本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種電池荷電狀態(tài)確定方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著石油能源的緊缺以及空氣污染的不斷擴(kuò)大，電動(dòng)汽車(electricalvehicle，ev)的發(fā)展越來(lái)越重要。電動(dòng)汽車一般包括純電動(dòng)汽車(batteryelectricalvehicle，bev)和混合動(dòng)力汽車(hybridelectricvehicle，hev)。對(duì)于電動(dòng)汽車而言，電池是其核心技術(shù)。電動(dòng)汽車的電池一般為蓄電池，蓄電池的剩余電量一般采用soc(stateofcharge，荷電狀態(tài))來(lái)表示，所述soc為蓄電池使用一段時(shí)間或長(zhǎng)期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值，常用百分?jǐn)?shù)表示。其取值范圍為0～1，當(dāng)soc＝0時(shí)表示電池放電完全，當(dāng)soc＝1時(shí)表示電池完全充滿。

現(xiàn)有技術(shù)依據(jù)等效電路模型和卡爾曼濾波算法來(lái)估算電池的荷電狀態(tài)。等效電路模型也叫做戴維南模型，該模型可以看作是與電池等效的電路，用于模擬電池的伏安特性?？柭鼮V波(kalmanfiltering)算法是一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)中最小二乘算法的遞歸算法，對(duì)于線性系統(tǒng)，若噪音已知且符合高斯分布，則根據(jù)該算法可以得到系統(tǒng)狀態(tài)方程中未知數(shù)的最優(yōu)解。將卡爾曼濾波算法應(yīng)用于電池電荷狀態(tài)的計(jì)算，電池電荷狀態(tài)是系統(tǒng)狀態(tài)方程中的未知數(shù)，通過(guò)該算法可以得到電荷狀態(tài)在各個(gè)時(shí)刻的最優(yōu)解。然而，應(yīng)用于電池電荷狀態(tài)計(jì)算的卡爾曼濾波算法，其噪音不為已知，所以需要對(duì)噪音進(jìn)行估計(jì)。若噪音估計(jì)不準(zhǔn)確，則會(huì)出現(xiàn)計(jì)算出來(lái)的荷電狀態(tài)超出正常的物理范圍(即荷電狀態(tài)小于零或大于1)的現(xiàn)象，即得到的荷電狀態(tài)是無(wú)效的。另外，荷電狀態(tài)的計(jì)算需要系統(tǒng)初始狀態(tài)的參與，一般情況下，系統(tǒng)初始狀態(tài)也是一個(gè)預(yù)估的狀態(tài)，若預(yù)估值與實(shí)際偏差較大，則也可能會(huì)出現(xiàn)計(jì)算出來(lái)的荷電狀態(tài)超出正常物理范圍的現(xiàn)象。如果荷電狀態(tài)超出正常物理范圍，則會(huì)在卡爾曼濾波算法不斷迭代的過(guò)程中造成錯(cuò)誤不斷累加，從而導(dǎo)致荷電狀態(tài)的最優(yōu)解越來(lái)越不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電池荷電狀態(tài)確定方法及裝置，減少荷電狀態(tài)超出正常物理范圍的現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高荷電狀態(tài)的準(zhǔn)確性。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電池荷電狀態(tài)確定方法，所述方法包括：

依據(jù)電池的等效電路模型和卡爾曼濾波算法，得到電池荷電狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值；

若所述第一參數(shù)值在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，則利用所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解；

若所述第一參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍之外，則利用預(yù)先設(shè)定的所述相關(guān)參數(shù)的第二參數(shù)值代替所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解，所述第二參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

可選的，所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值和/或卡爾曼增益在當(dāng)前時(shí)刻的參數(shù)值。

可選的，若所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值，且所述電池的等效電路模型包括電池的等效內(nèi)阻和電池的等效rc振蕩電路，所述等效內(nèi)阻與所述等效rc振蕩電路串聯(lián)，則所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值包括：

上一時(shí)刻所述等效內(nèi)阻的電壓的最優(yōu)解和上一時(shí)刻等效rc振蕩電路的電壓的最優(yōu)解。

可選的，所述方法還包括：

根據(jù)所述電池處于使用狀態(tài)下的電壓范圍和電池在非使用狀態(tài)下的電壓范圍得到所述預(yù)設(shè)范圍，所述預(yù)設(shè)范圍包括第一預(yù)設(shè)范圍和第二預(yù)設(shè)范圍，所述第一預(yù)設(shè)范圍與所述上一時(shí)刻所述等效內(nèi)阻的電壓的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)，所述第二預(yù)設(shè)范圍與所述上一時(shí)刻等效rc振蕩電路的電壓的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電池荷電狀態(tài)確定裝置，所述裝置包括：獲取單元、第一確定單元和第二確定單元；

