CN112858924B - 动力电池剩余能量估算方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents

动力电池剩余能量估算方法、装置、车辆及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种动力电池剩余能量估算方法、装置、车辆及存储介质，其中，方法包括：获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；根据当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；计算动力电池的标称能量；确定动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；根据当前动力电池的单体电池温度，确定当前动力电池在当前温度下的能量效率；根据目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和当前的SOC，确定当前动力电池的剩余能量值。该方法可实时进行剩余能量的计算，同时满足充放电，不同工况的计算要求，另外，使用的参数均可从动力电池的常用测试得到，可移植性高。

Description

动力电池剩余能量估算方法、装置、车辆及存储介质
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种动力电池剩余能量估算方法、装置、车辆及计算机可读存储介质。
背景技术
在当前的电动汽车领域，动力电池是电动汽车主要选择的储能动力源之一。因此，了解电池的剩余能量，能够更好的估算出整车剩余里程、提高整车性能、同时能够更好地维护电池、提高电池的使用寿命。
相关技术中，动力电池剩余能量估算主要有以下两种方式，第一种方式是，根据当前电池温度、电压、静置前状态以及静置时间，计算初始能量值，并获取电池电动势与能量值的关系曲线，再根据能量守恒原理计算电池能量的变化量，利用初始能量值，计算下一时刻能量值，更新能量值；第二种方式是，根据剩余能量参数表查询与电流、总电压、单体电压、单体温度和电池寿命信息获取对应的剩余能量值，其中，剩余能量参数表是由多次试验统计得到。
但是，目前存在的问题是，上述第一种方式，需要判断静置时间即代表不能实时进行剩余能量的计算，无法满足充放电过程中的计算要求；上述第二种方式，电池的使用环境，电池的使用工况、充放电循环次数等会对剩余能量参数表造成影响，导致剩余能量参数表存在较大误差，且该剩余能量参数表的获得需要进行大量的实验，不具备可移植性。
发明内容
本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
为此，本申请的第一个目的在于提出一种动力电池剩余能量估算方法，该方法通过目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC(state of charge，电池荷电状态)下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和当前的SOC，可实时进行剩余能量的计算，同时满足充放电，不同工况的计算要求，使用的参数均可从动力电池的常用测试得到，可移植性高。
本申请的第二个目的在于提出一种动力电池剩余能量估算装置。
本申请的第三个目的在于提出一种车辆。
本申请的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种动力电池剩余能量估算方法，包括：获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；根据所述当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；根据所述当前动力电池的节数和所述标称容量，计算所述动力电池的标称能量；根据所述当前的SOC、所述标称容量和所述基准容量，确定所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；根据所述当前动力电池的单体电池温度，确定所述当前动力电池在当前温度下的能量效率；根据所述目标能量分布系数、所述标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、所述当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值。
本申请实施例的动力电池剩余能量估算方法，通过获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；根据所述当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；根据所述当前动力电池的节数和所述标称容量，计算所述动力电池的标称能量；根据所述当前的SOC、所述标称容量和所述基准容量，确定所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；根据所述当前动力电池的单体电池温度，确定所述当前动力电池在当前温度下的能量效率；根据所述目标能量分布系数、所述标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、所述当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值。该方法通过目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和当前的SOC，可实时进行剩余能量的计算，同时满足充放电，不同工况的计算要求，使用的参数均可从动力电池的常用测试得到，可移植性高。
