CN114706004B - 电池包内电芯剩余电量的确定方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供电池包内电芯剩余电量的确定方法、装置、设备及介质，涉及电池技术领域。该方法包括：获取由采集单元采集的电池包内第一电芯的参数值及第二电芯的参数值；根据第一电芯的参数值、第二电芯的参数值，确定第二电芯在第一时刻的开路电压；根据第二电芯在第一时刻的开路电压、及预设的开路电压与剩余电量的对应关系表，确定第二电芯的剩余电量。本方案根据获取到的两个电芯在两个不同时刻的端电压、及其中一个电芯A在第一时刻的开路电压，计算得到另一个电芯B在第一时刻的开路电压，根据电芯B在第一时刻的开路电压、及开路电压与剩余电量的关系表，得到电芯B的剩余电量，解决了现有技术中无法对电池包内每个电芯的剩余电量估算的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池包内电芯剩余电量的确定方法、装置、设备及介质。
背景技术
剩余电量，即荷电状态(State of Charge，简称SOC)，是电动汽车上电池包的剩余可用电量与其完全充电状态的总容量的百分比，是电池管理系统(Battery ManagementSystem简称BMS)中最为重要的参数，为电池包的安全管理、充放电控制、整车电量管理等功能提供重要参考。
目前，对电池包的SOC估算方法主要包括：电流积分法、开路电压修正法、在线参数识别法、离线参数识别法、神经网络法或卡尔曼滤波等。其中，上述算法主要是采集电池包的电流I、电压V，再根据采集到的电流I、电压V以及预存的不同倍率下电池包的电流I、电压V与SOC值的对应关系，估计得到电池包的SOC值。
但是，电池包内通常包括多个串联电芯(一般96个电芯串联)，且每个电芯的工艺或者使用环境不同，使得电池包内各个电芯之间存在差异(如自放电率差异、容量差异、内阻差异)，进而导致上述现有算法均存在无法准确且高效地估算得到电池包内每一个电芯的剩余电量的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种电池包内电芯剩余电量的确定方法、装置、设备及介质，以便解决现有技术中无法估算电池包内每个电芯的剩余电量的问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种电池包内电芯剩余电量的确定方法，应用于车辆电池管理系统中的处理单元，所述车辆电池管理系统中包括所述处理单元以及采集单元，所述采集单元与电池包电连接，所述电池包内包括多个电芯，所述方法包括：
获取由所述采集单元采集的所述电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值；其中，所述第一电芯的参数值包括：所述第一电芯在第一时刻时的端电压及开路电压、所述第一电芯在第二时刻时的端电压，所述第二电芯的参数值包括：所述第二电芯在第一时刻时的端电压、所述第二电芯在第二时刻时的端电压；其中，所述第一时刻早于所述第二时刻，且所述第一时刻与所述第二时刻的相差间隔小于预设时长，其中，所述第一电芯、所述第二电芯为所述电池包内多个电芯中的一个；
根据所述第一电芯的参数值、所述第二电芯的参数值，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压；
根据所述第二电芯在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定所述第二电芯的剩余电量。
可选地，所述根据所述第一电芯的参数值、所述第二电芯的参数值，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压，包括：
根据所述第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第一电芯的端电压变化量；
根据所述第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第二电芯的端电压变化量；
根据所述第一电芯的端电压变化量、所述第二电芯的端电压变化量、所述第一电芯在第一时刻的开路电压、所述第一电芯在第一时刻的端电压以及所述第二电芯在第一时刻的端电压，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，所述根据所述第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第一电芯的端电压变化量，包括：
确定所述第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到所述第一电芯的端电压变化量。
可选地，所述根据所述第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第二电芯的端电压变化量，包括：
确定所述第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到所述第二电芯的端电压变化量。
