CN114814602A - 一种soc测量系统评估方法、装置及系统 - Google Patents

一种soc测量系统评估方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种SOC测量系统评估方法、装置及系统，评估方法包括：获取SOC测试间隔，若SOC测试间隔大于设定值，则获取第一SOC值，将第一SOC值作为第一SOC评估值，否则，获取第二SOC值，将第二SOC值作为第一SOC评估值；获取测试电流，根据测试电流确定第二SOC评估值；采用第一SOC评估值以及第二SOC评估值确定第三SOC评估值；采用第三SOC评估值评估SOC测量系统的SOC测试精度。本发明提出的SOC测量系统评估方法中，将第一SOC评估值作为测试电池的初始SOC值，将第二SOC评估值作为测试电池充电或放电过程中，SOC的变化值，将第一SOC评估值与第二SOC评估值的和作为测试电池当前的SOC真实值，基于该SOC真实值，可以准确的判断SOC测量系统的测量精度。

Description

一种SOC测量系统评估方法、装置及系统
技术领域
本发明实施例涉及SOC测试技术，尤其涉及一种SOC测量系统评估方法、装置及系统。
背景技术
电池组的荷电状态(SOC，State of Charge)主要用于反应电池组的剩余电量，在将电池组作为供电电源的场景中，需要实时测量电池组的SOC值以确定电池组的使用状态。例如，在新能源车辆应用场景中，电池组配置的电池管理系统实时采集电池组的端电压、充放电电流，并实时计算电池组的SOC值，进而根据SOC值执行预设的程序。
为保证SOC值的测量准确性，通常要求SOC测量系统(例如电池管理系统)具备一定的SOC测量精度，现有技术中，针对SOC测量系统的精度评估方法包括如下缺陷：用于SOC测量系统精度评估的SOC基准值与真值偏差较大；不能实现针对SOC测量系统的连续动态评估；评估算法复杂，需要较长的试验预处理时间。
发明内容
本发明提供一种SOC测量系统评估方法、装置及系统，以达到确定准确的用于评估SOC测量系统精度的SOC真实值的目的。
第一方面，本发明实施例提供了一种SOC测量系统评估方法，包括：
获取SOC测试间隔，若所述SOC测试间隔大于设定值，则获取第一SOC值，将所述第一SOC值作为第一SOC评估值，否则，获取第二SOC值，将所述第二SOC值作为第一SOC评估值；
获取测试电流，根据所述测试电流确定第二SOC评估值；
采用所述第一SOC评估值、第二SOC评估值确定第三SOC评估值；
采用所述第三SOC评估值评估SOC测量系统的SOC测试精度。
可选的，获取第一SOC值包括：获取测试电池的开路电压，根据所述开路电压确定所述第一SOC值。
可选的，获取第二SOC值包括：获取前一次的第三SOC评估值，将所述前一次的第三SOC评估值作为所述第二SOC值。
可选的，获取测试电流，根据所述测试电流确定第二SOC评估值包括：采用所述测试电流，在时间上进行积分，将积分结果作为所述第二SOC评估值。
可选的，采用所述测试电流，在时间上进行积分，将积分结果作为所述第二SOC评估值包括：
采用测试电流参量、第一系数构建电流被积式，对所述电流被积式在时间上进行积分，将积分结果作为作为第二SOC评估值。
可选的，采用测试电流参量、第一系数构建电流被积式包括：
确定第二系数、第三系数，根据所述第二系数以及第三系数确定所述第一系数；
根据所述测试电流参量，第一系数构建电流被积式。
可选的，确定所述第二系数包括：
获取所述测试电流、第一输入量，根据所述测试电流以及所述第一输入量确定所述第二系数。
可选的，确定所述第三系数包括：
获取第二输入量、第三输入量，根据所述第二输入量以及所述第三输入量确定所述第三系数。
第二方面，本发明实施例还提供了一种SOC测量系统评估装置，包括测试评估单元，所述测试评估单元用于：
获取SOC测试间隔，若所述SOC测试间隔大于设定值，则获取第一SOC值，将所述第一SOC值作为第一SOC评估值，否则，获取第二SOC值，将所述第二SOC值作为第一SOC评估值；
获取测试电流，根据所述测试电流确定第二SOC评估值；
采用所述第一SOC评估值、第二SOC评估值确定第三SOC评估值。
