CN115436811A - 一种基于实车工况的电池老化后的soc估算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法及系统；通过查表法结合电池模型实时计算确定当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；根据这些计算获得当前的SOC估算值；并利用根据电池模型计算公式获得电芯端电压估算值与实测电芯端电压值的差值，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值。本发明实施例中的各步骤中对参数进行相应更新，可以提高对老化后电池的SOC的估算精确度，从而提高电动车长时间使用时的使用体验。

Description

一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法及系统

技术领域

本发明涉及电动汽车电池管理系统的领域，尤其是涉及一种基于实车工况的电池老化后的SOC(state of charge，荷电状态)估算方法及系统。

背景技术

电动汽车的荷电状态(SOC)跟整车的续驶里程，功率等密切相关，但SOC是一个估算值，而非真真切切可测量的物理量。目前SOC的估算方法种类较多，除了传统的安时积分法，还有基于等效电路模型的扩展卡尔曼滤波算法(EKF)等。虽然SOC估算的算法很多，但仅能保证在全新的电池上实现高精度的估算。对于老化的电池，SOC的估算精度面临很大的挑战。其原因在于，当电池老化后，容量会出现衰减，内阻会增加，同时电池容量和内阻均无法实时测量，故无法实时获取电池的准确老化状态。由于SOC的估算又与容量和内阻密切相关，如仍基于新电池参数标定的算法，无法匹配老化后的电池实际性能，从而导致老化后电池的SOC估算误差大。基于电芯测试的得到的累积充放电量和电池容量的对应关系，仅是数据有限的电池测试的平均数据，无法真实反应当前电芯的老化状态。

现有技术中，安时积分法估算SOC法通常需要辅助开路电压(Open CircuitVoltage，OCV)进行修正，消除安时积分累计误差的影响。但这种方法也存在不足之处，其修正的窗口不多，使得每次修正时SOC的变化较大，不够精确，影响驾驶体验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，本发明提供一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法及系统，提高了电池老化后SOC估算的准确性，从而提高电动车的使用体验。

为解决上述技术问题，本发明的一方面提供一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法，其包括如下步骤：

步骤S10，根据电池的当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表获得电池的第一SOH值(State Of Health，健康度，为一个百分值)，并获得根据电池模型计算获得的第二SOH值，将所述第一SOH值和第二SOH值中较小的一个确定为当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；

步骤S11，获得周期性采样间隔中上一周期的SOC值，并获得电池的当前电流值，结合当前电池容量，计算获得当前的SOC估算值；

步骤S12，利用所述当前电流值、当前电池内阻、当前电池容量，根据电池模型计算公式获得电芯端电压估算值；

步骤S13、将所述电芯端电压估算值与采样获得的实测电芯端电压值进行比较，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值。

其中，进一步包括：根据电池模型计算获得的第二SOH值的步骤，具体包括：

在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得电池容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，根据两者的比值获得第二SOH值并存储；

周期性检测并判断上一周期内是否存在新计算获得的第二SOH值，如不存在，则根据当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表，获得对应的SOH值，将所述对应的SOH值存储为第二SOH值。

其中，所述步骤S10进一步包括：

根据所述当前SOH值，查询预先标定的SOH-电池容量-内阻对应表，获得所述当前SOH值对应的电池容量和内阻值。

其中，所述步骤S11进一步包括：

以下述公式计算获得当前的SOC估算值

其中,SOC₀为上一周期计算获得的SOC值，I为当前电流值；dt为采样间隔；C为当前电池容量。

其中，所述步骤S12进一步包括：

根据下述公式计算获得电芯端电压估算值U_sim(t)：

其中，OCV(t)为当前的开路电压，dt为采样间隔，I(t)为电池模型中当前总电流，R₁、C₁、

分别为电池模型中第一RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流；R₂、C₁、

分别为电池模型中第二RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流。

其中，所述步骤S13进一步包括：

获得的实测电芯端电压值，以及当前工况下的修正系数，以下述公式对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值

U_Diff＝U_meas-U_sim

△SOC＝U_Diff×λ

其中，U_meas为实测电芯端电压值；λ为预设置的当前工况下的修正系数，其取值范围为0-1之间。

其中，进一步包括：

选择预定数量的相同型号的新电池，通过测试标定得到电池中容量与温度的对应关系，不同温度下、不同电流下的内阻信息，电芯的OCV曲线，累积放电容量与电芯容量或SOH的关系，老化后的电芯分别位于50％和100％SOC时直流内阻与容量的关系。

