CN104833921B - 电池包荷电状态的计算方法和计算装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电池包荷电状态的计算方法，该计算方法包括：获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度；根据当前荷电状态和当前测试温度及预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表获取当前交流阻抗和当前补偿电压；根据当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压计算电池单元的估算电压；计算估算电压与测试电压之间的电压差；根据电压差获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压满足的修正公式，并根据修正公式获得对应修正值；根据修正值进行修正；根据电池单元修正之后的当前荷电状态获得电池包的荷电状态。本发明的计算方法可以降低累积误差，提高电池荷电状态的计算精度。本发明还提出一种电池包荷电状态的计算装置。

Description

电池包荷电状态的计算方法和计算装置

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电池包荷电状态的计算方法和计算装置。

背景技术

锂电池是电动车辆中常用的供能装置，提高锂电池的荷电状态(SOC，State ofCharge)的估算精度是电池领域的一项研究热点，锂电池的SOC的精度对于混合动力车辆的控制算法以及纯电动车辆的安全性和经济性有着重要意义。目前电动车辆使用的锂电池的SOC估算方法主要包括放电试验法、内阻法、开路电压法、负载电压法、安时计量法、神经网络法和Kalman滤波法，其中，安时计量法通过负载电流的积分估计SOC，是目前电动车辆中使用最多的SOC的估算方法。

但是，安时计量法是一种开环预测的方法，虽然在短时间内可以实现电量的准确估计，但是随着累积误差的增加，估算精度会变得越来越差，随着电池使用年限的增加、使用环境的改变等因素的变化，电池参数会发生相应的改变。因此，用于SOC估算的计算式中的常量和误差的不定量化导致对电池SOC估算的不准确。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。为此，本发明需要提出一种电池包荷电状态的计算方法，该计算方法与安时计算方法相比可以降低累积误差，提高电池荷电状态的计算精度。

本发明还提出一种电池包荷电状态的计算装置。

为解决上述问题，本发明一方面实施例提出一种电池包荷电状态的计算方法，该计算方法包括：获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度；根据所述当前荷电状态和所述当前测试温度以及预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表获取当前交流阻抗和当前补偿电压；根据所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压；计算所述电池单元的估算电压与测试电压之间的电压差；根据所述电压差获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压满足的修正公式，并根据所述修正公式获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压的修正值；根据所述修正值对所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压进行修正；以及根据所述电池单元修正之后的所述当前荷电状态获得所述电池包的荷电状态。

根据本发明实施例的电池包荷电状态的计算方法，通过推出的修正公式对计算获得的当前荷电状态进行合理的修正，与安时积分方法相比可以降低累积误差，提高计算精度，另外，与Kelman滤波方法相比，计算量小，更加方便快捷。

在本发明的一些实施例中，获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度，具体包括：获取上一时刻的电流和测试温度，根据预设开路电压关系表以及安时方法计算所述当前荷电状态；以及检测所述当前测试温度。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压，具体包括：根据所述当前荷电状态、当前测试温度以及所述预设开路电压关系表，通过插值法计算当前开路电压；以及根据所述当前开路电压、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压，其中，所述估算电压满足以下公式：

U_{est_1}＝U_{ocv_1}+I₁R₁+U_{off_1}

其中，U_{est_1}为估算电压，I₁为当前测试电流，R₁为当前交流阻抗，U_{off_1}为当前补偿电压，U_{ocv_1}为当前开路电压。

在本发明的一些实施例中，根据所述电压差获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压满足的修正公式，其中，所述修正公式具体为：

其中，

其中，是电池单元的电压对荷电状态SOC的偏微分，是电池单元的电压对交流阻抗R的偏微分，是电池单元的电压对补偿电压U_off的偏微分，ΔSOC为计算的所述当前荷电状态与实际荷电状态之间的差值，ΔR为计算的所述当前交流阻抗与实际阻抗之间的差值，ΔU_off为计算的补偿电压与实际补偿电压之间的差值，ΔU为计算的所述电压差。

另外，在本发明的一些实施例中，上述计算方法还包括：根据所述电池单元修正之后的所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压以及所述电池单元寿命终点的阻抗和补偿电压计算所述电池单元的健康状态；以及根据所述电池单元的健康状态的数据分布计算所述电池包的健康状态。

