CN104834803A - 电池最大允许功率计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池最大允许功率计算方法及装置，其中，方法包括以下步骤：获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池的极化状态参数和荷电状态；根据第k次采样时的极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数；根据第k次采样时的荷电状态和电池的实际容量计算第k+nT次采样时电池的荷电状态；根据第k+nT次采样时的极化状态参数和第k+nT次采样时电池的荷电状态计算在第k+nT次采样时电池的最大允许功率。本发明实施例的方法通过增加电池的极化状态对电池的最大允许功率进行计算，使计算结果更加准确，减小计算误差，提高计算精度，保证电池的使用寿命。

Description

电池最大允许功率计算方法及装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电池最大允许功率计算方法及装置。

背景技术

电动汽车动力往往有最大允许功率或电流的限制，正常使用的情况下，负载(如驱动电机)需求的输出在最大允许功率限制的范围内，电池可以输出任意功率值。然而，如果负载要求输出的功率超过限制的范围，使母线的最高电压、最低电压、最大电流超出允许的范围，易导致电池产生不可逆的劣化，从而缩短电池的使用寿命。

相关技术中，电池管理***通常采用实时发送最大可用输入输出功率，从而限制负载(例如驱动电机等)从电池中取用或制动回馈到电池中的功率。然而，相关技术中对最大允许功率进行计算时，未将电池的极化状态当作状态变量，从而导致计算结果产生误差，计算精度降低，易使电池会出现欠压(输出)或过压(输入)故障。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种能减小计算误差，提高计算精度的电池最大允许功率计算方法。

本发明的另一个目的在于提出一种电池最大允许功率计算装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电池最大允许功率计算方法，包括以下步骤：获取第k次采样时电池的极化状态并获取所述电池的极化状态参数和荷电状态，其中，k为正整数；根据所述第k次采样时的极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，其中，n为正整数，T为采样周期；根据所述第k次采样时的荷电状态和所述电池的实际容量计算所述第k+nT次采样时所述电池的荷电状态；以及根据所述第k+nT次采样时的极化状态参数和所述第k+nT次采样时所述电池的荷电状态计算在所述第k+nT次采样时所述电池的最大允许功率。

根据本发明实施例提出的电池最大允许功率计算方法，通过获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池的极化状态参数和荷电状态，以根据极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，并根据荷电状态和电池的实际容量计算第k+nT次采样时的荷电状态，从而根据第k+nT次采样时的极化状态参数和荷电状态计算在第k+nT次采样时电池的最大允许功率，增加了电池的极化状态对电池的最大允许功率进行计算，使计算得出的最大允许功率更加准确，减小计算误差，提高计算精度，保证电池的使用寿命。

另外，根据本发明上述实施例的电池最大允许功率计算方法还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，通过具有第一RC电路和第二RC电路的电池等效电路获取第k次采样时所述电池的极化状态并获取所述电池的极化状态参数和荷电状态。

进一步地，在本发明的一个实施例中，通过以下公式获取所述电池的极化状态参数，所述公式为：

$\left(\begin{array}{c}{U}_{s(k+\mathrm{nT})}\\ U_{l(k+\mathrm{nT})}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$

其中，R_s表示所述第一RC电路的第一电阻，R_l表示所述第二RC电路的第二电阻，C_s表示所述第一RC电路的第一电容，C_l表示所述第二RC电路的第二电容，U_s表示所述第一电阻的电压，U_l表示所述第二电阻的电压，i_(k)表示第k次采样时所述电池等效电路的电流，U_s(k+nT)表示第k+nT次采样时所述第一电阻的电压，U_l(k+nT)表示第k+nT次采样时所述第二电阻的电压。

进一步地，在本发明的一个实施例中，通过电量累积法获取所述电池的荷电状态，公式为：

${\mathrm{SOC}}_{(k+\mathrm{nT})}={\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}-\frac{\mathrm{\η}{\mathrm{Ti}}_{\left(k\right)}}{C},$

其中，SOC_(k)表示第k次采样时所述电池的荷电状态，C表示所述电池的实际容量，η表示所述电池的库伦效率，SOC_(k+nT)表示第k+nT次采样时所述电池的荷电状态。

进一步地，在本发明的一个实施例中，上述方法还包括：根据所述电池的温度与荷电状态获取所述电池的内阻。

本发明另一方面实施例提出了一种电池最大允许功率计算装置，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取第k次采样时电池的极化状态并获取所述电池的极化状态参数和荷电状态，其中，k为正整数；状态参数计算模块，用于根据所述第k次采样时的极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，其中，n为正整数，T为采样周期；荷电状态计算模块，用于根据所述第k次采样时的荷电状态和所述电池的实际容量计算所述第k+nT次采样时所述电池的荷电状态；以及允许功率计算模块，用于根据所述第k+nT次采样时的极化状态参数和所述第k+nT次采样时所述电池的荷电状态计算在所述第k+nT次采样时所述电池的最大允许功率。

根据本发明实施例提出的电池最大允许功率计算装置，通过获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池的极化状态参数和荷电状态，以根据极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，并根据荷电状态和电池的实际容量计算第k+nT次采样时的荷电状态，从而根据第k+nT次采样时的极化状态参数和荷电状态计算在第k+nT次采样时电池的最大允许功率，增加了电池的极化状态对电池的最大允许功率进行计算，使计算得出的最大允许功率更加准确，减小计算误差，提高计算精度，保证电池的使用寿命。

另外，根据本发明上述实施例的电池最大允许功率计算装置还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一获取模块通过具有第一RC电路和第二RC电路的电池等效电路获取第k次采样时所述电池的极化状态并获取所述电池的极化状态参数和荷电状态。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述状态参数计算模块通过以下公式获取所述电池的极化状态参数，所述公式为：

