CN114137422A - 一种电动车剩余电量的确定方法及装置 - Google Patents

一种电动车剩余电量的确定方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种电动车剩余电量的确定方法及装置。该确定方法包括：获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压；根据电池在充放电状态下的电流，确定电流对应的容量；根据容量，确定电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据电流和电压，确定电池在限值状态下的剩余电量；根据安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，并根据初步修正剩余电量确定电动车的剩余电量。本发明实施例提供的电动车剩余电量的确定方法及装置，能够提高剩余电量确定的可靠性。

Description

一种电动车剩余电量的确定方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及电动车电量技术，尤其涉及一种电动车剩余电量的确定方法及装置。
背景技术
随着科技的进步和社会的发展，电动车作为一种新能源绿色环保产品而受到人们的喜爱,电动车是一种以蓄电池为能源的交通工具，电池是电动车最重要的部件之一。由于市场和用户群体对于电池的剩余可用容量的关注切身影响到用户群体使用便捷性，电池剩余电量的需求以及能够提供的精度也随之变得更加重要，同时剩余电量的计算准确性也直接影响到电池的寿命安全特性。
目前，现有的电动车剩余电量的确定方法，通常仅根据电动车电池的充放电容量，确定电动车的剩余电量，考虑因素单一，由于剩余电量会存在多种影响因素，仅根据电动车电池的充放电容量确定剩余电量，会影响剩余电量确定的可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种电动车剩余电量的确定方法及装置，以提高剩余电量确定的可靠性。
第一方面，本发明实施例提供了一种电动车剩余电量的确定方法，包括：
获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压；
根据电池在充放电状态下的电流，确定电流对应的容量；
根据容量，确定电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据电流和电压，确定电池在限值状态下的剩余电量；
根据安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，并根据初步修正剩余电量确定电动车的剩余电量。
可选的，电流对应的容量包括电池在放电状态下的电流对应的容量，以及电池在充电状态下的电流对应的容量；
根据容量，确定电池在安时积分状态下的剩余电量，包括：
根据电池在放电状态下的容量Q放，确定电池在安时积分状态下的放电剩余电量SOC_Ah放；其中SOC_Ah放＝Q放/Q可用容量，Q可用容量为电动车的电池可用容量；
根据电池在充电状态下的容量Q充，确定电池在安时积分状态下的充电剩余电量SOC_Ah充；其中SOC_Ah充＝Q充/Q可用容量。
可选的，根据电流和电压，确定电池在限值状态下的剩余电量，包括：
根据电流和电压，并基于预先存储的电压和剩余电量的关系表，确定关系表中与电压最接近的上下限值电压；
根据上下限值电压，通过线性插值计算得出电池在限值状态下的剩余电量。
可选的，关系表中的剩余容量对应有电压和温度。
可选的，根据安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，包括：
基于预设权重表，对安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量分别进行权重分配；
根据分配权重后的安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定放电初步修正剩余电量SOC放和充电初步修正剩余电量SOC充。
可选的，SOC放＝SOC_OCV放*A1+SOC_Ah放*B1+SOC修正*C1，SOC充＝SOC_OCV充*A2+SOC_Ah充*B2+SOC修正*C2；其中，SOC_OCV放和SOC_OCV充分别为电池在限值状态下的放电剩余电量和充电剩余电量，SOC_Ah放和SOC_Ah充分别为电池在安时积分状态下的放电剩余电量和充电剩余电量，A1、A2、B1、B2均为预设权重表中的权重值，C1和C2的取值范围均为0-1，SOC修正的值为0或1。
可选的，根据初步修正剩余电量确定电动车的剩余电量，包括：
根据初步修正剩余电量和电流I，确定剩余电量的最终修正量；
根据最终修正量，确定电动车的剩余电量SOC当前显示。