其中，所述在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，根据两者的比值获得第二SOH值并存储的步骤具体为：

在快充前，保持高压上电，关掉空调、音响等所有负载，让车辆静置等待至少第一时间后，开启充电口并插入快充枪；将高压调至keyoff状态，并等待至少第二时间后，再启动充电，获得等待第二时间段的电压回弹曲线，根据所述曲线估算电池的OCV，并获得初始SOC1；

当直流充电以充满结束，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获得所述第一时间电池无电流后的电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束SOC2；或者当keyoff状态时直流充电已处于最后一个阶段，退出充电，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获取第一时间内的至少第二时间段的无电流下电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束的SOC2；

将所述结束的SOC2减去所述初始SOC1，获得dSOC；

采用下式计算获得估算的电池的容量C，并根据所述电池容量获得第二SOH值:

C＝dQ/dSOC

其中，dQ为充电工况的充电电量。

相应地，本发明的另一方面，还提供一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算系统，其包括：

SOH获得单元，用于根据电池的当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表获得电池的第一SOH值，并获得根据电池模型计算获得的第二SOH值，将所述第一SOH值和第二SOH值中较小的一个确定为当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；

SOC估算值获取单元，用于获得周期性采样间隔中上一周期的SOC值、电池的当前电流值，并结合当前电池容量，计算获得当前的SOC估算值；

电压估算值获取单元，用于利用所述当前电流值、当前电池内阻、当前电池容量，根据电池模型计算公式获得电芯端电压估算值；

SOC调整单元，用于将所述电芯端电压估算值与采样获得的实测电芯端电压值进行比较，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值。

其中，进一步包括：

第二SOH值计算单元，用于在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得电池容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，根据两者的比值获得第二SOH值并存储；

第二SOH值更新单元，用于周期性检测并判断上一周期内是否存在新计算获得的第二SOH值，如不存在，则根据当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表，获得对应的SOH值，将所述对应的SOH值存储为第二SOH值。

其中，所述SOC估算值获取单元具体地采用下述公式计算获得当前的SOC估算值

其中,SOC₀为上一周期计算获得的SOC值，I为当前电流值；dt为采样间隔；C为当前电池容量。

其中，所述电压估算值获取单元具体地用于根据下述公式计算获得电芯端电压估算值U_sim(t)：

其中，OCV(t)为当前的开路电压，dt为采样间隔，I(t)为电池模型中当前总电流，R₁、C₁、

分别为电池模型中第一RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流；R₂、C₁、

分别为电池模型中第二RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流。

其中，所述SOC调整单元具体地用于获得的实测电芯端电压值，以及当前工况下的修正系数，以下述公式对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值

U_Diff＝U_meas-U_sim

△SOC＝U_Diff×λ

其中，U_meas为实测电芯端电压值；λ为预设置的当前工况下的修正系数，其取值范围为0-1之间。

其中，所述第二SOH值计算单元进一步包括：

初始SOC获取单元，用于在快充前，保持高压上电，关掉空调、音响等所有负载，让车辆静置等待至少第一时间后，开启充电口并插入快充枪；将高压调至keyoff状态，并等待至少第二时间后，再启动充电，获得等待第二时间段的电压回弹曲线，根据所述曲线估算电池的OCV，并获得初始SOC1；

结束SOC获取单元，用于当直流充电以充满结束，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获得所述第一时间电池无电流后的电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束SOC2；或者当keyoff状态时直流充电已处于最后一个阶段，退出充电，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获取第一时间内的至少第二时间段的无电流下电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束SOC2；

SOC差值计算单元，用于将所述结束的SOC2减去所述初始SOC1，获得dSOC；

SOH值计算单元，用于采用下式计算获得估算的电池的容量C，并根据所述电池容量获得第二SOH值:

C＝dQ/dSOC

其中，dQ为充电工况的充电电量。

实施本发明实施例，具有如下的有益效果：

本发明实施例提供一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法及系统；通过查表法结合电池模型实时计算确定当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；根据这些计算获得当前的SOC估算值；并利用根据电池模型计算公式获得电芯端电压估算值与实测电芯端电压值的差值，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值。本发明实施例中的各步骤中对参数进行相应更新，可以提高对老化后电池的SOC的估算精确度，从而提高电动车长时间使用时的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明提供的一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法的一个实施例的主流程示意图；