可选地，所述根据所述第一电芯的端电压变化量、所述第二电芯的端电压变化量、所述第一电芯在第一时刻的开路电压、所述第一电芯在第一时刻的端电压以及所述第二电芯在第一时刻的端电压，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压，包括：
计算所述第二电芯的端电压变化量与所述第一电芯的端电压变化量的比值；
确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压与所述第一电芯在第一时刻的端电压压的差值；
根据所述比值、所述差值以及所述第二电芯在第一时刻的端电压，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，根据所述比值、所述差值以及所述第二电芯在第一时刻的端电压，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压，包括：
计算所述比值与所述差值的乘积；
确定所述乘积与所述第二电芯在第一时刻的端电压之和，得到所述第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，所述方法还包括：
获取由所述采集单元采集的所述第二电芯在第一时刻的测量开路电压；
根据所述第二电芯在第一时刻的开路电压，对由所述采集单元采集的所述第二电芯在第一时刻的测量开路电压进行修正，得到修正后所述第二电芯在第一时刻的修正开路电压；
根据所述第二电芯在第一时刻的修正开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定所述第二电芯的实际剩余电量。
第二方面，本申请实施例还提供了一种电池包内电芯剩余电量的确定装置，应用于车辆电池管理系统中的处理单元，所述车辆电池管理系统中包括所述处理单元以及采集单元，所述采集单元与电池包电连接，所述电池包内包括多个电芯，所述装置包括：
获取模块，用于获取由所述采集单元采集的所述电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值；其中，所述第一电芯的参数值包括：所述第一电芯在第一时刻时的端电压及开路电压、所述第一电芯在第二时刻时的端电压，所述第二电芯的参数值包括：所述第二电芯在第一时刻时的端电压、所述第二电芯在第二时刻时的端电压；其中，所述第一时刻早于所述第二时刻，且所述第一时刻与所述第二时刻的相差间隔小于预设时长，其中，所述第一电芯、所述第二电芯为所述电池包内多个电芯中的一个；
确定模块，用于根据所述第一电芯的参数值、所述第二电芯的参数值，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压；根据所述第二电芯在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定所述第二电芯的剩余电量。
可选地，所述确定模块，还用于：
根据所述第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第一电芯的端电压变化量；
根据所述第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第二电芯的端电压变化量；
根据所述第一电芯的端电压变化量、所述第二电芯的端电压变化量、所述第一电芯在第一时刻的开路电压、所述第一电芯在第一时刻的端电压以及所述第二电芯在第一时刻的端电压，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，所述确定模块，还用于：
确定所述第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到所述第一电芯的端电压变化量。
可选地，所述确定模块，还用于：
确定所述第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到所述第二电芯的端电压变化量。
可选地，所述确定模块，还用于：
计算所述第二电芯的端电压变化量与所述第一电芯的端电压变化量的比值；
确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压与所述第一电芯在第一时刻的端电压压的差值；
根据所述比值、所述差值以及所述第二电芯在第一时刻的端电压，确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，所述确定模块，还用于：
计算所述比值与所述差值的乘积；
确定所述乘积与所述第二电芯在第一时刻的端电压之和，得到所述第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，所述装置还包括：
所述获取模块，还用于获取由所述采集单元采集的所述第二电芯在第一时刻的测量开路电压；
所述修正模块，用于根据所述第二电芯在第一时刻的开路电压，对由所述采集单元采集的所述第二电芯在第一时刻的测量开路电压进行修正，得到修正后所述第二电芯在第一时刻的修正开路电压；
