CN112415401A - 应用于车辆的电池监控方法、装置和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种应用于车辆的电池监控方法、装置和设备，其中，该方法包括：获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值与当前时刻下的端电压和开路电压，其中，第一电流值和所述第二电流值为不同的电流采集单元所采集的；根据电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值；根据第一电流值、第二电流值和第三电流值，确定电池的有效电流值，并根据有效电流值监控电池的运行。本申请的方法，可以有效的判断出电流采集单元的有效性，获取有效电流值，并根据获取的有效电流值监控电池的运行，避免电流采集单元发生故障时无法对电池进行有效监控。
Description
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及应用于车辆的电池监控方法、装置和设备。
背景技术
车辆是人们出行的重要工具，在车辆中可以设置电池，电池为车辆提供动力或者其他的能源需求。在电池的工作过程中，为避免电流过大对电池造成损坏，或者电流过小造成车辆无法正常行驶，需要对电池电流进行监控。
目前，在监控电池的电流时，可以在电池外的主回路上安装一个电池采集单元，通过电池采集单元来采集主回路电流，以保证电池在正常状态下工作从而确保电池的安全。
然而在实际的监测过程中，当电池采集单元中出现漂移电流或者电流采集单元出现故障时，此时电流采集单元所检测的电流不准确，进而无法获得准确的电流值以确保电池的正常工作。
发明内容
本申请提供一种应用于车辆的电池监控方法、装置和设备，用以解决在车辆电池监控过程中，尤其是在电池电流的监控过程中，会出现电池电流采集单元出现故障，无法获取有效电流值以确保电池正常工作的问题。
第一方面，本申请提供一种应用于车辆的电池监控方法，所述方法包括：
获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值，其中，所述第一电流值和所述第二电流值为不同的电流采集单元所采集的，并获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压；
根据所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值；
根据所述第一电流值、所述第二电流值和所述第三电流值，确定所述电池的有效电流值，并根据所述有效电流值监控所述电池的运行。
在一种可能的设计中，根据所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值，包括：
获取所述电池在当前时刻的内阻；
根据所述电池在当前时刻的内阻、所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定所述第三电流值。
在一种可能的设计中，获取所述电池在当前时刻的内阻，包括：
获取当前时刻之前的多个时刻下的电池的端电压和电池电流，其中，所述电池电流为所述不同的电流采集单元中的任一电流采集单元所采集的；
根据所述多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定所述电池在当前时刻的平均内阻；
根据所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻，确定所述电池在当前时刻的内阻。
在一种可能的设计中，根据所述多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定所述电池在当前时刻的平均内阻，包括：
针对所述多个时刻中的每一对相邻时刻，根据相邻时刻的端电压，得到相邻时刻的电压差值，并根据相邻时刻的电池电流，得到相邻时刻的电流差值；
根据相邻时刻的电压差值和电流差值，确定相邻时刻的电阻值；
根据各相邻时刻的电阻值，确定所述电池在当前时刻的平均内阻。
在一种可能的设计中，所述电池在当前时刻的平均内阻为
其中，Ui为相邻时刻中的前一时刻的端电压，Ui+1为相邻时刻中的后一时刻的端电压；Ii为相邻时刻中的前一时刻的电池电流，Ii+1为相邻时刻中的后一时刻的电池电流；n为所述多个时刻的个数，n为大于等于1的正整数；i为大于等于1、小于等于n的正整数。
在一种可能的设计中，根据所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻，确定所述电池在当前时刻的内阻，包括：
对所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻进行加权求和，得到所述电池在当前时刻的内阻。
在一种可能的设计中，所述第三电流值为
其中，U为所述电池在当前时刻下的端电压，Uoc为所述电池在当前时刻下的开路电压，Rb为所述电池在当前时刻的内阻。
在一种可能的设计中，根据所述第一电流值、所述第二电流值和所述第三电流值，确定所述电池的有效电流值，包括：
确定所述第一电流值与所述第二电流值之间的第一差值；
若所述第一差值大于第一预设阈值、并且所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定所述第二电流值为有效电流值；
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值为有效电流值；
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值小于等于所述第二预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值小于等于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值与所述第二电流值之间的最大值为有效电流值。
所述方法，还包括：
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值和所述第二电流值均为无效电流值，并发出故障信号；其中，所述故障信号表征电流采集单元发生故障。
在一种可能的设计中，所述获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压，包括：