图2为本发明涉及的电池模型的结构示意图；

图3为图2中流过每个RC电路电阻的电流示意图；

图4为本发明提供的基于实车工况的电池老化后的SOC估算系统的一个实施例的结构示意图；

图5为图4中第二SOH值计算单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，示出了本发明提供的一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法的一个实施例的主流程示意图；一并结合图2和图3所示，在本实施例中，所述基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法，其包括如下步骤：

步骤S10，根据电池的当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表获得电池的第一SOH值，并获得根据电池模型计算获得的第二SOH值，将所述第一SOH值和第二SOH值中较小的一个确定为当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；

可以理解的是，在步骤S10之前，需要进行新电池的标定工作，并存储标定数据。例如在一个例子中，需要选择预定数量的相同型号的新电池，通过测试标定得到电池中容量与温度的对应关系，不同温度下、不同电流下的内阻信息，电芯的OCV曲线，累积放电容量与电芯容量或SOH的关系，老化后的电芯分别位于50％和100％SOC时直流内阻与容量的关系，诸如此类。

同时，需要预先根据充电工况根据电池模型计算获得的第二SOH值，该计算获得第二SOH值的步骤，具体包括：

在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得电池容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，根据两者的比值获得第二SOH值并存储；其中，在本步骤中为保证SOH估算的准确，需要保证充电的温度处于合适的区间，并且dSOC的跨度要足够大，通常是大于70％；

周期性(如三个月)检测并判断上一周期内是否存在新计算获得的第二SOH值，如不存在，则根据当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表，获得对应的SOH值，将所述对应的SOH值存储为第二SOH值。

更加具体地，所述在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，根据两者的比值获得第二SOH值并存储的步骤具体为：

在快充前，保持高压上电，关掉空调、音响等所有负载，让车辆静置等待至少第一时间(如2分钟)后，开启充电口并插入快充枪；将高压调至keyoff状态，并等待至少第二时间(如30秒)后，再启动充电，获得等待第二时间段(如30秒)的电压回弹曲线，根据所述曲线估算电池的OCV，并获得初始SOC1；

当直流充电以充满结束，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获得所述第一时间(如2分钟)电池无电流后的电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束SOC2；或者当keyoff状态时直流充电已处于最后一个阶段，退出充电，电池管理系统延迟第一时间(如2分钟)再休眠，获取第一时间(如2分钟)内的至少第二时间段(如30秒)的无电流下电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束的SOC2；

将所述结束的SOC2减去所述初始SOC1，获得dSOC；

采用下式计算获得估算的电池的容量C，并根据所述电池容量获得第二SOH值:

C＝dQ/dSOC

其中，dQ为充电工况的充电电量，根据该容量除以新电池额定容量即获得第二SOH值。

可以理解的是，在本发明实施例中，选择直流充电工况来计算第二SOH值有如下的考虑：

电池容量受电芯温度和电流大小的影响，为了保证计算的容量值具有可比性，提高SOH估算精度，选定直流充电工况，即在本发明的实施例中，只有在直流充电工况时，才激活SOH的实时估算。这是因为直流充电电流呈阶梯状变化，是实车工况中仅有的稳态工况；另一方面，由于整车热管理系统的存在，在直流充电时，电池被维持在理想的温度区间。而当电池处于低温环境，加热器启动会使电池升温，而当电池在高温运行，冷却系统运行会降低电池温度。工况稳定，温度适宜，这是选择直流充电作为SOH算法开启工况的最重要的理由。

同时对于值dSOC，因为SOC是估算值，非实测值，SOC的估算误差必然影响容量估算的结果。本发明实施例中需采用具体的措施来保证dSOC计算的初始SOC1和结果SOC2点的精度。在本发明实施例中，为了提高算法激活的频率，算法需在车辆短时间静置后，即可预测电池的端电压OCV。预测OCV的关键是，当电池的电流撤去，电池的电压会逐步恢复到静态的开路电压。可以利用测试，提前获得电流撤去后，端电压与开路电压的比值与时间的关系。

