CN115993534A - 一种电池系统的soc估算方法和装置及设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池系统的SOC估算方法和装置及设备，所述电池系统包括串联连接的多个电池，该方法包括：监测所述电池系统的当前电池参数；确定利用第二算法估算SOC满足准确度要求对应的电池参数范围，将监测到的当前电池参数与对应的电池参数范围对比，判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件；若符合利用第二算法进行SOC修正的条件，采用所述第二算法估算SOC，否则采用第一算法估算SOC，上述第二算法为扩展卡尔曼滤波算法，第一算法为安时积分算法。本申请可以在电池工作的整个过程中保证SOC的估算精度，在SOC存在误差时较快修正。

Description

一种电池系统的SOC估算方法和装置及设备

背景技术

动力电池结构复杂，电化学反应复杂且难以确定，汽车运行工况恶劣多变、作为隐形状态的SOC(State Of Charge，荷电状态)精确值较难获得，依靠一种算法精度难以保证。

目前的SOC估算拟采用基于安时积分算法和表征参数校准相结合的方法，但校准方法多为OCV(Open circuit voltage，开路电压)修正或动态电压修正，OCV修正需要电池满足长时间静置条件，且磷酸铁锂电池存在平台期无法使用，实际应用过程中很难触发，动态电压修正依赖测试数据，修正偏差较大。

发明内容

本申请的目的是提供一种电池系统的SOC估算方法和装置及系统。用于解决现有SOC估算时修正偏差较大的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池系统的SOC估算方法，所述电池系统包括串联连接的多个电池，所述方法包括：

监测所述电池系统的当前电池参数；

确定利用第二算法估算SOC满足准确度要求对应的电池参数范围，将监测到的当前电池参数与对应的电池参数范围对比，判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

若符合利用第二算法进行SOC修正的条件，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，否则确定切换到利用第一算法估算SOC；

其中，所述第二算法为扩展卡尔曼滤波算法，所述第一算法为安时积分算法。

在一些可能的实施例中，所述电池参数包括当前电压、电流倍率、多个电池中的最低温度、多个电池中的最高电压、电池系统SOCmax、最近一次SOC校准后的累计充电容量中的至少一个参数；

判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若监测到的当前电池参数均在对应的电池参数范围内，确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

否则，确定当前电池状态不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

在一些可能的实施例中，所述电流倍率根据电池系统的回路电流、电池额定容量及电池系统SOH计算得到。

在一些可能的实施例中，确定监测到的当前电池参数中各参数在对应的电池参数范围内，包括：

若参数为当前电压，且当前电压为处于正常电压范围的有效电压，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为电流倍率，且电流倍率小于设定倍率阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为多个电池中的最低温度，且所述最低温度大于设定温度阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为多个电池中的最高电压，且所述最高电压小于设定电压阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为电池系统SOCmax，且所述电池系统SOCmax小于设定SOC阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为最近一次SOC校准后的累计充电容量，且所述累计充电容量大于设定容量阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内。

在一些可能的实施例中，对各参数设置对应的标志位，确定各参数在对应的电池参数范围内，将对应的参数标志位置1，否则置0；

确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若所有参数的标志位相与结果为1时，确定符合利用第二算法进行SOC修正的条件，若所有参数的标志位相与结果为0时，确定不符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

或者

对各参数设置对应的标志位，确定在对应的电池参数范围内，将对应的参数标志位置0，否则置1；

确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若所有参数的标志位相或结果为0时，确定符合利用第二算法进行SOC修正的条件，若所有参数的标志位相或结果为1时，确定不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

在一些可能的实施例中，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，包括：

将切换前利用第一算法估算的SOC作为第一SOC初始值，基于所述第一SOC初始值利用第二算法估算SOC；

确定切换到利用所述第一算法估算SOC，包括：

将切换前利用第二算法估算的SOC作为第二SOC初始值，基于所述第二SOC初始值利用第一算法估算SOC。

在一些可能的实施例中，利用所述第一算法估算SOC，包括：

计算

其中，SOC0为第二SOC初始值，I为回路电流值，ΔT为SOC计算的时间间隔，C为电池系统的额定容量、K为温度修正系数，SOH为当前电池系统相对于初始电池系统存储电能的能力。

在一些可能的实施例中，利用所述第二算法估算SOC，包括：

基于电池系统的电池温度、电流倍率及SOC对电池辨识参数的影响，建立3维二阶RC的等效电路模型；

基于所述等效电路模型和EKF算法估算SOC。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池系统的SOC估算装置，所述电池系统包括串联连接的多个电池，所述装置包括：