获取电压采集单元所检测的当前时刻下的端电压，并获取所述电池在当前时刻下的电池荷电状态；
根据预设的电池荷电状态与开路电压之间的对应关系，确定与所述电池的电池荷电状态对应的开路电压。
第二方面，本申请提供一种应用于车辆的电池监控装置，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值，其中，所述第一电流值和所述第二电流值为不同的电流采集单元所采集的；
第二获取单元，用于获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压；
处理单元，用于根据所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值；
判决单元，用于根据所述第一电流值、所述第二电流值和所述第三电流值，确定所述电池的有效电流值；
监控单元，用于根据所述有效电流值监控所述电池的运行。
在一种可能的设计中，所述处理单元，包括：
获取模块，用于获取所述电池在当前时刻的内阻；
确定模块，用于根据所述电池在当前时刻的内阻、所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定所述第三电流值。
在一种可能的设计中，所述获取模块，具体用于：
获取当前时刻之前的多个时刻下的电池的端电压和电池电流，其中，所述电池电流为所述不同的电流采集单元中的任一电流采集单元所采集的；
根据所述多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定所述电池在当前时刻的平均内阻；
根据所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻，确定所述电池在当前时刻的内阻。
在一种可能的设计中，所述获取模块在根据所述多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定所述电池在当前时刻的平均内阻时，具体用于：
针对所述多个时刻中的每一对相邻时刻，根据相邻时刻的端电压，得到相邻时刻的电压差值，并根据相邻时刻的电池电流，得到相邻时刻的电流差值；
根据相邻时刻的电压差值和电流差值，确定相邻时刻的电阻值；
根据各相邻时刻的电阻值，确定所述电池在当前时刻的平均内阻。
在一种可能的设计中，所述电池在当前时刻的平均内阻为
其中，Ui为相邻时刻中的前一时刻的端电压，Ui+1为相邻时刻中的后一时刻的端电压；Ii为相邻时刻中的前一时刻的电池电流，Ii+1为相邻时刻中的后一时刻的电池电流；n为所述多个时刻的个数，n为大于等于1的正整数；i为大于等于1、小于等于n的正整数。
在一种可能的设计中，所述获取模块在根据所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻，确定所述电池在当前时刻的内阻时，具体用于：
对所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻进行加权求和，得到所述电池在当前时刻的内阻。
在一种可能的设计中，所述第三电流值为
其中，U为所述电池在当前时刻下的端电压，Uoc为所述电池在当前时刻下的开路电压，Rb为所述电池在当前时刻的内阻。
在一种可能的设计中，所述判决单元具体用于：
确定所述第一电流值与所述第二电流值之间的第一差值；
若所述第一差值大于第一预设阈值、并且所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定所述第二电流值为有效电流值；
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值为有效电流值；
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值小于等于所述第二预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值小于等于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值与所述第二电流值之间的最大值为有效电流值。
所述装置，还包括：
报警单元，用于若所述第一差值大于所述第一预设阈值、所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值和所述第二电流值均为无效电流值时，发出故障信号；其中，所述故障信号表征电流采集单元发生故障。
在一种可能的设计中，所述第二获取单元，具体用于：
获取电压采集单元所检测的当前时刻下的端电压，并获取所述电池在当前时刻下的电池荷电状态；
根据预设的电池荷电状态与开路电压之间的对应关系，确定与所述电池的电池荷电状态对应的开路电压。
第三方面，本申请提供另一种应用于车辆的电池监控装置，包括：存储器，处理器；
存储器，用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于根据所述可执行指令执行第一方面任一项所述的方法。
第四方面，本申请提供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计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面任一项所述的方法。
第五方面，本申请提供一种应用于车辆的电池监控系统，包括：电压采集单元、至少两个电流采集单元和控制单元；
所述电压采集单元、所述至少两个电流采集单元分别与所述车辆的电池连接；所述控制单元分别与所述电压采集单元、所述至少两个电流采集单元连接；
所述控制单元用于执行如第一方面任一项所述的方法。
第六方面，本申请提供一种车辆，所述车辆上设置有如第五方面所述的应用于车辆的电池监控系统。