在一些更具体的例子中，需要保证SOC2的温度范围在30℃-35℃之内。SOC1无温度要求，是因为充电的容量与结束时的温度关系最密切。另外，SOC2与SOC1的间隔至少大于70％。每款电芯确切的数值需要参考SOC-OCV曲线，避开曲线中的平台区。同时，对于在计算时，如果发现在短时间内容量下降过快，超出电池管理系统中的上限参数时，认为是计算结果不可信，放弃本次计算的数值。若本次计算的容量值高于上次的数值，舍弃本次的计算结果；如果3个月内无容量在线估算的数值，使用查表估算的SOH值强制更新。

在所述步骤S10进一步包括：

根据电池的当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表，获得第一SOH值。其中，电池的当前累积放电量可以从电池管理系统中实时获得。由于在累积放电量-SOH对照表进行标定时，用于测试的电芯样本有限，样本电芯的数据与实际使用的电芯可能存在差异。并且测试工况单一，测试环境恒定始终维持在一个温度，与整车使用复杂的环境无法匹配，因此测试的结果并不一定能反映车上电池的实际老化情况，故在本发明的实施例还需要结合实时估算的第二SOH值在来确定当前SOH值；

以及在获得所述当前SOH值后，根据所述当前SOH值，查询预先标定的SOH-电池容量-内阻对应表，获得所述当前SOH值对应的电池容量和内阻值。

步骤S11，获得周期性采样间隔中上一周期的SOC值，并获得电池的当前电流值，结合当前电池容量，计算获得当前的SOC估算值；

其中，所述步骤S11进一步包括：

以下述公式计算获得当前的SOC估算值

其中,SOC₀为上一周期计算获得的SOC值，I为当前电流值；dt为采样间隔；C为当前电池容量。

可以理解的是，在电池管理系统运行的过程中，时刻计算电池剩余电量SOC并上报给整车系统，它是整车控制策略的重要输入参数之一。基于测试数据标定的参数，可以保证新电池高精度的SOC计算。但随着电池的持续使用，电池的性能逐渐劣化，容量下降，内阻上升。为了确保老化后电池的SOC依然能被准确估算，SOC计算的参数要根据电池的老化状态进行更新。对于新老电池的SOC计算，背后的算法不会发生变化，仅参数随电池老化更新。

步骤S12，利用所述当前电流值、当前电池内阻、当前电池容量，根据电池模型计算公式获得电芯端电压估算值；

其中，所述步骤S12进一步包括：

根据下述公式计算获得电芯端电压估算值U_sim(t)：

其中，OCV(t)为当前的开路电压，dt为采样间隔，I(t)为电池模型中当前总电流，R₁、C₁、

分别为电池模型中第一RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流；R₂、C₁、

分别为电池模型中第二RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流。

下面结合图2和图3所示，介绍一下计算电芯端电压估算值U_sim(t)的公式的获取过程：

在图3中，由基尔霍夫定律可知：

I_R＝I-I_C

其中：I_R为经过RC电路的电阻R的电流；I_C为经过RC电路的电容C的电流；I为总电流。由电压、电流、电容的基本关系可知：

dQ_C＝C·×V_C，dV_C＝dV_R＝R×dI_R

其中：Q_C为电容C的带电量；V_C为电容C的电压；V_R为电容R的电压；dI_R为经过电阻R的电流变化量，

由上述关系，可得：

从而根据电路的关系推导出：

U_sim＝OCV-U₀-U₁-U₂

U_sim＝OCV-I×R₀-I₁×R₁-I₂×R₂

由此，可实时计算出根据电路模型估算获得的电芯端电压估算值U_sim，其中U_sim对应于图2中的U_L，而OCV对应于图2中的U_oc。

步骤S13、将所述电芯端电压估算值与采样获得的实测电芯端电压值进行比较，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值。

在一个具体的例子中，所述步骤S13进一步包括：

获得的实测电芯端电压值，以及当前工况下的修正系数，以下述公式对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值

U_Diff＝U_meas-U_sim

△SOC＝U_Diff×λ

其中，U_meas为实测电芯端电压值；λ为预设置的当前工况下的修正系数，其取值范围为0-1之间，其取值范围为0-1之间。

其中，修正系数λ的设置至关重要，在一些例子中，λ可以根据采样误差等参数自动更新的；但考虑到在工程应用中，为了防止算法跑飞，该修正参数λ可以设定为手动赋值，更具体地，该修正参数λ的取值与SOC、温度、工况存在关联关系，最重要的考量是电池模型在不同情况下的精度。例如，当电池模型的特性与电池特性匹配好的工况(如常温和温和的工况)，λ的取值偏大一些，；而在电池特性无法被电池模型正确反映的工况(如低温低SOC的区域对应的工况)，将λ的值减小一些。

