CN116224087A - 一种电池储能系统及其soc估算方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池储能系统及其SOC估算方法和装置。该SOC估算方法包括：在第i采样节点，采集得到第i电池温度和第i放电倍率；从第（i‑1）放电倍率和第（i‑1）电池温度所属的第1放电模型中，得到第i采样节点对应的第i初始SOC值；若第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于第1放电模型，利用SOC修正模型修正第i初始SOC值，获得第i估算SOC值；根据第i估算SOC值和第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。本发明中，可实现对SOC的实时估算，使SOC估算精度更高，且适用于各种工况，也适用于使用频率高静置时间短的严苛工况，对保障电池使用安全、延长电池使用寿命等方面均有实际意义。

Description

一种电池储能系统及其SOC估算方法和装置

技术领域

本发明涉及SOC估算技术领域，尤其涉及一种电池储能系统及其SOC估算方法和装置。

背景技术

近年来，电池储能系统在工商业的应用得到快速发展，尤其是新能源行业。电池储能系统主要由电池和电池管理系统（Battery Management System，BMS）组成。

SOC（State of Charge，SOC）估算是电池储能系统的重要功能，SOC是指荷电状态，也叫剩余电量，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。SOC估算在准确反应电池状态、实现与用户的人机交互以及延长电池使用寿命等方面有十分重要的意义。

然而，目前电池储能系统的SOC算法较为普遍，精度较低，无法实现实时估算。

发明内容

本发明提供了一种电池储能系统及其SOC估算方法和装置，以实现SOC实时估算。

根据本发明的一方面，提供了一种SOC估算方法，包括：

在第i采样节点，采集得到第i电池温度和第i放电倍率，i为正整数；

从第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的第1放电模型中，得到所述第i采样节点对应的第i初始SOC值；

若所述第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于所述第1放电模型，利用SOC修正模型修正所述第i初始SOC值，获得第i估算SOC值；

根据所述第i估算SOC值和所述第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。

根据本发明的另一方面，提供了一种SOC估算装置，包括：

采集模块，用于在第i采样节点，采集得到第i电池温度和第i放电倍率，i为正整数；

SOC估算模块，用于从第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的第1放电模型中，得到所述第i采样节点对应的第i初始SOC值；

SOC修正模块，用于在检测到所述第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于所述第1放电模型时，利用SOC修正模型修正所述第i初始SOC值，获得第i估算SOC值；

所述SOC估算模块还用于根据所述第i估算SOC值和所述第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。

根据本发明的另一方面，提供了一种电池储能系统，包括：电池，电池管理装置和如上所述的SOC估算装置；

所述电池管理装置分别连接所述电池和所述SOC估算装置。

本发明中，SOC估算装置从第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的第1放电模型中得到第i采样节点对应的第i初始SOC值；若第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于第1放电模型，利用SOC修正模型将第i初始SOC值修正为第i估算SOC值；再根据第i估算SOC值和第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。由此完成一个SOC估算循环，通过连续进行多个SOC估算循环可以实现对SOC值的实时估算，使SOC估算精度更高，且该SOC估算方法适用于各种工况，也适用于使用频率高静置时间短的严苛工况，对保障电池使用安全、延长电池使用寿命等方面均有实际意义。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种SOC估算方法的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种建立放电模型数组的示意图；

图3是放电模型数组中2条放电曲线的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种SOC估算装置的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种电池储能系统的示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种电池储能系统的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提供的一种SOC估算方法的示意图，本实施例可适用于放电工况下反应电池实时状态的情况，该SOC估算方法可以由SOC估算装置来执行，该SOC估算装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该SOC估算装置可配置于电池储能系统中，电池储能系统还包括电池和电池管理装置，电池储能系统主要应用在新能源行业和储能行业，例如电动汽车的电池储能系统。

本实施例中，SOC估算方法包括：

步骤S10、在第i采样节点，采集得到第i电池温度和第i放电倍率，i为正整数；

步骤S20、从第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的第1放电模型中，得到第i采样节点对应的第i初始SOC值；

步骤S30、若第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于第1放电模型，利用SOC修正模型修正第i初始SOC值，获得第i估算SOC值；