本申请提供的应用于车辆的电池监控方法、装置和设备，通过获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值与当前时刻下的端电压和开路电压，并根据电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值；根据第一电流值、第二电流值和第三电流值，确定电池的有效电流值，并根据有效电流值监控电池的运行。本申请的方法，可以有效的判断出电流采集单元的有效性，并根据获取的有效电流值监控电池的运行，以确保电池的安全。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的一种应用于车辆的电池监控方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种应用于车辆的电池监控方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种应用于车辆的电池监控方法的流程示意图；
图4为本申请实施例中提供的一种应用于车辆的电池监控装置的结构示意图；
图5为本申请实施例中提供的另一种应用于车辆的电池监控装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种应用于车辆的电池监控装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种应用于车辆的电池监控系统的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
车辆是人类出行的重要交通工具，随着道路中车辆数的增加，在能源资源以及环保的双重考虑下，在车辆中可以设置电池，电池可以为车辆提供动力或者其他的能源需求。
一个示例中，为了监控电池的工作状态，需要在电池外的主回路上安装一个电池采集单元，电池采集单元可以对车辆中电池主回路电流进行采集，其中电流采集单元可以为电流传感器。然而，当电流采集单元发生故障时或者电流采集单元中存在漂移电流时，此时电流采集单元采集到的电流数据不准确，则无法依据该电流数据对电池的工作状态进行监控。
一个示例中，为了避免单一电池采集单元发生故障时无法获取电池的电流数据，在电池主回路上连接两个电池采集单元，通过两个电流采集单元分别对电池电流进行采集。之后，取两个电流的差值，判断该差值是否符合规定的阈值，进而从两个电流值中选择一个作为有效电流值。然而，当两个电流采集单元同时出现故障时，采用这一方法确定的有效电流与电池电流的真实值之间存在较大误差，从而无法准确的监控电池的工作状态，即采用该方法来确定所获取电流有效性的准确性较低。
本申请提供的应用于车辆的电池监控方法、装置和设备，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
图1为本申请实施例提供的一种应用于车辆的电池监控方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括：
101、获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值，其中，第一电流值和第二电流值为不同的电流采集单元所采集的，并获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压。
示例性地，在对车辆中的电池进行监控时，可以在电池的主回路中设置电流采集单元去采集电池电流，其中，电池采集单元可以为电流传感器。电池控制单元可以通过不同的电流采集单元获取到不同的电流值，在本实施例中，可以通过一个电流采集单元采集到第一电流值，通过另一个电流采集单元采集到第二电流值。此外电池控制单元还会获取当前时刻下的电池的端电压与开路电压。
102、根据电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值。
示例性地，电池控制单元通过获取到的当前时刻电池的端电压与开路电压，可以计算得到第三电流值。一个示例中，电池控制单元可以将端电压减去开路电压，然后除以一个预设电阻值，进而得到第三电流值。或者，另一个示例中，电池控制单元可以将端电压减去开路电压得到一个差值，然后将该差值的绝对值除以一个预设电阻值，进而得到第三电流值。
103、根据第一电流值、第二电流值和第三电流值，确定电池的有效电流值，并根据有效电流值监控电池的运行。
示例性地，当电池控制单元确定出第三电流值之后，会对第一电流值、第二电流值和第三电流值进行校验判断，从而确定出电池的有效电流值。
一个示例中，电池控制单元可以将第一电流值、第二电流值和第三电流值三者中的最值(最大值或者最小值)，作为有效电流值。另一个示例中，电池控制单元可以将第一电流值减去第三电流值得到一个差值A，将第二电流值减去第三电流值得到另一个差值B，若确定差值A大于差值B，则可以将第二电流值作为有效电流值。进而可以通过引入一个第三电流值，去分析电池的有效电流值；并依据有效电流值去监控车辆中电池的运行情况，避免电池长时间在较低的电流值或较高的电流值下运行，从而影响电池的寿命或者电池的安全性。并且，由于该第三电流值是电池在当前时刻下的端电压和开路电压相关的，进而通过分析第三电流值，可以准确的分析出电池的有效电流值。
本实施例中，电池控制单元可以通过不同的电流采集单元获取到当前时刻下的第一电流值和第二电流值；电池控制单元还可以获取到电池在当前时刻下的端电压和开路电压，然后可以通过对当前时刻下的端电压和开路电压取差值再对内阻做商计算得到电池的第三电流值。具体的，关于电流有效性判断方法，一种方式中，可以在第一电流值、第二电流值、第三电流值时都在预设的范围中时，此时认为所获取的三个电流值都是有效的，并且认为三个电流值当中的最大值为最接近电流真实值的(选择最大值作为有效电流值有利于电池的保护)，其中预设的范围可以由之前的电池实验结果得到或由相关人员的经验得到；另一种方式中，虽然通过上述方法获取出来的第三电流值可能会存在误差，通常在电流采集单元未出现故障时，电流采集单元测得的电流值相比于上述第三电流值会更加接近于电流真实值，所以也可以将第三电流值作为一个参考，选择第一电流值与第二电流值中最接近于第三电流值的电流作为有效电流值，相差较大的电流值会认为该电流采集单元存在故障或者与真实值误差较大。获取到有效电流值之后，可以根据电池的有效电流值对电池的运行进行监控，以确保电池在正常的工作状态下运行，以保护电池及车辆安全。通过上述方法，可以避免当不同的电流采集单元同时出现故障时，电池控制单元无法判断出所测得的两个电流的有效性，而且通过三个电流值之间相互校验所得到的电流值会更加接近于电流的真实值，判断结果更加准确。
图2为本申请实施例提供的另一种应用于车辆的电池监控方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括：
