CN116699430B - 电池剩余容量和电量状态同步方法、用电设备及介质 - Google Patents

电池剩余容量和电量状态同步方法、用电设备及介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种电池剩余容量和电量状态同步方法、用电设备和介质，其方法包括：步骤S1，采用进一法、退一法或区间取舍法确定SOC_Out的值；步骤S2，根据电池剩余容量的期望分辨率P确定SOC的变化值△SOC；步骤S3，计算电池剩余容量的计算值RM；步骤S4，计算电池剩余容量的输出值RM_Out并输出RM_Out的值。本申请可配置任意的舍入取值方法，方案扩展性好，可以保证客户端输出的SOC_Out和电池剩余容量RM的输出RM_Out的协同性。

Description

电池剩余容量和电量状态同步方法、用电设备及介质
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池剩余容量和电量状态同步方法、用电设备及介质。
背景技术
本发明的背景是计算电池SOC的过程中，由于SOC_Out的显示方式和处理方式，造成了和电池剩余容量RM相关计算的剩余使用时间等客户比较关心的指标和显示的SOC_Out不同步，客户端体验感差的问题。
RM单位是安时(Ah)，其值与负载和时间相关，对于放电工况，如果已知放电负载I，即可以求得剩余放电时间T_DIS，其存在如下关系：
对于充电工况，如果已知充电负载I,即可以求得剩余充电时间T_CH,其存在如下关系：
大部分客户对SOC的有效数位显示是1%。所以在99%-100%和0%-1%之间，由于SOC_Out的上述设计处理，造成了其与RM之间构成了不同步的现象，比如在客户端会出现：
SOC_Out显示100%，剩余充电时间还有较多时间。
SOC_Out显示0%，剩余放电时间还有较多时间。
对于SOC在该区间段的有效位取舍，通常设计开发者可以通过进1法，退1法，四舍五入法进行处理。
SOC性能最重要的一项指标就是SOC的精度。当前技术可以将SOC的精度控制在1%之内。具体地，进1法和退1法，由于横跨1%的区间，造成了精度偏差了1%，其理论极限精度为1%，四舍五入法造成精度偏差0.5%，理论极限精度为0.5%，对于SOC_Out和RM的协同性提出了挑战。
发明内容
为了克服现有技术未考虑用电设备上显示的SOC值和显示的RM值的协同性的不足，本发明提出了一种电池剩余容量和电量状态同步方法及存储介质。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种电池剩余容量和电量状态同步方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：SOC_Out为用电设备上显示的SOC值，所述SOC为电池剩余容量与完全充电容量的百分比，采用进一法、退一法或区间取舍法确定SOC_Out的值，定义一个集合X={0.001,0.002,…0.009}；
当x=0.01时，表示当SOC在0%-1%之间时，SOC_Out采用进一法；
当x=0时，表示当SOC在0%-1%之间时，SOC_Out采用退一法；
当x∈X时，表示当SOC在0%-1%之间时，SOC_Out采用区间取舍法；
当y=0.01时，表示当SOC在99%-100%之间时，SOC_Out采用进一法；
当y=0时，表示当SOC在99%-100%之间时，SOC_Out采用退一法；
当y∈X时，表示当SOC在99%-100%之间时，SOC_Out采用区间取舍法；
步骤S2：根据电池剩余容量的期望分辨率P确定SOC的变化值△SOC：
；
其中，FCC为电池完全充电容量；
步骤S3：计算电池剩余容量的计算值RM，RM的计算为：
；
其中，SOC0称为SOC的底部舍入值，表示当SOC在0%-1%之间时用来保障有效位数到百分位的阈值点，SOC0的取值为：
；
SOC100称为SOC的顶部舍入值，表示当SOC在99%-100%之间时用来保障有效位数到百分位的阈值点，SOC100的取值为：
；
步骤S4：计算电池剩余容量的输出值RM_Out并输出RM_Out的值，当计算的RM≤0或者SOC_Out=0%时，RM_Out输出0，当计算的RM≥FCC或者SOC_Out=100%时，RM_Out输出FCC，当SOC在0%-1%之间时，RM_Out采用进位法计算，当SOC在99%-100%之间时，RM_Out采用退位法计算。
进一步地，所述步骤S1中，当SOC在0%-1%之间时，SOC_Out采用进一法，SOC_Out的输出为：
；
SOC_Out采用退一法，SOC_Out的输出为：
；
SOC_Out采用区间取舍法，SOC_Out的输出为：
；
当SOC在99%-100%之间时，SOC_Out采用进一法，SOC_Out的输出为：
；
SOC_Out采用退一法，SOC_Out的输出为：