为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种动力电池剩余能量估算装置，包括：参数获取模块，用于获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；目标能量分布系数获取模块，用于根据所述当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；标称能量计算模块，用于根据所述当前动力电池的节数和所述标称容量，计算所述动力电池的标称能量；电池寿命状态确定模块，用于根据所述当前的SOC、所述标称容量和所述基准容量，确定所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；能量效率确定模块，用于根据所述当前动力电池的单体电池温度，确定所述当前动力电池在当前温度下的能量效率；剩余能量值估算模块，用于根据所述目标能量分布系数、所述标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、所述当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值。
本申请实施例的动力电池剩余能量估算装置，通过获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；根据所述当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；根据所述当前动力电池的节数和所述标称容量，计算所述动力电池的标称能量；根据所述当前的SOC、所述标称容量和所述基准容量，确定所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；根据所述当前动力电池的单体电池温度，确定所述当前动力电池在当前温度下的能量效率；根据所述目标能量分布系数、所述标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、所述当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值。该装置可实现通过目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和当前的SOC，可实时进行剩余能量的计算，同时满足充放电，不同工况的计算要求，使用的参数均可从动力电池的常用测试得到，可移植性高。
为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第一方面实施例所述的动力电池剩余能量估算方法。
为达上述目的，本申请第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面实施所述的动力电池剩余能量估算方法。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请第一个实施例的动力电池剩余能量估算方法的流程示意图；
图2为根据本申请第二个实施例的动力电池剩余能量估算方法的流程示意图；
图3为根据本申请一个实施例的能量分布示意图；
图4为根据本申请一个实施例的电池温度-能量效率表示意图；
图5为根据本申请第三个实施例的动力电池剩余能量估算方法的流程示意图；
图6为根据本申请第四个实施例的动力电池剩余能量估算方法的流程示意图；
图7为根据本申请第五个实施例的动力电池剩余能量估算方法的流程示意图；
图8为根据本申请第一个实施例的动力电池剩余能量估算装置的结构示意图；
图9为根据本申请第二个实施例的动力电池剩余能量估算装置的结构示意图；
图10为根据本申请第三个实施例的动力电池剩余能量估算装置的结构示意图；
图11为根据本申请第四个实施例的动力电池剩余能量估算装置的结构示意图；
图12为根据本申请一个实施例的车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的动力电池剩余能量估算方法、装置、车辆及计算机可读存储介质。
图1为本申请实施例提供的一种动力电池剩余能量估算方法的流程示意图。
如图1所示，该动力电池剩余能量估算方法包括：
步骤101，获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度。
在本申请实施例中，可以通过电池管理器得到当前动力电池标定的节数和标称容量，并可通过电池管理器计算得到当前的SOC与基准容量，利用温度传感器测量得到单体电池温度。其中，当前的SOC表示动力电池当前的剩余容量与基准容量的比值，标称容量表示在规定条件下测得的并由制造商宣称的动力电池包或系统的放电容量值。基准容量指动力电池在常温下经过日历寿命和循环寿命衰减后的常温容量。