本发明实施例的计算方法对电池包中的电池单元即最小串联单元进行计算，可以实时监测电池包中电池单元的健康状态，可以根据电池单元的健康状态对电池包进行合理维护，方便电池包的管理，进而提高整车控制***的性能。

为解决上述问题，本发明的另一方面实施例提出一种电池包荷电状态的计算装置，该计算装置包括：获取模块，用于获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度，并根据所述当前荷电状态和所述当前测试温度以及预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表获取当前交流阻抗和当前补偿电压；修正模块，所述修正模块根据所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压，并计算所述电池单元的估算电压与测试电压之间的电压差，以及根据所述电压差获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压满足的修正公式，并根据所述修正公式获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压的修正值，根据所述修正值对所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压进行修正；荷电状态计算模块，用于根据所述电池单元修正之后的所述当前荷电状态获得所述电池包的荷电状态。

根据本发明实施例的电池包荷电状态的计算装置，具有自我修正功能，通过修正模块根据修正公式对计算获得的当前荷电状态进行合理的修正，进而根据电池单元修正之后的荷电状态获得电池包的荷电状态，与安时积分方法相比可以降低累积误差，提高计算精度，另外，与Kelman滤波方法相比，该计算装置的计算量小，更加方便快捷。

在本发明的一些实施例中，所述获取模块还用于获取上一时刻的电流和测试温度，根据预设开路电压关系表以及安时方法计算所述当前荷电状态，以及检测所述当前测试温度。

在本发明的一些实施例中，所述修正模块还用于根据所述当前荷电状态、当前测试温度以及所述预设开路电压关系表，通过插值法计算当前开路电压，并根据所述当前开路电压、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压，其中，所述估算电压满足以下公式：

U_{est_1}＝U_{ocv_1}+I₁R₁+U_{off_1}

其中，U_{est_1}为估算电压，I₁为当前测试电流，R₁为当前交流阻抗，U_{off_1}为当前补偿电压，U_{ocv_1}为当前开路电压。

进一步地，在本发明的一些实施例中，所述修正模块根据所述电压差获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压满足的修正公式，其中，所述修正公式具体为：

其中，

其中，是电池单元的电压对荷电状态SOC的偏微分，是电池单元的电压对交流阻抗R的偏微分，是电池单元的电压对补偿电压U_off的偏微分，ΔSOC为计算的所述当前荷电状态与实际荷电状态之间的差值，ΔR为计算的所述当前交流阻抗与实际阻抗之间的差值，ΔU_off为计算的补偿电压与实际补偿电压之间的差值，ΔU为计算的所述电压差。

另外，在本发明的一些实施例中，所述计算装置还包括：健康状态计算模块，用于根据所述电池单元修正之后的所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压以及所述电池单元寿命终点的阻抗和补偿电压计算所述电池单元的健康状态，并根据所述电池单元的健康状态的数据分布计算所述电池包的健康状态。

本发明实施例的计算装置对电池包中的电池单元即最小串联单元进行计算，可以实时监测电池包中电池单元的健康状态，通过健康计算模块计算电池单元的健康状态，进而可以根据电池单元的健康状态对电池包进行合理维护，方便电池包的管理，进而提高整车控制***的性能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明的一个实施例的电池包荷电状态的计算方法的流程图；

图2为根据本发明的一个具体实施例的电池包荷电状态的计算方法中阻抗偏差的示意图；

图3为根据本发明的另一个实施例的电池包荷电状态的计算方法的流程图；

图4为根据本发明的一个实施例的电池包荷电状态的计算装置的框图；以及

图5为根据本发明的另一个实施例的电池包荷电状态的计算装置的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电池荷电状态的计算方法和计算装置。

首先对本发明实施例的电池包荷电状态的计算方法进行说明。图1为根据本发明实施例的电池包荷电状态的计算方法的流程图，如图1所示，本发明实施例的电池包荷电状态的计算方法包括以下步骤；

S1，获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度。

其中，电池包中电池单元可指电池包中最小串联单元电池。

具体地，获取上一时刻的电流和测试温度，根据预设开路电压关系表以及安时方法计算当前荷电状态，并检测当前测试温度。例如，可由前一时刻t的测试电流和测试温度作为输入，利用开路电压和安时积分法配合计算当前时刻t+1的当前荷电状态，当前荷电状态可记为SOC₁。需要说明的是，在前期通过对电池单元进行性能测试可获取预设开路电压关系表。例如，在不同温度T下，测试电池包中电池单元不同荷电状态SOC与开路电压U_ocv的关系，得到预设开路电压关系表U_ocv＝f(SOC，T)。

