CN112986841A - 电池荷电状态的估算方法、装置及设备 - Google Patents

电池荷电状态的估算方法、装置及设备 Download PDF

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CN112986841A CN201911299929.8A CN201911299929A CN112986841A CN 112986841 A CN112986841 A CN 112986841A CN 201911299929 A CN201911299929 A CN 201911299929A CN 112986841 A CN112986841 A CN 112986841A
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Abstract

本申请提供了一种电池荷电状态的估算方法，包括：根据目标电池的目标欧姆内阻阻值和初始参考欧姆内阻阻值，确定目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率；基于目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由目标欧姆内阻增加率确定目标电池当前时刻的目标容量衰减率；根据目标电池当前时刻的目标容量衰减率和目标电池的额定容量，确定目标电池修正后的额定容量；根据目标电池修正后的额定容量、目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及目标电池在第一时刻的荷电状态值，确定目标电池当前时刻的荷电状态值。实施本申请，基于电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系对电池的额定容量进行修正，提高电池荷电状态估算的准确性。

Description

电池荷电状态的估算方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其是一种电池荷电状态的估算方法、装置及设备。
背景技术
新能源车受到越来越多的关注，动力电池是电动车的核心部件。为了让电池更加安全高效，我们需要对电池进行管理，而电池管理的重点在于对电池的状态进行准确估计，电池荷电状态(State of Charge，SOC)反映着电池可用的剩余电量，是电池管理系统中最为重要的参数之一，对电动车的电池管理系统中防止电池过充过放，提高使用效率、确保使用安全、延长使用寿命以及预估续航时间与能力具有重要的意义。
由于电池的荷电状态受电池充放电循环次数的影响，在现有技术中，对电池荷电状态的估算在考虑电池循环老化带来的影响时，主要是通过充放电循环次数来反映电池的老化程度，但在电池的使用过程中，客户的使用习惯难以完成完整的充放电，因此使用充放电循环次数来反映电池的老化程度会导致电池荷电状态的估算不够准确。
发明内容
本申请提供的一种电池荷电状态的估算方法，在考虑电池循环老化对电池荷电状态的影响下，基于电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系对电池的额定容量进行修正，提高了电池荷电状态估算的准确性。
第一方面，本申请实施例提供的一种电池荷电状态的估算方法，所述估算方法包括：
获取目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值，根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值，确定所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率；
基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电后的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的；
根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，确定所述目标电池修正后的额定容量；
根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，确定所述目标电池当前时刻的荷电状态值，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。
在一种可能的实现方式中，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的包括：
获取所述目标电池的初始参考容量以及初始参考欧姆内阻阻值；
对所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电，所述第二预设数量为X，包括N轮循环充放电，每轮循环充放电包括M次循环充放电，其中X、N和M均为正整数；
获取所述目标电池该轮的容量以及该轮的欧姆内阻阻值；
根据所述目标电池的所述初始参考容量和所述该轮的容量，确定所述目标电池该轮循环充放电的容量衰减率；根据所述目标电池的所述初始参考欧姆内阻阻值和所述该轮的欧姆内阻阻值，确定所述目标电池该轮循环充放电的欧姆内阻增加率；
基于所述目标电池每一轮循环充放电的容量衰减率以及对应的欧姆内阻增加率，确定所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系。
在一种可能的实施例中，所述根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，得到所述目标电池修正后的额定容量包括：