；
SOC_Out采用区间取舍法，SOC_Out的输出为：
。
进一步地，所述步骤S4中，当SOC在0%-1%之间时，RM_Out对于RM使用RM_Out=ceil(RM,P)计算，ceil（RM,P）表示RM向上取与P的倍数最相近的整数，当SOC在99%-100%之间时，RM_Out使用RM_Out=floor（RM,P)计算，floor（RM,P)表示RM向下取与P的倍数最相近的整数。
进一步地，所述期望分辨率P的最小值为1mAs，期望分辨率P的取值范围为1mAs的倍数。
进一步地，当x=0.005或y=0.005时，表示SOC_Out采用四舍五入法。
进一步地，当SOC在0%-1%和99%-100%之间时，SOC_Out采用四舍五入法、进一法、退一法的任何组合。
本申请还提出了一种用电设备，所述用电设备采用前述的方法。
本申请还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行前述的方法。
通过上述技术方案，SOC_Out为0%时，剩余容量为0，放电相关时间的同步截止，SOC_Out为100%时，剩余容量为FCC，充电相关时间的同步截止，SOC可以任意配置的舍入取值方法，方案扩展性好，可以保证客户端输出的SOC_Out和电池剩余容量RM的输出RM_Out的协同性。
附图说明
图1为本申请的方法的流程示意图；
图2为方法的步骤S4的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，为本申请的一种电池剩余容量和电量状态同步方法的流程示意图，电池剩余容量用RM表示，电池剩余容量与完全充电容量的百分比用SOC表示， SOC在用户设备上的表示为SOC_Out。用电设备例如可以是：手机、平板电脑、电动车、电动汽车，通常，用电设备上显示的SOC_Out是一个0%-100%的数值，精确到百分位。
第一步：需要定义一个集合X，X={0.001,0.002,…0.009}。
当SOC在0%-1%之间时，采用x的不同值表示SOC_Out对SOC取值的不同模式。
当x=0.01时，表示进一法，SOC_Out与SOC存在如下关系：
当x=0时，表示退一法，SOC_Out与SOC存在如下关系：
当时，表示区间取舍法，SOC_Out与SOC存在如下关系：
当x=0.005表示四舍五入法。
同样地，当SOC在99%-100%之间时，采用y的不同值表示SOC_Out对SOC取值的不同模式。
当y=0.01时，表示进一法，SOC_Out与SOC存在如下关系：
当y=0时，表示退一法，SOC_Out与SOC存在如下关系：
当时，表示区间取舍，SOC_Out与SOC存在如下关系：
其中，当y=0.005时表示四舍五入法。
可见，本申请重点关注SOC在0%-1%以及99%-100%这两个区间，这是由于本申请意图解决用电设备即将充满电、电量即将耗尽时，SOC_Out和电池剩余容量RM的输出的协同性问题。
第二步：根据电池剩余容量的期望分辨率P确定SOC的变化值△SOC：
；
其中，FCC为电池完全充电容量，以电池完全充电容量为1Ah，期望分辨率为1mAs为例，则可以算出△SOC=1.3889e-7，若期望分辨率为2mAs，则可以算出△SOC=2.7778e-7。根据电池剩余容量的期望分辨率P确定SOC的变化值，以防止跳变发生。使用SOC期望分辨率的变化值，也能使RM_Out变化颗粒度达到最细。
第三步：计算电池剩余容量的计算值RM；
由于对真实SOC的0%点和100%点进行了取舍，所以为了SOC的同步性和线性度，对真实SOC进行了缩放处理，RM计算值即为缩放以后的SOC与FCC的乘积。
其中，SOC0称为SOC的底部舍入值，所谓底部舍入值是在SOC在0%~1%的SOC底部，使用何种取舍的阈值点来保障有效位数到百分位，SOC0的取值如下：
SOC100称为顶部舍入值，所谓顶部舍入值是在SOC在99%~100%的SOC顶部，使用何种取舍的阈值点来保障有效位数到百分位，SOC100的取值如下：
第四步：计算电池剩余容量的输出值RM_Out，参见图2，当计算的RM≤0或者SOC_Out=0%时，RM_Out输出0，当计算的RM≥FCC或者SOC_Out=100%时，RM_Out输出FCC，当SOC在0%-1%之间时，RM_Out对于RM使用RM_Out=ceil(RM,P)计算，ceil（RM,P）表示RM向上取与P的倍数最相近的整数，当SOC在99%-100%之间时，RM_Out使用RM_Out=floor（RM,P)计算，floor（RM,P)表示RM向下取与P的倍数最相近的整数。
下面，通过具体的实施例说明上述计算过程。
分别将SOC取不同临界点值，取FCC=1Ah，计算周期为1s，电池剩余容量的期望分辨率分别取1mAs、2mAs、3mAs。
根据上述步骤一至步骤四的计算过程，可以得到下表的计算结果。
表1.