参数监测模块，用于监测所述电池系统的当前电池参数；

修正条件判定模块，用于确定利用第二算法估算SOC满足准确度要求对应的电池参数范围，将监测到的当前电池参数与对应的电池参数范围对比，判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

估算算法切换模块，用于若符合利用第二算法进行SOC修正的条件，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，否则确定切换到利用第一算法估算SOC；

其中，所述第二算法为扩展卡尔曼滤波算法，所述第一算法为安时积分算法。

第三方面，本申请另一实施例还提供了一种电池系统的SOC估算设备，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本申请实施例提供的任一电池系统的SOC估算方法。

第四方面，本申请另一实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行本申请实施例提供的任一电池系统的SOC估算方法。

本申请实施例提供的电池系统的SOC估算方法和装置及设备，对影响用于修正SOC的第二算法的准确度有关的电池参数进行实时采集，在不满足修正条件时利用安时积分算法估算SOC，在满足修正条件时开启用于修正SOC的扩展卡尔曼滤波算法估算SOC，实现对SOC的修正，并在之后不满足修正条件时切换到第一算法估算SOC，既可以确保SOC估算精度，也可以防止单独使用第二算法不收敛。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请一个实施例的电池系统的SOC估算方法流程示意图；

图2为根据本公开一个实施例的电池系统的SOC估算方法详细流程示意图；

图3为根据本公开一个电池系统的SOC估算装置结构图；

图4为根据本公开一个实施例的电池系统的SOC估算设备结构图。

具体实施方式

为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。方法在实际的处理过程中或者控制设备执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。

SOC估算采用AH积分算法，AH积分算法存在电流采样误差、初始值误差、容量不一致偏差、温度修正误差、SOH估算偏差，长期累计误差越来越大。针对AH积分算法的缺点采用其它修正算法进行校准，常用的校准算法包括开路电压修正及固定电压点修正，开路电压法校准条件较难达到，固定电压点修正次数有限，且若校准点标定不准确，及容易造成错误校准。

EKF算法基于电池电压迭代修正SOC，但磷酸铁锂电池放电曲线存在平台期，复杂行车工况下电流变化剧烈，全程开启EKF算法存在不收敛算法跑飞的情形。

鉴于相关技术中SOC修正误差偏差大的问题，本申请提出一种电池系统的SOC估算方法和装置及设备。

为了方便理解，下面对本申请实施例中涉及的名词进行解释：

SOC(State Of Charge)，即荷电状态，用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示。

额定容量C，在规定条件下测得的并由制造商申明的电池容量值；

电池系统，可理解一个电池包PACK，内部包括多个串联连接的电池；

SOCmax，当前电池中按照规定放电条件可以释放的容量占常温可用容量的百分比最大值，满足开路电压校准条件时，根据电池包PACK最高电压计算获得；

SOH，表征当前电池相对于新电池存储电能的能力，以百分比的形式表示电池从寿命开始到寿命结束期间所处的状态，用来定量描述当前电池的性能状态。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面结合附图对本申请实施例中的电池系统的SOC估算方法进行详细说明。

参见图1，本申请实施例提供一种电池系统的SOC估算方法，该电池系统包括串联连接等多个电池，该方法包括：

步骤101，监测所述电池系统的当前电池参数；

上述第二算法是扩展卡尔曼滤波算法，该算法为用于对SOC的误差进行修正的算法，对SOC的估算结果比较准确，但并不适合在电池整个过程中使用，利用第二算法进行SOC修正时，需要电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，为了判定电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件，需要对利用第二算法估算SOC准确度相关的电池参数进行监测。

上是电池参数为电池系统的参数，可以是一个也可以多个。

步骤102，确定利用第二算法估算SOC满足准确度要求对应的电池参数范围，将监测到的当前电池参数与对应的电池参数范围对比，判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

在利用第二算法估算SOC时，影响利用第二算法估算SOC准确度的参数处于不同的范围，决定了是否可以利用第二算法估算SOC，可以预先确定利用第二算法估算SOC满足准确度要求对应的电池参数范围，则在实时监测到当前电池参数时，将监测到的当前电池参数与预先确定的电池参数范围对比，根据对比结果，可以确定当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

步骤103，若符合利用第二算法进行SOC修正的条件，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，否则确定切换到利用第一算法估算SOC。