所述确定模块，还用于根据所述第二电芯在第一时刻的修正开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定所述第二电芯的实际剩余电量。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如第一方面提供的所述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面提供的所述方法的步骤。
本申请的有益效果是：
本申请提供一种电池包内电芯剩余电量的确定方法、装置、设备及介质，应用于车辆电池管理系统中的处理单元，车辆电池管理系统中包括处理单元以及采集单元，采集单元与电池包电连接，电池包内包括多个电芯，该方法包括：获取由采集单元采集的电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值；其中，第一电芯的参数值包括：第一电芯在第一时刻时的端电压及开路电压、第一电芯在第二时刻时的端电压，第二电芯的参数值包括：第二电芯在第一时刻时的端电压、第二电芯在第二时刻时的端电压；其中，第一时刻早于第二时刻，且第一时刻与第二时刻的相差间隔小于预设时长，其中，第一电芯、第二电芯为电池包内多个电芯中的一个；根据第一电芯的参数值、第二电芯的参数值，确定第二电芯在第一时刻的开路电压；根据第二电芯在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定第二电芯的剩余电量。在本方案中，主要先是获取由采集单元同时采集到的电池包内两个电芯(如电芯A与电芯B)在两个不同时刻的端电压、以及其中一个电芯A在第一时刻的开路电压，根据两个电芯在两个不同时刻的端电压及电芯A在第一时刻的开路电压，计算得到另一个电芯B在第一时刻的开路电压，再根据电芯B在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，查找得到电芯B的剩余电量，采用该方法能够实现对电池包内每个电芯剩余电量的估算，克服了现有技术中无法对电池包内每个电芯剩余电量的估算问题，且本方案能够在计算量小且实时性高的前提下准确计算得到电池包内每个电芯的剩余电量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种车辆电池管理系统的结果示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电池包内电芯剩余电量的确定方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种电池包内电芯剩余电量的确定方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种电池包内电芯剩余电量的确定方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种电池包内电芯剩余电量的确定方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的电池包内电芯的二阶RC电路模型；
图8为本申请实施例提供的又一种电池包内电芯剩余电量的确定方法的流程示意图；
图9为本申请实施例提供的一种电池包内电芯剩余电量的确定装置的结构示意图。
图标：100-车辆电池管理系统；101-处理单元；102-采集单元。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
本申请实施例下述方法、装置、电子设备或计算机可读存储介质可以应用于任何需要对电动汽车上电池包内电芯的SOC进行评估的场景，本申请实施例并不对具体的应用场景作限制，任何使用本申请实施例提供的一种电池包内电芯剩余电量的确定方法、装置、电子设备及存储介质的方案均在本申请保护范围内。
首先，在对本申请所提供的技术方案展开具体说明之前，先对本申请所涉及的相关背景进行简单说明。
目前，大多数估算电池包剩余电量的方法是：采集电池包的电流I、电压V，再根据采集到的电流I、电压V以及预存的不同倍率下电池包的电流I、电压V与剩余电量的对应关系，估计得到电池包的剩余电量。
但是，电池包内通常包括多个串联电芯(一般96个电芯串联)，且每个电芯的工艺或者使用环境不同，使得电池包内各个电芯之间存在差异(如自放电率差异、容量差异、内阻差异)，进而导致上述现有算法均存在无法准确估算电池包内每一个电芯的剩余电量的问题。
为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本申请提出一种电池包内电芯剩余电量的确定方法，主要先是获取由采集单元采集到的电池包内两个电芯(如电芯A与电芯B)在两个不同时刻的端电压、以及其中一个电芯A在第一时刻的开路电压，根据两个电芯在两个不同时刻的端电压及电芯A在第一时刻的开路电压，计算得到另一个电芯B在第一时刻的开路电压，再根据电芯B在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，查找得到电芯B的剩余电量，实现了对电池包内每个电芯剩余电量的估算，克服了现有技术中无法对电池包内每个电芯剩余电量的估算问题，且本方案能够在计算量小且实时性高的前提下准确计算得到电池包内每个电芯的剩余电量。
如下通过多个实施例对本申请提供的车辆电池管理系统的结构示意图进行简单说明。