步骤S40、根据第i估算SOC值和第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。

本实施例中，应用于电池储能系统的放电工况，在放电工况下对电池的SOC进行实时估算，其中，步骤S10至步骤S40构成整个估算流程中的一个SOC估算循环，在当前一个SOC估算循环中至少可以得到当前的SOC估算值和下一个SOC估算循环的采样节点。在此设定当前一个SOC估算循环为整个估算流程中的第i个SOC估算循环，以此为例对一个SOC估算循环的执行过程进行详细说明，其中，第i采样节点是第i个SOC估算循环的采样时刻，该采样时刻是由第（i-1）个SOC估算循环确定得到的，可以理解，第i个SOC估算循环可以得到当前的SOC估算值和第（i+1）个SOC估算循环的采样时刻即第（i+1）采样节点。

电池储能系统中，电池管理装置BMS电连接电池，电池管理装置BMS还电连接SOC估算装置，电池管理装置BMS可以实时监测电池的各种状态并进行安全管理。基于此，SOC估算装置在第i采样节点，可以通过电池管理装置BMS采集电池的相关电参数，该相关电参数至少包括电池的温度即第i电池温度以及电池的放电倍率即第i放电倍率。可以理解，第i电池温度是电池在第i采样节点时的实际电池温度，第i放电倍率是电池在第i采样节点时的实际放电倍率。电池储能系统的放电工况下，受应用环境等因素的影响，电池的实际温度和实际放电倍率通常发生变化。

采集得到第i电池温度和第i放电倍率之后，还包括：从放电模型数组中，查找出第1放电模型和第2放电模型。SOC估算装置中存储有放电模型数组。放电模型数组包括多个不同的放电模型，同一放电模型的电池温度相同且放电倍率相同；不同的两个放电模型的电池温度不同，或者，不同的两个放电模型的放电倍率不同，或者，不同的两个放电模型的电池温度不同且放电倍率不同。需要说明的是，1个放电模型包括一条放电曲线；具体的，在特定测试环境下，采用实验法测量电池样品可以获得一条SOC基于时间t变化的放电曲线，该放电曲线的特定测试环境包括电池温度和电池放电倍率，则放电模型包括形成该放电曲线的数据以及其特定测试环境下的电池温度和电池放电倍率。SOC估算装置中存储的放电模型数组可以为多个放电模型的数据构成的表格。可以理解，一个SOC估算循环中，若确定了目标放电模型，且得到SOC估算值，那么可以从目标放电模型中确定该SOC估算值所对应的采样时刻，根据该采样时刻可以得到下一个SOC估算循环的采样节点；或者，一个SOC估算循环中，若确定了目标放电模型，且已知采样时刻，那么可以从目标放电模型中确定该采样时刻所对应的SOC估算值。

如上所述，SOC估算装置在第i采样节点可以采集得到第i电池温度和第i放电倍率，第（i-1）放电倍率是SOC估算装置在第（i-1）个SOC估算循环中采集得到的实际放电倍率，第（i-1）电池温度是SOC估算装置在第（i-1）个SOC估算循环中采集得到的实际电池温度。那么从放电模型数组中查表，可以得到第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的目标放电模型即第1放电模型，还可以得到第i放电倍率和第i电池温度所属的目标放电模型即第2放电模型。可以理解，放电模型数组中，第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度分别与第1放电模型的放电倍率和电池温度最为接近，第i放电倍率和第i电池温度分别与第2放电模型的放电倍率和电池温度最为接近。另外，第（i-1）个SOC估算循环的第2放电模型即为第i个SOC估算循环的第1放电模型，第i个SOC估算循环的第2放电模型即为第（i+1）个SOC估算循环的第1放电模型。

在第i个SOC估算循环中，确定了第1放电模型和第i采样节点，那么可以从第1放电模型中得到第i采样节点所对应的SOC值，该SOC值为第i初始SOC值。

若第2放电模型和第1放电模型不同，说明第i个SOC估算循环与第（i-1）个SOC估算循环的放电倍率或电池温度不同，此时第i个SOC估算循环中不能再按照第（i-1）个SOC估算循环的放电模型进行SOC估算了，需要调整为按照第2放电模型进行后续的SOC估算。因此，利用SOC修正模型对第i初始SOC值进行修正，修正后得到的SOC值即为第i个SOC估算循环的第i估算SOC值。