步骤102，根据当前的SOC获取对应的目标能量分布系数。
可选地，如图2所示，根据预先建立SOC能量分布图，并将当前的SOC与SOC能量分布图中的多个SOC区域的临界值进行大小比较，以确定当前的SOC所属的目标SOC区域，从而确定当前SOC对应的目标能量分布系数。具体步骤如下：
步骤201，获取预先建立的SOC能量分布图；其中，SOC能量分布图中包含多个SOC区域以及每个SOC区域所对应的能量占比区域。
在本申请实施例中，可获取预先建立的SOC能量分布图，其中，能量分布图可包括但不限于多个SOC区域以及每个SOC区域所对应的能量占比区域、能量占比区域和其对应的占比系数的关系等。需要说明的是，能量分布图可预先通过多次动力电池实验以建立。
举例而言，如图3所示，能量分布图分为3部分，如图中阴影部分31、32以及33，其中，阴影部分31为0％SOC至第一SOC的能量占比区域，0％SOC至第一SOC即为该能量占比区域所对应的SOC区域，可设定该能量占比区域所对应的占比系数为第一系数Fvl，例如30％；阴影部分32为第一SOC至第二SOC的能量占比区域，第一SOC至第二SOC即为该能量占比区域所对应的SOC区域，可设定该能量占比区域所对应的占比系数为第二系数Fvm，例如40％；阴影部分33为第二SOC至100％SOC的能量占比区域，第二SOC至100％SOC即为该能量占比区域所对应的SOC区域，可设定该能量占比区域所对应的占比系数为第三系数Fvh，例如可以是30％；以上区域的系数和设定为1，即Fvl+Fvm+Fvh＝1。
步骤202，将当前的SOC与SOC能量分布图中多个SOC区域的临界值进行大小比较，以确定当前的SOC所属的目标SOC区域。
步骤203，根据目标SOC区域的临界值、以及每个能量占比区域所对应的占比系数，确定当前的SOC对应的目标能量分布系数。
举例而言，如图3所示，将当前的SOC与能量分布图中的多个SOC区域的临界值进行大小比较，比如，当前的SOC是否大于或等于0％SOC且小于或等于第一SOC(可用SOC1表示)，若是，即当前的SOC所属的目标SOC处于0％至第一SOC范围内，即阴影部分31所对应的SOC区域，因此该当前的SOC对应的目标能量分布系数可表示为：
Figure BDA0002294416920000051
其表示的该当前SOC下的电池能量占整个阴影部分31所对应的能量占比区域的比例大小，该所占比例大小即为该当前的SOC对应的目标能量分布系数；若否，即当前的SOC是否大于第一SOC并小于或等于第二SOC(可用SOC2表示)；若当前的SOC大于第一SOC且小于或等于第二SOC，即当前的SOC所属的目标SOC处于第一SOC至第二SOC范围内，即阴影部分32所对应的SOC区域，对应的目标能量分布系数可表示为：/>
Figure BDA0002294416920000052
其表示的该当前SOC下的电池能量占整个阴影部分31和32所对应的能量占比区域的比例大小，该所占比例大小即为该当前的SOC对应的目标能量分布系数；否则，当前的SOC所属的目标SOC处于第二SOC至100％范围内，即阴影部分33所对应的SOC区域，对应的目标能量分布系数可表示为：/>
Figure BDA0002294416920000053
其表示的该当前SOC下的电池能量占整个阴影部分31、32和33所对应的能量占比区域的比例大小，该所占比例大小即为该当前的SOC对应的目标能量分布系数。其中，需要说明的是，每个SOC区域所对应的能量占比系数可通过该SOC区域所对应的能量占比区域与所有SOC区域对应的能量占比区域的总和进行相比以获取。
步骤103，根据当前动力电池的节数和标称容量，获取动力电池的标称能量。
作为一种示例，可通过分析动力电池的电芯类型，以获取电芯对应的标称电压，接着，通过以下公式可获取动力电池的标称能量：
动力电池的标称能量＝动力电池节数*标称电压*标称容量。
步骤104，根据当前的SOC、标称容量和基准容量，确定动力电池在当前SOC下的电池寿命状态。
可选地，根据标称容量和基准容量，计算动力电池的电池寿命信息；根据当前的SOC对动力电池的电池寿命信息进行修正，得到动力电池在当前SOC下的电池寿命状态。
举例而言，电池寿命＝1-(1-(基准容量/标称容量)*(SOC0-SOC)/SOC0)，其中，0～SOC0为设置的电池容量隐藏区间，SOC0为容量顶端隐藏量。可根据车辆需求设置不同的电池容量隐藏区间，也可以不进行电池容量隐藏。例如电池容量顶端隐藏量一般设置为80％-90％。在当前的SOC小于SOC0时，电池寿命状态以上述形式对剩余能量进行映射，从而得到动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；在当前的SOC大于SOC0时，电池寿命状态不影响动力电池剩余能量的计算。由此，电池寿命可根据车辆需求进行部分隐藏，即在一定SOC区间内，电池寿命不影响剩余能量的计算，可在一定程度上使用户接受电池的正常衰减。
步骤105，根据当前动力电池的单体电池温度，确定当前动力电池在当前温度下的能量效率。