上述第一算法为安时积分算法，安时积分算法为电池整个过程中可以使用的算法，但会随着时间的累积误差变大，因此需要利用修正算法及时修正，再利用修正算法进行修正后，根据实时的上述当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件的判断，及时切回到第一算法，既可以确保SOC估算精度，也可以防止单独使用第二算法不收敛。

在一些可能的实施例中，本申请实施例中电池系统中电池可以但不限于为磷酸铁锂电池。

本申请实施例采用两种估算方法估算SOC，深入分析磷酸铁锂电池特性，提出一种SOC算法的切换策略，保证SOC的估算精度，并且在存在误差时较快修正。

在一些可能的实施例中，所述电池参数包括当前电压、电流倍率、多个电池中的最低温度、多个电池中的最高电压、电池系统SOCmax、最近一次SOC校准后的累计充电容量中的至少一个参数；

判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若监测到的当前电池参数均在对应的电池参数范围内，确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

否则，确定当前电池状态不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

根据扩展卡尔曼滤波算法，当前电压、电流倍率、多个电池中的最低温度、多个电池中的最高电压、电池系统SOCmax中的任一个对扩展卡尔曼滤波算法的准确度都是有影响，如果当前电压未处于正常电压范围内、电流倍率不小于设定倍率阈值、最低温度不大于设定温度阈值、最高电压不小于设定电压阈值、电池系统SOCmax不小于设定SOC阈值中的任一情况存在，则扩展卡尔曼滤波算法的准确度比较差。因此，在各参数均在对应的电池参数范围内，才确定可以开启扩展卡尔曼滤波算法。另外，如果最近一次SOC校准后的累计充电容量不大于设定容量阈值，说明刚刚发生SOC校准，不需要开启扩展卡尔曼滤波算法校准。

上述SOC校准可以但不限于包括以下几种类型的校准：

电池充满后触发的满充校准，电池放空时触发的满放校准，OCV校准等。

在一些可能的实施例中，确定监测到的当前电池参数中各参数在对应的电池参数范围内，包括：

1)若参数为当前电压，且当前电压为处于正常电压范围的有效电压，确定该参数在对应的电池参数范围内，即确定该参数符合利用第二算法进行SOC修正的准确度要求；

当前电压为电池系统中多个电池整体作为一个电池对应的电压。本申请实施例正常电压范围为对能够正常工作的电压范围适当放宽得到的范围，示例性地，电池正常供电的范围为2.5-3.65V，则可以设置正常电压范围为2.0-3.8V。

2)若参数为电流倍率，且电流倍率小于设定倍率阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内，即确定该参数符合利用第二算法进行SOC修正的准确度要求；

上述所述电流倍率根据电池系统的回路电流、电池额定容量及电池系统SOH计算得到。

上述电池额定容量为电池系统中多个电池整体作为一个电池对应的额定容量。

3)若参数为多个电池中的最低温度，且所述最低温度大于设定温度阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内，即确定该参数符合利用第二算法进行SOC修正的准确度要求；

对多个电池的温度分别进行采集，确定其中的最低温度并与设定温度阈值进行比较。

4)若参数为多个电池中的最高电压，且所述最高电压小于设定电压阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内，即确定该参数符合利用第二算法进行SOC修正的准确度要求；

对多个电池的电压分别进行采集，确定其中的最高电压并与设定电压阈值进行比较。

5)若参数为电池系统SOCmax，且所述电池系统SOCmax小于设定SOC阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内，即确定该参数符合利用第二算法进行SOC修正的准确度要求；

6)若参数为最近一次SOC校准后的累计充电容量，且所述累计充电容量大于设定容量阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内，即确定该参数符合利用第二算法进行SOC修正的准确度要求。

作为一种可选的实施方式，对各参数设置对应的标志位，确定各参数在对应的电池参数范围内，将对应的参数标志位置1，否则置0；

具体可以设置电压有效标志位、倍率标志位、温度范围标志位、电压范围标志位、SOC范围标志位、触发校准后容量标志位。

确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若所有参数的标志位相与结果为1时，确定符合利用第二算法进行SOC修正的条件，若所有参数的标志位相与结果为0时，确定不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

作为另一种可选的实施方式，对各参数设置对应的标志位，确定各参数在对应的电池参数范围内，将对应的参数标志位置0，否则置1；具体可以设置电压有效标志位、倍率标志位、温度范围标志位、电压范围标志位、SOC范围标志位、触发校准后容量标志位。