如图4所示，示出了本发明提供的基于实车工况的电池老化后的SOC估算系统的一个实施例的结构示意图；一并结合图5所示，所述基于实车工况的电池老化后的SOC估算系统1，其包括：

SOH获得单元10，用于根据电池的当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表获得电池的第一SOH值，并获得根据电池模型计算获得的第二SOH值，将所述第一SOH值和第二SOH值中较小的一个确定为当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；

SOC估算值获取单元11，用于获得周期性采样间隔中上一周期的SOC值、当电池的前电流值，结合当前电池容量，计算获得当前的SOC估算值；

电压估算值获取单元12，用于利用所述当前电流值、当前电池内阻、当前电池容量，根据电池模型计算公式获得电芯端电压估算值；

SOC调整单元13，用于将所述电芯端电压估算值与采样获得的实测电芯端电压值进行比较，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值；

第二SOH值计算单元14，用于在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得电池容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，根据两者的比值获得第二SOH值并存储；

第二SOH值更新单元15，用于周期性检测并判断上一周期内是否存在新计算获得的第二SOH值，如不存在，则根据当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表，获得对应的SOH值，将所述对应的SOH值存储为第二SOH值。

更具体地，在一个例子中，所述SOC估算值获取单元11具体地采用下述公式计算获得当前的SOC估算值

其中,SOC₀为上一周期计算获得的SOC值，I为当前电流值；dt为采样间隔；C为当前电池容量。

更具体地，在一个例子中，所述电压估算值获取单元12具体地用于根据下述公式计算获得电芯端电压估算值U_sim(t)：

其中，OCV(t)为当前的开路电压，dt为采样间隔，I(t)为电池模型中当前总电流，R₁、C₁、

分别为电池模型中第一RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流；R₂、C₁、

分别为电池模型中第二RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流。

更具体地，在一个例子中，所述SOC调整单元13具体地用于获得的实测电芯端电压值，以及当前工况下的修正系数，以下述公式对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值

U_Diff＝U_meas-U_sim

△SOC＝U_Diff×λ

其中，U_meas为实测电芯端电压值；λ为预设置的当前工况下的修正系数，其取值范围为0-1之间。

其中，所述第二SOH值计算单元14进一步包括：

初始SOC获取单元140，用于在快充前，保持高压上电，关掉空调、音响等所有负载，让车辆静置等待至少第一时间后，开启充电口并插入快充枪；将高压调至keyoff状态，并等待至少第二时间后，再启动充电，获得等待第二时间段的电压回弹曲线，根据所述曲线估算电池的OCV，并获得初始SOC1；

结束SOC获取单元141，用于当直流充电以充满结束，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获得所述第一时间电池无电流后的电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束SOC2；或者当keyoff状态时直流充电已处于最后一个阶段，退出充电，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获取第一时间内的至少第二时间段的无电流下电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束SOC2；

SOC差值计算单元142，用于将所述结束的SOC2减去所述初始SOC1，获得dSOC；

SOH值计算单元143，用于采用下式计算获得估算的电池的容量C，并根据所述电池容量获得第二SOH值:

C＝dQ/dSOC

其中，dQ为充电工况的充电电量。

更多细节，可以参考并结合前述对图1至图3的描述，在此不进行详述。

实施本发明实施例，具有如下的有益效果：

本发明实施例提供一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法及系统；通过查表法结合电池模型实时计算确定当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；根据这些计算获得当前的SOC估算值；并利用根据电池模型计算公式获得电芯端电压估算值与实测电芯端电压值的差值，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值。本发明实施例中的各步骤中对参数进行相应更新，可以提高对老化后电池的SOC的估算精确度，从而提高电动车长时间使用时的使用体验。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S10，根据电池的当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表获得电池的第一SOH值，并获得根据电池模型计算获得的第二SOH值，将所述第一SOH值和第二SOH值中较小的一个确定为当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；