S2，根据当前荷电状态和当前测试温度及预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表获取当前交流阻抗和当前补偿电压。

其中，通过对电池单元进行性能测试可获取预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表。具体地，可对电池包中电池单元进行HPPC(Hybrid Pulse Power Characteristic，混合脉冲功率测试)，并计算电池在不同荷电状态SOC和不同温度T下的交流阻抗R和补偿电压U_off，从而得到预设交流阻抗关系表R＝f(SOC，T)和预设补偿电压关系表U_off＝f(SOC，T)。

由此，根据当前荷电状态SOC₁和当前测试温度T₁以及关系表R＝f(SOC，T)和U_off＝f(SOC，T)，利用插值法计算当前交流阻抗和当前补偿电压，可分别记为R₁和U_{off_1}。

另外，需要说明的是，补偿电压是由电池的极化和电化学反应引起。

S3，根据当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压。

具体地，根据当前荷电状态SOC₁和当前测试温度T₁以及关系表U_ocv＝f(SOC，T)，利用插值法计算当前开路电压，可记为U_{OCV_1}，进而根据当前开路电压、当前交流阻抗和当前补偿电压计算电池单元的估算电压，其中，估算电压满足以下公式：

U_{est_1}＝U_{ocv_1}+I₁R₁+U_{off_1} (1)

其中，U_{est_1}为估算电压，I₁为当前测试电流，R₁为当前交流阻抗，U_{off_1}为当前补偿电压，U_{ocv_1}为当前开路电压。

S4，计算电池单元的估算电压与测试电压之间的电压差。

例如，测试电压标记为U_test，将电池单元的估计电压U_{est_1}进行比较获得估算电压与测试电压之差ΔU：

ΔU＝U_{est_1}-U_test (2)

如图2所示为根据本发明的一个具体实施例的阻抗偏差的示意图，其中，实线为估算电压，虚线为测试电压。

S5，根据电压差获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压满足的修正公式，并根据修正公式获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压的修正值。

假设当前荷电状态与实际的荷电状态之间的差值为ΔSOC，当前交流阻抗与实际交流阻抗之间的差值为ΔR，当前补偿电压与实际补偿电压之间的差值为ΔU_off，根据公式(1)和(2)则有以下公式成立：

其中：是电池单元的电压对荷电状态SOC的偏微分，是电池单元的电压对交流阻抗R的偏微分，是电池单元的电压对补偿电压U_off的偏微分。

进一步地，可将标记为A，下面详细描述A的计算过程。

首先，在当前荷电状态SOC₁附近取两点(SOC₁+δSOC)和(SOC₁-δSOC)，根据预设开路电压关系表U_ocv＝f(SOC，T)可分别计算该两点对应的开路电压U1和U2，其中，δSOC是一个较小的值，建议取(0 0.01]中某一个值，则由此，可获取的值。

然后，计算的值。由于，I×ΔR＝ΔU，故

最后，计算的值。由于ΔU_off＝ΔU；故，

由此，在获取和的值之后，获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压满足的修正公式，即ΔSOC、ΔR和ΔU_off满足的修正公式具体为：

其中，上式(4)可由公式(3)推导出。

进而根据公式(4)可以获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压的修正值即ΔSOC、ΔR和ΔU_off。

S6，根据修正值对当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压进行修正。

获取ΔSOC、ΔR和ΔU_off，之后，根据ΔSOC、ΔR和ΔU_off可分别对当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压进行修正，具体公式如下：

其中，R_est,U_{off_est}和SOC_est分别为修正之后的当前交流阻抗、当前补偿电压和当前荷电状态。

S7，根据电池单元修正之后的当前荷电状态获得电池包的荷电状态。

例如，可以取电池单元修正之后的当前荷电状态的平均值作为电池包的荷电状态。

另外，在本发明的实施例中，在计算电池包荷电状态的基础上，还可以进一步计算电池包的健康状态SOH(State of Health，健康状态)，以方便对电池包进行合理的维护、管理，进而提高整车控制***的性能，下面对计算电池包的健康状态进行说明。