第三方面，本发明实施例还提供了一种SOC测量评估系统，包括控制器，所述控制器配置有可执行程序，所述可执行程序运行时实现本发明实施例记载的SOC测量系统评估方法；
还包括电流传感器以及电压传感器，所述电流传感器串联在测试电池与负载之间的用电回路中，所述电压传感器与所述测试电池相连接；
所述控制器分别与所述电流传感器、所述电压传感器相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出一种SOC测量系统评估方法，该方法中，将第一SOC评估值作为测试电池的初始SOC值，将第二SOC评估值作为测试电池充电或放电过程中，SOC的变化值，将第一SOC评估值与第二SOC评估值的和作为测试电池当前的SOC真实值，通过该SOC值评估SOC测量系统的SOC测试精度，其中，根据SOC测试间隔确定第一SOC评估值，当两次测量间隔时间过长时，根据测试电池的开路电压确定第一SOC评估值，当两次测量间隔时间较短时，根据上一次确定的SOC真实值确定第一SOC评估值，基于此，在不同情况下选用不同的第一SOC评估值，可以提高第一SOC评估值的准确性，以提高SOC真实值的准确性。
附图说明
图1是实施例中的SOC测量系统评估方法流程图；
图2是实施例中的第二SOC评估值仿真示意图；
图3是实施例中的SOC测量评估系统结构示意图；
图4是实施例中的电子设备结构示意图。
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是实施例中的SOC测量系统评估方法流程图，参考图1，评估方法包括：
S101.获取SOC测试间隔，根据SOC测试间隔确定第一SOC评估值。
示例性的，本实施例中，评估方法用于评价SOC测量系统的SOC测量精度，采用SOC测试间隔表示SOC测量系统对测试电池进行连续两次SOC测量之间的时间间隔。
示例性的，步骤S101具体包括：
获取SOC测试间隔，若SOC测试间隔大于设定值，则获取第一SOC值，将第一SOC值作为第一SOC评估值。
示例性的，本实施例中，可以通过如下方式确定SOC测试间隔：
获取SOC测量系统进行本次SOC测量时的开机时刻，获取SOC测量系统进行上一次SOC测量时的关机时刻，根据上述开机时刻以及关闭时刻确定SOC测试间隔。
示例性的，本实施例中，设定值可以根据设计需求自由设定，例如，设定值可以为30～45秒。
示例性的，本实施例中，可以通过如下方式确定第一SOC值：
获取SOC测量系统进行本次SOC测量时，测量起始时刻的测试电池的开路电压，根据开路电压确定第一SOC值。
示例性的，上述方案中，采用开路电压，可以根据开路电压表确定与之对应的第一SOC值。
示例性的，开路电压表可以通过标定试验确定，开路电压表包含不同开路电压与SOC值的对应关系。
也可以通过如下方式确定第一SOC值：
获取SOC测量系统进行本次SOC测量时，测量起始时刻的测试电池的内阻，根据内阻确定第一SOC值。
示例性的，上述方案中，采用内阻，可以根据内阻表确定与之对应的第一SOC值。
示例性的，内阻表可以通过标定试验确定，内阻表包含不同内阻与SOC值的对应关系。
若SOC测试间隔小于设定值，获取第二SOC值，将第二SOC值作为第一SOC评估值。
示例性的，本实施例中，可以通过如下方式确定第二SOC值：
获取SOC测量系统进行上一次SOC测量时，通过本实施例提出的评估方法确定的测试电池的SOC值(第三SOC评估值)，将该SOC值作为第二SOC值。
S102.获取测试电流，根据测试电流确定第二SOC评估值。
示例性的，本实施例中，采用测试电流表示SOC测量系统对测试电池进行SOC测量时，测试电池的充电或放电电流。
示例性的，本实施例中，基于测试电流可以通过安时积分、神经网络等方式确定测试电池的实时SOC，将上述实时SOC作为第二SOC评估值。
示例性的，在一种可实施方案中，通过安时积分的方式确定第二SOC评估值，具体包括：
采用测试电流参量、第一系数构建电流被积式，对电流被积式在时间上进行积分，将积分结果作为第二SOC评估值。
示例性的，本方案中，测试电流参量对应的数值为测试电流，设定测试电力参量为Ic，第一系数为K1，则电流被积式可以表示为f(Ic,K1)。
图2是实施例中的第二SOC评估值仿真示意图，参考图2，示例性的，可以通过第六运算表示函数f，其中，第六运算可以为乘运算。