201、获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值，其中，第一电流值和第二电流值为不同的电流采集单元所采集的，并获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压。
本步骤可以参见图1所示的步骤101，不再赘述。
202、获取电池在当前时刻的内阻，根据电池在当前时刻的内阻、电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值。
示例性地，电池控制单元可以获取到电池在当前时刻的内阻，例如，电池控制单元可以通过电阻测试仪检测到电池在当前时刻的内阻，或者，电池控制单元可以通过电池的端电压和电流，得到电池在当前时刻的内阻，或者，电池控制单元可以对电池在各时刻下的内阻进行平均值计算，得到电池在当前时刻的内阻。
电池控制单元对电池在当前时刻的内阻、电池在当前时刻下的端电压和开路电压进行计算，确定出电池的第三电流值。一个示例中，电池的第三电流值的计算公式为：
其中，U为电池在当前时刻下的端电压，Uoc为电池在当前时刻下的开路电压，Rb为电池在当前时刻的内阻。
示例性地，电池控制单元可以根据所获取的当前时刻的开路电压与端电压获取得到一个第三电流值。在确定第三电流值时可以将当前时刻的电池端电压与电池开路电压做差值并与之前获取的电池当前时刻内阻做商得到当前时刻电池的第三电流值，并且所获取到的第三电流值可以进一步的应用于电池电流有效性的判断，即进一步的执行步骤203。
203、根据第一电流值、第二电流值和第三电流值，确定电池的有效电流值，并根据有效电流值监控电池的运行。
本步骤可以参见图1所示的步骤103，不再赘述。
本实施例中，电池控制单元可以通过两个不同的电流采集装置分别对电池在当前时刻下电流进行测量，得到测得的两个电流值(第一电流值、第二电流值)；电池控制单元还可以获取到电池当前时刻的端电压与开路电压；之后为了得到电池的内阻，电池控制单元可以取电池在当前时刻的前多个时刻的平均内阻作为电池在当前时刻的内阻，或者直接从电阻测试仪中获取当前时刻的内阻值，再将当前时刻的电池开路电压与电池端电压做差值并与之前获取的电池当前时刻内阻做商得到当前时刻电池的第三电流值；最后对第一电流值、第二电流值与第三电流值进行校验确定出电池的有效电流值，以便可以对电池的工作状态进行更加有效的监控，保证电池的安全。通过这一方法来确定电池的有效电流可以避免当电流采集单元同时发生故障时，确定出的有效电流值与电池的真实电流值之间的误差较大，无法准确的得到电池真实的工作状态。
图3为本申请实施例提供的又一种应用于车辆的电池监控方法的流程示意图；。如图3所示，该方法包括：
301、获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值，其中，第一电流值和第二电流值为不同的电流采集单元所采集的。
示例性地，图7为本申请实施例提供的一种应用于车辆的电池监控系统的结构示意图，如图7所示，该系统包括电池，至少两个电流采集单元(电流采集单元1、电流采集单元2)和控制单元，两个电流采集单元串联在电池的主回路中，并且两个电流采集单元分别与控制单元之间相连接，其中，电流采集单元可以为电流传感器，电池控制单元可以通过电流采集单元1获取到第一电流值，通过电流采集单元2获取到第二电流值。当电流采集单元为电流传感器时，电流采集单元1与电流采集单元2还会将各自采集到的信号通过电流传感器与电池控制单元的接口发送给电池控制单元，然后经过电池控制单元中的转换器将采集到的信号转换成对应的第一电流值或第二电流值。
302、获取电压采集单元所检测的当前时刻下的端电压，并获取电池在当前时刻下的电池荷电状态；根据预设的电池荷电状态与开路电压之间的对应关系，确定与电池的电池荷电状态对应的开路电压。
示例性地，如图7所示的系统中还包括有电压采集单元，其中电压采集单元与并联在电池回路中，并且电压采集单元与控制单元之间相互连接，用来向控制单元发送测得的电压值。具体的，电压采集单元用于采集电池当前时刻下的端电压，其中，电压采集单元可以为电压传感器。当电压采集单元为电压传感器时，电压传感器会将采集到的信号通过电压传感器与电池控制单元的接口发送给电池控制单元，然后经过电池控制单元中的转换器将采集到的信号转换成当前时刻下的端电压值。此外，电池控制单元中预先存储有电池荷电状态与电池开路电压之间的对应关系，其中电池荷电状态与电池开路电压之间的对应关系可以通过电池测试实验结果得到；电池控制单元在得到当前时刻的电池荷电状态后，可以根据预先存储的电池荷电状态与电池开路电压之间的对应关系得到电池在当前时刻下的开路电压，其中，当前时刻的电池荷电状态可以由电池控制单元根据预先设定好的算法或等效电路模型得到。
303、获取当前时刻之前的多个时刻下的电池的端电压和电池电流，并根据多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定电池在当前时刻的平均内阻。
一个示例中，步骤303中的“根据多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定电池在当前时刻的平均内阻”，包括：针对多个时刻中的每一对相邻时刻，根据相邻时刻的端电压，得到相邻时刻的电压差值，并根据相邻时刻的电池电流，得到相邻时刻的电流差值；根据相邻时刻的电压差值和电流差值，确定相邻时刻的电阻值；根据各相邻时刻的电阻值，确定电池在当前时刻的平均内阻。
一个示例中，电池在当前时刻的平均内阻为
其中，Ui为相邻时刻中的前一时刻的端电压，Ui+1为相邻时刻中的后一时刻的端电压；Ii为相邻时刻中的前一时刻的电池电流，Ii+1为相邻时刻中的后一时刻的电池电流；n为多个时刻的个数，n为大于等于1的正整数；i为大于等于1、小于等于n的正整数。