可选该SOC估算方法还包括：若第2放电模型和第1放电模型相同，将第i初始SOC值确定为第i估算SOC值。若第2放电模型和第1放电模型相同，说明第i个SOC估算循环与第（i-1）个SOC估算循环的放电倍率和电池温度相同，此时第i个SOC估算循环中可以继续按照第（i-1）个SOC估算循环的放电模型进行后续的SOC估算。因此，将第i初始SOC值直接确定为第i个SOC估算循环的第i估算SOC值。

可选确定第（i+1）采样节点包括：从第2放电模型中，得到第i估算SOC值对应的第i采样时刻，第i采样时刻经过预设时长Δt到达的时刻为第（i+1）采样节点。

在第i个SOC估算循环中，确定了第2放电模型和第i估算SOC值，那么可以从第2放电模型中得到第i估算SOC值所对应的采样时刻即为第i采样时刻。SOC估算装置中预设有采样间隔时长Δt，那么在第i个SOC估算循环中，计算得出第i采样时刻后，该第i采样时刻经过预设时长Δt到达的时刻为第（i+1）采样节点，第（i+1）采样节点是第（i+1）个SOC估算循环的采样时刻。可以理解，若设置的采样间隔时长Δt非常小，例如Δt为0.02s，那么SOC估算装置可以实现对电池储能系统中电池SOC值的实时估算；本领域技术人员可以根据产品所使用环境等因素，合理设计Δt，不具体限制。

可选该SOC估算方法还包括：i=1时，设定第0采样节点为0时刻，第0采样节点的第0放电倍率为预设倍率k，第0采样节点的第0电池温度为常温，第0采样节点的SOC值为1，其中，k为常数。在电池储能系统处于放电工况下，将SOC为1的时刻定义为0时刻，0时刻即为第0采样节点，0时刻的放电倍率为第0放电倍率，0时刻的电池温度为第0电池温度即常温，SOC估算装置可预设0时刻的放电倍率即第0放电倍率为k。示例性的，k=0.5C；但在其他实施例中还可选k为其他数值，不限于此。

可选SOC修正模型包括：SOC_i2（t_i2）=[Q_i2-Q_i1(1-SOC_i1（t_i1）)]/Q_i2；其中，SOC_i2（t_i2）为第i估算SOC值，t为时间，Q_i2为第i放电倍率的放电标称容量，Q_i1为第（i-1）放电倍率的放电标称容量，SOC_i1（t_i1）为第i初始SOC值。

对于同一电池，其在同一放电倍率下的放电标称容量基本一致，在不同放电倍率下的放电标称容量不同。示例性的，对于同一电池，其放电倍率为1C时的放电标称容量Q_1C为Q_1C=4.5伏，其放电倍率为0.9C时的放电标称容量Q_0.9C为Q_0.9C=4.8伏，可以理解，该电池在不同放电倍率下的标称容量的具体数值仅是一种举例，用于说明同一电池在不同放电倍率下具备不同的放电标称容量，与实际值可能不同。基于此，测量得到电池在不同放电倍率下的放电标称容量后，可以存储在相应的放电模型中。因此，SOC修正模型根据放电模型数组和第（i-1）放电倍率，可以查到第（i-1）放电倍率所对应的放电标称容量Q_i1；SOC修正模型根据放电模型数组和第i放电倍率，还可以查到第i放电倍率所对应的放电标称容量Q_i2。

如上所述，从放电模型数组中，查找得出第（i-1）放电倍率所对应的放电标称容量Q_i1，还查找得出第i放电倍率所对应的放电标称容量Q_i2，再根据步骤S20得到第i初始SOC值SOC_i1（t_i1），将各项数据代入SOC修正模型中，可以计算得到第i估算SOC值SOC_i2（t_i2）。

为了进一步提高SOC估算的精确度，可选对于同一电池，同一放电倍率下，不同温度所对应的放电标称容量可以不同。示例性的，对于同一电池，其放电倍率稳定为1C，那么可能存在电池温度为20℃时所对应的放电标称容量Q_1C&20℃为4.46伏，电池温度为40℃时所对应的放电标称容量Q_1C&40℃为4.54伏，可以理解，该电池在同一放电倍率下的标称容量的具体数值仅是一种举例，用于说明同一电池在同一放电倍率和不同电池温度下具备不同的放电标称容量，与实际值可能不同。基于此，测量得到电池在不同放电倍率和不同电池温度下的放电标称容量后，可以存储在相应的放电模型中。