图1为本申请实施例提供的车辆电池管理系统的结构示意图；如图1所示，车辆电池管理系统100包括：处理单元101、采集单元102。
其中，处理单元101与采集单元102通信连接，采集单元102与电池包电连接。示例性地，处理单元101可以为车辆电池管理系统中的主控单元，采集单元102可以为车辆电池管理系统中的采样电路，可以通过采集单元102实时测取电池包内各个电芯在任一时刻下的端电压及开路电压，并将采集到的各个电芯在任一时刻下的端电压及开路电压发送至处理单元101，处理单元101对接收的数据进行处理，以准确地估算得到电池包内每个电芯的剩余电量。
可以理解，图1所示的结构仅为示意，车辆电池管理系统100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
图2为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；上述图1中的处理单元与采集单元均可以为图2所示的电子设备。
如图2所示，处理单元101包括存储器201、处理器202。其中，存储器201、处理器202相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。
存储器201中存储有以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器201中的软件功能模块，处理器202通过运行存储在存储器201内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的电池包内电芯剩余电量的确定方法。
其中，存储器201可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)、可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)等。其中，存储器201用于存储程序，处理器202在接收到执行指令后，执行所述程序。
处理器202可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器202可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等。
如下将通过多个具体的实施例对本申请所提供的电池包内电芯剩余电量的确定方法应用于车辆电池管理系统100中的处理单元步骤的实现原理和对应产生的有益效果进行说明。
图3为本申请实施例提供的一种电池包内电芯剩余电量的确定方法的流程示意图；可选地，该方法的执行主体可以是所示图1中的车辆电池管理系统100中的处理单元。
应当理解，在其它实施例中电池包内电芯剩余电量的确定方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。如图3所示，该方法包括：
S301、获取由采集单元采集的电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值。
在本实施例中，电池包内包括多个串联电芯。例如，电动汽车上的电池包内包括96个电芯串联，第一电芯A、第二电芯B为电池包内多个电芯中的一个，且第一电芯A、第二电芯B在电池包内的布设位置可以为相邻或者不相邻的两个电芯。
其中，第一电芯的参数值包括：第一电芯在第一时刻时的端电压及开路电压、第一电芯在第二时刻时的端电压，第二电芯的参数值包括：第二电芯在第一时刻时的端电压、第二电芯在第二时刻时的端电压。
其中，第一时刻早于第二时刻，且第一时刻与第二时刻的相差间隔小于预设时长。例如，将第一时刻记作第k时刻，第二时刻相差记作第k+1时刻，第k时刻与第k+1时刻之间只间隔10ms。
在本实施例中，将第一电芯的参数值中第一电芯在第一时刻时的端电压记为V′(k)、及开路电压记为E′(k)，第一电芯在第二时刻时的端电压记为V′(k+1)，以及，将第二电芯的参数值中第二电芯在第一时刻时的端电压记为V(k)，第二电芯在第二时刻时的端电压记为V(k+1)。
在本实施例中，采集单元同时采集电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值，并将采集到的数据发送至处理单元，由处理单元对采集到的数据进行下一步处理。
S302、根据第一电芯的参数值、第二电芯的参数值，确定第二电芯在第一时刻的开路电压。
其中，第二电芯在第一时刻的开路电压记为E(k)。
在本实施例中，根据第一电芯在第一时刻时的端电压V′(k)及开路电压E′(k)、第一电芯在第二时刻时的端电压V′(k+1)、第二电芯在第一时刻时的端电压V(k)、第二电芯在第二时刻时的端电压V(k+1)，计算得到第二电芯在第一时刻的开路电压E(k)。
S303、根据第二电芯在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定第二电芯的剩余电量。
其中，预设的开路电压与剩余电量的关系表中存储有电芯在不同开路电压下对应的剩余电量。
在本实施例中，以第二电芯在第一时刻的开路电压作为查询条件，可以在开路电压与剩余电量的关系表中查询得到第二电芯在第一时刻的开路电压对应的目标剩余电量，并将查询到的目标剩余电量作为第二电芯的剩余电量。
