对应的可放电能量之和，为电池的剩余可用能量的估算值。

在一个实施例中，子区间能量计算单元，具体可以包括：

第一模型处理子单元，用于针对N个荷电状态子区间中首个荷电状态子区间，使用开路电压估算模型组件，处理历史荷电状态值，得到电池的开路电压起始值。

第二模型处理子单元，用于获取首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值，使用电池电压估算模型组件处理电池的开路电压值、当前电池温度和首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值，得到首个荷电状态子区间的电池电压值、首个荷电状态子区间的电池温升和首个荷电状态子区间的放电时长。

子区间能量计算单元，具体还可以用于根据首个荷电状态子区间的电池电压值、首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值和首个荷电状态子区间的放电时长，计算得到首个荷电状态子区间的可放电能量。

第一模型处理子单元，具体还可以用于使用开路电压估算模型组件，处理当前荷电状态值和历史荷电状态值，得到电池的开路电压结束值，将开路电压结束值作为下一个荷电状态子区间的开路电压起始值。

在一个实施例中，子区间能量计算单元，具体可以包括：

第一模型处理子单元，具体可以用于针对N个荷电状态子区间中首个荷电状态子区间以外的第i个荷电状态子区间，并将第i-1个荷电状态子区间的开路电压结束值作为第i个荷电状态子区间的开路电压起始值，其中i小于等于N，N为大于1的整数。

电池温度计算单元，用于获取第i-1个荷电状态子区间对应的放电所需电流值，根据第i-1个荷电状态子区间的电池温度和第i-1个荷电状态子区间的电池温升，确定第i个荷电状态子区间对应的电池温度。

第二模型处理子单元，具体可以用于利用电池电压估算模型处理开路电压起始值、电池温度和放电所需电流值，得到第i个荷电状态子区间的电池电压值、第i个荷电状态子区间的电池温升和第i个荷电状态子区间的放电时长。

子区间能量计算单元，具体还可以用于根据第i个荷电状态子区间的电池电压值、第i个荷电状态子区间的放电所需电流值和第i个荷电状态子区间的放电时长，计算得到第i个荷电状态子区间的可放电能量。

第一模型处理子单元，具体还可以用于利用开路电压估算模型组件，处理第i个荷电状态子区间的起始荷电状态值和历史荷电状态值，得到第i个荷电状态子区间的开路电压结束值。

在一个实施例中，剩余可用能量估算装置，还可以包括：

荷电状态值下限值确定单元，用于当第i个荷电状态子区间满足预设的区间细分条件时，将第i个荷电状态子区间作为待细分区间。

荷电状态区间划分单元，还用于划分待细分区间，得到M个新的荷电状态子区间，将M个新的荷电状态子区间中的首个新的荷电状态子区间作为新的第i个荷电状态子区间，并记录待细分区间的被划分次数。

子区间能量计算单元，还可以用于将第i-1个荷电状态子区间的开路电压结束值作为新的第i个荷电状态子区间的开路电压起始值，直到第j个荷电状态子区间满足区间细分条件且记录的被划分次数达到预设次数阈值时，

设置第j个荷电状态子区间以及第j个荷电状态子区间之后每个荷电状态子区间的可放电能量为零，或者第j个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零，其中，j大于等于i且小于等于N+M-1。

在一个实施例中，剩余可用能量估算装置，还可以包括：

第一电压比较值计算单元，用于当第i个荷电状态子区间的电池电压值低于预设的电压阈值时，将第i-1个荷电状态子区间的电池电压值与第i个荷电状态子区间的电池电压值的电压差值绝对值，作为第一电压比较值。