本发明中，SOC估算装置从第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的第1放电模型中得到第i采样节点对应的第i初始SOC值；若第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于第1放电模型，利用SOC修正模型将第i初始SOC值修正为第i估算SOC值；再根据第i估算SOC值和第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。由此完成一个SOC估算循环，通过连续进行多个SOC估算循环可以实现对SOC值的实时估算，使SOC估算精度更高，且该SOC估算方法适用于各种工况，也适用于使用频率高静置时间短的严苛工况，对保障电池使用安全、延长电池使用寿命等方面均有实际意义。

可选SOC估算方法还包括：建立放电模型数组，放电模型数组包括多个不同的放电模型；同一放电模型的电池温度相同且放电倍率相同；不同的两个放电模型的电池温度不同，和/或，不同的两个放电模型的放电倍率不同。

如上所述，步骤S10至S40是电池储能系统中SOC估算装置对电池的SOC值进行实时估算，可适用于电池储能系统的电池在实际应用中的SOC实时估算。该估算过程依赖于SOC估算装置中预先设定的放电模型，所以在电池储能系统实际应用之前，会在SOC估算装置中预先存储放电模型，放电模型是在实验室环境中对电池进行测试所得到的。具体的，在实验室环境中，设置不同的电池温度，且设置不同的放电倍率，以此测试得到不同的多个放电模型，该多个放电模型构成放电模型数组，并以表格形式或其他形式存储在SOC估算装置中。具体的，同一放电模型的电池温度相同且放电倍率相同；不同的两个放电模型的放电倍率相同但电池温度不同，或者，不同的两个放电模型的电池温度相同但放电倍率不同，或者，不同的两个放电模型的放电倍率不同且电池温度不同。

图2是本发明实施例提供的一种建立放电模型数组的示意图。如图2所示，可选建立放电模型数组包括：

步骤S01、建立电池温度集合和放电倍率集合，电池温度集合包括从小到大排布的第1至第N温度节点，放电倍率集合包括从小到大排布的第1至第M放电倍率节点，N和M均为大于或等于2的正整数；

步骤S02、调节电池的温度为第x温度节点且放电倍率为第y放电倍率节点，控制电池从SOC=1放电至SOC=0，测试得到一条放电曲线SOC~t，t为时间，1≤x≤N，1≤y≤M；

步骤S03、根据电池温度集合调节电池的温度，和/或，根据放电倍率集合调节电池的放电倍率，测试得到N×M条放电曲线。

本实施例中，设计从小到大排布的N个温度节点，依次标记为第1至第N温度节点，该N个温度节点构成电池温度集合。示例性的，可选N=9，该9个温度节点依次为0℃，5℃，10℃，15℃，20℃，25℃，30℃，35℃，40℃。在其他实施例中，还可选N为其他数值，或者，N个温度节点为其他数值，不限于以上示例。

设计从小到大排布的M个放电倍率节点，依次标记为第1至第M放电倍率节点，该M个放电倍率节点构成放电倍率集合。示例性的，可选M=20，该20个放电倍率节点依次为0.1C，0.2C，0.3C，0.4C，…，1.7C，1.8C，1.9C，2.0C。在其他实施例中，还可选M为其他数值，或者，M个放电倍率节点为其他数值，不限于以上示例。

图3是放电模型数组中2条放电曲线的示意图，其中，曲线a为25℃和0.5C所对应的放电曲线，曲线b为25℃和1.0C所对应的放电曲线，其他放电曲线未示出。按照以上N=9且M=20为例，描述电池的测试过程如下。

步骤01、准备实验室和待测的电池样品；

步骤02、在实验室中，控制电池样品的温度稳定为0℃（即第1温度节点），且电池样品的放电倍率稳定为0.1C（即第1放电倍率节点），该电池样品的初始SOC值为1，初始采样节点为0时刻，采样间隔时长Δt为0.01s；在此测试环境下，让电池样品从SOC=1放电至SOC=0，由此可获得电池样品在电池温度0℃和放电倍率0.1C下的一条放电曲线，该放电曲线为SOC基于时间t变化的放电曲线，还可获得该放电曲线所对应的电池放电标称容量Q_0.1C&0℃；据此形成0℃和0.1C所对应的放电模型。