可选的，SOC当前显示＝SOC上次显示+(SOC上次显示-SOC充*A3+SOC放*B3)*I/Imax*Step+SOC修正*C3；其中，SOC充和SOC放分别为充电初步修正剩余电量和放电初步修正剩余电量，Imax为电动车的电池充放电最大电流，Step为修正步长，A3和B3均为预设权重表中的权重值，C3的取值范围为0-1，SOC修正的值为0或1。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电动车剩余电量的确定装置，包括：
电流电压获取模块，用于获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压；
容量确定模块，用于根据电池在充放电状态下的电流，确定电流对应的容量；
第一电量确定模块，用于根据容量，确定电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据电流和电压，确定电池在限值状态下的剩余电量；
第二电量确定模块，用于根据安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，并根据初步修正剩余电量确定电动车的剩余电量。
可选的，电流对应的容量包括电池在放电状态下的电流对应的容量，以及电池在充电状态下的电流对应的容量；
第一电量确定模块包括：
第一电量确定单元，用于根据电池在放电状态下的容量Q放，确定电池在安时积分状态下的放电剩余电量SOC_Ah放；其中SOC_Ah放＝Q放/Q可用容量，Q可用容量为电动车的电池可用容量；
第二电量确定单元，用于根据电池在充电状态下的容量Q充，确定电池在安时积分状态下的充电剩余电量SOC_Ah充；其中SOC_Ah充＝Q充/Q可用容量。
本发明实施例提供的电动车剩余电量的确定方法及装置，通过获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压；根据电池在充放电状态下的电流，确定电流对应的容量；进而根据容量，确定电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据电流和电压，确定电池在限值状态下的剩余电量；从而根据安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，并根据初步修正剩余电量确定电动车的剩余电量。本发明实施例提供的电动车剩余电量的确定方法及装置，基于电池在安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，对剩余电量进行修正，以确定修正后的剩余电量，可提高剩余电量确定的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种电动车剩余电量的确定方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种电动车剩余电量的确定方法的流程图；
图3是本发明实施例三提供的一种电动车剩余电量的确定装置的结构框图；
图4是本发明实施例四提供的一种电动车剩余电量的确定系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种电动车剩余电量的确定方法的流程图，本实施例可适用于修正电动车的电池剩余电量等情况，该方法可以由电动车剩余电量的确定装置执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在电动车的电池管理系统的控制器中，该方法具体包括如下步骤：
步骤110、获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压。
其中，电动车的电池在充放电状态下的电流和电压包括充电状态下的电流和电压，以及放电状态下的电流和电压。控制器可与前端采集电路电连接，通过采集电路可获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压。
步骤120、根据电池在充放电状态下的电流，确定电流对应的容量。
具体的，对电池在充电状态下的电流进行积分可得到充电状态下的容量Q充，对电池在放电状态下的电流进行积分可得到放电状态下的容量Q放。
步骤130、根据容量，确定电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据电流和电压，确定电池在限值状态下的剩余电量。
具体的，根据上述得到的充电状态下的容量Q充可得到充电剩余电量，根据上述得到的放电状态下的容量Q放可得到放电剩余电量，剩余电量与对应的容量成正比。电池在限值状态下的剩余电量是指在预先存储的电压和剩余电量的关系表中，与当前电压最接近的上下限电压对应的剩余电量。例如，当前电压为3.2V，关系表中记录有3.1V和3.3V对应的剩余电量，则可取3.1V和3.3V对应的剩余电量的均值作为当前电压在限值状态下对应的剩余电量。