综上所述，本申请实施例提供一种电池包内电芯剩余电量的确定方法，应用于车辆电池管理系统中的处理单元，车辆电池管理系统中包括处理单元以及采集单元，采集单元与电池包电连接，电池包内包括多个电芯，该方法包括：获取由采集单元采集的电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值；其中，第一电芯的参数值包括：第一电芯在第一时刻时的端电压及开路电压、第一电芯在第二时刻时的端电压，第二电芯的参数值包括：第二电芯在第一时刻时的端电压、第二电芯在第二时刻时的端电压；其中，第一时刻早于第二时刻，且第一时刻与第二时刻的相差间隔小于预设时长，其中，第一电芯、第二电芯为电池包内多个电芯中的一个；根据第一电芯的参数值、第二电芯的参数值，确定第二电芯在第一时刻的开路电压；根据第二电芯在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定第二电芯的剩余电量。在本方案中，主要先是获取由采集单元同时采集到的电池包内两个电芯(如电芯A与电芯B)在两个不同时刻的端电压、以及其中一个电芯A在第一时刻的开路电压，根据两个电芯在两个不同时刻的端电压及电芯A在第一时刻的开路电压，计算得到另一个电芯B在第一时刻的开路电压，再根据电芯B在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，查找得到电芯B的剩余电量，采用该方法能够实现对电池包内每个电芯剩余电量的估算，克服了现有技术中无法对电池包内每个电芯剩余电量的估算问题，且本方案能够在计算量小且实时性高的前提下准确计算得到电池包内每个电芯的剩余电量。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S302中如何根据第一电芯的参数值、第二电芯的参数值，确定第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，参考图4所示，上述步骤S302包括：
S401、根据第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定第一电芯的端电压变化量。
在本实施例中，可以根据第一电芯在第一时刻的端电压V′(k)及在第二时刻的端电压V′(k+1)，计算得到第一电芯A在第一时刻至第二时刻(即，第k时刻至第k+1时刻)这一时段内的端电压变化量ΔV′。
S402、根据第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定第二电芯的端电压变化量。
同时，也可以采用上述同样的方式，计算得到第二电芯B的端电压变化量在第一时刻至第二时刻(即，第k时刻至第k+1时刻)这一时段内的端电压变化量ΔV。
S403、根据第一电芯的端电压变化量、第二电芯的端电压变化量、第一电芯在第一时刻的开路电压、第一电芯在第一时刻的端电压以及第二电芯在第一时刻的端电压，确定第二电芯在第一时刻的开路电压。
在上述实施例的基础上，可以采用上述计算得到的第一电芯的端电压变化量ΔV′、第二电芯的端电压变化量ΔV、以及第一电芯在第一时刻的开路电压E′(k)、第一电芯在第一时刻的端电压V′(k)以及第二电芯在第一时刻的端电压V(k)，计算得到第二电芯在第一时刻的开路电压E(k)。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S401中如何根据第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定第一电芯的端电压变化量。
可选地，根据第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定第一电芯的端电压变化量，包括：
确定第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到第一电芯的端电压变化量。
在本实施例中，可以直接将第一电芯在第二时刻的端电压V′(k+1)减去其在第一时刻的端电压V′(k)，得到第一电芯在第一时刻至第二时刻的端电压的差值，即V′(k+1)-V′(k)，并将计算得到的差值作为第一电芯的端电压变化量ΔV′，即可以将第一电芯的端电压变化量记作ΔV′＝V′(k+1)-V′(k)。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S402中根据第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定第二电芯的端电压变化量。
可选地，根据第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定第二电芯的端电压变化量，包括：
确定第二电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到第二电芯的端电压变化量。