步骤03、在实验室中，控制电池样品的温度稳定为0℃，且电池样品的放电倍率稳定为0.2C，该电池样品的初始SOC值为1，初始采样节点为0时刻，采样间隔时长Δt为0.01s；在此测试环境下，让电池样品从SOC=1放电至SOC=0，由此可获得电池样品在电池温度0℃和放电倍率0.2C下的一条放电曲线，还可获得该放电曲线所对应的电池放电标称容量Q_0.2C&0℃；据此形成0℃和0.2C所对应的放电模型。

步骤04、以此类推，控制电池样品的温度稳定为0℃，使电池样品的放电倍率调节为其他任意一个放电倍率节点，则在电池温度为0℃时，可获得总共20个放电模型。

步骤05、同理，控制电池样品的温度稳定为5℃，使电池样品的放电倍率分别调节为第1至第M放电倍率节点，则在电池温度为5℃时，可获得总共20个放电模型。

依次类推，根据电池温度集合调节电池的温度，根据放电倍率集合调节电池的放电倍率，测试得到总共9×20个放电模型。

可选电池温度集合中，相邻两个温度节点的温差小于或等于5℃；放电倍率集合中，相邻两个放电倍率节点的差值小于或等于0.1C。示例性的，相邻两个温度节点的温差等于5℃；相邻两个放电倍率节点的差值等于0.1C，但不限于此。需要说明的是，电池温度相差5℃时，电池的实际放电容量Q的变化在1%量级；放电倍率相差0.1C时，电池的实际放电容量Q的差距仅为1%，因此本实施例中设计5℃为电池温度节点的温差，设计0.1C为放电倍率节点的差值，可以保证SOC估算的精度。

本领域技术人员在前期制作放电模型数组时，可以根据电池储能系统所应用环境或产品领域，合理设计N个电池温度节点、M个电池放电倍率节点、相邻温度节点温差、相邻放电倍率差值和采样间隔时长等参数，不限于以上示例。例如，电池温度节点可以为-20℃~+60℃；或者，相邻温度节点的温差可以为恒定值，也可以不固定；或者，电池放电倍率节点可以为0.01C~3.0C；或者，相邻放电倍率节点的差值可以为恒定值，也可以不固定；不具体限制。

将放电模型数组导入SOC估算装置中。在实际的放电工况下，SOC估算装置可以在采样节点获得放电倍率和电池温度的数据，再根据实时放电倍率和电池温度，通过查表、拟合相应的放电模型等方式，按照步骤S10至S40获得任意时刻的SOC估算值。例如，某一采样时刻的电池温度22℃，且放电倍率0.52C，则拟合的放电模型为电池温度节点20℃&放电倍率节点0.5C的放电曲线；或者，某一采样时刻的电池温度24℃，且放电倍率0.48C，则拟合的放电模型为电池温度节点25℃&放电倍率节点0.5C的放电曲线。由此对SOC进行实时修正，可以提高SOC估算的精度。

本实施例中，前期对电池储能系统的电池放电测试做的非常完备，测量获得电池在不同温度节点和不同放电倍率节点下的多条放电曲线，形成的放电模型数组存储在SOC估算装置中。那么在实际放电工况下，根据SOC估算装置中的放电模型数组，可以保证在监测到电池温度和放电倍率等数据后，SOC估算装置能提供较为准确的放电模型去进行拟合，达到估算精度提高的效果。

基于同一发明构思，图4是本发明实施例提供的一种SOC估算装置的示意图。本实施例提供的SOC估算装置用于执行上述任意实施例所述的SOC估算方法。本实施例的SOC估算装置包括：采集模块110，用于在第i采样节点，采集得到第i电池温度和第i放电倍率，i为正整数；SOC估算模块120，用于从第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的第1放电模型中，得到第i采样节点对应的第i初始SOC值；SOC修正模块130，用于在检测到第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于第1放电模型时，利用SOC修正模型修正第i初始SOC值，获得第i估算SOC值；SOC估算模块120还用于根据第i估算SOC值和第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。

本发明实施例所提供的SOC估算装置可执行本发明任意实施例所提供的SOC估算方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