将所述目标电池的额定容量乘以所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，得到所述目标电池的衰减容量；
将所述目标电池的额定容量减去所述目标电池的衰减容量的结果，作为所述目标电池修正后的额定容量。
可选的，所述目标电池从第一时刻到当前时刻产生的变化容量包括：
对第一预设电流从所述第一时刻至当前时刻进行积分，得到所述目标电池从第一时刻到当前时刻产生的变化容量，所述第一预设电池电流为所述目标电池从所述第一时刻到当前时刻的充电或放电电流。
进一步的，所述方法还包括：
将所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量除以所述目标电池修正后的额定容量，得到所述目标电池从第一时刻到当前时刻的容量变化比例；
将所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值减去所述目标电池从第一时刻到当前时刻的容量变化比例，得到所述目标电池当前时刻的荷电状态值。
在一种可能的实施例中，所述方法还包括：
若所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值处于第一预设区间内，则输出所述目标电池当前时刻的荷电状态值。
进一步的，所述方法还包括：
获取所述目标电池当前时刻的电池温度，根据所述目标电池当前时刻的电池温度确定所述第一预设区间。
第二方面，本申请实施例还提供的一种电池荷电状态的估算装置，包括：
获取模块，用于获取目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值；
确定模块，用于根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值，确定所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率；
所述确定模块，还用于基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电后的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的；
所述确定模块，还用于根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，确定所述目标电池修正后的额定容量；
所述确定模块，还用于根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，确定所述目标电池当前时刻的荷电状态值，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。
第三方面，本申请实施例还提供的一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，其中所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，实现前文所述任意一种可能实施例的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供的一种计算机可读存储介质，所述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步骤。
在本申请中，电池荷电状态的估算装置对目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值进行测量，根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值确定电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率，基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电后的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的，根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，对所述目标电池额定容量进行修正，根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，对所述目标电池当前时刻的荷电状态值进行估算，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。实施本申请，在考虑电池循环老化对电池荷电状态的影响下，基于电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系对电池的额定容量进行修正，提高了电池荷电状态估算的准确性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电池荷电状态的估算方法的流程示意图；
图2a为本申请实施例提供的电池充电电流与时间之间的示意图；
图2b为本申请实施例提供的电池充电时电池端电压与时间之间的示意图；
图2c为本申请实施例提供的电池放电电流与时间之间的示意图；
图2d为本申请实施例提供的电池放电时电池端电压与时间之间的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电池容量衰减率与欧姆内阻增加率之间的曲线图；
图4为本申请实施例提供的一种电池开路电压与荷电状态之间的曲线图；
图5为本申请实施例提供的一种电池在放电状态下欧姆内阻阻值与荷电状态之间的曲线图；
图6为本申请实施例提供的一种电池荷电状态的估算装置；
图7为本申请实施例提供的一种电子设备。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图来对本申请的技术方案的实施作进一步的详细描述。参见图1至图5。