具体地，如图3所示，上述计算方法进一步包括：

S8，根据电池单元修正之后的当前交流阻抗和当前补偿电压以及电池单元寿命终点的阻抗和补偿电压计算电池单元的健康状态。

其中，电池单元寿命终点的阻抗和补偿电压，例如标记为R_end和U_{off_end}，该值一般由电池供应商和应用厂商协商确定。具体地，可以利用以下公式计算电池单元的健康状态：

S9，根据电池单元的健康状态的数据分布计算电池包的健康状态。

具体地，对电池单元的健康状态的数据分布进行分析，根据电池单元的健康状态的数据分布，进行统计计算电池包的健康状态，并对最高和最低电池单元的健康状态进行标识，方便电池包的维护。

综上所述，根据本发明实施例的电池包荷电状态的计算方法，通过推出的修正公式对计算获得的当前荷电状态进行合理的修正，与安时积分方法相比可以降低累积误差，提高计算精度，另外，与Kelman滤波方法相比，计算量小，更加方便快捷。此外，本发明实施例的计算方法对电池包中的电池单元即最小串联单元进行计算，可以实时监测电池包中电池单元的健康状态，可以根据电池单元的健康状态对电池包进行合理维护，方便电池包的管理，进而提高整车控制***的性能。

下面参照附图描述根据本发明的另一方面实施例的电池包荷电状态的计算装置进行说明。

图4为根据本发明的一个实施例的电池包荷电状态的计算装置的框图。如图4所示，本发明实施例的电池包荷电状态的计算装置100包括获取模块10、修正模块20和荷电状态计算模块30。

获取模块10用于获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度，并根据当前荷电状态和当前测试温度以及预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表获取当前交流阻抗和当前补偿电压。其中，电池包中电池单元可指电池包中最小串联单元电池。

具体地，获取模块10获取上一时刻的电流和测试温度，根据预设开路电压关系表以及安时方法计算当前荷电状态，并检测当前测试温度。例如，可由前一时刻t的测试电流和测试温度作为输入，获取模块10利用开路电压和安时积分法配合计算当前时刻t+1的当前荷电状态，当前荷电状态可记为SOC₁。需要说明的是，在前期通过对电池单元进行性能测试，可获取预设开路电压关系表，例如，在不同温度T下，测试电池包中电池单元不同荷电状态SOC与开路电压U_ocv的关系，得到预设开路电压关系表U_ocv＝f(SOC，T)。

通过对电池单元进行性能测试，还可获取预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表。具体地，可对电池包中电池单元进行HPPC(Hybrid Pulse Power Characteristic，混合脉冲功率测试)，并计算电池在不同荷电状态SOC和不同温度T下的交流阻抗R和补偿电压U_off，从而得到预设交流阻抗关系表R＝f(SOC，T)和预设补偿电压关系表U_off＝f(SOC，T)。

由此，根据当前荷电状态SOC₁和当前测试温度T₁以及关系表R＝f(SOC，T)和U_off＝f(SOC，T)，利用插值法计算当前交流阻抗和当前补偿电压，可分别记为R₁和U_{off_1}。另外，需要说明的是，补偿电压是由电池的极化和电化学反应引起。

进而，修正模块20根据当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压计算电池单元的估算电压。具体地，修正模块20根据当前荷电状态SOC₁和当前测试温度T₁以及关系表U_ocv＝f(SOC，T)，利用插值法计算当前开路电压，可记为U_{ocv_1}，进而根据当前开路电压、当前交流阻抗和当前补偿电压计算电池单元的估算电压，其中，估算电压满足以下公式：

U_{est_1}＝U_{ocv_1}+I₁R₁+U_{off_1} (1)

其中，U_{est_1}为估算电压，I₁为当前测试电流，R₁为当前交流阻抗，U_{off_1}为当前补偿电压，U_{ocv_1}为当前开路电压。

修正模块20计算电池单元的估算电压与测试电压之间的电压差，例如，测试电压标记为U_test，将电池单元的估计电压U_{est_1}进行比较获得估算电压与测试电压之差ΔU：