示例性地，电池控制单元可以通过存储或缓存在电池控制单元中的当前时刻之前的多个时刻下的电池的端电压和电池电流，去确定电池当前时刻的平均内阻，进一步去执行步骤304以获取电池当前时刻内阻，其中电池当前时刻的电流值可以为不同的电流采集单元中的任一电流采集单元所采集的。具体的电池当前时刻的平均内阻可以通过如下方法得到：电池控制单元获取当前时刻前的n个时刻的所测得的电池端电压值与电池电流值(其中电池电流值可以选定为第一电流值或者第二电流值中的任一电流值)，然后获取电池在第一时刻与的第二时刻间电池端电压的差值与电池电流值之间的差值，并对端电压差值以及电流差值取商得到一个内阻值，接下来在对第二时刻与第三时刻的电池端电压以及电池电流做相同的处理，得到了n-1个电池的内阻值，之后对这n-1个电流值求和之后取平均，即可得到当前时刻下电池的平均内阻，其中在计算电池两个时刻间的内阻时，假设相邻两个时刻的间隔较短，则这两个时刻间的电池的荷电状态的变化可以忽略不计，可以得到相邻时刻电池的开路电压相同，此时可以通过电池端电压的差值和电流差值，确定这两个时刻间的内阻值。
304、根据电池在当前时刻的前一时刻的内阻、电池在当前时刻的平均内阻，确定电池在当前时刻的内阻。
一个示例中，电池在当前时刻的内阻可以通过对电池在当前时刻的前一时刻的内阻和电池在当前时刻的平均内阻进行加权求和得到。
一个示例中，电池在当前时刻的内阻的计算公式为：
其中，R′b代表电池在当前时刻的前一时刻的内阻，
代表电池在当前时刻的平均内阻，
为电池在当前时刻的平均内阻的加权系数，α为大于0的正数，且α可根据电池的工作状况进行标定。
示例性地，在确定电池的当前时刻的内阻时，电池的控制单元会将电池前一时刻的内阻值与当前时刻的平均内阻加权求和，使得获得的电池当前时刻的内阻更加接近于电池的真实内阻，更能够体现出电池内阻的真实变化。具体的，在采用加权求和的算法进行内阻计算时，可以将平均内阻加权系数设置为
将当前时刻前一时刻内阻的值设置为
由于在电池的实际应用过程中，电池内阻的变化是比较平缓的，为了避免获取的平均内阻存在跳变或误差而导致所获取的内阻与真实内阻之间差距较大，则可以为平均内阻和前一时刻的内阻设置各自的加权系数，以保证所获取的内阻更加准确。
305、根据电池在当前时刻的内阻、电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值。
本步骤可以参见图2所示的步骤202，不再赘述。
306、根据第一电流值、第二电流值和第三电流值，确定电池的有效电流值，并根据有效电流值监控电池的运行。
一个示例中，步骤306中“根据第一电流值、第二电流值和第三电流值，确定电池的有效电流值”，可以通过以下方式实现：
确定第一电流值与第二电流值之间的第一差值；
若第一差值大于第一预设阈值、并且第一电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定第二电流值为有效电流值；
若第一差值大于第一预设阈值、并且第二电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定第一电流值为有效电流值；
若第一差值大于第一预设阈值、第一电流值与第三电流值之间的第二差值小于等于第二预设阈值、并且第二电流值与第三电流值之间的第二差值小于等于第二预设阈值，则确定第一电流值与第二电流值之间的最大值为有效电流值。
示例性地，若电池控制单元在确定电池的有效电流时，首先会判断电池第一电流值与第二电流值的差值是否大于规定的第一预设阈值，大于规定的第一预设阈值时，则表明第一电流值与第二电流值中可能存在有无效的电流值，即电流采集单元可能会有故障发生使得测得的电流不准确或者是当前电池工作状态下的电流存在异常现象，此时所测得的第一电流值与第二电流值的有效性需要进一步的去判断；在进一步判断时，可以将获取得到的第三电流值当做一个参考(此时认为获取得到的第三电流值与电池的电流值较接近)，电池控制单元需要确定第一电流值与第三电流值之间的第二差值是否大于第二预设阈值，若第一电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则表明所测得的第一电流值与电池真实电流值之间的误差较大，此时将所测得的第二电流值确定为有效电流值；电池控制单元确定第二电流值与第三电流值之间的第二差值是否大于第二预设阈值，若第二电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则表明所测得的第二电流值误差较大，将所测得的第二电流值确定为有效电流值；若电池控制单元检测到第一差值大于第一预设阈值、第一电流值与第三电流值之间的第二差值小于等于第二预设阈值、并且第二电流值与第三电流值之间的第二差值小于等于第二预设阈值，则将所测得第一电流值与第二电流值之间的最大值确定为有效电流值(此时认为电流采集单元测得的较大值更加接近于电池的真实电流值，且选择较大的电流值作为有效电流值更有利于确保电池工作的安全)；其中，第一预设阈值与第二预设阈值可根据电池在实验过程中的结果确定或者依据相关人员的经验取相同或者不同的电流值。
307、若第一差值大于第一预设阈值、第一电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值、并且第二电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定第一电流值和第二电流值均为无效电流值，并发出故障信号；其中，故障信号表征电流采集单元发生故障。
示例性地，电池控制单元还可以与指示灯或者蜂鸣器等报警装置相连接。在步骤306之后，若电池控制单元检测到电池的第一差值大于第一预设阈值、第一电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值、并且第二电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，即此时认为电池的第一电流值与第二电流值均与电池真实电流值之间的误差较大，则确定第一电流值和第二电流值均为无效电流值，此时电池控制单元会向报警装置发出故障信号，使得指示灯或者蜂鸣器等报警装置发出故障信息(例如指示灯亮度改变或者报警器发出蜂鸣声等)，以指示电流采集单元发生故障。