在本实施例中，可以直接将第二电芯在第二时刻的端电压V(k+1)减去其在第一时刻的端电压V(k)，得到第二电芯在第一时刻至第二时刻的端电压的差值，即V(k+1)-V(k)，并将计算得到的差值作为第二电芯的端电压变化量ΔV，即可以将第一电芯的端电压变化量记作ΔV＝V(k+1)-V(k)。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S403中如何根据第一电芯的端电压变化量ΔV′、第二电芯的端电压变化量ΔV、第一电芯在第一时刻的开路电压E′(k)、第一电芯在第一时刻的端电压V′(k)以及第二电芯在第一时刻的端电压V(k)，确定第二电芯在第一时刻的开路电压E(k)。
可选地，参考图5所示，上述步骤S403包括：
S501、计算第二电芯的端电压变化量与第一电芯的端电压变化量的比值。
在上述实施例的基础上，可以将第二电芯的端电压变化量除以第一电芯的端电压变化量，即ΔV/ΔV′，也可以记作
S502、确定第一电芯在第一时刻的开路电压与第一电芯在第一时刻的端电压压的差值。
在上述实施例的基础上，可以将第一电芯在第一时刻的开路电压E′(k)减去第一电芯在第一时刻的端电压压V′(k)，得到两者的差值，也可以记作E′(k)-V′(k)。
S503、根据比值、差值以及第二电芯在第一时刻的端电压，确定第二电芯在第一时刻的开路电压。
在上述实施例的基础上，可以根据上述计算得到的第二电芯的端电压变化量与第一电芯的端电压变化量的比值第一电芯在第一时刻的开路电压与第一电芯在第一时刻的端电压压的差值E′(k)-V′(k)、以及第二电芯在第一时刻的端电压V(k)，计算得到第二电芯在第一时刻的开路电压E(k)。
将通过如下实施例，具体讲解上述步骤S503中如何根据比值、差值以及第二电芯在第一时刻的端电压，确定第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，参考图6所示，上述步骤S503包括：
S601、计算比值与差值的乘积。
S602、确定乘积与第二电芯在第一时刻的端电压之和，得到第二电芯在第一时刻的开路电压。
在上述实施例的基础上，将上述计算得到的第二电芯的端电压变化量与第一电芯的端电压变化量的比值与第一电芯在第一时刻的开路电压与第一电芯在第一时刻的端电压压的差值E′(k)-V′(k)进行乘积运算，得到乘积结果然后，再将得到的乘积结果与第二电芯在第一时刻的端电压进行求和运算，即得到求和结果，记作/>也即第二电芯在第一时刻的开路电压
将通过如下实施例，具体讲解本申请如何得出第二电芯在第一时刻的开路电压的过程。
在本申请中，使用二阶RC电路模型，简化电池包内每个电芯的电化学特性与物理状态。参考图7所示为电池包内任意一个电芯的二阶RC电路模型。
其中，在电芯的二阶RC模型中，R0为电芯的欧姆内阻，E(t)为电芯的开路电压，C1和C2为电芯的极化电容，R1和R2为电芯的极化内阻，i(t)为电芯的充放电电流，V(t)为电芯的端电压。
参考图7所示的二阶RC电路模型，由戴维南定理可以得到电芯在任意时刻的端电压V(t)，如下公式(1)：
V(t)＝E(t)-R0(t)*i(t)-U1(t)-U2(t) (1)
同理，也可以得到电芯在第k时刻、第k+1时刻下的端电压V(k)、V(k+1)，即如下公式(2)、公式(3)：
V(k)＝E(k)-R0(k)*i(k)-U1(k)-U2(k) (2)
V(k+1)＝E(k+1)-R0(k+1)*i(k)-U1(k+1)-U2(k+1) (3)
假设，第k时刻与第k+1时刻之间相间隔10ms，则，有如下公式(4)-公式(6)成立：
E(k)＝E(k+1) (4)
对于电池包内两个串联的电芯A、及电芯B，电芯A的开路电压为E′(k)与电芯B的开路电压为E(k)，则有如下公式(7)成立：
由公式(7)可得：
由公式(4)与公式(8)可得：
将公式(8)中等式左右两边分子的差值作为公式(9)中等式右边的分子，同理将公式(8)中等式左右两边分母的差值作为公式(9)中等式右边的分母，再根据公式(4)，即可计算得到公式(9)所示的等式。
由公式(9)可得：
在公式(9)中，当电芯A的开路电压为E′(k)已知时，可以根据电芯A的端电压变化量ΔV′、电芯B的端电压变化量ΔV、电芯A在第k时刻的端电压V′(k)以、及电芯B在第k时刻的端电压V(k)，计算得到电芯B在第k时刻的开路电压E(k)。
在本实施例中，本申请提出的上述计算电芯B在第k时刻的开路电压E(k)的方法，具有运算量小、系统输入简单、以及对电源管理系统中处理单元的算力要求低等优势，在兼顾算法的实时性与计算量的同时，也能够确保计算得到的电芯B在第k时刻的开路电压E(k)的误差在控制范围内。
此外，本申请提还可以根据上述估算得到的电池包内电芯B的开路电压，对由采集单元采集到的电芯B在第一时刻的测量开路电压进行修正，以得到修正后的电芯B在第一时刻的修正开路电压，以便于采集单元下次采集到电芯的开路电压能够更加准确地反映其真实值，从而有效提高了采集单元下次采集到的电芯B的开路电压的精度。
将通过如下实施例，具体讲解如何对由采集单元采集到的电芯B在第一时刻的测量开路电压进行修正。
可选地，参考图8所示，该方法还包括：
S801、获取由采集单元采集的第二电芯在第一时刻的测量开路电压。
在本实施例中，在计算得到第二电芯在第一时刻的开路电压后，采集单元还需要获取由采集单元采集的第二电芯在第一时刻的测量开路电压，以判断第二电芯在第一时刻的开路电压与测量开路电压之间的偏差是否在预设误差范围内，若否，则需要根据第二电芯在第一时刻的开路电压，对第二电芯在第一时刻的测量开路电压进行修正；若是，则不需要对第二电芯在第一时刻的测量开路电压进行修正。