确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若所有参数的标志位相或结果为0时，确定符合利用第二算法进行SOC修正的条件，若所有参数的标志位相或结果为1时，确定不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

本申请实施例提供了一种在电池供电过程中，对SOC估算算法进行切换的切换策略，利用上述切换策略，可以保证在放电平台期利用安时AH积分算法估算SOC，满足切换条件时开启扩展卡尔曼滤波EKF算法，根据电压值时刻迭代修正SOC累计误差，既可以确保SOC估算精度，也可以防止单独使用EKF算法不收敛。

上述切换策略可以实时判断，每次触发EKF算法都进行AH积分估算的SOC进行修正，修正机会较常规AH积分+OCV校准算法大幅提高，而且即使出现校准偏差，也可实现闭环修正。

如图2所述，本申请实施例中电池系统的SOC估算方法的详细流程具体包括：

S1、上电后读取电压有效标志、电池系统的最高电压、电池系统的最低温度、回路电流、SOCmax、最近一次SOC校准后的累计充电容量、系统SOH；

S2、判断电压有效标志是否为真，若为真，则电压有效标志位VoltVldFlg置为1，否则VoltVldFlg置为0；

S3、根据回路电流、电池额定容量、电池系统SOH计算电池电流倍率，判断电流倍率<设定倍率阈值，若小于设定倍率阈值，则倍率标志位CurRateFlg为1，否则倍率标志位CurRateFlg为0；

具体地，电池电流倍率＝(回路电流/电池额定容量*电池系统SOH)，上述设定倍率阈值可以但不限于为3C，则判断电流倍率<设定倍率阈值3C，CurRateFlg为1，否则CurRateFlg为0。

S4、判断电池系统最低温度>设定温度阈值，若满足，温度范围标志位TempFlg置为1，否则TempFlg置为0；

上述设定温度阈值可以但不限于为0℃。

S5、判断电池系统最高电压<设定电压阈值，若满足，电压范围标志位VoltScopeFlg置为1，否则VoltScopeFlg置为0；

上述设定电压阈值可以但不限于为3.15V。

S6、判断电池系统SOCmax<设定SOC阈值，若满足，SOC范围标志位SOCScopeFlg置为1，否则SSOCScopeFlg置为0；

上述设定SOC阈值可以但不限于为30％。

S7、判断上次触发SOC校准后累计充电容量>设定容量阈值，若满足，置触发校准后容量标志位AfterCorAccuCapFlg为1，否则AfterCorAccuCapFlg置为0。

上述设定容量阈值根据电池额定容量及系统SOH确定，具体可以设置为5*电池额定容量*系统SOH。

S8、对VoltVldFlg、CurRateFlg、TempScopeFlg、VoltScopeFlg、SOCScopeFlg、AfterCorAccuCapFlg进行相与运算，若相与结果为1，开启EKF算法进行SOC估算，若相与结果为0，开启AH积分算法进行SOC估算。

当然，在进行S2-S7的判断时，也可以在满足时，将对应的参数的标志位置0，不满足时，将对应的参数的标志位置1，则在S8执行相或运算，若相或的结果为0，开启EKF算法进行SOC估算，若相或结果为1，开启AH积分算法进行SOC估算。

在一些可能的实施例中，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，包括：

将切换前利用第一算法估算的SOC作为第一SOC初始值，基于所述第一SOC初始值利用第二算法估算SOC；

确定切换到利用所述第一算法估算SOC，包括：

将切换前利用第二算法估算的SOC作为第二SOC初始值，基于所述第二SOC初始值利用第一算法估算SOC。

示例性地，假设初始SOC为80％，AH积分算法的计算结果为35.5％时切换使用EKF算法，EKF算法的初始值为35.5％，EKF算法切换AH积分算法同理，这里不再举例说明。

作为一种可选的实施方式，利用所述第一算法估算SOC，包括：

计算

其中，SOC0为第二SOC初始值，I为回路电流值，ΔT为SOC计算的时间间隔，实际中可以采用回路电流的采集时间间隔，C为电池系统的额定容量、K为温度修正系数，根据电池初始温度查表获得，SOH为当前电池系统相对于初始电池系统存储电能的能力。

在一些可能的实施例中，利用所述第二算法估算SOC，包括：基于电池系统的电池温度、电流倍率及SOC对电池辨识参数的影响，建立3维二阶RC的等效电路模型；基于所述等效电路模型和EKF算法估算SOC。具体过程可以参见相关技术描述，这里不再详述。