步骤S11，获得周期性采样间隔中上一周期的SOC值，并获得电池的当前电流值，结合所述当前电池容量，计算获得当前的SOC估算值；

步骤S12，利用所述当前电流值、当前电池内阻、当前电池容量，根据电池模型获得电芯端电压估算值；

步骤S13、将所述电芯端电压估算值与采样获得的实测电芯端电压值进行比较，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：根据电池模型计算获得的第二SOH值的步骤，具体包括：

在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得电池容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，从而获得第二SOH值并存储；

周期性检测并判断上一周期内是否存在新计算获得的第二SOH值，如不存在，则根据当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表，获得对应的SOH值，将所述对应的SOH值存储为第二SOH值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S10进一步包括：

根据所述当前SOH值，查询预先标定的SOH-电池容量-内阻对应表，获得所述当前SOH值对应的电池容量和内阻值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S11进一步包括：

以下述公式计算获得当前的SOC估算值

其中,SOC₀为上一周期计算获得的SOC值，I为当前电流值；dt为采样间隔；C为当前电池容量。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：

根据下述公式计算获得电芯端电压估算值U_sim(t)：

其中，OCV(t)为当前的开路电压，dt为采样间隔，I(t)为电池模型中当前总电流，R₁、C₁、

分别为电池模型中第一RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流；R₂、C₁、

分别为电池模型中第二RC电路的电阻、电容、前一采样时刻流经电阻的电流。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S13进一步包括：

获得的实测电芯端电压值，以及当前工况下的修正系数，以下述公式对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值

U_Diff＝U_meas-U_sim

△SOC＝U_Diff×λ

其中，U_meas为实测电芯端电压值；λ为预设置的当前工况下的修正系数，其取值范围为0-1之间。

7.如权利要求6述的方法，其特征在于，进一步包括：

选择预定数量的相同型号的新电池，通过测试标定得到电池中容量与温度的对应关系，不同温度下、不同电流下的内阻信息，电芯的OCV曲线，累积放电容量与电芯容量或SOH的关系，老化后的电芯分别位于50％和100％SOC时直流内阻与容量的关系。

8.如权利要求2至7任一项所述的方法，其特征在于，所述在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，从而获得第二SOH值并存储的步骤具体为：

在快充前，保持高压上电，关掉空调、音响等所有负载，让车辆静置等待至少第一时间后，开启充电口并插入快充枪；将高压处于keyoff状态，并等待至少第二时间后，再启动充电，获得等待第二时间段的电压回弹曲线，根据所述曲线估算电池的OCV，并获得初始SOC1；

当直流充电以充满结束，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获得所述第一时间电池无电流后的电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束SOC2；或者当keyoff状态时直流充电已处于最后一个阶段，退出充电，电池管理系统延迟第一时间再休眠，获取第一时间内的至少第二时间段的无电流下电压回弹曲线，根据曲线估算电池的OCV，并获得结束的SOC2；

将所述结束的SOC2减去所述初始SOC1，获得dSOC；

采用下式计算获得估算的电池的容量C，并根据所述电池容量获得第二SOH值:

C＝dQ/dSOC

其中，dQ为充电工况的充电电量。

9.一种基于实车工况的电池老化后的SOC估算系统，其特征在于，包括：

SOH获得单元，用于根据电池的当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表获得电池的第一SOH值，并获得根据电池模型计算获得的第二SOH值，将所述第一SOH值和第二SOH值中较小的一个确定为当前SOH值；并根据所述当前SOH值，获得当前电池容量、当前电池内阻；

SOC估算值获取单元，用于获得周期性采样间隔中上一周期的SOC值、电池的当前电流值，并结合当前电池容量，计算获得当前的SOC估算值；

电压估算值获取单元，用于利用所述当前电流值、当前电池内阻、当前电池容量，根据电池模型计算公式获得电芯端电压估算值；

SOC调整单元，用于将所述电芯端电压估算值与采样获得的实测电芯端电压值进行比较，并结合当前工况下的修正系数，对所述当前的SOC估算值进行调整，获得调整后的SOC值。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，进一步包括：

第二SOH值计算单元，用于在直流充电工况下，选择符合预定标准的充电时段，获得电池容量变化值dQ与SOC变化值dSOC，根据两者的比值获得第二SOH值并存储；

第二SOH值更新单元，用于周期性检测并判断上一周期内是否存在新计算获得的第二SOH值，如不存在，则根据当前累积放电量查询预先标定的累积放电量-SOH对照表，获得对应的SOH值，将所述对应的SOH值存储为第二SOH值。

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