ΔU＝U_{est_1}-U_test (2)，

如图2所示为根据本发明的一个具体实施例的阻抗偏差的示意图，其中，实线为估算电压，虚线为测试电压。

进一步地，修正模块20根据电压差获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压满足的修正公式，并根据修正公式获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压的修正值，下面对修正值的计算过程进行说明。

假设当前荷电状态与实际的荷电状态之间的差值为ΔSOC，当前交流阻抗与实际交流阻抗之间的差值为ΔR，当前补偿电压与实际补偿电压之间的差值为ΔU_off，根据公式(1)和(2)则有以下公式成立：

其中：是电池单元的电压对荷电状态SOC的偏微分，是电池单元的电压对交流阻抗R的偏微分，是电池单元的电压对补偿电压U_off的偏微分。

进一步地，可将标记为A，下面详细描述A的计算过程。

首先，在当前荷电状态SOC₁附近取两点(SOC₁+δSOC)和(SOC₁-δSOC)，根据预设开路电压关系表U_ocv＝f(SOC，T)可分别计算该两点对应的开路电压U1和U2，其中，δSOC是一个较小的值，建议取(0 0.01]中某一个值，则由此，可获取的值。

然后，计算的值。由于，I×ΔR＝ΔU，故

最后，计算的值。由于ΔU_off＝ΔU；故，

由此，在获取和的值之后，获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压满足的修正公式，即ΔSOC、ΔR和ΔU_off满足的修正公式具体为：

其中，上式(4)可由公式(3)推导出。

进而修正模块20根据公式(4)可以获得当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压的修正值即ΔSOC、ΔR和ΔU_off。

进而修正模块20根据修正值对当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压进行修正。具体地，获取ΔSOC、ΔR和ΔU_off，之后，修正模块20根据ΔSOC、ΔR和ΔU_off可分别对当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压进行修正，具体公式如下：

其中，R_est,U_{off_est}和SOC_est分别为修正之后的当前交流阻抗、当前补偿电压和当前荷电状态。

通过修正模块20对当前荷电状态、当前交流阻抗和当前补偿电压进行修正之后，进而荷电状态计算模块30根据电池单元修正之后的当前荷电状态获得电池包的荷电状态。例如，荷电状态计算模块30可以取电池单元修正之后的当前荷电状态的平均值作为电池包的荷电状态。

另外，在本发明的实施例中，在计算电池包荷电状态的基础上，还可以进一步计算电池包的健康状态SOH(State of Health，健康状态)，以方便对电池包进行合理的维护、管理，进而提高整车控制***的性能。

在本发明的一个实施例中，如图5所示，上述计算装置100还可以包括健康状态计算模块40，健康状态计算模块40用于根据电池单元修正之后的当前交流阻抗和当前补偿电压以及电池单元寿命终点的阻抗和补偿电压计算电池单元的健康状态，进而根据电池单元的健康状态的数据分布计算电池包的健康状态。

其中，电池单元寿命终点时的阻抗和补偿电压，例如标记为R_end和U_{off_end}，一般由电池供应商和应用厂商协商确定。具体地，健康状态计算模块40可以利用以下公式计算电池单元的健康状态：

进而健康计算模块40对电池单元的健康状态的数据分布进行分析，并根据电池单元的健康状态的数据分布，进行统计计算电池包的健康状态，并对最高和最低电池单元的健康状态进行标识，方便电池包的维护。

根据本发明实施例的电池包荷电状态的计算装置，具有自我修正功能，通过修正模块根据修正公式对计算获得的当前荷电状态进行合理的修正，进而根据电池单元修正之后的荷电状态获得电池包的荷电状态，与安时积分方法相比可以降低累积误差，提高计算精度，另外，与Kelman滤波方法相比，该计算装置的计算量小，更加方便快捷。此外，本发明实施例的计算装置对电池包中的电池单元即最小串联单元进行计算，可以实时监测电池包中电池单元的健康状态，通过健康计算模块计算电池单元的健康状态，进而可以根据电池单元的健康状态对电池包进行合理维护，方便电池包的管理，进而提高整车控制***的性能。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种电池包荷电状态的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度；

根据所述当前荷电状态和所述当前测试温度以及预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表获取当前交流阻抗和当前补偿电压；

根据所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压；

计算所述电池单元的估算电压与测试电压之间的电压差；

根据所述电压差获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压满足的修正公式，并根据所述修正公式获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压的修正值，其中，所述修正公式具体为：