其中，所述獲取單元，用于依據(jù)電池的等效電路模型和卡爾曼濾波算法，得到電池荷電狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值；

所述第一確定單元，用于若所述第一參數(shù)值在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，則利用所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解；

所述第二確定單元，用于若所述第一參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍之外，則利用預(yù)先設(shè)定的所述相關(guān)參數(shù)的第二參數(shù)值代替所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解，所述第二參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

可選的，所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值和/或卡爾曼增益在當(dāng)前時(shí)刻的參數(shù)值。

可選的，若所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值，且所述電池的等效電路模型包括電池的等效內(nèi)阻和電池的等效rc振蕩電路，所述等效內(nèi)阻與所述等效rc振蕩電路串聯(lián)，則所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值包括：

上一時(shí)刻所述等效內(nèi)阻的電壓的最優(yōu)解和上一時(shí)刻等效rc振蕩電路的電壓的最優(yōu)解。

可選的，所述裝置還包括：

預(yù)設(shè)范圍確定單元，用于根據(jù)所述電池處于使用狀態(tài)下的電壓范圍和電池在非使用狀態(tài)下的電壓范圍得到所述預(yù)設(shè)范圍，所述預(yù)設(shè)范圍包括第一預(yù)設(shè)范圍和第二預(yù)設(shè)范圍，所述第一預(yù)設(shè)范圍與所述上一時(shí)刻所述等效內(nèi)阻的電壓的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)，所述第二預(yù)設(shè)范圍與所述上一時(shí)刻等效rc振蕩電路的電壓的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)。

本申請(qǐng)通過(guò)依據(jù)電池的等效電路模型和卡爾曼濾波算法，得到電池荷電狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值，若所述第一參數(shù)值在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，則利用所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解；若所述第一參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍之外，則利用預(yù)先設(shè)定的所述相關(guān)參數(shù)的第二參數(shù)值代替所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解，所述第二參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。即通過(guò)對(duì)用于計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的電池荷電狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)的數(shù)值限定在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，從而使得得到的電池荷電狀態(tài)盡可能在[0,1]的范圍之內(nèi)，減少電池荷電狀態(tài)出現(xiàn)無(wú)效現(xiàn)象的可能性，進(jìn)而避免在卡爾曼濾波算法迭代過(guò)程中錯(cuò)誤的不斷累加，提高電池荷電狀態(tài)的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾姵氐牡刃щ娐纺Ｐ偷氖疽鈭D；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種電池荷電狀態(tài)確定方法的流程圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例二提供的一種電池荷電狀態(tài)確定裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

在介紹本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾姵睾呻姞顟B(tài)確定方法及裝置的技術(shù)方案之前，首先介紹一下確定電池荷電狀態(tài)的背景原理：

如背景技術(shù)部分記載，電池的等效電路模型可以看作是與電池等效的電路，用于模擬電池的伏安特性。舉個(gè)例子，參見(jiàn)圖1，該圖為其中一種電池的等效電路模型的示意圖。在圖1中，電池的等效電路模型包括電池的等效內(nèi)阻r0和三個(gè)等效rc振蕩電路。等效電阻r0兩端的電壓為uω。其中，第一個(gè)等效rc振蕩電路包括并聯(lián)的電阻rs和電容cs，兩端電壓為us；第二個(gè)等效rc振蕩電路包括并聯(lián)的電阻rn和電容cn，兩端電壓為un；第三個(gè)等效rc振蕩電路包括并聯(lián)的電阻rl和電容cl，兩端電壓為ul。等效內(nèi)阻r0、第一個(gè)等效rc振蕩電路、第二個(gè)等效rc振蕩電路和第三個(gè)等效rc振蕩電路之間串聯(lián)。三個(gè)等效rc振蕩電路用于模擬電池的極化效應(yīng)。