为了使当前动力电池的单体电池温度更加准确，在本申请实施例中，可通过累加当前动力电池的单体温度，计算当前动力电池的单体电池平均温度，查询电池温度-能量效率表，从而确定当前动力电池在当前温度下的能量效率。
作为一种示例，如图4所示，在电池温度-能量效率表中，横轴表示电池温度，纵轴表示电池在不同温度下能放出的能量百分比。查询当前动力电池的单体电池平均温度在电池温度-能量效率表的横坐标中对应的温度，将该温度对应的纵坐标的能量百分比作为当前动力电池在当前温度下的能量效率。
步骤106，根据目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和当前的SOC，确定当前动力电池的剩余能量值。
可选地，计算目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、和当前动力电池在当前温度下的能量效率之间的乘积；将乘积后得到的数值确定为当前动力电池的剩余能量值。
作为一种示例，电池寿命状态映射影响范围为0％SOC～100％SOC，则当前动力电池的剩余能量值可通过以下方式进行：
当0％≤SOC<SOC1时，
Figure BDA0002294416920000061
当SOC1≤SOC<SOC2时：
Figure BDA0002294416920000062
当SOC2≤SOC≤100时
Figure BDA0002294416920000071
其中，Vrated为动力电池标称电压；N为电池节数；SOC为当前真实SOC；CapNrated为标称容量；CapN为基准容量；Fvl、Fvm、Fvh为能量分布系数；Ft为能量效率；SOC1为图3第一SOC；SOC2为图3第二SOC，EnBat表示当前电池剩余能量值。
综上，通过目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和当前的SOC，可实时进行剩余能量的计算，同时满足充放电，不同工况的计算要求，使用的参数均可从动力电池的常用测试得到，可移植性高。
可以理解，电池的剩余能量值会随着车辆运行工况的变化而发生变化，如出现放电过程中的回馈工况时将使得当前动力电池的剩余能量值上升，或因采样精度的问题将导致剩余能量存在跳动的可能，若单次回馈0.2度电以上，则需对当前动力电池的剩余能量值进行滤波偏差修正，以满足车辆运行与当前动力电池的剩余能量值的稳定。
作为一种示例，如图5所示，根据当前动力电池的剩余能量与上一时刻计算得到的剩余能量进行比对，获取当前动力电池的剩余能量与上一时刻计算得到的剩余能量的差值，并将该差值与能量误差阈值进行比对，进而确定当前动力电池的最新剩余能量值。具体步骤如下：
步骤501，判断当前动力电池的剩余能量值与上一时刻计算得到的剩余能量值的第一差值是否大于或等于能量误差阈值。
步骤502，若第一差值大于或等于能量误差阈值，则将上一时刻计算得到的剩余能量值与能量误差阈值的和值，确定为当前动力电池的最新剩余能量值。
步骤503，若第一差值小于能量误差阈值，则将上一时刻计算得到的剩余能量值确定为当前动力电池的最新剩余能量值。
举例而言，假设能量误差阈值为0.2度，将当前动力电池的剩余能量值与上一时刻计算得到的剩余能量值进行相差，将相差得到的差值作为第一差值，判断第一差值是否大于等于0.2度，如果第一差值大于等于0.2度，也就是第一差值大于或等于能量误差阈值，则更新当前剩余能量值为上次剩余能量值与能量误差阈值的和；如果第一差值小于0.2度，也就是第一差值小于能量误差阈值，则将上一时刻计算得到的剩余能量值确定为当前动力电池的最新剩余能量值。最后，将当前得到的动力电池的最新剩余能量值进行存储。
可以理解，续驶里程估算与动力电池当前功率边界的计算会用到当前动力电池的剩余能量值与SOC两个数值，若当前动力电池的剩余能量值与SOC均发生变化，则对最终计算结果影响很大。采用能量误差阈值对当前动力电池的剩余能量值进行偏差修正，可以使得在回馈情况下，剩余能量值呈阶段性增长，一次性增加0.2，剩余能量值增长数值平缓，以避免引起SOC也进行增长，导致剩余能量计算误差较大。因此，通过滤波修正后的剩余能量值可直接进行工程应用，可用于后续车辆的续驶里程估算与动力电池当前功率边界的计算使用。
另外，由于电池存在自放电现象且SOC存在偏差可能，需在每次上电时对存储的动力电池的剩余能量值进行修正。可选地，如图6所示，将动力电池的静置时间与时间阈值进行比对，并将动力电池的瞬时的电流值与电流阈值进行比对，进而对已存储的动力电池的剩余能量进行静置修正。具体步骤如下：
步骤601，在动力电池每次上电时，检测动力电池的静置时间和动力电池上电瞬间的电流值。
在本申请实施例中，当动力电池每次得电时，可通过电池管理器获得该动力电池的静置时间，并通过采集器获取得到该动力电池的电压值，以及通过霍尔传感器可得到该动力电池上电瞬间的电流值。
步骤602，在动力电池的静置时间大于或等于时间阈值时，判断动力电池上电瞬间的电流值是否小于或等于电流阈值。
步骤603，在动力电池上电瞬间的电流值小于或等于电流阈值时，对已存储的动力电池的剩余能量值进行静置修正。