第二电压比较值计算单元，用于将电压阈值与第i个荷电状态子区间的电池电压值的电压差值绝对值，作为第二电压比较值。

第一累加比例计算单元，用于确定第二电压比较值与第一电压比较值的电压比值，并将100％与电压比值的差值，作为第一能量累加比值。

子区间能量计算单元，还可以用于将第i个荷电状态子区间的可放电能量和第一能量累加比值的乘积，作为第i个荷电状态子区间的可放电能量。

子区间能量计算单元，还可以用于设置第i个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零。

在一个实施例中，剩余可用能量估算装置，还可以包括：

温度差值计算单元，用于第i个荷电状态子区间的电池温度和第i个荷电状态子区间的电池温升形成的温度之和超过预设的温度阈值时，确定温度之和与温度阈值的温度差值绝对值。

第二累加比例计算单元，用于计算温度差值绝对值与电池温升的温度比值，并将100％与温度比值的差值，作为第二能量累加比值。

子区间能量计算单元，还可以用于将第i个荷电状态子区间的可放电能量和第二能量累加比值的乘积，作为第i个荷电状态子区间的可放电能量。

子区间能量计算单元，还可以用于设置第i个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零。

在一个实施例中，预设的放电超限条件包括：当第i个荷电状态子区间的电池电压值低于预设电压下限阈值，或者，第i个荷电状态子区间的电池温度和第i个荷电状态子区间的电池温升形成的温度之和超过预设温度阈值。

在一个实施例中，开路电压估算模型组件，用于表征电池的当前开路电压估算值与当前荷电状态值和历史荷电状态值之间的对应关系；电池电压估算模型组件，用于表征电池电压、电池温升、放电时长，与电池开路电压、电池温度、放电所需电流或放电所需功率、电池内阻和预设热力学参数之间的对应关系的模型。

需要明确的是，本发明并不局限于上文实施例中所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了描述的方便和简洁，这里省略了对已知方法的详细描述，并且上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图6是示出能够实现根据本发明实施例的电池的剩余可用能量估算方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。

如图6所示，计算设备600包括输入设备601、输入接口602、中央处理器603、存储器604、输出接口605、以及输出设备606。其中，输入接口602、中央处理器603、存储器604、以及输出接口605通过总线610相互连接，输入设备601和输出设备606分别通过输入接口602和输出接口605与总线610连接，进而与计算设备600的其他组件连接。具体地，输入设备601接收来自外部的输入信息，并通过输入接口602将输入信息传送到中央处理器603；中央处理器603基于存储器604中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器604中，然后通过输出接口605将输出信息传送到输出设备606；输出设备606将输出信息输出到计算设备600的外部供用户使用。

在一个实施例中，图6所示的计算设备600可以被实现为一种电池的剩余可用能量估算系统，该剩余可用能量估算系统可以包括：存储器，被配置为存储程序；处理器，被配置为运行存储器中存储的程序，以执行上述实施例描述的剩余可用能量估算方法。

根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸存储介质被安装。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个实施例中描述的方法。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。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。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个计算机可读存储介质传输，例如，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(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。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取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。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)等。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使对应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种电池的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述剩余可用能量估算方法包括：

确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；

从所述电池的工况运行数据中，获取所述电池达到指定荷电状态值之前的充电参数累计值和放电参数累计值，根据所述充电参数累计值和所述放电参数累计值的比值，确定与所述指定荷电状态值对应的滞回系数；

基于所述工况运行数据，确定所述电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系；

利用所述对应关系，根据所述当前荷电状态值、所述当前电池温度和所述滞回系数，估算所述电池的剩余可用能量。

2.根据权利要求1所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述充电参数累计值和放电参数累计值包括：

预设累计吞吐量中的累计充电容量和累计放电容量；或者，

指定次数的电流方向发生变化的情况下，变化后的电流方向为充电时的荷电状态变化量的累计值和变化后的电流方向为放电时的荷电状态变化量的累计值。

3.根据权利要求1所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述基于所述工况运行数据，确定所述电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系，包括：

根据所述电池在实时放电进度中的荷电状态值，获取一个荷电状态区间，从所述工况运行数据中，获取所述电池达到所述荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度、指定容量参数的参数值与所述容量参数的历史值；

基于预设的开路电压估算模型组件和预设的电池电压估算模型组件，处理所述容量参数的参数值、所述容量参数的历史值和所述电池温度，得到所述荷电状态区间对应的可放电能量、所述荷电状态区间对应的电池温升以及所述荷电状态区间对应的电池电压值；

基于所述荷电状态区间对应的电池温升以及所述荷电状态区间对应的电池电压值，确定所述荷电状态区间未达到预设的放电超限条件的情况下，根据所述电池在实时放电进度中的荷电状态值，获取一个新的荷电状态区间，