本实施例中，电池控制单元可以通过不同的电流采集装置获取到电池在当前时刻下的第一电流值与第二电流值；通过电压采集单元获取到电池在当前时刻下的端电压值；此外电池控制单元还可以根据预设的算法或者等效电路模型获取到当前时刻的荷电状态并由当前时刻的荷电状态与电池开路电压之间的对应关系获取到电池在当前时刻的开路电压；之后电池控制单元会通过获取得到的电池当前时刻的内阻、电池开路电压以及电池的端电压得到第三电流值，之后再对第一电流值、第二电流值与第三电流值进行校验确定出电池的有效电流值，以便可以对电池的工作状态进行更加有效的监控，保证电池的安全。通过这一方法来确定电池的有效电流还可以避免当电流采集单元同时发生故障时，确定出的有效电流值与电池的真实电流值之间的误差较大，无法准确的得到电池真实的工作状态，以保证电池的安全工作。此外获取电池的第三电流值时，是基于电池在当前时刻前的多个相邻时刻的时间间隔的电池电压差值与电池电流差值做商，采用这种方式可以有效的规避电流采集单元与电压采集单元在每一时刻采集到的电流值和电压值的误差，之后取平均内阻值可以使获取到的内阻值更加准确；并且电池当前时刻内阻是由电池的当前时刻的平均内阻与电池前一时刻的内阻加权求和得到，采用这一方法可以进一步使得获取到的电池当前时刻的内阻更加准确，并且相比于直接将电池当前时刻的平均内阻作为电池当前时刻的内阻这一方法而言，更能够反应电池真实内阻的变化，避免电池的平均内阻计算出现误差时，所获取的电池内阻值误差较大的问题。
图4为本申请实施例中提供的一种应用于车辆的电池监控装置的结构示意图。如图所示，该装置包括：
第一获取单元41，用于获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值，其中，第一电流值和第二电流值为不同的电流采集单元所采集的；
第二获取单元42，用于获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压；
处理单元43，用于根据电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值；
判决单元44，用于根据第一电流值、第二电流值和第三电流值，确定电池的有效电流值；
监控单元45，用于根据有效电流值监控电池的运行。
本实施例提供的装置，用于实现上述方法提供的技术方案，其实现原理和技术效果类似，不再赘述。
图5为本申请实施例中提供的另一种应用于车辆的电池监控装置的结构示意图。在图4的基础上,如图所示，处理单元43，包括：
获取模块431，用于获取电池在当前时刻的内阻；
确定模块432，用于根据电池在当前时刻的内阻、电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值。
一个示例中，获取模块431，具体用于：
获取当前时刻之前的多个时刻下的电池的端电压和电池电流，其中，电池电流为不同的电流采集单元中的任一电流采集单元所采集的；
根据多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定电池在当前时刻的平均内阻；
根据电池在当前时刻的前一时刻的内阻、电池在当前时刻的平均内阻，确定电池在当前时刻的内阻。
一个示例中，获取模块431在根据多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定电池在当前时刻的平均内阻时，具体用于：
针对多个时刻中的每一对相邻时刻，根据相邻时刻的端电压，得到相邻时刻的电压差值，并根据相邻时刻的电池电流，得到相邻时刻的电流差值；
根据相邻时刻的电压差值和电流差值，确定相邻时刻的电阻值；
根据各相邻时刻的电阻值，确定电池在当前时刻的平均内阻。
一个示例中，电池在当前时刻的平均内阻为
其中，Ui为相邻时刻中的前一时刻的端电压，Ui+1为相邻时刻中的后一时刻的端电压；Ii为相邻时刻中的前一时刻的电池电流，Ii+1为相邻时刻中的后一时刻的电池电流；n为多个时刻的个数，n为大于等于1的正整数；i为大于等于1、小于等于n的正整数。
一个示例中，获取模块431在根据电池在当前时刻的前一时刻的内阻、电池在当前时刻的平均内阻，确定电池在当前时刻的内阻时，具体用于：
对电池在当前时刻的前一时刻的内阻、电池在当前时刻的平均内阻进行加权求和，得到电池在当前时刻的内阻。
一个示例中，第三电流值为
其中，U为电池在当前时刻下的端电压，Uoc为电池在当前时刻下的开路电压，Rb为电池在当前时刻的内阻。
一个示例中，判决单元44具体用于：
确定第一电流值与第二电流值之间的第一差值；
若第一差值大于第一预设阈值、并且第一电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定第二电流值为有效电流值；
若第一差值大于第一预设阈值、并且第二电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定第一电流值为有效电流值；
若第一差值大于第一预设阈值、第一电流值与第三电流值之间的第二差值小于等于第二预设阈值、并且第二电流值与第三电流值之间的第二差值小于等于第二预设阈值，则确定第一电流值与第二电流值之间的最大值为有效电流值。
该装置，还包括：
报警单元46，用于若第一差值大于第一预设阈值、第一电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值、并且第二电流值与第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定第一电流值和第二电流值均为无效电流值时，发出故障信号；其中，故障信号表征电流采集单元发生故障。
一个示例中，第二获取单元42，具体用于：
获取电压采集单元所检测的当前时刻下的端电压，并获取电池在当前时刻下的电池荷电状态；
根据预设的电池荷电状态与开路电压之间的对应关系，确定与电池的电池荷电状态对应的开路电压。
本实施例提供的装置，用于实现上述方法提供的技术方案，其实现原理和技术效果类似，不再赘述。
图6为本申请实施例提供的又一种应用于车辆的电池监控装置，如图所示，该装置包括：
处理器(processor)291，电子设备还包括了存储器(memory)292；还可以包括通信接口(Communication Interface)293和总线294。其中，处理器291、存储器292、通信接口293、可以通过总线294完成相互间的通信。通信接口293可以用于信息传输。处理器291可以调用存储器294中的逻辑指令，以执行上述实施例的方法。
此外，上述的存储器292中的逻辑指令可以通过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。
存储器292作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本申请实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器291通过运行存储在存储器292中的软件程序、指令以及模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的方法。