可选地，判断动力电池的静置时间是否大于等于时间阈值，例如30min。当电池管理器判断动力电池的静置时间大于等于时间阈值时，进一步地，判断动力电池上电瞬间的电流值是否小于一定电流阀值，例如0.5A。如果动力电池上电瞬间的电流值小于或等于电流阈值，对已存储的动力电池的剩余能量值进行静置修正。
作为一种示例，如图7所示，所述对已存储的动力电池的剩余能量值进行静置修正的具体实现过程可包括以下步骤：
步骤701，确定动力电池上电瞬间的开路电压值。
步骤702，根据动力电池上电瞬间的开路电压值确定动力电池的初始SOC值。
在本申请实施例中，可通过电池管理器采集动力电池上电瞬间的OCV(OpenCircuit Voltage,开路电压值)。之后，通过查询OCV-SOC表格(如图3，将图3中的X轴与Y轴转换)，得到当前的动力电池SOC值，该SOC值即动力电池的初始SOC值。
步骤703，根据动力电池的初始SOC值估算当前动力电池的初始剩余能量值。
在本申请实施例中，根据动力电池的初始SOC值估算当前动力电池的初始剩余能量值，具体为，根据动力电池的初始SOC值获取对应的初始SOC能量分布系数，根据动力电池的初始SOC值、初始SOC能量分布系数、标称能量、动力电池在初始SOC下的电池寿命状态、和所述动力电池在当前温度下的能量效率之间的乘积估算得到当前动力电池的初始剩余能量值。具体可参照步骤106中的计算公式，稍有不同的是，公式中的SOC表示的是动力电池的初始SOC值。
步骤704，计算初始剩余能量值与已存储的动力电池的剩余能量值的第二差值。
步骤705，在第二差值大于或等于目标阈值时，确定修正SOC范围。
进一步地，将计算得到的初始剩余能量值与系统存储的电池的剩余能量值进行比对，将初始剩余能量值与已存储的动力电池的剩余能量值的差值作为第二差值，在第二差值大于或等于目标阈值时，比如，目标阈值为1kwh。之后，可确定修正SOC范围，以便后续在该修正SOC范围内将已存储的动力电池的剩余能量值进行修正。需要说明的是，该修正SOC范围可以是预先设定的，例如，该修正SOC范围可以是5％，即在5％的SOC范围内对已存储的动力电池的剩余能量值进行修正，以使其该已存储的动力电池的剩余能量值修正到正确值。
步骤706，根据修正SOC范围、第二差值、初始SOC值和已存储的SOC值，对已存储的动力电池的剩余能量值进行修正。
举例而言，以在5％的SOC范围内对已存储的动力电池的剩余能量值修正得到正确值为例：当初始剩余能量值与已存储的动力电池的剩余能量值的差值大于等于1kwh时，可通过以下公式对已存储的动力电池的剩余能量值进行修正：
Figure BDA0002294416920000091
当初始剩余能量值与已存储的动力电池的剩余能量值的差值小于1kwh时，可通过以下公式对已存储的动力电池的剩余能量值进行修正：
Figure BDA0002294416920000092
其中，Ennow为修正后得到的最新动力电池的剩余能量值；En1为已存储的动力电池剩余能量值，En2为初始剩余能量值，SOCnow为电池管理器计算得到的当前的SOC值，SOC1为初始SOC值。
另外，当动力电池静置时间、电池上电瞬间的电流值均满足条件下计算所得当前动力电池的初始剩余能量值与已存储的动力电池剩余能量值小于一定误差阀值时，最终车辆控制器使用的动力电池剩余能量值仍为已存储的动力电池剩余能量值。
本申请实施例的动力电池剩余能量估算方法，通过获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；根据当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；根据当前动力电池的节数和所述标称容量，计算动力电池的标称能量；根据当前的SOC、标称容量和基准容量，确定动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；根据当前动力电池的单体电池温度，确定当前动力电池在当前温度下的能量效率；根据目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值。该方法通过目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和当前的SOC，可得到不同区间的能量分布情况，并可实时进行剩余能量的计算，同时满足充放电，不同工况的计算要求，使用的参数均可从动力电池的常用测试得到，当使用其他材料的电芯时，通过简单的参数调整即可得到准确的剩余能量值，可移植性高。
与上述几种实施例提供的动力电池剩余能量估算方法相对应，本申请的一种实施例还提供一种动力电池剩余能量估算装置，由于本申请实施例提供的动力电池剩余能量估算装置与上述几种实施例提供的动力电池剩余能量估算方法相对应，因此在前述动力电池剩余能量估算方法的实施方式也适用于本实施例提供的动力电池剩余能量估算装置，在本实施例中不再详细描述。图8为根据本申请一个实施例的动力电池剩余能量估算装置的结构示意图。如图8所示，该动力电池剩余能量估算装置包括：参数获取模块810、目标能量分布系数获取模块820、标称能量计算模块830、电池寿命状态确定模块840、能量效率确定模块850、剩余能量值估算模块860。