首先参考图1，图1为本申请实施例提供的一种电池荷电状态的估算方法的流程示意图。如图1所示，电池荷电状态的估算方法的具体执行步骤如下：
S100、电池荷电状态的估算装置获取目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值，根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值，确定所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率。
具体的，从电池充电电流或放电电流的类型来说，电池内阻可以分为直流内阻和交流内阻，交流内阻反映电池对交流电流的反抗能力，可以利用交流内阻仪进行测量。直流内阻包括欧姆内阻和极化内阻，欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成，表现在电池接入或断开负载时端电压发生的突变；极化内阻是指电池内部发生电化学反应过程中由于极化引起的电阻，表现在电池断开负载后端电压发生的渐变。本申请中获取的是目标电池直流内阻中的欧姆内阻。在一种可能的实现方式中，当所述目标电池的电池两端的电压在预设时间内变化的幅度达到预设阈值时，所述电池荷电状态的估算装置采集所述目标电池两端电压变化前后的电压差以及所述目标电池两端电压在发生变化时的电池电流，从而可以根据欧姆定律将所述目标电池两端电压变化前后的电压差除以所述目标电池在两端电压发生变化时的电池电流，得到所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值。示例性的，所述目标电池为电动车的动力电池，当电动车突然启动时，所述目标电池开始放电时，所述目标电池两端的电压会在预设时间内变化的幅度达到预设阈值，例如，所述预设的时间可以为100ms，所述预设阈值为0.5V，当电动车启动时，所述目标电池两端的电压在100ms下降了5V，可以理解为所述目标电池两端的电压产生了突变，所述电池荷电状态的估算装置获取所述目标电池在电动车启动时的电压V0以及电动车启动100ms后所述目标电池的电压V1，并获取所述目标电池在汽车启动后的电流I1(假设所述目标电池为恒流放电)，则所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值为：
Figure BDA0002321603280000061
又例如，所述电池荷电状态的估算装置以一定的采集周期对所述目标电池两端的电压进行采集，计算上一采集周期采集到所述目标电池两端的电压与本采集周期采集到所述目标电池两端的电压之间的第一差值，若所述第一差值大于预设的差值阈值，则认为所述目标电池还处于端电压突变的状态，继续对所述目标电池两端的电压进行采集，直至上一采集周期采集到所述目标电池两端的电压与本采集周期采集到所述目标电池两端的电压之间的差值小于所述预设的差值阈值，获取所述目标电池在电动车启动时的电压V3以及上一采集周期采集到所述目标电池两端的电压V4，并获取所述目标电池在汽车启动后的电流I2(假设所述目标电池为恒流放电)，则所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值为：
Figure BDA0002321603280000062
需要说明的是，本申请考虑的是电池循环老化对电池荷电状态值的影响，在实车工况中，电动车本次启动到本次停止工作的老化可以忽略不计，所以公式1或公式2求得的结果可以作为所述目标电池在电动车本次启动到本次停止过程中任意一个时刻的欧姆内阻阻值。
可选的，所述电池荷电状态的估算装置可以包括电压传感器和霍尔电流传感器。所述目标电池两端的电压可以使用所述电压传感器来进行采集；所述电池电流可以使用所述霍尔电流传感器来进行采集。
所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值可以为预先存储在所述电池荷电状态的估算装置中的数值，将所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值除以初始参考欧姆内阻阻值，得到所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值相对于初始参考欧姆内阻阻值的比例，将所述目标电池当前时刻的欧姆内阻相对于初始参考欧姆内阻阻值的比例减一，得到所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率。所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值的具体测量方法可以参见下文描述。
S101、所述电池荷电状态的估算装置基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电后的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的。
具体的，随着电池老化，电池的容量是减少的，而电池的欧姆内阻是增加的，本申请在电池容量衰减率与电池欧姆内阻增加率之间建立线性关系。可以理解的是，不同电池型号的容量衰减率和电池欧姆内阻增加率之间的线性关系可能会不一致，可以采取与所述目标电池为同一个型号的电池，进一步的，还可以是与所述目标电池为同一个厂家同一批次生产的电池作为所述目标电池来进行实验测试得到电池容量衰减率与电池欧姆内阻增加率之间的线性关系。
下面先对所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系的建立进行详细说明。