直到所述新的荷电状态区间达到所述放电超限条件，得到所述新的荷电状态区间之前的每个荷电状态区间对应的可放电能量、所述电池达到所述之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度；

将所述之前的每个荷电状态区间对应的可放电能量之和，作为所述电池的剩余可用能量值，根据所述电池的剩余可用能量值、所述之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值、所述电池达到所述之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度、以及从所述对应的滞回系数中获取的与所述之前的每个荷电状态区间的起始荷电状态值对应的滞回系数，确定所述电池的剩余可用能量值与所述电池的荷电状态值、电池温度以及滞回系数的对应关系。

4.根据权利要求3所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述基于预设的开路电压估算模型组件和预设的电池电压估算模型组件，处理所述容量参数的参数值、所述容量参数的历史值和所述电池温度，得到所述荷电状态区间对应的可放电能量、所述荷电状态区间对应的电池温升以及所述荷电状态区间对应的电池电压值，包括：

利用预设的开路电压估算模型组件，处理所述荷电状态区间的容量参数的参数值和所述容量参数的历史值，得到与所述荷电状态区间的起始荷电状态值对应的开路电压估算值；

利用预设的电池电压估算模型组件，处理所述对应的开路电压估算值、所述电池温度、以及所述荷电状态区间对应的放电电流值，得到所述荷电状态区间对应的电池电压值、所述荷电状态区间对应的电池温升和所述荷电状态区间对应的放电时长；

根据所述荷电状态区间对应的电池电压值、所述荷电状态区间对应的放电电流值以及所述荷电状态区间对应的放电时长，计算得到所述荷电状态区间对应的可放电能量。

5.根据权利要求3所述的剩余可用能量估算方法，其中，所述预设的放电超限条件，包括：

所述电池达到任一荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池温度，与所述任一荷电状态区间对应的电池温升形成的温度之和大于等于预设温度阈值；或者，

所述任一荷电状态区间的对应的电池电压值低于预设电压下限阈值时，判断所述任一荷电状态区间达到预设的放电超限条件。

6.根据权利要求3所述的剩余可用能量估算方法，其中，

所述容量参数为电池荷电状态参数，所述容量参数的参数值为指定荷电状态区间的起始荷电状态值，所述容量参数的历史值包括：预先记录的所述电池在达到所述指定荷电状态区间的起始荷电状态值之前，指定次数的电流方向发生变化时对应的荷电状态值；

所述容量参数为电池容量参数，所述容量参数的参数值为所述电池达到所述指定荷电状态区间的起始荷电状态值时的电池容量值，所述容量参数的历史值包括：预先记录的所述电池在达到所述指定荷电状态区间的起始荷电状态值之前，指定次数的电流方向发生变化时对应的电池容量值。

7.根据权利要求1所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述基于所述工况运行数据，确定所述电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系，包括：

从所述工况运行数据中，获取所述电池的多个电池温度值和多个荷电状态值，并从所述对应的滞回系数中，获取与所述多个荷电状态值中的每个荷电状态值对应的滞回系数；

通过对所述电池的试验，确定所述多个电池温度值中的每个电池温度值和所述每个荷电状态值在不同的滞回系数下对应的剩余可用能量；

根据所述每个电池温度值和所述每个荷电状态值在不同的滞回系数下对应的剩余可用能量，构建剩余可用能量查值表，通过所述剩余可用能量查值表确定所述电池的剩余可用能量与电池温度、荷电状态以及滞回系数之间的对应关系。

8.根据权利要求2所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，

所述电池的剩余可用能量下限值对应的滞回系数为-1，所述电池的剩余可用能量上限值对应的滞回系数为1，其中，

所述剩余可用能量下限值为所述电池通过第一放电过程达到预设放电截止条件时的剩余可用能量值，所述第一放电过程包括：通过放电将所述电池的荷电状态调整到预设荷电状态值，并继续放电直到所述电池满足所述预设放电截止条件；

所述剩余可用能量上限值为所述电池通过第二放电过程达到预设放电截止条件时的剩余可用能量值，所述第二放电过程包括：通过充电将所述电池的荷电状态调整到所述预设荷电状态值时，通过放电直到所述电池满足所述预设放电截止条件。