步骤140、根据安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，并根据初步修正剩余电量确定电动车的剩余电量。
其中，电动车的初步修正剩余电量与安时积分状态下的剩余电量正相关，并与限值状态下的剩余电量正相关，基于预设计算公式可计算得到电动车的初步修正剩余电量。电动车的剩余电量可基于与初步修正剩余电量相关的公式计算得到，从而得到最终修正完成的剩余电量。
本实施例提供的电动车剩余电量的确定方法，通过获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压；根据电池在充放电状态下的电流，确定电流对应的容量；进而根据容量，确定电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据电流和电压，确定电池在限值状态下的剩余电量；从而根据安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，并根据初步修正剩余电量确定电动车的剩余电量。本实施例提供的电动车剩余电量的确定方法，基于电池在安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，对剩余电量进行修正，以确定修正后的剩余电量，可提高剩余电量确定的可靠性。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种电动车剩余电量的确定方法的流程图，本实施例可适用于修正电动车的电池剩余电量等情况，该方法可以由电动车剩余电量的确定装置执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在电动车的电池管理系统的控制器中，该方法具体包括如下步骤：
步骤210、获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压。
步骤220、根据电池在充放电状态下的电流，确定电流对应的容量，电流对应的容量包括电池在放电状态下的电流对应的容量，以及电池在充电状态下的电流对应的容量。
具体的，对电池在充电状态下的电流进行积分可得到充电状态下的容量Q充，对电池在放电状态下的电流进行积分可得到放电状态下的容量Q放。
步骤230、根据电池在放电状态下的容量Q放，确定电池在安时积分状态下的放电剩余电量SOC_Ah放。
其中，SOC_Ah放＝Q放/Q可用容量，Q可用容量为电动车的电池可用容量，Q可用容量＝容量实验理论值*容量实验理论值权重+预估迭代得出预估容量*预估迭代得出预估容量权重，在Q可用容量的等式右侧的各个值均可预先获得并存储。
步骤240、根据电池在充电状态下的容量Q充，确定电池在安时积分状态下的充电剩余电量SOC_Ah充。
其中，SOC_Ah充＝Q充/Q可用容量。
步骤250、根据电流和电压，并基于预先存储的电压和剩余电量的关系表，确定关系表中与电压最接近的上下限值电压。
示例性地，当前电压为3.1V，若关系表中记录有与3.1V接近的3V和3.2V对应的剩余容量，没有3.1V对应的剩余电量，则将关系表中的3.2V和3V分别作为当前电压的上限和下限。
步骤260、根据上下限值电压，通过线性插值计算得出电池在限值状态下的剩余电量。
其中，关系表中的剩余容量对应有电压和温度。示例性地，当前电压为3.1V，关系表中记录有29度下3V对应的剩余容量为49％，30度下3.2V对应的剩余容量为50％，则通过线性插值可计算得到29.5度下3.1V对应的剩余容量为49.5％。
步骤270、基于预设权重表，对安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量分别进行权重分配。
其中，预设权重表中可记录有预先计算得到的剩余电量对应的权重，具体在下一步骤说明。
步骤280、根据分配权重后的安时积分状态下的剩余电量以及限值状态下的剩余电量，确定放电初步修正剩余电量SOC放和充电初步修正剩余电量SOC充。
其中，SOC放＝SOC_OCV放*A1+SOC_Ah放*B1+SOC修正*C1，SOC充＝SOC_OCV充*A2+SOC_Ah充*B2+SOC修正*C2，SOC_OCV放和SOC_OCV充分别为电池在限值状态下的放电剩余电量和充电剩余电量，SOC_Ah放和SOC_Ah充分别为电池在安时积分状态下的放电剩余电量和充电剩余电量，A1、A2、B1、B2均为预设权重表中的权重值，可根据整车的充放电大倍率情况进行预设查表计算得到，C1和C2的取值范围均为0-1，做出特殊情况下的强制修正，SOC修正的值为0或1。
步骤290、根据初步修正剩余电量和电流I，确定剩余电量的最终修正量。
步骤291、根据最终修正量，确定电动车的剩余电量SOC当前显示。