示例性的，本方案中，确定第一系数包括：确定第二系数、第三系数，根据第二系数以及第三系数确定第一系数。
示例性的，上述方案中，设定第二系数为K2，第三系数为K3，则可以通过下式表示第一系数K1：
K1＝g(K2,K3)
示例性的，参考图2，可以通过第三运算表示函数g，其中，第三运算可以为乘运算。
示例性的，上述方案中，确定第二系数K2包括：
获取测试电流参量、第一输入量，根据测试电流参量以及第一输入量确定第二系数。
示例性的，参考图2，采用测试电流参量、第一输入量，通过第一运算以及第二运算后可以得到第二系数。
示例性的，第一运算可以为乘运算，第二运算可以为指数运算，其中，第二运算的输入量为经过第一运算后的输出量，第二运算的输入量作为指数运算时的底数。
示例性的，上述方案中，确定第三系数K3包括：
获取第二输入量、第三输入量，根据第二输入量以及第三输入量确定第三系数。
示例性的，参考图2，采用第二输入量、第三输入量通过第四运算以及第五运算后可以得到第三系数。
示例性的，第四运算可以为增益运算，第五运算可以为和运算。
示例性的，本方案中，第一输入量、第二输入量以及第三输入量为固定数值，三者的数值互不相同，各输入量的具体数值与应用场景相关，本方案中不进行具体限定。
示例性的，图2所示的方案中，当应用场景改变时，也可以根据模型在环测试(MIL，Model in the Loop)以及软件在环测试(SIL，Software in the Loop)的虚拟仿真测试结果，对第一运算、第二运算、第三运算、第四运算、第五运算、第六运算中的一种或多种进行变形，其中变形可以为改变运算法则，或使用指定的运算函数替换四则运算。
示例性的，上述方案中，模型在环测试以及软件在环测试的虚拟仿真测试结果用于确定电流被积式的模型精度(即计算误差)≤1％。
S103.采用第一SOC评估值以及第二SOC评估值确定第三SOC评估值。
示例性的，本实施例中，采用第一SOC评估值和第二SOC评估值确定第三SOC评估值可以具体为：
将第一SOC评估值与第二SOC评估值的和作第三SOC评估值。
示例性的，本实施例中，采用第三SOC评估值评估SOC测量系统针对测试电池的SOC测量精度。
具体的，对SOC测量系统的SOC测量精度进行评估时，将第三SOC评估值作为测试电池的SOC真实值，将SOC测量系统测量出的测试电池的SOC值与第三SOC评估值进行对比，以实时确定SOC测量系统的测量精度。
本实施例提出一种SOC测量系统评估方法，该方法中，将第一SOC评估值作为测试电池的初始SOC值，将第二SOC评估值作为测试电池充电或放电过程中，SOC的变化值，将第一SOC评估值与第二SOC评估值的和作为测试电池当前的SOC真实值，通过该SOC值评估SOC测量系统的SOC测试精度，其中，根据SOC测试间隔确定第一SOC评估值，当两次测量间隔时间过长时，根据测试电池的开路电压确定第一SOC评估值，当两次测量间隔时间较短时，根据上一次确定的SOC真实值确定第一SOC评估值，基于此，在不同情况下选用不同的第一SOC评估值，可以提高第一SOC评估值的准确性，以提高SOC真实值的准确性，此外，可以通过构建的电流被积式在时间上进行积分以确定第二SOC评估值，基于电流被积式，可以提高第二SOC评估值的准确性，以进一步提高SOC真实值的准确性。
实施例二
本实施例提出一种SOC测量系统评估装置，包括测试评估单元，测试评估单元用于：
获取SOC测试间隔，若SOC测试间隔大于设定值，则获取第一SOC值，将第一SOC值作为第一SOC评估值，否则，获取第二SOC值，将第二SOC值作为第一SOC评估值；
获取测试电流，根据测试电流确定第二SOC评估值；
采用第一SOC评估值、第二SOC评估值确定第三SOC评估值。
示例性的，本实施例中，测试评估单元可以采用实施例一中记载的任意一种方式确定第一SOC评估值、第二SOC评估值以及第三SOC评估值。
本实施例提出的SOC测量系统评估装置的有益效果与实施例一记载的内容相同，在此不再赘述。
实施例三
图3是实施例中的SOC测量评估系统结构示意图，参考图3，本实施例提出一种SOC测量评估系统，包括控制器100、电流传感器200以及电压传感器300。
电流传感器200串联在测试电池1000与负载2000之间的用电回路中，电压传感器300与测试电池1000相连接，控制器100分别与电流传感器200、电压传感器300相连接。