9.一种剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述剩余可用能量估算方法包括：

确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；

获取所述电池的工况运行数据；

利用预设的开路电压估算模型和预设的电压预估模型，处理所述当前荷电状态值、所述当前电池温度和所述工况运行数据，得到所述电池的剩余可用能量的估算值。

10.根据权利要求9所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述利用预设的开路电压估算模型和预设的电压预估模型，处理所述当前荷电状态值、所述当前电池温度和所述工况运行数据，得到所述电池的剩余可用能量的估算值，包括：

获取所述工况运行数据中的历史荷电状态值，所述历史荷电状态值包括预先记录的在所述电池达到所述当前荷电状态值之前，指定次数的电流方向发生变化时对应的荷电状态值；

将所述当前荷电状态值与荷电状态下限值形成的荷电状态区间，划分为N个荷电状态子区间，所述荷电状态下限值为所述电池达到放电截止条件时的荷电状态值，其中，N为大于1的整数；

利用预设的开路电压估算模型组件和电池电压估算模型组件，基于所述当前荷电状态值、当前电池温度、所述历史荷电状态值，计算所述N个荷电状态子区间中每个荷电状态子区间对应的可放电能量；

计算所述每个荷电状态子区间对应的可放电能量之和，为所述电池的剩余可用能量的估算值。

11.根据权利要求10所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述利用预设的开路电压估算模型组件和电池电压估算模型组件，基于所述当前荷电状态值、当前电池温度、所述历史荷电状态值，计算所述N个荷电状态子区间中每个荷电状态子区间对应的可放电能量，包括：

针对所述N个荷电状态子区间中的首个荷电状态子区间，使用所述开路电压估算模型组件，处理所述历史荷电状态值，得到所述电池的开路电压起始值；

获取所述首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值，使用所述电池电压估算模型组件处理所述电池的开路电压值、所述当前电池温度和所述首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值，得到所述首个荷电状态子区间的电池电压值、所述首个荷电状态子区间的电池温升和所述首个荷电状态子区间的放电时长；

根据所述首个荷电状态子区间的电池电压值、所述首个荷电状态子区间对应的放电所需电流值和所述首个荷电状态子区间的放电时长，计算得到所述首个荷电状态子区间的可放电能量；

使用所述开路电压估算模型组件，处理所述当前荷电状态值和所述，得到所述首个荷电状态子区间的开路电压结束值。

12.根据权利要求10所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述利用预设的开路电压估算模型组件和电池电压估算模型组件，基于所述当前荷电状态值、当前电池温度、所述历史荷电状态值，计算所述N个荷电状态子区间中每个荷电状态子区间对应的可放电能量，包括：

将第i-1个荷电状态子区间的开路电压结束值作为第i个荷电状态子区间的开路电压起始值，其中i大于1且小于等于N；

获取第i-1个荷电状态子区间对应的放电所需电流值，根据第i-1个荷电状态子区间的电池温度和第i-1个荷电状态子区间的电池温升，确定所述第i个荷电状态子区间对应的电池温度；

利用所述电池电压估算模型处理所述开路电压起始值、所述电池温度和所述放电所需电流值，得到第i个荷电状态子区间的电池电压值、第i个荷电状态子区间的电池温升和第i个荷电状态子区间的放电时长；

根据所述第i个荷电状态子区间的电池电压值、所述第i个荷电状态子区间的放电所需电流值和所述第i个荷电状态子区间的放电时长，计算得到第i个荷电状态子区间的可放电能量；

利用所述开路电压估算模型组件，处理所述第i个荷电状态子区间的起始荷电状态值和所述历史荷电状态值，得到所述第i个荷电状态子区间的开路电压结束值。

13.根据权利要求12所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述剩余可用能量估算方法还包括：

当所述第i个荷电状态子区间满足预设的放电超限条件时，将所述第i个荷电状态子区间作为待细分区间；

划分所述待细分区间，得到M个新的荷电状态子区间，将所述M个新的荷电状态子区间中的首个新的荷电状态子区间作为新的第i个荷电状态子区间，并记录待细分区间的被划分次数，其中，M为大于1的整数；