圖1中還包括與等效內(nèi)阻r0和三個(gè)等效rc振蕩電路串聯(lián)的等效電源，等效電源的電壓稱為開(kāi)路電壓eb，具體為電池上次處于非使用狀態(tài)下(即靜置狀態(tài)下)測(cè)量得到的電壓。等效電路模型兩端的電壓為閉路電壓ul，具體為電池在使用狀態(tài)下測(cè)量得到的電壓，通常由并聯(lián)在電池兩端的電壓傳感器獲得。

通過(guò)對(duì)圖1進(jìn)行分析可以得到如下公式：

ul,k＝-uω,k-us,k-un,k-ul,k+eb,k

其中，ik-1為電池在k-1時(shí)刻流出的電流的大小，uω,k為等效電阻r0在k時(shí)刻兩端的電壓；us,k為第一個(gè)等效rc振蕩電路在k時(shí)刻兩端的電壓，us,k-1為第一個(gè)等效rc振蕩電路在k-1時(shí)刻兩端的電壓；un,k為第二個(gè)等效rc振蕩電路在k時(shí)刻兩端的電壓，un,k-1為第二個(gè)等效rc振蕩電路在k-1時(shí)刻兩端的電壓；ul,k為第三個(gè)等效rc振蕩電路在k時(shí)刻兩端的電壓，ul,k-1為第三個(gè)等效rc振蕩電路在k-1時(shí)刻兩端的電壓；sock為電池在k時(shí)刻的荷電狀態(tài)，sock-1為電池在k-1時(shí)刻的荷電狀態(tài)；δt為采樣間隔；cap為電池的總?cè)萘?；eb,k為電池在k時(shí)刻的開(kāi)路電壓。

需要注意的是，圖1中示意的等效rc振蕩電路的個(gè)數(shù)并不一定是三個(gè)，可以至少為一個(gè)。

已知電池的開(kāi)路電壓eb,k與電池的荷電狀態(tài)sock有一一對(duì)應(yīng)且單調(diào)遞增的關(guān)系，在實(shí)際應(yīng)用中可以通過(guò)擬合的方式得到該關(guān)系的擬合方程。擬合的方式有很多種，以多項(xiàng)式擬合為例，可以存在如下關(guān)系式：

其中，g(sock)為eb,k關(guān)于sock的函數(shù)，a、b、c、d為系數(shù)，e為常數(shù)。

由于g(sock)的導(dǎo)數(shù)o因c此，

在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法得到a、b、c、d和e的值：

首先，將電池充滿電后，獲得電池的總?cè)萘?。然后，?0％總?cè)萘?相當(dāng)于10％soc)為單位進(jìn)行放電，每次放電結(jié)束之后靜置一段時(shí)間(例如一小時(shí))，測(cè)量電池在靜置狀態(tài)下的兩端電壓eb，重復(fù)放電直至電池的soc為0。由此得到一組兩端電壓eb與soc的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)代入上述擬合方程，得到a、b、c、d和e的值。為了使得到的a、b、c、d和e的值更加準(zhǔn)確，可以在不同溫度下對(duì)電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到不同溫度的電池對(duì)應(yīng)的a、b、c、d和e。

在得到電池的開(kāi)路電壓eb,k與電池的荷電狀態(tài)sock之間的擬合方程之后，可以構(gòu)建卡爾曼濾波算法的系統(tǒng)狀態(tài)方程。

卡爾曼濾波算法也稱為最優(yōu)化自回歸數(shù)據(jù)處理算法(optimalrecursivedataprocessingalgorithm)。其中心思想是用前一時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)解(簡(jiǎn)稱最優(yōu)解)估計(jì)當(dāng)前時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)最優(yōu)估計(jì)解。其基本假設(shè)包括：

(1)后驗(yàn)概率分布p(xk-1|y1:k-1)為高斯分布；

(2)系統(tǒng)狀態(tài)方程是線性的：

其中，xk為系統(tǒng)在k時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)量，xk-1為系統(tǒng)在k-1時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)量，μk為輸入量，yk為觀測(cè)量，ωs為系統(tǒng)噪聲，ωo為觀測(cè)噪聲，ak、bk和ck為系數(shù)。

(3)系統(tǒng)噪聲ωs和觀測(cè)噪聲ωo都是高斯分布。

適用于圖1所示的電池的等效電路模型，xk為電池等效狀態(tài)估計(jì)量，且觀測(cè)量yk＝ul,k，輸入量μk為ik-1，系統(tǒng)噪聲ωs為電流采樣噪聲，觀測(cè)噪聲為ωo為電壓采樣噪聲。對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)方程為：

yk＝[-1-1-1-1g′(sock)]xk(2)