所述电池荷电状态的估算装置获取所述目标电池的初始参考容量以及初始参考欧姆内阻阻值。例如对于所述目标电池的初始参考容量的获取，可以采取的方法是：对所述目标电池以0.2C电流进行放电，若所述目标电池为锂电池，统计所述目标电池放电至设定的下限保护电压的时间t1，需要说明的是，C是用来表示电池充放电电流大小的比率，即倍率，以额度容量为1200mAh的电池为例，1C表示1200mA(1200mAh的1倍率)，0.2C表示240mA(1200mAh的0.2倍率)，则所述目标电池的初始参考容量为放电电流在时间t1内的积分，公式表示为：
Figure BDA0002321603280000071
其中I为所述目标电池的放电电流，以额度容量为1200mAh的电池为例，以0.2C电流进行放电，即I为240mA。若是恒定电流放电，公式3也可以理解为放电电流I与时间t1的乘积是所述目标电池的初始参考容量。
进一步的，可以对所述目标电池以0.2C电流进行充电，充电时间为所述时间t1，然后对所述目标电池以不同的放电倍率进行放电，例如0.5C、1C或2C等，统计所述目标电池放电至设定的下限保护电压的时间t2，以额度容量为1200mAh的电池，1C放电电流为例，对1200mA的电流在时间t2上进行积分，得到所述目标电池的初始参考容量，重复采用不同的放电倍率对所述目标电池进行充放电，得到多个参考容量后计算多个参考容量的平均值，将多个参考容量的平均值作为所述目标电池的初始参考容量，进一步提高所述目标电池的初始参考容量的准确性。
示例性的，对于所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值的获取，可以采取混合动力脉冲能力特性(Hybrid PulsePower Characteristic，HPPC)的测试方法来进行获取。参见图2a至图2d对HPPC测试方法的过程进行说明。当所述电池荷电状态的估算装置检测到所述目标电池开始充电时，获取所述目标电池充电前后两端的电压差，参见图2a，图2a为本申请实施例提供的电池充电电流与时间之间的示意图，如图2a所示，在当前时刻1使用电流Ic对电池进行充电，可选的，电流Ic的大小不变，对所述目标电池进行恒流充电。所述目标电池两端的电压变化可以参见图2b，图2b为本申请实施例提供的电池充电时电池端电压与时间之间的示意图，如图2b所示，所述目标电池两端的电压从电压U1突然增加至电压U2，所述目标电池还处于充电状态，所述目标电池两端的电压渐渐地从电压U2增加至U3，由电池欧姆电阻的特性可知目标电池两端的电压从U1突然增加至U2是因为电池欧姆内阻而发生的变化，由电池极化内阻的特性可知目标电池两端的电压从U2渐渐增加至U3是因为电池极化内阻而引起的，因此，可以根据欧姆定律，计算得到所述目标电池的初始欧姆内阻阻值r1表示为：
Figure BDA0002321603280000081
其中ΔUC为所述目标电池进行充电前后电池两端的电压差，ΔIC表示的是所述目标电池的充电前后的电流差。
同理的，当所述电池荷电状态的估算装置检测到所述目标电池开始放电时，获取所述目标电池放电前后的两端的电压差，参见图2c，图2c为本申请实施例提供的电池放电电流与时间之间的示意图，如图2c所示，在当前时刻7使用电流Id对电池进行放电，可选的，电流Id的大小不变，对所述目标电池进行恒流放电。所述目标电池两端的电压变化可以参见图2d，图2d为本申请实施例提供的电池充电时电池端电压与时间之间的示意图，如图2d所示，所述目标电池两端的电压从电压U6突然减少至电压U5，所述目标电池还处于放电状态，所述目标电池两端的电压渐渐地从电压U5减少至U4，由电池欧姆电阻的特性可知目标电池两端的电压从U6突然减少至U5是因为电池欧姆内阻而发生的变化，由电池极化内阻的特性可知目标电池两端的电压从U5渐渐减少至U4是因为电池极化内阻而引起的，因此，可以根据欧姆定律，计算得到所述目标电池的初始欧姆内阻阻值r1表示为：
Figure BDA0002321603280000091
其中ΔUD为所述目标电池进行充电前后电池两端的电压差，ΔId表示的是所述目标电池的充电前后的电流差。
可以理解的是，由公式4计算得到的结果是所述目标电池充电时的初始参考欧姆内阻阻值，由公式5计算得到的结果是所述目标电池放电时的初始参考欧姆内阻阻值，所述目标电池充电时的初始参考欧姆内阻阻值与所述目标电池放电时的初始参考欧姆内阻阻值一般相同，若两者不同，可以对两者进行取平均值来作为所述目标电池放电时的初始参考欧姆内阻阻值。在一种可能的实现方式中，所述目标电池的初始参考容量与初始参考欧姆内阻阻值可以是实验室经过上述的方法测试得到后，存储在所述电池荷电状态值的估算装置中。
对所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电，所述第二预设数量为X，包括N轮循环充放电，每轮循环充放电包括M次循环充放电，其中X、N和M均为正整数；获取所述目标电池该轮的容量以及该轮的欧姆内阻阻值。示例性的，为了使电池老化产生影响的容量和欧姆内阻阻值的数据变化更加明显，以M为50，N为100为例，则X为M×N＝5000，对所述目标电池进行50次循环充放电后，记录为一轮，并记录所述目标电池该轮的容量以及该轮的欧姆内阻阻值。所述电池荷电状态的估算装置记录所述目标电池100轮的容量至以及对应的欧姆内阻阻值，即对所述目标电池进行5000次循环充放电，对所述目标电池的容量以及欧姆内阻阻值分别记录100个数据。
在一种可能的实现方式中，以1C的电流对所述目标电池进行循环充放电，可以理解一次充电和一次放电为完成了一次循环，记录所述目标电池在该轮中最后一次循环充放电中的放电至所述下限保护电压的时间，则所述目标电池该轮的容量可以表示为：
cn＝∫0 tIdt 公式6
其中n代表着第n轮，cn为经过第n轮循环老化后的电池容量，t为每一轮最后一次循环充放电中的放电至所述下限保护电压的时间，I为所述目标电池循环充放电的电流，以额度容量为1200mAh的电池为例，I为1200mA。