其中，参数获取模块810，用于获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；目标能量分布系数获取模块820，用于根据当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；标称能量计算模块830，用于根据当前动力电池的节数和所述标称容量，计算动力电池的标称能量；电池寿命状态确定模块840，用于根据当前的SOC、标称容量和基准容量，确定动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；能量效率确定模块850，用于根据当前动力电池的单体电池温度，确定当前动力电池在当前温度下的能量效率；剩余能量值估算模块860，用于根据目标能量分布系数、标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、所述当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值。
作为本申请实施例的一种可能实现方式，目标能量分布系数获取模块820具体用于：获取预先建立的SOC区域的能量分布图；其中，SOC能量分布图中包含多个SOC区域以及每个SOC区域所对应的能量占比区域；将当前的SOC与SOC能量分布图中多个SOC区域的临界值进行大小比较，以确定当前的SOC所属的目标SOC区域；根据目标SOC区域的临界值、以及每个能量占比区域所对应的占比系数，确定与当前的SOC对应的目标能量分布系数。
作为本申请实施例的一种可能实现方式，电池寿命状态确定模块840具体用于：根据标称容量和基准容量，计算动力电池的电池寿命信息；根据当前的SOC对动力电池的电池寿命信息进行修正，得到动力电池在当前SOC下的电池寿命状态。
作为本申请实施例的一种可能实现方式，剩余能量值估算模块860具体用于：计算目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、和当前动力电池在当前温度下的能量效率之间的乘积；将乘积后得到的数值确定为当前动力电池的剩余能量值。
作为本申请实施例的一种可能实现方式，如图9所示，在图8所示基础上，动力电池剩余能量估算装置还包括：剩余能量偏差修正模块870。
其中，剩余能量偏差修正模块870，用于判断当前动力电池的剩余能量值与上一时刻计算得到的剩余能量值的第一差值是否大于或等于能量误差阈值，并在第一差值大于或等于能量误差阈值时，将上一时刻计算得到的剩余能量值与能量误差阈值的和值，确定为当前动力电池的最新剩余能量值，以及在第一差值小于能量误差阈值时，将上一时刻计算得到的剩余能量值确定为当前动力电池的最新剩余能量值。
作为本申请实施例的一种可能实现方式，如图10所示，在图9所示基础上，动力电池剩余能量估算装置还包括：存储模块880。
其中，存储模块880用于将当前得到的动力电池的最新剩余能量值进行存储。
作为本申请实施例的一种可能实现方式，如图11所示，在图10所示基础上，动力电池剩余能量估算装置还包括：剩余能量静置修正模块890。
其中，剩余能量静置修正模块890，用于在动力电池每次上电时，检测动力电池的静置时间和动力电池上电瞬间的电流值，并在动力电池的静置时间大于或等于时间阈值时，判断动力电池上电瞬间的电流值是否小于或等于电流阈值，以及在动力电池上电瞬间的电流值小于或等于电流阈值时，对已存储的动力电池的剩余能量值进行静置修正。
作为本申请实施例的一种可能实现方式，剩余能量静置修正模块880具体用于：确定动力电池上电瞬间的开路电压值；根据动力电池上电瞬间的开路电压值确定动力电池的初始SOC值；根据动力电池的初始SOC值估算当前动力电池的初始剩余能量值；计算初始剩余能量值与已存储的动力电池的剩余能量值的第二差值；在第二差值大于或等于目标阈值时，确定修正SOC范围；根据修正SOC范围、第二差值、初始SOC值和已存储的SOC值，对已存储的动力电池的剩余能量值进行修正。
本申请实施例的动力电池剩余能量估算方法，通过获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；根据当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；根据当前动力电池的节数和所述标称容量，计算动力电池的标称能量；根据当前的SOC、标称容量和基准容量，确定动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；根据当前动力电池的单体电池温度，确定当前动力电池在当前温度下的能量效率；根据目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值。该方法通过目标能量分布系数、标称能量、动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、当前动力电池在当前温度下的能量效率和当前的SOC，可得到不同区间的能量分布情况，并可实时进行剩余能量的计算，同时满足充放电，不同工况的计算要求，使用的参数均可从动力电池的常用测试得到，当使用其他材料的电芯时，通过简单的参数调整即可得到准确的剩余能量值，可移植性高。