本实施例中，当电池储能系统处于放电工况，SOC估算装置利用查表法对电池储能系统中电池的SOC进行实时估算。估算过程如下：

1）0时刻的SOC为1，电池温度为室温21℃，SOC估算装置中预设0时刻的放电倍率为0.5C；

2）0时刻经过Δt后，到达t₁时刻；

3）在t₁时刻，采集得到实际电池温度和实际放电倍率，以实际电池温度为26℃和实际放电倍率1.01C为例，则电池温度节点20℃且放电倍率节点0.5C所对应的放电曲线为第1放电模型，电池温度节点25℃且放电倍率节点1C所对应的放电曲线为第2放电模型；

4）从第1放电模型的放电曲线中，查找与采样时刻t₁所对应的SOC值，该SOC值为采样时刻t₁的初始SOC值即SOC_0.5C&20℃（t₁）；

5.1）由于第1放电模型不同于第2放电模型，则利用下述公式对初始SOC值进行修正，得到采样时刻t₁的估算SOC值即SOC_1C&25℃（t），即：

SOC_1C&25℃（t）=[Q_1C&25℃-Q_0.5C&20℃(1-SOC_0.5C&20℃（t₁）)]/Q_1C&25℃；

其中，Q_1C&25℃为电池温度节点25℃且放电倍率节点1C所对应的放电标称容量，Q_0.5C&20℃为电池温度节点20℃且放电倍率节点0.5C所对应的放电标称容量；

6）从第2放电模型的放电曲线中，查找与SOC_1C&25℃（t）所对应的采样时刻t_2a；

7）t_2a时刻经过Δt后，到达t₂时刻；

8）重复执行操作3）~7），得到采样时刻t₂的估算SOC值和下一估算循环的采样时刻t₃。

需要说明的是，在其他实施例中，还可能在第i个SOC估算循环中存在第1放电模型与第2放电模型相同的情况；例如，第（i-1）个SOC估算循环中实际电池温度为34℃和实际放电倍率0.79C，则电池温度节点35℃且放电倍率节点0.8C所对应的放电曲线为第i个SOC估算循环中的第1放电模型，第i个SOC估算循环中实际电池温度为35.9℃和实际放电倍率0.82C，则电池温度节点35℃且放电倍率节点0.8C所对应的放电曲线为第i个SOC估算循环中的第2放电模型；那么操作4）结束之后，执行操作5.2），第1放电模型和第2放电模型相同，将采样时刻t₁的初始SOC值作为采样时刻t₁的估算SOC值，再执行操作7），其中，t_2a即为t₁。

以此类推，在放电工况下，根据实时的电池温度和放电倍率实现对电池的SOC的实时估算。

基于同一发明构思，图5是本发明实施例提供的一种电池储能系统的示意图。如图5所示，本实施例提供的电池储能系统包括电池1，电池管理装置2和SOC估算装置3；电池管理装置2分别连接电池1和SOC估算装置3。

本实施例中，SOC估算装置3用于执行上述任意实施例所述的SOC估算方法。电池管理装置2对电池1进行管理，SOC估算装置3从电池管理装置2中获取电池1的相关参数，以此对电池1进行SOC实时估算。在其他实施例中，如图6所示，还可选SOC估算装置3集成在电池管理装置2中。

本实施例中，电池储能系统前期对电池进行了完备的放电测试，得到了电池在不同温度节点和不同放电倍率节点下的多条放电曲线，形成的放电模型数组存储在SOC估算装置中。那么在实际放电工况下，根据SOC估算装置中放电模型数组，可以保证在监测到电池温度和放电倍率等数据后，SOC估算装置能提供较为准确的放电模型去进行拟合，达到估算精度提高的效果。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；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，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如上任意实施例所述的SOC估算方法。本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现如上任意实施例所述的SOC估算方法。本发明实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如上任意实施例所述的SOC估算方法。

图7是本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。电子设备210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210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7所示，电子设备210包括至少一个处理器211，以及与至少一个处理器211通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）212、随机访问存储器（RAM）213等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器211执行的计算机程序，处理器211可以根据存储在只读存储器（ROM）212中的计算机程序或者从存储单元218加载到随机访问存储器（RAM）213中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM213中，还可存储电子设备210操作所需的各种程序和数据。处理器211、ROM212以及RAM213通过总线214彼此相连。输入/输出（I/O）接口215也连接至总线214。

电子设备210中的多个部件连接至I/O接口215，包括：输入单元216，例如键盘、鼠标等；输出单元217，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元218，例如磁盘、光盘等；以及通信单元219，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元219允许电子设备210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211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211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211执行上文所描述的各个方法和处理。