对应的，获取所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值是由该轮中第一次循环充放电中所述目标电池放电前后电池两端的电压差，采集该轮中最后一次循环充放电中所述目标电池放电前后电池两端的电压差，获取该轮的欧姆内阻阻值与获取所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值的方式一致，表示为：
Figure BDA0002321603280000101
其中n代表着第n轮，rn为经过第n轮循环老化后的电池欧姆内阻阻值，ΔU为所述目标电池放电前后电池两端的电压差，I为所述目标电池循环充放电的电流，以额度容量为1200mAh的电池为例，I为1200mA。
所述电池荷电状态的估算装置根据所述目标电池的所述初始参考容量和所述该轮的容量，确定所述目标电池该轮循环充放电的容量衰减率ξc为：
Figure BDA0002321603280000102
其中cn为第n轮的容量，c1为所述目标电池的初始参考容量。
所述电池荷电状态的估算装置根据所述目标电池的所述初始参考欧姆内阻阻值和所述该轮的欧姆内阻阻值，确定所述目标电池该轮循环充放电的欧姆内阻增加率ξr为：
Figure BDA0002321603280000103
其中rn为第n轮的欧姆内阻阻值，r1为所述目标电池的初始参考容量。
所述电池荷电状态的估算装置基于所述目标电池每一轮循环充放电的容量衰减率以及对应的欧姆内阻增加率，确定所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系。参见图3，图3为本申请实施例提供的一种电池容量衰减率与欧姆内阻增加率之间的曲线图。如图3所示，无论以1C、2C、3C、4C或5C等电流对所述目标电池进行循环充放电，所述目标电池容量衰减率与欧姆内阻增加率之间的关系均呈线性关系，可以根据所述目标电池每一轮循环充放电的容量衰减率ξc和对应的欧姆内阻增加率ξr，确定所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为：
ξc＝aξr+b 公式10
其中a和b为常数。
可选的，HPPC测试一般采用专用电池检测设备完成，例如电池充放电柜。
由步骤S100获取所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值R0，由公式4或公式5获取所述目标电池的初始参考容量r1，确定所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率为：
Figure BDA0002321603280000111
将由公式11计算得到的所述目标欧姆内阻增加率，代入公式10中，计算得到所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率。
S102、所述电池荷电状态的估算装置根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，确定所述目标电池修正后的额定容量。具体的，由步骤S101得到所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，将所述目标电池的额定容量乘以所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，得到所述目标电池的衰减容量；将所述目标电池的额定容量减去所述目标电池的衰减容量的结果，作为所述目标电池修正后的额定容量。
S103、所述电池荷电状态的估算装置根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，确定所述目标电池当前时刻的荷电状态值，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。具体的，所述电池荷电状态的估算装置对第一预设电流从所述第一时刻至当前时刻进行积分，得到所述目标电池从第一时刻到当前时刻产生的变化容量，所述第一预设电池电流为所述目标电池从所述第一时刻到当前时刻的充电或放电电流；将所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量除以所述目标电池修正后的额定容量，得到所述目标电池从第一时刻到当前时刻的容量变化比例；将所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值减去所述目标电池从第一时刻到当前时刻的容量变化比例，得到所述目标电池当前时刻的荷电状态值，公式表示如下：
Figure BDA0002321603280000121
其中SOC(t)表示t时刻的荷电状态值，SOC(t0)表示t0时刻的荷电状态值，为初始荷电状态值，I为所述目标电池在t0时刻到t时刻的充电电流或放电电流，Q为所述目标电池的额定容量。
经过步骤S102对所述目标电池的额定容量进行修正后，t时刻的荷电状态值SOC(t)可以表示为：
Figure BDA0002321603280000122
下面结合附图对SOC(t0)进行说明。对所述目标电池最近一次充电结束或放电结束，进行长时间的静置后，在所述目标电池没有接负载的情况下，所述电池荷电状态的估算装置采集所述目标电池两端的电压，此时所述目标电池经过长时间静置后的端电压可以认为是所述目标电池初始的开路电压(OCV)。所述电池荷电状态的估算装置在测量得到所述目标电池初始的开路电压(OCV)后，查找所述目标电池开路电压与荷电状态之间的曲线图，参见图4，图4为本申请实施例提供的一种电池开路电压与荷电状态之间的曲线图，如图4所示，电池的开路电压与荷电状态之间存在对应关系，可以将如图4所示的曲线图表示为函数式，以所述目标电池初始的开路电压(OCV)代入所述函数式，得到所述目标电池的在所述第一时刻t0的荷电状态值SOC(t0)。