S802、根据第二电芯在第一时刻的开路电压，对由采集单元采集的第二电芯在第一时刻的测量开路电压进行修正，得到修正后第二电芯在第一时刻的修正开路电压。
在本实施例中，计算第二电芯在第一时刻的开路电压与测量开路电压的差值，并判断计算得到的差值是否小于预设误差阈值，若否，则将第二电芯在第一时刻的测量开路电压替换为第二电芯在第一时刻的开路电压，以实现对第二电芯在第一时刻的测量开路电压的修正操作，以便于采集单元下次采集到电芯的开路电压能够更加准确地反映其真实值，从而有效提高了采集单元下次采集到的电芯B的开路电压的精度。
S803、根据第二电芯在第一时刻的修正开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定第二电芯的实际剩余电量。
在上述实施例的基础上，以第二电芯在第一时刻的修正开路电压作为查询条件，可以在开路电压与剩余电量的关系表中查询得到第二电芯在第一时刻的修正开路电压对应的目标剩余电量，并将查询到的目标剩余电量作为第二电芯的剩余电量，提高了对电池包内电芯剩余电量估算的准确度。
此外，还可以根据估算得到的电池包内各电芯的剩余电量，更加准确地估计得到电动汽车上电池包的剩余电量，以便于为电池包的安全管理、充放电控制、整车电量管理提供更加可靠的参考。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与电池包内电芯剩余电量的确定方法对应的电池包内电芯剩余电量的确定装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述电池包内电芯剩余电量的确定方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
参考图9所示为本申请实施例提供的一种电池包内电芯剩余电量的确定装置，应用于车辆电池管理系统中的处理单元，车辆电池管理系统中包括处理单元以及采集单元，采集单元与电池包电连接，电池包内包括多个电芯，该装置包括：
获取模块901，用于获取由采集单元采集的电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值；其中，第一电芯的参数值包括：第一电芯在第一时刻时的端电压及开路电压、第一电芯在第二时刻时的端电压，第二电芯的参数值包括：第二电芯在第一时刻时的端电压、第二电芯在第二时刻时的端电压；其中，第一时刻早于第二时刻，且第一时刻与第二时刻的相差间隔小于预设时长，其中，第一电芯、第二电芯为电池包内多个电芯中的一个；
确定模块902，用于根据第一电芯的参数值、第二电芯的参数值，确定第二电芯在第一时刻的开路电压；根据第二电芯在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定第二电芯的剩余电量。
可选地，确定模块902，还用于：
根据第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定第一电芯的端电压变化量；
根据第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定第二电芯的端电压变化量；
根据第一电芯的端电压变化量、第二电芯的端电压变化量、第一电芯在第一时刻的开路电压、第一电芯在第一时刻的端电压以及第二电芯在第一时刻的端电压，确定第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，确定模块902，还用于：
确定第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到第一电芯的端电压变化量。
可选地，确定模块902，还用于：
确定第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到第二电芯的端电压变化量。
可选地，确定模块902，还用于：
计算第二电芯的端电压变化量与第一电芯的端电压变化量的比值；
确定第二电芯在第一时刻的开路电压与第一电芯在第一时刻的端电压压的差值；
根据比值、差值以及第二电芯在第一时刻的端电压，确定第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，确定模块902，还用于：
计算比值与差值的乘积；
确定乘积与第二电芯在第一时刻的端电压之和，得到第二电芯在第一时刻的开路电压。
可选地，该装置还包括：
获取模块901，还用于获取由采集单元采集的第二电芯在第一时刻的测量开路电压；
修正模块，用于根据第二电芯在第一时刻的开路电压，对由采集单元采集的第二电芯在第一时刻的测量开路电压进行修正，得到修正后第二电芯在第一时刻的修正开路电压；
确定模块902，还用于根据第二电芯在第一时刻的修正开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定第二电芯的实际剩余电量。
上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