在公式(1)和(2)中，已知數(shù)為ik-1、δt、cap、電池等效狀態(tài)估計(jì)量的初始值x0，其中，soc0為在電池上次進(jìn)入非使用狀態(tài)前記錄的荷電狀態(tài)，也就是說(shuō)，uω,0、us,0、um,0和ul,0全部預(yù)估為0。公式(1)和(2)中的未知數(shù)為r0、rs、cs、rn、cn、rl、cl和sock。

為了得到上述未知數(shù)，通過(guò)下面五個(gè)迭代公式來(lái)進(jìn)行求解：

pk/k-1＝apk-1a^t+q^s(3)

pk＝pk/k-1-pk/k-1c^t(cpk/k-1c^t+q^o)^-1cpk/k-1(4)

其中，pk＝cov{xk|y1:k}，表示在已知(y1、y2…yk-1)時(shí)xk的方差，方差pk的初始值為p0，p0預(yù)估為5×5的全0矩陣；pk-1為與xk-1對(duì)應(yīng)的方差；pk/k-1為根據(jù)pk-1得到的中間參數(shù)。也就是說(shuō)，公式(3)和公式(4)是根據(jù)k-1時(shí)刻的方差pk-1預(yù)估出k時(shí)刻的方差pk。q^s為電流采樣噪聲ωs的方差，qo為電壓采樣噪聲ωo的方差。

kk＝pk/k-1c^t(cpk/k-1c^t+q^o)^-1(5)

電池的優(yōu)化狀態(tài)方程

其中，表示在已知(y1、y2…yk-1)時(shí)xk的期望，也就是k時(shí)刻電池狀態(tài)的最優(yōu)解，即sock、uω,k、us,k、un,k以及ul,k分別在k時(shí)刻的最優(yōu)解；為k-1時(shí)刻電池狀態(tài)的最優(yōu)解；為根據(jù)得到的中間參數(shù)；為根據(jù)得到的中間參數(shù)，即為已知(y1、y2…yk-1)時(shí)yk的期望；kk為k時(shí)刻的卡爾曼增益。c＝[-1-1-1-1g′(sock)]。

由此可見(jiàn)，通過(guò)卡爾曼濾波算法，可以得到各個(gè)時(shí)刻電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解。

然而，由于電流采樣噪聲ωs和電壓采樣噪聲ωo并不已知，因而電流采樣噪聲ωs的方差q^s和電壓采樣噪聲ωo的方差q^o也并不已知，所以需要對(duì)ωs和ωo(或q^s和q^o)進(jìn)行估計(jì)。若估計(jì)不準(zhǔn)確，則會(huì)出現(xiàn)荷電狀態(tài)sock的最優(yōu)解超出正常的物理范圍(即荷電狀態(tài)小于零或大于1)的現(xiàn)象，即得到的荷電狀態(tài)是無(wú)效的，甚至出現(xiàn)不回歸的現(xiàn)象。另外，荷電狀態(tài)的計(jì)算需要系統(tǒng)初始狀態(tài)(即電池等效狀態(tài)估計(jì)量的初始值x0以及方差pk的初始值p0)的參與，一般情況下，系統(tǒng)初始狀態(tài)也是一個(gè)預(yù)估的狀態(tài)，若預(yù)估值與實(shí)際偏差較大，則也可能會(huì)出現(xiàn)計(jì)算出來(lái)的荷電狀態(tài)sock超出正常物理范圍的現(xiàn)象。如果荷電狀態(tài)sock超出正常物理范圍，則錯(cuò)誤在后續(xù)迭代的過(guò)程中會(huì)一直累加，因?yàn)閟ock會(huì)參與到下一次sock最優(yōu)解的計(jì)算，所以最終導(dǎo)致計(jì)算得到的荷電狀態(tài)sock與電池的實(shí)際荷電狀態(tài)相差較大。

為了克服上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電池荷電狀態(tài)確定方法及裝置，為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一：

參見(jiàn)圖2，該圖為本申請(qǐng)實(shí)施例一提供的一種電池荷電狀態(tài)確定方法的流程圖。

本實(shí)施例提供的電池荷電狀態(tài)確定方法包括如下步驟：

步驟s101：依據(jù)電池的等效電路模型和卡爾曼濾波算法，得到電池荷電狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值。