为了实现上述实施例，本申请还提出一种车辆，图12为本申请实施例提供的车辆结构示意图。该车辆包括：存储器1001、处理器1002及存储在存储器1001上并可在处理器1002上运行的计算机程序。处理器1002执行所述程序时实现上述实施例中提供的动力电池剩余能量估算方法。
进一步地，该车辆还包括：
通信接口1003，用于存储器1001和处理器1002之间的通信。
存储器1001，用于存放可在处理器1002上运行的计算机程序。
存储器1001可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
处理器1002，用于执行所述程序时实现上述实施例所述的动力电池剩余能量估算方法。
如果存储器1001、处理器1002和通信接口1003独立实现，则通信接口1003、存储器1001和处理器1002可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器1001、处理器1002及通信接口1003，集成在一块芯片上实现，则存储器1001、处理器1002及通信接口1003可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器1002可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
为了实现上述实施例，本申请还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的动力电池剩余能量估算方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种动力电池剩余能量估算方法，其特征在于，包括：
获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；
根据所述当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；
根据所述当前动力电池的节数和所述标称容量以及标称电压，计算所述动力电池的标称能量；
根据所述当前的SOC、所述标称容量和所述基准容量，确定所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；
根据所述当前动力电池的单体电池温度，确定所述当前动力电池在当前温度下的能量效率；
根据所述目标能量分布系数、所述标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、所述当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值，包括：计算所述目标能量分布系数、所述标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、和所述当前动力电池在当前温度下的能量效率之间的乘积；将所述乘积后得到的数值确定为所述当前动力电池的剩余能量值；
根据所述当前的SOC获取对应的目标能量分布系数，包括：
获取预先建立的SOC能量分布图；其中，所述SOC能量分布图中包含多个SOC区域以及每个SOC区域所对应的能量占比区域；
将所述当前的SOC与所述SOC能量分布图中多个SOC区域的临界值进行大小比较，以确定所述当前的SOC所属的目标SOC区域；
根据所述目标SOC区域的临界值、以及每个能量占比区域所对应的占比系数，确定所述当前的SOC对应的目标能量分布系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前的SOC、所述标称容量和所述基准容量，确定所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态，包括：
根据所述标称容量和所述基准容量，计算所述动力电池的电池寿命信息；
根据所述当前的SOC对所述动力电池的电池寿命信息进行修正，得到所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
判断所述当前动力电池的剩余能量值与上一时刻计算得到的剩余能量值的第一差值是否大于或等于能量误差阈值；
若所述第一差值大于或等于所述能量误差阈值，则将所述上一时刻计算得到的剩余能量值与所述能量误差阈值的和值，确定为所述当前动力电池的最新剩余能量值；
若所述第一差值小于所述能量误差阈值，则将所述上一时刻计算得到的剩余能量值确定为所述当前动力电池的最新剩余能量值。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
将当前得到的所述动力电池的最新剩余能量值进行存储。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述动力电池每次上电时，检测所述动力电池的静置时间和所述动力电池上电瞬间的电流值；
在所述动力电池的静置时间大于或等于时间阈值时，判断所述动力电池上电瞬间的电流值是否小于或等于电流阈值；
在所述动力电池上电瞬间的电流值小于或等于所述电流阈值时，对已存储的所述动力电池的剩余能量值进行静置修正。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对已存储的所述动力电池的剩余能量值进行静置修正，包括：