电流传感器200用于测量测试电池1000的测试电流，电压传感器300用于测量测试电池1000的开路电压。
示例性的，在一种可实施方案中，为保证测试电流的采集精度，电流传感器200可以采用高频霍尔电流采集传感器。
本实施例中，控制器100配置有可执行程序，可执行程序运行时实现实施例一中记载的任意一种SOC测量系统评估方法。
图4是实施例中的电子设备结构示意图，参考图4，在一种可实施方案中，控制器可以替换为电子设备，电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的SOC测量系统评估方法。
在一些实施例中，SOC测量系统评估方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的SOC测量系统评估方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行SOC测量系统评估方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
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SOC测量系统评估方法，其特征在于，包括：
获取SOC测试间隔，若所述SOC测试间隔大于设定值，则获取第一SOC值，将所述第一SOC值作为第一SOC评估值，否则，获取第二SOC值，将所述第二SOC值作为第一SOC评估值；
获取测试电流，根据所述测试电流确定第二SOC评估值；
采用所述第一SOC评估值以及所述第二SOC评估值确定第三SOC评估值；
采用所述第三SOC评估值评估SOC测量系统的SOC测试精度。
2.如权利要求1所述的SOC测量系统评估方法，其特征在于，获取第一SOC值包括：
获取测试电池的开路电压，根据所述开路电压确定所述第一SOC值。
3.如权利要求1所述的SOC测量系统评估方法，其特征在于，获取第二SOC值包括：
获取前一次的第三SOC评估值，将所述前一次的第三SOC评估值作为所述第二SOC值。
4.如权利要求1所述的SOC测量系统评估方法，其特征在于，获取测试电流，根据所述测试电流确定第二SOC评估值包括：
采用所述测试电流，在时间上进行积分，将积分结果作为所述第二SOC评估值。
5.如权利要求4所述的SOC测量系统评估方法，其特征在于，采用所述测试电流，在时间上进行积分，将积分结果作为所述第二SOC评估值包括：
采用测试电流参量、第一系数构建电流被积式，对所述电流被积式在时间上进行积分，将积分结果作为第二SOC评估值。
6.如权利要求5所述的SOC测量系统评估方法，其特征在于，采用测试电流参量、第一系数构建电流被积式包括：
确定第二系数、第三系数，根据所述第二系数以及第三系数确定所述第一系数；
根据所述测试电流参量，第一系数构建电流被积式。
7.如权利要求6所述的SOC测量系统评估方法，其特征在于，确定所述第二系数包括：
获取所述测试电流、第一输入量，根据所述测试电流以及所述第一输入量确定所述第二系数。
8.如权利要求6所述的SOC测量系统评估方法，其特征在于，确定所述第三系数包括：
获取第二输入量、第三输入量，根据所述第二输入量以及所述第三输入量确定所述第三系数。
9.一种SOC测量系统评估装置，其特征在于，包括测试评估单元，所述测试评估单元用于：
获取SOC测试间隔，若所述SOC测试间隔大于设定值，则获取第一SOC值，将所述第一SOC值作为第一SOC评估值，否则，获取第二SOC值，将所述第二SOC值作为第一SOC评估值；
获取测试电流，根据所述测试电流确定第二SOC评估值；
采用所述第一SOC评估值、第二SOC评估值确定第三SOC评估值。
10.一种SOC测量评估系统，其特征在于，包括控制器，所述控制器配置有可执行程序，所述可执行程序运行时实现权利要求1至8任一所述的SOC测量系统评估方法；
还包括电流传感器以及电压传感器，所述电流传感器串联在测试电池与负载之间的用电回路中，所述电压传感器与所述测试电池相连接；
所述控制器分别与所述电流传感器、所述电压传感器相连接。
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