在本實(shí)施例中，所述相關(guān)參數(shù)為影響所述電池荷電狀態(tài)最優(yōu)解的參數(shù)。所述相關(guān)參數(shù)包括所述等效電路模型中的參數(shù)和/或卡爾曼增益等。所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值和/或卡爾曼增益在當(dāng)前時(shí)刻的參數(shù)值等。

若所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值，且所述電池的等效電路模型包括電池的等效內(nèi)阻和電池的等效rc振蕩電路，所述等效內(nèi)阻與所述等效rc振蕩電路串聯(lián)，則所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值包括：上一時(shí)刻所述等效內(nèi)阻的電壓的最優(yōu)解和上一時(shí)刻等效rc振蕩電路的電壓的最優(yōu)解。

以圖1的等效電路模型為例，參見(jiàn)所述公式(6)和(7)，對(duì)k時(shí)刻電池的最優(yōu)狀態(tài)起到根本性影響的是k-1時(shí)刻電池的最優(yōu)狀態(tài)即，荷電狀態(tài)sock的最優(yōu)解從本質(zhì)上說(shuō)是根據(jù)k-1時(shí)刻對(duì)應(yīng)的uω,k-1的最優(yōu)解、us,k-1的最優(yōu)解、un,k-1的最優(yōu)解以及ul,k-1的最優(yōu)解得到的，若uω,k-1、us,k-1、un,k-1以及ul,k-1數(shù)據(jù)不合適，則可能會(huì)導(dǎo)致sock大于1或小于0。因此，影響所述電池荷電狀態(tài)sock的最優(yōu)解的相關(guān)參數(shù)包括所述等效電路模型中的參數(shù)uω、us、un和ul，相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括uω,k-1的最優(yōu)解、us,k-1的最優(yōu)解、un,k-1的最優(yōu)解以及ul,k-1的最優(yōu)解。

除了k-1時(shí)刻電池的最優(yōu)狀態(tài)對(duì)k時(shí)刻電池的最優(yōu)狀態(tài)產(chǎn)生影響的參數(shù)還可以包括k時(shí)刻的卡爾曼增益kk。kk越大，sock的值越高。當(dāng)kk的值大到一定程度，則sock的值可能會(huì)大于1。

步驟s102：若所述第一參數(shù)值在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，則利用所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解。

步驟s103：若所述第一參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍之外，則利用預(yù)先設(shè)定的所述相關(guān)參數(shù)的第二參數(shù)值代替所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解，所述第二參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

當(dāng)電流采樣噪聲ωs和電壓采樣噪聲ωo估計(jì)不準(zhǔn)確，或者是系統(tǒng)初始狀態(tài)估計(jì)不準(zhǔn)確時(shí)，用于計(jì)算所述sock的前一時(shí)刻的相關(guān)參數(shù)也不準(zhǔn)確，進(jìn)而根據(jù)所述相關(guān)參數(shù)得到的sock也不準(zhǔn)確，可能會(huì)出現(xiàn)sock的值大于1或小于0的現(xiàn)象。為了減少出現(xiàn)sock的值大于1或小于0的現(xiàn)象的可能性，本實(shí)施例對(duì)用于計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的電池荷電狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行了限定，即所述相關(guān)參數(shù)的數(shù)值需要在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。具體的，判斷所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值是否在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，若是，則利用所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解；若否，利用預(yù)先設(shè)定的所述相關(guān)參數(shù)的第二參數(shù)值代替所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻的所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解，其中，所述第二參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。即，通過(guò)利用在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的第二參數(shù)值代替不在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的第一參數(shù)值，來(lái)對(duì)sock的最優(yōu)解進(jìn)行估計(jì)，降低sock出現(xiàn)無(wú)效值的可能性，從而避免在卡爾曼濾波算法在后續(xù)迭代的過(guò)程中對(duì)錯(cuò)誤的累計(jì)，提高電池荷電狀態(tài)的準(zhǔn)確性。

本實(shí)施例對(duì)如何確定預(yù)設(shè)范圍不做具體限定，可以憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定，還可以根據(jù)具體參數(shù)計(jì)算得到。