基于相同的发明构思，本申请还提供一种电池系统的SOC估算装置，如图3所示，该装置包括：

参数监测模块301，用于监测所述电池系统的当前电池参数；

修正条件判定模块302，用于确定利用第二算法估算SOC满足准确度要求对应的电池参数范围，将监测到的当前电池参数与对应的电池参数范围对比，判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

估算算法切换模块303，用于若符合利用第二算法进行SOC修正的条件，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，否则确定切换到利用第一算法估算SOC。

在一些可能的实施例中，所述第二算法为扩展卡尔曼滤波算法，所述第一算法为安时积分算法。

在一些可能的实施例中，所述电池参数包括当前电压、电流倍率、多个电池中的最低温度、多个电池中的最高电压、电池系统SOCmax、最近一次SOC校准后的累计充电容量中的至少一个参数；

修正条件判定模块判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若监测到的当前电池参数均在对应的电池参数范围内，确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

否则，确定当前电池状态不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

在一些可能的实施例中，所述电流倍率根据电池系统的回路电流、电池额定容量及电池系统SOH计算得到。

在一些可能的实施例中，修正条件判定模块确定监测到的当前电池参数中各参数在对应的电池参数范围内，包括：

若参数为当前电压，且当前电压为处于正常电压范围的有效电压，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为电流倍率，且电流倍率小于设定倍率阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为多个电池中的最低温度，且所述最低温度大于设定温度阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为多个电池中的最高电压，且所述最高电压小于设定电压阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为电池系统SOCmax，且所述电池系统SOCmax小于设定SOC阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为最近一次SOC校准后的累计充电容量，且所述累计充电容量大于设定容量阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内。

在一些可能的实施例中，对各参数设置对应的标志位，确定各参数在对应的电池参数范围内，将对应的参数标志位置1，否则置0；

修正条件判定模块确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若所有参数的标志位相与结果为1时，确定符合利用第二算法进行SOC修正的条件，若所有参数的标志位相与结果为0时，确定不符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

或者

对各参数设置对应的标志位，确定各参数在对应的电池参数范围内，将对应的参数标志位置0，否则置1；

修正条件判定模块确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若所有参数的标志位相或结果为0时，确定符合利用第二算法进行SOC修正的条件，若所有参数的标志位相或结果为1时，确定不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

在一些可能的实施例中，估算算法切换模块确定切换到利用所述第二算法估算SOC，包括：

将切换前利用第一算法估算的SOC作为第一SOC初始值，基于所述第一SOC初始值利用第二算法估算SOC；

估算算法切换模块确定切换到利用所述第一算法估算SOC，包括：

将切换前利用第二算法估算的SOC作为第二SOC初始值，基于所述第二SOC初始值利用第一算法估算SOC。

在一些可能的实施例中，估算算法切换模块利用所述第一算法估算SOC，包括：

计算

其中，SOC0为第二SOC初始值，I为回路电流值，ΔT为SOC计算的时间间隔，C为电池系统的额定容量、K为温度修正系数，SOH为当前电池系统相对于初始电池系统存储电能的能力。

在一些可能的实施例中，估算算法切换模块利用所述第二算法估算SOC，包括：

基于电池系统的电池温度、电流倍率及SOC对电池辨识参数的影响，建立3维二阶RC的等效电路模型；

基于所述等效电路模型和EKF算法估算SOC。

在介绍了本申请示例性实施方式的电池系统的SOC估算方法和装置之后，接下来，介绍根据本申请的另一示例性实施方式的电池系统的SOC估算设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本申请的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本申请的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

在一些可能的实施方式中，根据本申请的电池系统的SOC估算设备可以至少包括至少一个处理器、以及至少一个存储器。其中，存储器存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，使得处理器执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的电池系统的SOC估算方法中的步骤。例如，处理器可以执行如电池系统的SOC估算方法中的步骤。

下面参照图4来描述根据本申请的这种实施方式的电池系统的SOC估算设备130。图4显示的电池系统的SOC估算设备130仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，电池系统的SOC估算设备130以通用电子设备的形式表现。电池系统的SOC估算设备130的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器131、上述至少一个存储器132、连接不同系统组件(包括存储器132和处理器131)的总线133。

总线133表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

存储器132可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(RAM)1321和/或高速缓存存储器1322，还可以进一步包括只读存储器(ROM)1323。

存储器132还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1324的程序/实用工具1325，这样的程序模块1324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