其中，

其中，是电池单元的电压对荷电状态SOC的偏微分，是电池单元的电压对交流阻抗R的偏微分，是电池单元的电压对补偿电压U_off的偏微分，ΔSOC为计算的所述当前荷电状态与实际荷电状态之间的差值，ΔR为计算的所述当前交流阻抗与实际阻抗之间的差值，ΔU_off为计算的补偿电压与实际补偿电压之间的差值，ΔU为计算的所述电压差；

根据所述修正值对所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压进行修正；以及

根据所述电池单元修正之后的所述当前荷电状态获得所述电池包的荷电状态。

2.如权利要求1所述的电池包荷电状态的计算方法，其特征在于，获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度，具体包括：

获取上一时刻的电流和测试温度，根据预设开路电压关系表以及安时方法计算所述当前荷电状态；以及

检测所述当前测试温度。

3.如权利要求2所述的电池包荷电状态的计算方法，其特征在于，所述根据所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压，具体包括：

根据所述当前荷电状态、当前测试温度以及所述预设开路电压关系表，通过插值法计算当前开路电压；以及

根据所述当前开路电压、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压，其中，所述估算电压满足以下公式：

U_{est_1}＝U_{ocv_1}+I₁R₁+U_{off_1}

其中，U_{est_1}为估算电压，I₁为当前测试电流，R₁为当前交流阻抗，U_{off_1}为当前补偿电压，U_{ocv_1}为当前开路电压。

4.如权利要求1所述的电池包荷电状态的计算方法，其特征在于，还包括：

根据所述电池单元修正之后的所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压以及所述电池单元寿命终点的阻抗和补偿电压计算所述电池单元的健康状态；以及

根据所述电池单元的健康状态的数据分布计算所述电池包的健康状态。

5.一种电池包荷电状态的计算装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取电池包中电池单元的当前荷电状态和当前测试温度，并根据所述当前荷电状态和所述当前测试温度以及预设交流阻抗关系表和预设补偿电压关系表获取当前交流阻抗和当前补偿电压；

修正模块，所述修正模块根据所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压，并计算所述电池单元的估算电压与测试电压之间的电压差，以及根据所述电压差获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压满足的修正公式，并根据所述修正公式获得所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压的修正值，根据所述修正值对所述当前荷电状态、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压进行修正，其中，所述修正公式具体为：

其中，

其中，是电池单元的电压对荷电状态SOC的偏微分，是电池单元的电压对交流阻抗R的偏微分，是电池单元的电压对补偿电压U_off的偏微分，ΔSOC为计算的所述当前荷电状态与实际荷电状态之间的差值，ΔR为计算的所述当前交流阻抗与实际阻抗之间的差值，ΔU_off为计算的补偿电压与实际补偿电压之间的差值，ΔU为计算的所述电压差；

荷电状态计算模块，用于根据所述电池单元修正之后的所述当前荷电状态获得所述电池包的荷电状态。

6.如权利要求5所述的电池包荷电状态的计算装置，其特征在于，所述获取模块还用于获取上一时刻的电流和测试温度，根据预设开路电压关系表以及安时方法计算所述当前荷电状态，以及检测所述当前测试温度。

7.如权利要求6所述的电池包荷电状态的计算装置，其特征在于，所述修正模块还用于根据所述当前荷电状态、当前测试温度以及所述预设开路电压关系表，通过插值法计算当前开路电压，并根据所述当前开路电压、所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压计算所述电池单元的估算电压，其中，所述估算电压满足以下公式：

U_{est_1}＝U_{ocv_1}+I₁R₁+U_{off_1}

其中，U_{est_1}为估算电压，I₁为当前测试电流，R₁为当前交流阻抗，U_{off_1}为当前补偿电压，U_{ocv_1}为当前开路电压。

8.如权利要求5所述的电池包的荷电状态的计算装置，其特征在于，所述计算装置还包括：

健康状态计算模块，用于根据所述电池单元修正之后的所述当前交流阻抗和所述当前补偿电压以及所述电池单元寿命终点的阻抗和补偿电压计算所述电池单元的健康状态，并根据所述电池单元的健康状态的数据分布计算所述电池包的健康状态。