在一些实施例中，SOC估算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218。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM212和/或通信单元219而被载入和/或安装到电子设备210上。当计算机程序加载到RAM213并由处理器211执行时，可以执行上文描述的SOC估算方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器211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估算方法。

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。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种SOC估算方法，其特征在于，包括：

在第i采样节点，采集得到第i电池温度和第i放电倍率，i为正整数；

从第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的第1放电模型中，得到所述第i采样节点对应的第i初始SOC值；

若所述第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于所述第1放电模型，利用SOC修正模型修正所述第i初始SOC值，获得第i估算SOC值；

根据所述第i估算SOC值和所述第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。

2.根据权利要求1所述的SOC估算方法，其特征在于，还包括：若所述第2放电模型和所述第1放电模型相同，将所述第i初始SOC值确定为所述第i估算SOC值。

3.根据权利要求1所述的SOC估算方法，其特征在于，还包括：i=1时，设定第0采样节点为0时刻，所述第0采样节点的第0放电倍率为预设倍率k，所述第0采样节点的第0电池温度为常温，所述第0采样节点的SOC值为1，其中，k为常数。

4.根据权利要求1所述的SOC估算方法，其特征在于，所述SOC修正模型包括：

SOC_i2（t_i2）=[Q_i2-Q_i1(1-SOC_i1（t_i1）)]/Q_i2；

其中，SOC_i2（t_i2）为所述第i估算SOC值，t为时间，Q_i2为所述第i放电倍率的放电标称容量，Q_i1为所述第（i-1）放电倍率的放电标称容量，SOC_i1（t_i1）为所述第i初始SOC值。

5.根据权利要求1所述的SOC估算方法，其特征在于，确定第（i+1）采样节点包括：

从所述第2放电模型中，得到所述第i估算SOC值对应的第i采样时刻，所述第i采样时刻经过预设时长Δt到达的时刻为所述第（i+1）采样节点。

6.根据权利要求1所述的SOC估算方法，其特征在于，还包括：建立放电模型数组，所述放电模型数组包括多个不同的放电模型；

同一所述放电模型的电池温度相同且放电倍率相同；

不同的两个所述放电模型的电池温度不同，和/或，不同的两个所述放电模型的放电倍率不同。

7.根据权利要求6所述的SOC估算方法，其特征在于，建立放电模型数组包括：

建立电池温度集合和放电倍率集合，所述电池温度集合包括从小到大排布的第1至第N温度节点，所述放电倍率集合包括从小到大排布的第1至第M放电倍率节点，N和M均为大于或等于2的正整数；

调节电池的温度为第x温度节点且放电倍率为第y放电倍率节点，控制所述电池从SOC=1放电至SOC=0，测试得到一条放电曲线SOC~t，t为时间，1≤x≤N，1≤y≤M；

根据所述电池温度集合调节所述电池的温度，和/或，根据所述放电倍率集合调节所述电池的放电倍率，测试得到N×M条放电曲线。

8.根据权利要求7所述的SOC估算方法，其特征在于，所述电池温度集合中，相邻两个温度节点的温差小于或等于5℃；

所述放电倍率集合中，相邻两个放电倍率节点的差值小于或等于0.1C。

9.根据权利要求6所述的SOC估算方法，其特征在于，采集得到第i电池温度和第i放电倍率之后，还包括：从所述放电模型数组中，查找出所述第1放电模型和所述第2放电模型。

10.一种SOC估算装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于在第i采样节点，采集得到第i电池温度和第i放电倍率，i为正整数；

SOC估算模块，用于从第（i-1）放电倍率和第（i-1）电池温度所属的第1放电模型中，得到所述第i采样节点对应的第i初始SOC值；

SOC修正模块，用于在检测到所述第i电池温度和第i放电倍率所属的第2放电模型不同于所述第1放电模型时，利用SOC修正模型修正所述第i初始SOC值，获得第i估算SOC值；

所述SOC估算模块还用于根据所述第i估算SOC值和所述第2放电模型，确定第（i+1）采样节点。

11.一种电池储能系统，其特征在于，包括：电池，电池管理装置和如权利要求10所述的SOC估算装置；

所述电池管理装置分别连接所述电池和所述SOC估算装置。

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