若所述相關(guān)參數(shù)包括卡爾曼增益，則所述預(yù)設(shè)范圍的最大值不能太大，因?yàn)槿绻?，則無(wú)法達(dá)到限制所述當(dāng)前時(shí)刻的電池荷電狀態(tài)的值的目的；且所述預(yù)設(shè)范圍的最小值不能太小，因?yàn)樘t會(huì)降低荷電狀態(tài)的估算精度，所以所述預(yù)設(shè)范圍應(yīng)當(dāng)為一個(gè)合適的范圍，具體數(shù)值的確定可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)或憑經(jīng)驗(yàn)得到，此處不再贅述。

若所述相關(guān)參數(shù)包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值，則根據(jù)所述電池處于使用狀態(tài)下的電壓范圍和電池在非使用狀態(tài)下的電壓范圍得到所述預(yù)設(shè)范圍。所述預(yù)設(shè)范圍包括第一預(yù)設(shè)范圍和第二預(yù)設(shè)范圍，所述第一預(yù)設(shè)范圍與所述上一時(shí)刻所述等效內(nèi)阻的電壓的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)，所述第二預(yù)設(shè)范圍與所述上一時(shí)刻等效rc振蕩電路的電壓的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)。

所述電池處于使用狀態(tài)下的電壓范圍為閉路電壓的范圍，不同電池在使用狀態(tài)下的電壓范圍是不同的，以某款三元材料鋰離子電池為例，其處于使用狀態(tài)下的電壓范圍為[2.8v,4.2v]，該范圍是通過(guò)電壓傳感器測(cè)出來(lái)的。所述電池在非使用狀態(tài)下的電壓范圍為開(kāi)路電壓的范圍，通常為電池的荷電狀態(tài)為0％且靜置時(shí)兩端電壓以及電池荷電狀態(tài)為100％且靜置時(shí)兩端電壓組成的范圍。

以圖1為例，假設(shè)某款三元材料鋰離子電池的處于使用狀態(tài)下的電壓范圍為[2.8v,4.2v]那么k-1時(shí)刻的閉路電壓2.8v≤ul,k≤4.2v，由于ul,k-1＝-uω,k-1-us,k-1-un,k-1-ul,k-1+eb,k-1，則2v≤ω,k.-u-1s8。

該電池在非使用狀態(tài)下的電壓范圍為[3.4v,4.2v]，那么k-1時(shí)刻開(kāi)路電壓3.4v≤eb,k-1≤4.2v，則由于電池在使用過(guò)程中，第一個(gè)等效rc振蕩電路的兩端電壓us,k-1一定有us,k-1＞us,k-2＞0，此時(shí)一定有k-2時(shí)刻的電池流出的電流ik-2≥0，因?yàn)槿绻鹖k-2＜0，則us,k-1為最大值不成立。同理可得un,k-1＞un,-k2＞0,ul,k-1＞ul,k-2＞0。

以u(píng)s,max來(lái)表示k-1時(shí)刻第一個(gè)等效rc振蕩電路的兩端電壓的最大值，以u(píng)n,max來(lái)表示k-1時(shí)刻第二個(gè)等效rc振蕩電路的兩端電壓的最大值，以u(píng)l,max來(lái)表示k-1時(shí)刻第三個(gè)等效rc振蕩電路的兩端電壓的最大值，則有uω,k-1+us,max+un,max+ul,max≤1.4v。由于ik-2≥0，則有uω,k-1≥0，所以有

同理，若以u(píng)s,min來(lái)表示k-1時(shí)刻第一個(gè)等效rc振蕩電路的兩端電壓的最小值，以u(píng)n,min來(lái)表示k-1時(shí)刻第二個(gè)等效rc振蕩電路的兩端電壓的最小值，以u(píng)l,min來(lái)表示k-1時(shí)刻第三個(gè)等效rc振蕩電路的兩端電壓的最小值，則有所以可得-0.8v≤us,k-1+un,k-1+ul,k-1≤1.4v。由于-0.8v≤uω,k-1+us,k-1+un,k-1+ul,k-1≤1.4v，則-2.2v≤uω,k-1≤2.2v。

綜上所述，為了滿足sokc在[0,1]范圍內(nèi)，需要滿足及-4v2.2v≤uω,k-1≤2.2v的條件，即第一預(yù)設(shè)范圍為[-2.2v,2.2v]，第二預(yù)設(shè)范圍為[-0.8v,1.4v]。需要注意的是，正負(fù)號(hào)表示電流的方向，若定義其中一個(gè)方向?yàn)殡娏髡较?，則另外一個(gè)方向?yàn)殡娏髫?fù)方向。