确定所述动力电池上电瞬间的开路电压值；
根据所述动力电池上电瞬间的开路电压值确定所述动力电池的初始SOC值；
根据所述动力电池的初始SOC值估算当前动力电池的初始剩余能量值；
计算所述初始剩余能量值与所述已存储的所述动力电池的剩余能量值的第二差值；
在所述第二差值大于或等于目标阈值时，确定修正SOC范围；
根据所述修正SOC范围、所述第二差值、所述初始SOC值和已存储的SOC值，对已存储的所述动力电池的剩余能量值进行修正。
7.一种动力电池剩余能量估算装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取当前动力电池的节数、当前的SOC、标称容量、基准容量和单体电池温度；
目标能量分布系数获取模块，用于根据所述当前的SOC获取对应的目标能量分布系数；
标称能量计算模块，用于根据所述当前动力电池的节数和所述标称容量以及标称电压，计算所述动力电池的标称能量；
电池寿命状态确定模块，用于根据所述当前的SOC、所述标称容量和所述基准容量，确定所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态；
能量效率确定模块，用于根据所述当前动力电池的单体电池温度，确定所述当前动力电池在当前温度下的能量效率；
剩余能量值估算模块，用于根据所述目标能量分布系数、所述标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、所述当前动力电池在当前温度下的能量效率和所述当前的SOC，确定所述当前动力电池的剩余能量值，包括：计算所述目标能量分布系数、所述标称能量、所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态、和所述当前动力电池在当前温度下的能量效率之间的乘积；将所述乘积后得到的数值确定为所述当前动力电池的剩余能量值；
所述目标能量分布系数获取模块具体用于：获取预先建立的SOC能量分布图；其中，所述SOC能量分布图中包含多个SOC区域以及每个SOC区域所对应的能量占比区域；将所述当前的SOC与所述SOC能量分布图中多个SOC区域的临界值进行大小比较，以确定所述当前的SOC所属的目标SOC区域；根据所述目标SOC区域的临界值、以及每个能量占比区域所对应的占比系数，确定所述当前的SOC对应的目标能量分布系数。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电池寿命状态确定模块具体用于：
根据所述标称容量和所述基准容量，计算所述动力电池的电池寿命信息；
根据所述当前的SOC对所述动力电池的电池寿命信息进行修正，得到所述动力电池在当前SOC下的电池寿命状态。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
剩余能量偏差修正模块，用于判断所述当前动力电池的剩余能量值与上一时刻计算得到的剩余能量值的第一差值是否大于或等于能量误差阈值，并在所述第一差值大于或等于所述能量误差阈值时，将所述上一时刻计算得到的剩余能量值与所述能量误差阈值的和值，确定为所述当前动力电池的最新剩余能量值，以及在所述第一差值小于所述能量误差阈值时，将所述上一时刻计算得到的剩余能量值确定为所述当前动力电池的最新剩余能量值。
10.根据权利要求7至8中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
存储模块，用于将当前得到的所述动力电池的最新剩余能量值进行存储。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：
剩余能量静置修正模块，用于在所述动力电池每次上电时，检测所述动力电池的静置时间和所述动力电池上电瞬间的电流值，并在所述动力电池的静置时间大于或等于时间阈值时，判断所述动力电池上电瞬间的电流值是否小于或等于电流阈值，以及在所述动力电池上电瞬间的电流值小于或等于所述电流阈值时，对已存储的所述动力电池的剩余能量值进行静置修正。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述剩余能量静置修正模块具体用于：
确定所述动力电池上电瞬间的开路电压值；
根据所述动力电池上电瞬间的开路电压值确定所述动力电池的初始SOC值；
根据所述动力电池的初始SOC值估算当前动力电池的初始剩余能量值；
计算所述初始剩余能量值与所述已存储的所述动力电池的剩余能量值的第二差值；
在所述第二差值大于或等于目标阈值时，确定修正SOC范围；
根据所述修正SOC范围、所述第二差值、所述初始SOC值和已存储的SOC值，对已存储的
所述动力电池的剩余能量值进行修正。
13.一种车辆，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至6中任一项所述的动力电池剩余能量估算方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的动力电池剩余能量估算方法。
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