本申请实施例中，电池荷电状态的估算装置对目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值进行测量，根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值确定电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率，基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，对所述目标电池额定容量进行修正，根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，对所述目标电池当前时刻的荷电状态值进行估算，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。实施本实施例，在考虑电池循环老化对电池荷电状态的影响下，基于电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系对电池的额定容量进行修正，提高了电池荷电状态估算的准确性。
在一种可能的实施例中，若所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值处于第一预设区间内，则所述电池荷电状态的估算装置输出所述目标电池当前时刻的荷电状态值。具体的，经过上述结合图1至图4的步骤计算得到所述目标电池的欧姆内阻阻值以及荷电状态值，可以进一步统计得到所述目标电池在放电的状态下所述目标电池的欧姆内阻阻值与荷电状态值之间的关系，参见图5，图5为本申请实施例提供的一种电池在放电状态下欧姆内阻阻值与荷电状态之间的曲线图。如图5所示，当所述目标电池的荷电状态SOC在0.3至0.6的范围内时，无论所述目标电池的电池温度是多少，所述目标电池的欧姆内阻阻值均比较小并且趋于稳定，可以理解为所述目标电池的欧姆内阻阻值在SOC处于0.3至0.6的区间内不受SOC的影响，所以所述第一预设区间可以为0.3至0.6的范围内，所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值SCO处于第一预设区间内，确认所述目标电池当前时刻计算得到的荷电状态值比较准确，并进行更新输出，否则，可以不将所述目标电池当前时刻计算得到的荷电状态值输出，依旧沿用所述第一时刻的荷电状态值。进一步的，所述电池荷电状态的估算装置获取所述目标电池当前时刻的电池温度，根据所述目标电池当前时刻的电池温度确定所述第一预设区间。如图5所示，不同的电池温度对应的SOC与欧姆内阻阻值之间的关系曲线不一样，为了使所述第一预设区间范围可以由电池当前时刻的状态来确定，所以所述电池荷电状态的估算装置可以接收温度传感器发送的所述目标电池的电池温度，并根据所述目标电池的电池温度确定相应的第一预设区间，例如，所述电池荷电状态的估算装置接收到所述目标电池的电池温度为40℃，则所述第一预设区间为SOC处于0.1至0.8的范围内。实施本实施例，通过检测所述目标电池在第一时刻的荷电状态值在第一预设区间，避免所述目标电池测量计算得到的欧姆内阻阻值受所述目标电池自身的荷电状态值变化的影响，提高了所述目标电池的欧姆内阻阻值的准确性，从而进一步提高了所述目标电池荷电状态估算的准确度。
本申请实施例提供了一种电池荷电状态的估算装置，参见图6，图6为本申请实施例提供的一种电池荷电状态的估算装置。如图6所示，所述电池荷电状态的估算装置60包括：
获取模块600，用于获取目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值；
确定模块601，用于根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值，确定所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率；
所述确定模块601，还用于基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电后的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的；
所述确定模块601，还用于根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，确定所述目标电池修正后的额定容量；
所述确定模块601，还用于根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，确定所述目标电池当前时刻的荷电状态值，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。
在一种可能的实现方式中，所述电池荷电状态的估算装置60包括：
所述获取模块600，还用于获取目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值；
所述确定模块601，还用于根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值，确定所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率；
所述确定模块601，还用于基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电后的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的；