将第i-1个荷电状态子区间的开路电压结束值作为新的第i个荷电状态子区间的开路电压起始值，直到第j个荷电状态子区间满足所述放电超限条件且记录的被划分次数达到预设次数阈值时，

设置第j个荷电状态子区间以及第j个荷电状态子区间之后每个荷电状态子区间的可放电能量为零，或者第j个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零，其中，j大于等于i且小于等于N+M-1。

14.根据权利要求12所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述剩余可用能量估算方法还包括：

当所述第i个荷电状态子区间的电池电压值低于预设的电压阈值时，将所述第i-1个荷电状态子区间的电池电压值与所述第i个荷电状态子区间的电池电压值的电压差值绝对值，作为第一电压比较值；

将所述电压阈值与所述第i个荷电状态子区间的电池电压值的电压差值绝对值，作为第二电压比较值；

确定所述第二电压比较值与所述第一电压比较值的电压比值，并将100％与所述电压比值的差值，作为第一能量累加比值；

将所述第i个荷电状态子区间的可放电能量和所述第一能量累加比值的乘积，作为所述第i个荷电状态子区间的可放电能量；

设置所述第i个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零。

15.根据权利要求12所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，所述剩余可用能量估算方法还包括：

所述第i个荷电状态子区间的电池温度和所述第i个荷电状态子区间的电池温升形成的温度之和超过预设的温度阈值时，确定所述温度之和与所述温度阈值的温度差值绝对值；

计算所述温度差值绝对值与所述电池温升的温度比值，并将100％与所述温度比值的差值，作为第二能量累加比值；

将所述第i个荷电状态子区间的可放电能量和所述第二能量累加比值的乘积，作为所述第i个荷电状态子区间的可放电能量；

设置所述第i个荷电状态子区间之后的每个荷电状态子区间的可放电能量为零。

16.根据权利要求13所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，

所述预设的放电超限条件包括：当所述第i个荷电状态子区间的电池电压值低于预设电压下限阈值，或者，所述第i个荷电状态子区间的电池温度和所述第i个荷电状态子区间的电池温升形成的温度之和超过预设温度阈值。

17.根据权利要求10所述的剩余可用能量估算方法，其特征在于，

所述开路电压估算模型组件，包括用于表征所述电池的开路电压估算值与当前荷电状态值、累计充电容量和累计放电容量之间的对应关系的模型；

所述电池电压估算模型组件，包括用于表征电池电压、电池温升、放电时长，与电池开路电压、电池温度、放电所需电流或放电所需功率、电池内阻和预设热力学参数之间的对应关系的模型。

18.一种电池的剩余可用能量估算装置，其特征在于，所述电池的剩余可用能量估算装置，包括：

电池参数确定模块，用于确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；

滞回系数确定模块，用于从所述电池的工况运行数据中，获取所述电池达到指定荷电状态值之前的充电参数累计值和放电参数累计值，根据所述充电参数累计值和所述放电参数累计值的比值，确定与所述指定荷电状态值对应的滞回系数；

对应关系对应模块，用于基于所述工况运行数据，确定所述电池的剩余可用能量与荷电状态、电池温度以及滞回系数的对应关系；

第一能量估算模块，用于利用所述对应关系，根据所述当前荷电状态值、所述当前电池温度和所述滞回系数，估算所述电池的剩余可用能量。

19.一种电池的剩余可用能量估算装置，其特征在于，所述电池的剩余可用能量估算装置，包括：

电池参数确定模块，用于确定电池的当前荷电状态值和当前电池温度；

工况数据获取模块，用于获取所述电池的工况运行数据；

第二能量估算模块，用于利用预设的开路电压估算模型和电压预估模型，处理所述当前荷电状态值、所述当前电池温度和所述工况运行数据，得到所述电池的剩余可用能量的估算值。

20.一种电池的剩余可用能量估算系统，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器用于储存有可执行程序代码；

所述处理器用于读取所述存储器中存储的可执行程序代码以执行权利要求1至8中任一项所述的电池的剩余可用能量估算方法、或者权利要求9至17中任一项所述的电池的剩余可用能量估算方法。

21.一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指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至8中任一项所述的电池的剩余可用能量估算方法、或者权利要求9至17中任一项所述的电池的剩余可用能量估算方法。

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