可选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元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)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (7)
1.一种电池包内电芯剩余电量的确定方法，其特征在于，应用于车辆电池管理系统中的处理单元，所述车辆电池管理系统中包括所述处理单元以及采集单元，所述采集单元与电池包电连接，所述电池包内包括多个电芯，所述方法包括：
获取由所述采集单元采集的所述电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值；其中，所述第一电芯的参数值包括：所述第一电芯在第一时刻时的端电压及开路电压、所述第一电芯在第二时刻时的端电压，所述第二电芯的参数值包括：所述第二电芯在第一时刻时的端电压、所述第二电芯在第二时刻时的端电压；其中，所述第一时刻早于所述第二时刻，且所述第一时刻与所述第二时刻的相差间隔小于预设时长，其中，所述第一电芯、所述第二电芯为所述电池包内多个电芯中的一个；
根据所述第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第一电芯的端电压变化量；
根据所述第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第二电芯的端电压变化量；
计算所述第二电芯的端电压变化量与所述第一电芯的端电压变化量的比值；
确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压与所述第一电芯在第一时刻的端电压的差值；
计算所述比值与所述差值的乘积；
确定所述乘积与所述第二电芯在第一时刻的端电压之和，得到所述第二电芯在第一时刻的开路电压；
根据所述第二电芯在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定所述第二电芯的剩余电量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第一电芯的端电压变化量，包括：
确定所述第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到所述第一电芯的端电压变化量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第二电芯的端电压变化量，包括：
确定所述第一电芯在第二时刻的端电压与在第一时刻的端电压的差值，得到所述第二电芯的端电压变化量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取由所述采集单元采集的所述第二电芯在第一时刻的测量开路电压；
根据所述第二电芯在第一时刻的开路电压，对由所述采集单元采集的所述第二电芯在第一时刻的测量开路电压进行修正，得到修正后所述第二电芯在第一时刻的修正开路电压；
根据所述第二电芯在第一时刻的修正开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定所述第二电芯的实际剩余电量。
5.一种电池包内电芯剩余电量的确定装置，其特征在于，应用于车辆电池管理系统中的处理单元，所述车辆电池管理系统中包括所述处理单元以及采集单元，所述采集单元与电池包电连接，所述电池包内包括多个电芯，所述装置包括：
获取模块，用于获取由所述采集单元采集的所述电池包内第一电芯的参数值以及第二电芯的参数值；其中，所述第一电芯的参数值包括：所述第一电芯在第一时刻时的端电压及开路电压、所述第一电芯在第二时刻时的端电压，所述第二电芯的参数值包括：所述第二电芯在第一时刻时的端电压、所述第二电芯在第二时刻时的端电压；其中，所述第一时刻早于所述第二时刻，且所述第一时刻与所述第二时刻的相差间隔小于预设时长，其中，所述第一电芯、所述第二电芯为所述电池包内多个电芯中的一个；
确定模块，用于根据所述第一电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第一电芯的端电压变化量；根据所述第二电芯在第一时刻的端电压以及在第二时刻的端电压，确定所述第二电芯的端电压变化量；计算所述第二电芯的端电压变化量与所述第一电芯的端电压变化量的比值；确定所述第二电芯在第一时刻的开路电压与所述第一电芯在第一时刻的端电压的差值；计算所述比值与所述差值的乘积；确定所述乘积与所述第二电芯在第一时刻的端电压之和，得到所述第二电芯在第一时刻的开路电压；根据所述第二电芯在第一时刻的开路电压、以及预设的开路电压与剩余电量的关系表，确定所述第二电芯的剩余电量。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1-4任一所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-4任一所述方法的步骤。
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