所述确定模块601，还用于根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，确定所述目标电池修正后的额定容量；
所述确定模块601，还用于根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，确定所述目标电池当前时刻的荷电状态值，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。
可选的，所述电池荷电状态的估算装置60包括：
所述获取模块600，还用于获取所述目标电池的初始参考容量以及初始参考欧姆内阻阻值；
对所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电，所述第二预设数量为X，包括N轮循环充放电，每轮循环充放电包括M次循环充放电，其中X、N和M均为正整数；
所述获取模块600，还用于获取所述目标电池该轮的容量以及该轮的欧姆内阻阻值；
所述确定模块601，还用于根据所述目标电池的所述初始参考容量和所述该轮的容量，确定所述目标电池该轮循环充放电的容量衰减率；根据所述目标电池的所述初始参考欧姆内阻阻值和所述该轮的欧姆内阻阻值，确定所述目标电池该轮循环充放电的欧姆内阻增加率；
所述确定模块601，还用于基于所述目标电池每一轮循环充放电的容量衰减率以及对应的欧姆内阻增加率，确定所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系。
在一种可能的实施例中，所述电池荷电状态的估算装置60包括：
计算模块602，用于将所述目标电池的额定容量乘以所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，得到所述目标电池的衰减容量；
所述计算模块602，还用于将所述目标电池的额定容量减去所述目标电池的衰减容量的结果，作为所述目标电池修正后的额定容量。
进一步的，所述电池荷电状态的估算装置60包括：
所述计算模块602，还用于对第一预设电流从所述第一时刻至当前时刻进行积分，得到所述目标电池从第一时刻到当前时刻产生的变化容量，所述第一预设电池电流为所述目标电池从所述第一时刻到当前时刻的充电或放电电流。
可选的，所述电池荷电状态的估算装置60包括：
所述计算模块602，还用于将所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量除以所述目标电池修正后的额定容量，得到所述目标电池从第一时刻到当前时刻的容量变化比例；
所述计算模块602，还用于将所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值减去所述目标电池从第一时刻到当前时刻的容量变化比例，得到所述目标电池当前时刻的荷电状态值。
在一种可能的实施例中，所述电池荷电状态的估算装置60包括：
输出模块603，用于在所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值处于第一预设区间时，输出所述目标电池当前时刻的荷电状态值。
进一步的，所述电池荷电状态的估算装置60包括：
所述获取模块600，还用于获取所述目标电池当前时刻的电池温度；
所述确定模块601，还用于根据所述目标电池当前时刻的电池温度确定所述第一预设区间。
实施本实施例，在考虑电池循环老化对电池荷电状态的影响下，基于电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系对电池的额定容量进行修正，提高了电池荷电状态估算的准确性。
参见图7，图7为本申请实施例提供的一种电子设备。如图7所示，电子设备70包括处理器700以及存储器701，其中：
所述处理器700可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)，该处理器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该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器701中存储有指令，可以理解的是，所述存储器701中存储所述目标电池的开路电压与荷电状态之间函数关系、所述目标电池的容量衰减率与欧姆内阻增加率之间的线性关系、初始参考欧姆内阻阻值以及初始参考容量。示例性的，所述存储器701可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器701提供指令和数据。存储器701的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器701还可以存储设备类型的信息。
所述处理器700，用于执行所述存储器中存储的计算机程序，实现前文所述的任意一种可能的实施例。
具体实现中，上述电子设备可通过其内置的各个功能模块执行如上述图1到图5中各个步骤所提供的实现方式，具体可参见上述图1到图5中各个步骤所提供的实现方式，在此不再赘述。
本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前文所述的任意一种可能的实施例。
需要说明的是，上述术语“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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置以及系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，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全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元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。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池荷电状态的估算方法，其特征在于，所述估算方法包括：