表2.
表3.
表4.
表5.
表1至表3表示在SOC为0%-1%之间时采用退一法，SOC在99%-100%之间时采用进一法，分别取电池剩余容量的期望分辨率为1mAs、2mAs、3mAs所得到的结果。从表中可见，SOC_Out为0%时，电池剩余容量的输出RM_Out也为0，放电相关时间同步截止，SOC_Out为100%时，电池剩余容量的输出RM_Out为FCC，充电相关时间同步截止，可以保证客户端输出的SOC_Out和电池剩余容量RM的输出RM_Out的协同性。表4表示在SOC为0%-1%之间时采用进一法，SOC在99%-100%之间时采用退一法，表5表示在SOC为0%-1%、99%-100%之间采用四舍五入法。当然，也可以设置SOC在0%-1%、99%-100%之间采用四舍五入法、进一法、退一法的任何组合，或者其他区间取舍法，从而使方案的扩展性更好。
同样地，对于1%<SOC<99%这一区间，也可以用上述计算方法保证SOC_Out和RM_Out输出的同步性，在这一区间，SOC_Out同样可以采用进一法、退一法、区间取舍法，在输出RM_Out时，可以选择向上取整，也可以选择向下取整。
本申请的另一实施例还包含一种用电设备，该用电设备采用如前述方法进行剩余容量和电量状态的同步。
本申请的另一实施例还包含一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行前述方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电池剩余容量和电量状态同步方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1： SOC_Out为用电设备上显示的SOC值，所述SOC为电池剩余容量与完全充电容量的百分比，采用进一法、退一法或区间取舍法确定SOC_Out的值，定义一个集合X={0.001,0.002,…0.009}；
当x=0.01时，表示当SOC在0%-1%之间时，SOC_Out采用进一法；
当x=0时，表示当SOC在0%-1%之间时，SOC_Out采用退一法；
当x∈X时，表示当SOC在0%-1%之间时，SOC_Out采用区间取舍法；
当y=0.01时，表示当SOC在99%-100%之间时，SOC_Out采用进一法；
当y=0时，表示当SOC在99%-100%之间时，SOC_Out采用退一法；
当y∈X时，表示当SOC在99%-100%之间时，SOC_Out采用区间取舍法；
步骤S2：根据电池剩余容量的期望分辨率P确定SOC的变化值△SOC：
；
其中，FCC为电池完全充电容量；
步骤S3：计算电池剩余容量的计算值RM，RM的计算为：
；
其中，SOC0称为SOC的底部舍入值，表示当SOC在0%-1%之间时用来保障有效位数到百分位的阈值点，SOC0的取值为：
；
SOC100称为SOC的顶部舍入值，表示当SOC在99%-100%之间时用来保障有效位数到百分位的阈值点，SOC100的取值为：
；
步骤S4：计算电池剩余容量的输出值RM_Out并输出RM_Out的值，当计算的RM≤0或者SOC_Out=0%时，RM_Out输出0，当计算的RM≥FCC或者SOC_Out=100%时，RM_Out输出FCC，当SOC在0%-1%之间时，RM_Out采用进位法计算，当SOC在99%-100%之间时，RM_Out采用退位法计算；
所述步骤S1中，当SOC在0%-1%之间时，SOC_Out采用进一法，SOC_Out的输出为：
；
SOC_Out采用退一法，SOC_Out的输出为：
；
SOC_Out采用区间取舍法，SOC_Out的输出为：
；
当SOC在99%-100%之间时，SOC_Out采用进一法，SOC_Out的输出为：
；
SOC_Out采用退一法，SOC_Out的输出为：
；
SOC_Out采用区间取舍法，SOC_Out的输出为：
；
所述步骤S4中，当SOC在0%-1%之间时，RM_Out对于RM使用RM_Out=ceil(RM,P)计算，ceil（RM,P）表示RM向上取与RM最接近的P的整数倍的整数，当SOC在99%-100%之间时，RM_Out使用RM_Out=floor（RM,P)计算，floor（RM,P)表示RM向下取与RM最接近的P的整数倍的整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当x=0.005或y=0.005时，表示SOC_Out采用四舍五入法。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，当SOC在0%-1%和99%-100%之间时， SOC_Out采用四舍五入法、进一法、退一法的任何组合。
4.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备采用如权利要求1-3任一项所述的方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1-3中任一项所述的方法。
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