其中，SOC当前显示＝SOC上次显示+(SOC上次显示-SOC充*A3+SOC放*B3)*I/Imax*Step+SOC修正*C3，SOC充和SOC放分别为充电初步修正剩余电量和放电初步修正剩余电量，Imax为电动车的电池充放电最大电流，Step为修正步长，A3和B3均为预设权重表中的权重值，各权重值可根据电池的工况、负载、环温、待机等多种因素确定，C3的取值范围为0-1，SOC修正的值为0或1。上述公式中的(SOC上次显示-SOC充*A3+SOC放*B3)*I/Imax*Step即为最终修正量，根据上述公式可计算得到最终修正后的电动车的剩余电量。
本实施例提供的电动车剩余电量的确定方法，基于预设权重表，对安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量分别进行权重分配，各权重值根据电池的工况、负载、环温、待机等多种因素确定，以进行动态多维度分配权重比例，并且能够根据电池的自身状态及时修正剩余电量，从而提高剩余电量确定的可靠性，适用于多种电池平台。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种电动车剩余电量的确定装置的结构框图，电动车剩余电量的确定装置包括：电流电压获取模块310、容量确定模块320、第一电量确定模块330、第二电量确定模块340；其中，电流电压获取模块310用于获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压；容量确定模块320用于根据电池在充放电状态下的电流，确定电流对应的容量；第一电量确定模块330用于根据容量，确定电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据电流和电压，确定电池在限值状态下的剩余电量；第二电量确定模块340用于根据安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定电动车的初步修正剩余电量，并根据初步修正剩余电量确定电动车的剩余电量。
在上述实施方式的基础上，电流对应的容量包括电池在放电状态下的电流对应的容量，以及电池在充电状态下的电流对应的容量；第一电量确定模块330包括：第一电量确定单元和第二电量确定单元；其中，第一电量确定单元用于根据电池在放电状态下的容量Q放，确定电池在安时积分状态下的放电剩余电量SOC_Ah放；其中SOC_Ah放＝Q放/Q可用容量，Q可用容量为电动车的电池可用容量；第二电量确定单元用于根据电池在充电状态下的容量Q充，确定电池在安时积分状态下的充电剩余电量SOC_Ah充；其中SOC_Ah充＝Q充/Q可用容量。
在一种实施方式中，第一电量确定模块330包括：电压限值确定单元和第三电量确定单元；其中，电压限值确定单元用于根据电流和电压，并基于预先存储的电压和剩余电量的关系表，确定关系表中与电压最接近的上下限值电压；第三电量确定单元用于根据上下限值电压，通过线性插值计算得出电池在限值状态下的剩余电量。
可选地，第二电量确定模块340包括权重分配单元和电量修正单元；其中，权重分配单元用于基于预设权重表，对安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量分别进行权重分配；电量修正单元用于根据分配权重后的安时积分状态下的剩余电量，以及限值状态下的剩余电量，确定放电初步修正剩余电量SOC放和充电初步修正剩余电量SOC充。
优选地，第二电量确定模块340包括修正量确定单元和第四电量确定单元；其中，修正量确定单元用于根据初步修正剩余电量和电流I，确定剩余电量的最终修正量；第四电量确定单元用于根据最终修正量，确定电动车的剩余电量SOC当前显示。
本实施例提供的电动车剩余电量的确定装置与本发明任意实施例提供的电动车剩余电量的确定方法属于相同的发明构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的电动车剩余电量的确定方法。
本实施例还提供了一种电动车剩余电量的确定系统，图4是本发明实施例三提供的一种电动车剩余电量的确定系统的结构框图，该确定系统包括控制器10、充放电电路20和前端采集电路30，充放电电路20和前端采集电路30均与控制器10电连接，控制器10用于通过充放电电路20控制电动车电池40的充放电过程，并通过前端采集电路30获取电动车电池40的电压、电流和温度等信息。
其中，电动车可以是两轮电动车，控制器10可以是电动车的电池管理系统的控制器，控制器10在控制电动车电池40进行充放电时，获取当时电动车电池40的电压、电流和温度等信息，并根据获取的信息确定电动车剩余电量，具体过程可参照上述实施例，在此不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电动车剩余电量的确定方法，其特征在于，包括：