存储器292可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；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器292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。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现上述实施例提供的方法。
如图7所示，本申请实施例提供的一种应用于车辆的电池监控系统，包括：电压采集单元、至少两个电流采集单元和控制单元。
电压采集单元、至少两个电流采集单元分别与车辆的电池连接；控制单元分别与电压采集单元、至少两个电流采集单元连接；控制单元用于实现上述实施例提供的方法。
本申请实施例提供一种车辆，车辆上设置有上述实施例提供的应用于车辆的电池监控系统。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求书指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。
Claims (24)
1.一种应用于车辆的电池监控方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值，其中，所述第一电流值和所述第二电流值为不同的电流采集单元所采集的，并获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压；
根据所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值；
根据所述第一电流值、所述第二电流值和所述第三电流值，确定所述电池的有效电流值，并根据所述有效电流值监控所述电池的运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值，包括：
获取所述电池在当前时刻的内阻；
根据所述电池在当前时刻的内阻、所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定所述第三电流值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述电池在当前时刻的内阻，包括：
获取当前时刻之前的多个时刻下的电池的端电压和电池电流，其中，所述电池电流为所述不同的电流采集单元中的任一电流采集单元所采集的；
根据所述多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定所述电池在当前时刻的平均内阻；
根据所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻，确定所述电池在当前时刻的内阻。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定所述电池在当前时刻的平均内阻，包括：
针对所述多个时刻中的每一对相邻时刻，根据相邻时刻的端电压，得到相邻时刻的电压差值，并根据相邻时刻的电池电流，得到相邻时刻的电流差值；
根据相邻时刻的电压差值和电流差值，确定相邻时刻的电阻值；
根据各相邻时刻的电阻值，确定所述电池在当前时刻的平均内阻。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电池在当前时刻的平均内阻为
其中，Ui为相邻时刻中的前一时刻的端电压，Ui+1为相邻时刻中的后一时刻的端电压；Ii为相邻时刻中的前一时刻的电池电流，Ii+1为相邻时刻中的后一时刻的电池电流；n为所述多个时刻的个数，n为大于等于1的正整数；i为大于等于1、小于等于n的正整数。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻，确定所述电池在当前时刻的内阻，包括：
对所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻进行加权求和，得到所述电池在当前时刻的内阻。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第三电流值为
其中，U为所述电池在当前时刻下的端电压，Uoc为所述电池在当前时刻下的开路电压，Rb为所述电池在当前时刻的内阻。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第一电流值、所述第二电流值和所述第三电流值，确定所述电池的有效电流值，包括：
确定所述第一电流值与所述第二电流值之间的第一差值；
若所述第一差值大于第一预设阈值、并且所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定所述第二电流值为有效电流值；
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值为有效电流值；
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值小于等于所述第二预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值小于等于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值与所述第二电流值之间的最大值为有效电流值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值和所述第二电流值均为无效电流值，并发出故障信号；其中，所述故障信号表征电流采集单元发生故障。
10.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压，包括：
获取电压采集单元所检测的当前时刻下的端电压，并获取所述电池在当前时刻下的电池荷电状态；
根据预设的电池荷电状态与开路电压之间的对应关系，确定与所述电池的电池荷电状态对应的开路电压。