基于以上實(shí)施例提供的一種電池荷電狀態(tài)方法，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種電池荷電狀態(tài)裝置，下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明其工作原理。

實(shí)施例二

參見(jiàn)圖3，該圖為本申請(qǐng)實(shí)施例二提供的一種電池荷電狀態(tài)確定裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

本實(shí)施例提供的電池荷電狀態(tài)確定裝置包括：獲取單元101、第一確定單元102和第二確定單元103；

其中，所述獲取單元101，用于依據(jù)電池的等效電路模型和卡爾曼濾波算法，得到電池荷電狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值；

所述第一確定單元102，用于若所述第一參數(shù)值在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，則利用所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解；

所述第二確定單元103，用于若所述第一參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍之外，則利用預(yù)先設(shè)定的所述相關(guān)參數(shù)的第二參數(shù)值代替所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解，所述第二參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。

當(dāng)電流采樣噪聲ωs和電壓采樣噪聲ωo估計(jì)不準(zhǔn)確，或者是系統(tǒng)初始狀態(tài)估計(jì)不準(zhǔn)確時(shí)，用于計(jì)算所述sock的前一時(shí)刻的相關(guān)參數(shù)也不準(zhǔn)確，進(jìn)而根據(jù)所述相關(guān)參數(shù)得到的sock也不準(zhǔn)確，可能會(huì)出現(xiàn)sock的值大于1或小于0的現(xiàn)象。為了減少出現(xiàn)sock的值大于1或小于0的現(xiàn)象的可能性，本實(shí)施例對(duì)用于計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻的電池荷電狀態(tài)的相關(guān)參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行了限定，即所述相關(guān)參數(shù)的數(shù)值需要在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。具體的，判斷所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值是否在預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)，若是，則利用所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解；若否，利用預(yù)先設(shè)定的所述相關(guān)參數(shù)的第二參數(shù)值代替所述第一參數(shù)值得到當(dāng)前時(shí)刻的所述電池荷電狀態(tài)的最優(yōu)解，其中，所述第二參數(shù)值在所述預(yù)設(shè)范圍之內(nèi)。即，通過(guò)利用在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的第二參數(shù)值代替不在所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的第一參數(shù)值，來(lái)對(duì)sock的最優(yōu)解進(jìn)行估計(jì)，降低sock出現(xiàn)無(wú)效值的可能性，從而避免在卡爾曼濾波算法在后續(xù)迭代的過(guò)程中對(duì)錯(cuò)誤的累計(jì)，提高電池荷電狀態(tài)的準(zhǔn)確性。

可選的，所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值和/或卡爾曼增益在當(dāng)前時(shí)刻的參數(shù)值。

可選的，若所述相關(guān)參數(shù)的第一參數(shù)值包括所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值，且所述電池的等效電路模型包括電池的等效內(nèi)阻和電池的等效rc振蕩電路，所述等效內(nèi)阻與所述等效rc振蕩電路串聯(lián)，則所述等效電路模型中的參數(shù)在上一時(shí)刻的參數(shù)值包括：

上一時(shí)刻所述等效內(nèi)阻的電壓的最優(yōu)解和上一時(shí)刻等效rc振蕩電路的電壓的最優(yōu)解。

可選的，所述裝置還包括：

預(yù)設(shè)范圍確定單元，用于根據(jù)所述電池處于使用狀態(tài)下的電壓范圍和電池在非使用狀態(tài)下的電壓范圍得到所述預(yù)設(shè)范圍，所述預(yù)設(shè)范圍包括第一預(yù)設(shè)范圍和第二預(yù)設(shè)范圍，所述第一預(yù)設(shè)范圍與所述上一時(shí)刻所述等效內(nèi)阻的電壓的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)，所述第二預(yù)設(shè)范圍與所述上一時(shí)刻等效rc振蕩電路的電壓的最優(yōu)解對(duì)應(yīng)。

當(dāng)介紹本申請(qǐng)的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“這個(gè)”和“所述”都意圖表示有一個(gè)或多個(gè)元件。詞語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味著除了列出的元件之外，還可以有其它元件。

需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法實(shí)施例的流程。其中，所述存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(read-onlymemory,rom)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(randomaccessmemory,ram)等。

本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于裝置實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說(shuō)明的單元及模塊可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的。另外，還可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元和模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。

以上所述僅是本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯?，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。