获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压；
根据所述电池在充放电状态下的电流，确定所述电流对应的容量；
根据所述容量，确定所述电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据所述电流和所述电压，确定所述电池在限值状态下的剩余电量；
根据所述安时积分状态下的剩余电量，以及所述限值状态下的剩余电量，确定所述电动车的初步修正剩余电量，并根据所述初步修正剩余电量确定所述电动车的剩余电量。
2.根据权利要求1所述的电动车剩余电量的确定方法，其特征在于，所述电流对应的容量包括所述电池在放电状态下的电流对应的容量，以及所述电池在充电状态下的电流对应的容量；
所述根据所述容量，确定所述电池在安时积分状态下的剩余电量，包括：
根据所述电池在放电状态下的容量Q放，确定所述电池在安时积分状态下的放电剩余电量SOC_Ah放；其中SOC_Ah放＝Q放/Q可用容量，Q可用容量为所述电动车的电池可用容量；
根据所述电池在充电状态下的容量Q充，确定所述电池在安时积分状态下的充电剩余电量SOC_Ah充；其中SOC_Ah充＝Q充/Q可用容量。
3.根据权利要求1所述的电动车剩余电量的确定方法，其特征在于，所述根据所述电流和所述电压，确定所述电池在限值状态下的剩余电量，包括：
根据所述电流和电压，并基于预先存储的电压和剩余电量的关系表，确定所述关系表中与所述电压最接近的上下限值电压；
根据所述上下限值电压，通过线性插值计算得出所述电池在限值状态下的剩余电量。
4.根据权利要求3所述的电动车剩余电量的确定方法，其特征在于，所述关系表中的剩余容量对应有电压和温度。
5.根据权利要求1所述的电动车剩余电量的确定方法，其特征在于，所述根据所述安时积分状态下的剩余电量，以及所述限值状态下的剩余电量，确定所述电动车的初步修正剩余电量，包括：
基于预设权重表，对所述安时积分状态下的剩余电量，以及所述限值状态下的剩余电量分别进行权重分配；
根据分配权重后的所述安时积分状态下的剩余电量，以及所述限值状态下的剩余电量，确定放电初步修正剩余电量SOC放和充电初步修正剩余电量SOC充。
6.根据权利要求5所述的电动车剩余电量的确定方法，其特征在于，SOC放＝SOC_OCV放*A1+SOC_Ah放*B1+SOC修正*C1，SOC充＝SOC_OCV充*A2+SOC_Ah充*B2+SOC修正*C2；其中，SOC_OCV放和SOC_OCV充分别为所述电池在限值状态下的放电剩余电量和充电剩余电量，SOC_Ah放和SOC_Ah充分别为所述电池在安时积分状态下的放电剩余电量和充电剩余电量，A1、A2、B1、B2均为所述预设权重表中的权重值，C1和C2的取值范围均为0-1，SOC修正的值为0或1。
7.根据权利要求1所述的电动车剩余电量的确定方法，其特征在于，所述根据所述初步修正剩余电量确定所述电动车的剩余电量，包括：
根据所述初步修正剩余电量和所述电流I，确定所述剩余电量的最终修正量；
根据所述最终修正量，确定所述电动车的剩余电量SOC当前显示。
8.根据权利要求7所述的电动车剩余电量的确定方法，其特征在于，SOC当前显示＝SOC上次显示+(SOC上次显示-SOC充*A3+SOC放*B3)*I/Imax*Step+SOC修正*C3；其中，SOC充和SOC放分别为充电初步修正剩余电量和放电初步修正剩余电量，Imax为所述电动车的电池充放电最大电流，Step为修正步长，A3和B3均为预设权重表中的权重值，C3的取值范围为0-1，SOC修正的值为0或1。
9.一种电动车剩余电量的确定装置，其特征在于，包括：
电流电压获取模块，用于获取电动车的电池在充放电状态下的电流和电压；
容量确定模块，用于根据所述电池在充放电状态下的电流，确定所述电流对应的容量；
第一电量确定模块，用于根据所述容量，确定所述电池在安时积分状态下的剩余电量，并根据所述电流和所述电压，确定所述电池在限值状态下的剩余电量；
第二电量确定模块，用于根据所述安时积分状态下的剩余电量，以及所述限值状态下的剩余电量，确定所述电动车的初步修正剩余电量，并根据所述初步修正剩余电量确定所述电动车的剩余电量。
10.根据权利要求9所述的电动车剩余电量的确定装置，其特征在于，所述电流对应的容量包括所述电池在放电状态下的电流对应的容量，以及所述电池在充电状态下的电流对应的容量；
所述第一电量确定模块包括：
第一电量确定单元，用于根据所述电池在放电状态下的容量Q放，确定所述电池在安时积分状态下的放电剩余电量SOC_Ah放；其中SOC_Ah放＝Q放/Q可用容量，Q可用容量为所述电动车的电池可用容量；
第二电量确定单元，用于根据所述电池在充电状态下的容量Q充，确定所述电池在安时积分状态下的充电剩余电量SOC_Ah充；其中SOC_Ah充＝Q充/Q可用容量。
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