11.一种应用于车辆的电池监控装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取电池在当前时刻下的第一电流值和第二电流值，其中，所述第一电流值和所述第二电流值为不同的电流采集单元所采集的；
第二获取单元，用于获取电池在当前时刻下的端电压和开路电压；
处理单元，用于根据所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定第三电流值；
判决单元，用于根据所述第一电流值、所述第二电流值和所述第三电流值，确定所述电池的有效电流值；
监控单元，用于根据所述有效电流值监控所述电池的运行。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理单元，包括：
获取模块，用于获取所述电池在当前时刻的内阻；
确定模块，用于根据所述电池在当前时刻的内阻、所述电池在当前时刻下的端电压和开路电压，确定所述第三电流值。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：
获取当前时刻之前的多个时刻下的电池的端电压和电池电流，其中，所述电池电流为所述不同的电流采集单元中的任一电流采集单元所采集的；
根据所述多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定所述电池在当前时刻的平均内阻；
根据所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻，确定所述电池在当前时刻的内阻。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述获取模块在根据所述多个时刻下的电池的端电压和电池电流，确定所述电池在当前时刻的平均内阻时，具体用于：
针对所述多个时刻中的每一对相邻时刻，根据相邻时刻的端电压，得到相邻时刻的电压差值，并根据相邻时刻的电池电流，得到相邻时刻的电流差值；
根据相邻时刻的电压差值和电流差值，确定相邻时刻的电阻值；
根据各相邻时刻的电阻值，确定所述电池在当前时刻的平均内阻。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述电池在当前时刻的平均内阻为
其中，Ui为相邻时刻中的前一时刻的端电压，Ui+1为相邻时刻中的后一时刻的端电压；Ii为相邻时刻中的前一时刻的电池电流，Ii+1为相邻时刻中的后一时刻的电池电流；n为所述多个时刻的个数，n为大于等于1的正整数；i为大于等于1、小于等于n的正整数。
16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述获取模块在根据所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻，确定所述电池在当前时刻的内阻时，具体用于：
对所述电池在当前时刻的前一时刻的内阻、所述电池在当前时刻的平均内阻进行加权求和，得到所述电池在当前时刻的内阻。
17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第三电流值为
其中，U为所述电池在当前时刻下的端电压，Uoc为所述电池在当前时刻下的开路电压，Rb为所述电池在当前时刻的内阻。
18.根据权利要求11-17任一项所述的装置，其特征在于，所述判决单元具体用于：
确定所述第一电流值与所述第二电流值之间的第一差值；
若所述第一差值大于第一预设阈值、并且所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于第二预设阈值，则确定所述第二电流值为有效电流值；
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值为有效电流值；
若所述第一差值大于所述第一预设阈值、所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值小于等于所述第二预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值小于等于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值与所述第二电流值之间的最大值为有效电流值。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括：
报警单元，用于若所述第一差值大于所述第一预设阈值、所述第一电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值、并且所述第二电流值与所述第三电流值之间的第二差值大于所述第二预设阈值，则确定所述第一电流值和所述第二电流值均为无效电流值时，发出故障信号；其中，所述故障信号表征电流采集单元发生故障。
20.根据权利要求11-17任一项所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元，具体用于：
获取电压采集单元所检测的当前时刻下的端电压，并获取所述电池在当前时刻下的电池荷电状态；
根据预设的电池荷电状态与开路电压之间的对应关系，确定与所述电池的电池荷电状态对应的开路电压。
21.一种应用于车辆的电池监控装置，其特征在于，包括：存储器，处理器；
存储器，用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于根据所述可执行指令执行如权利要求1-10任一项所述的方法。
22.一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中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-10任一项所述的方法。
23.一种应用于车辆的电池监控系统，其特征在于，包括：电压采集单元、至少两个电流采集单元和控制单元；
所述电压采集单元、所述至少两个电流采集单元分别与所述车辆的电池连接；所述控制单元分别与所述电压采集单元、所述至少两个电流采集单元连接；
所述控制单元用于执行如权利要求1-10任一项所述的方法。
24.一种车辆，其特征在于，所述车辆上设置有如权利要求23所述的应用于车辆的电池监控系统。
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