电池系统的SOC估算设备130也可以与一个或多个外部设备134(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与电池系统的SOC估算设备130交互的设备通信，和/或与使得该电池系统的SOC估算设备130能与一个或多个其它电子设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口135进行。并且，电池系统的SOC估算130还可以通过网络适配器136与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器136通过总线133与用于电池系统的SOC估算设备130的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合电池系统的SOC估算设备130使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

在一些可能的实施方式中，本申请提供的一种电池系统的SOC估算方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的一种监控中的步骤。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

本申请的实施方式的用于电池系统的SOC估算的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备上运行。然而，本申请的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务端上执行。在涉及远程电子设备的情形中，远程电子设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和方框图中的流程和方框的结合。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方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电池系统的SOC估算方法，所述电池系统包括串联连接的多个电池，其特征在于，所述方法包括：

监测所述电池系统的当前电池参数；

确定利用第二算法估算SOC满足准确度要求对应的电池参数范围，将监测到的当前电池参数与对应的电池参数范围对比，判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

若符合利用第二算法进行SOC修正的条件，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，否则确定切换到利用第一算法估算SOC；

其中，所述第二算法为扩展卡尔曼滤波算法，所述第一算法为安时积分算法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述电池参数包括当前电压、电流倍率、多个电池中的最低温度、多个电池中的最高电压、电池系统SOCmax、最近一次SOC校准后的累计充电容量中的至少一个参数；

判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若监测到的当前电池参数均在对应的电池参数范围内，确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

否则，确定当前电池状态不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电流倍率根据电池系统的回路电流、电池额定容量及电池系统SOH计算得到。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定监测到的当前电池参数中各参数在对应的电池参数范围内，包括：

若参数为当前电压，且当前电压为处于正常电压范围的有效电压，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为电流倍率，且电流倍率小于设定倍率阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为多个电池中的最低温度，且所述最低温度大于设定温度阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为多个电池中的最高电压，且所述最高电压小于设定电压阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为电池系统SOCmax，且所述电池系统SOCmax小于设定SOC阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内；

若参数为最近一次SOC校准后的累计充电容量，且所述累计充电容量大于设定容量阈值，确定该参数在对应的电池参数范围内。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

对各参数设置对应的标志位，确定各参数在对应的电池参数范围内，将对应的参数标志位置1，否则置0；

确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若所有参数的标志位相与结果为1时，确定符合利用第二算法进行SOC修正的条件，若所有参数的标志位相与结果为0时，确定不符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

或者

对各参数设置对应的标志位，确定在对应的电池参数范围内，将对应的参数标志位置0，否则置1；

确定当前电池状态符合利用第二算法进行SOC修正的条件，包括：

若所有参数的标志位相或结果为0时，确定符合利用第二算法进行SOC修正的条件，若所有参数的标志位相或结果为1时，确定不符合利用第二算法进行SOC修正的条件。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，包括：

将切换前利用第一算法估算的SOC作为第一SOC初始值，基于所述第一SOC初始值利用第二算法估算SOC；

确定切换到利用所述第一算法估算SOC，包括：

将切换前利用第二算法估算的SOC作为第二SOC初始值，基于所述第二SOC初始值利用第一算法估算SOC。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述第一算法估算SOC，包括：

计算

其中，SOC0为第二SOC初始值，I为回路电流值，ΔT为SOC计算的时间间隔，C为电池系统的额定容量、K为温度修正系数，SOH为当前电池系统相对于初始电池系统存储电能的能力。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述第二算法估算SOC，包括：

基于电池系统的电池温度、电流倍率及SOC对电池辨识参数的影响，建立3维二阶RC的等效电路模型；

基于所述等效电路模型和EKF算法估算SOC。

9.一种电池系统的SOC估算装置，所述电池系统包括串联连接的多个电池，其特征在于，所述装置包括：

参数监测模块，用于监测所述电池系统的当前电池参数；

修正条件判定模块，用于确定利用第二算法估算SOC满足准确度要求对应的电池参数范围，将监测到的当前电池参数与对应的电池参数范围对比，判断当前电池状态是否符合利用第二算法进行SOC修正的条件；

估算算法切换模块，用于若符合利用第二算法进行SOC修正的条件，确定切换到利用所述第二算法估算SOC，否则确定切换到利用第一算法估算SOC；

其中，所述第二算法为扩展卡尔曼滤波算法，所述第一算法为安时积分算法。

10.一种电池系统的SOC估算设备，其特征在于，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8中任何一项所述的方法。

11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行如权利要求1-8任何一项所述的方法。

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