获取目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值，根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值，确定所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率；
基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电后的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的；
根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，确定所述目标电池修正后的额定容量；
根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，确定所述目标电池当前时刻的荷电状态值，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的包括：
获取所述目标电池的初始参考容量以及初始参考欧姆内阻阻值；
对所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电，所述第二预设数量为X，包括N轮循环充放电，每轮循环充放电包括M次循环充放电，其中X、N和M均为正整数；
获取所述目标电池该轮的容量以及该轮的欧姆内阻阻值；
根据所述目标电池的所述初始参考容量和所述该轮的容量，确定所述目标电池该轮循环充放电的容量衰减率；根据所述目标电池的所述初始参考欧姆内阻阻值和所述该轮的欧姆内阻阻值，确定所述目标电池该轮循环充放电的欧姆内阻增加率；
基于所述目标电池每一轮循环充放电的容量衰减率以及对应的欧姆内阻增加率，确定所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，得到所述目标电池修正后的额定容量包括：
将所述目标电池的额定容量乘以所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，得到所述目标电池的衰减容量；
将所述目标电池的额定容量减去所述目标电池的衰减容量的结果，作为所述目标电池修正后的额定容量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电池从第一时刻到当前时刻产生的变化容量包括：
对第一预设电流从所述第一时刻至当前时刻进行积分，得到所述目标电池从第一时刻到当前时刻产生的变化容量，所述第一预设电池电流为所述目标电池从所述第一时刻到当前时刻的充电或放电电流。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量除以所述目标电池修正后的额定容量，得到所述目标电池从第一时刻到当前时刻的容量变化比例；
将所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值减去所述目标电池从第一时刻到当前时刻的容量变化比例，得到所述目标电池当前时刻的荷电状态值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值处于第一预设区间内，则输出所述目标电池当前时刻的荷电状态值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述目标电池当前时刻的电池温度，根据所述目标电池当前时刻的电池温度确定所述第一预设区间。
8.一种电池荷电状态的估算装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标电池当前时刻的目标欧姆内阻阻值；
确定模块，用于根据所述目标欧姆内阻阻值和所述目标电池的初始参考欧姆内阻阻值，确定所述目标电池当前时刻的目标欧姆内阻增加率；
所述确定模块，还用于基于所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系，由所述目标欧姆内阻增加率确定所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率，所述目标电池的容量衰减率和欧姆内阻增加率之间的线性关系为根据所述目标电池进行第二预设数量次循环充放电后的容量变化和对应欧姆内阻阻值变化而确定的；
所述确定模块，还用于根据所述目标电池当前时刻的目标容量衰减率和所述目标电池的额定容量，确定所述目标电池修正后的额定容量；
所述确定模块，还用于根据所述目标电池修正后的额定容量、所述目标电池从第一时刻到当前时刻的变化容量以及所述目标电池在所述第一时刻的荷电状态值，确定所述目标电池当前时刻的荷电状态值，所述第一时刻为所述目标电池最近一次充电结束或放电结束后的测量时刻。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，其中所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，实现如权利要求1至7中任意一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至7中任意一项所述方法的步骤。
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