$\left(\begin{array}{c}{U}_{s(k+\mathrm{nT})}\\ U_{l(k+\mathrm{nT})}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$

其中，R_s表示所述第一RC电路的第一电阻，R_l表示所述第二RC电路的第二电阻，C_s表示所述第一RC电路的第一电容，C_l表示所述第二RC电路的第二电容，U_s表示所述第一电阻的电压，U_l表示所述第二电阻的电压，i_(k)表示第k次采样时所述电池等效电路的电流，U_s(k+nT)表示第k+nT次采样时所述第一电阻的电压，U_l(k+nT)表示第k+nT次采样时所述第二电阻的电压。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述荷电状态计算模块通过电量累积法获取所述电池的荷电状态，公式为：

${\mathrm{SOC}}_{(k+\mathrm{nT})}={\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}-\frac{\mathrm{\η}{\mathrm{Ti}}_{\left(k\right)}}{C},$

其中，SOC_(k)表示第k次采样时所述电池的荷电状态，C表示所述电池的实际容量，η表示所述电池的库伦效率，SOC_(k+nT)表示第k+nT次采样时所述电池的荷电状态。

进一步地，在本发明的一个实施例中，上述装置还包括：第二获取模块，用于根据所述电池的温度与荷电状态获取所述电池的内阻。

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为根据本发明一个实施例的电池最大允许功率计算方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的电池等效电路的电路示意图；

图3为根据本发明一个实施例的电池最大允许功率计算装置的结构示意图；以及

图4为根据本发明一个具体实施例的电池最大允许功率计算装置的结构示意图。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面在描述根据本发明实施例提出的电池最大允许功率计算方法及装置之前，先来简单描述一下相关技术中的电池最大允许功率计算技术。

在相关技术中，通常采用的方法为通过HPPC(Hybrid Pulse Power Characterization，混合功率脉冲特性)测试得出电池在不同温度、不同SOC(State Of Charge，荷电状态)下的最大可用输出和输出功率即最大允许功率，得出温度(T)-荷电状态(SOC)相应表格例如表1。其中，HPPC脉冲具体指将调整到不同SOC与温度的电池经过1小时搁置后，以电池能接受的最大电流进行充电和放电10s，计算根据测试过程中的相关电压、时间计算最大可用输入或输出功率。

表1

	-20℃	-10℃	0℃	10℃	15℃	20℃	25℃	45℃	55℃	60℃	65℃
												0％	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
5％	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	0
												10％	5	5	5	5	10	10	10	10	5	5	0
15％	10	10	10	10	15	20	20	20	10	5	0
												20％	10	10	10	15	20	30	40	40	10	5	0
25％	10	20	20	20	30	50	60	60	10	5	0
												30％	10	20	30	30	40	60	70	70	10	5	0
40％	10	30	30	40	50	70	80	80	10	5	0
												50％	10	40	40	60	70	80	80	80	10	5	0
60％	10	40	40	60	70	80	80	80	10	5	0
												70％	10	40	40	60	70	80	90	80	10	5	0
80％	10	40	50	60	70	80	90	80	10	5	0
												90％	10	40	50	60	70	80	90	80	10	5	0
100％	10	40	50	60	70	80	90	80	10	5	0

其中，由于一个HPPC脉冲只能得到一个温度、SOC点下的一个功率值，因此要得到上述表格，一个SOC点需要在每一个温度进行测试，才能得出整张表格的内容。基于上述表格，在电池运行的过程中，由BMS(Battery Management System，电池管理***)对电池当前状态进行估测，例如当前电池的温度处于20℃、SOC为50％状态下，则可得出电池最大允许功率为20℃与50％交叉点处的功率值80千瓦。如果电池当前状态不是正巧处于表格交叉点上，则还需要BMS采用插值方法得出功率值。例如电池温度处于17℃与SOC为50％状态下，则需要通过20℃，50％状态下的功率值80千瓦与15℃，50％状态下的功率值70千瓦插值方法得出，以线性插值为例：

用过上述方法得出电池在处于当前状态(温度处于17℃与SOC为50％)的功率值74千瓦，同理也可以得到温度在表格交叉点，而SOC不在表格交叉点上时的最大允许功率，对于温度和SOC均不在表格交叉点上的电池状态，可以综合利用上述方法得到其最大允许功率。

另外，电池的状态变量除了SOC、温度之外，还可以有老化状态等。其中，由于电池在使用过程中是连续使用的，因此上述方法也可以连续运行，连续得到电池的状态变量，从而连续得出电池的最大允许功率。

然而，相关技术中通过车辆运行过程中连续进行计算的，比如说在t0时刻，电池***的状态变量为SOC1、T1，通过相关技术中的方法得出的功率值为P1，表示在当前电池状态下，电池***可以以P1的功率放电或充电10s(或者说以恒定电流放电在10s末电池电压等于最低或最高电压限值，看是电流限制还是电压限制)，而在电池经过一段时间如5s的之后t1时刻，电池的状态变量变成了SOC2、T2，通过相关技术中方法得出的最大允许功率P2。需要说明的是，P2实际上代表的意义是在SOC2、T2状态下搁置1h之后电池能以P2进行输出或输入10s，而实际上，由于电池在t0～t1时刻已经按照P1功率进行了5秒钟的放电或充电，电池的极化程度同HPPC测试每个脉冲开始时的搁置1h已经完全不同，则此时电池实际的输入或输出功率值理论上低于P2，一旦负载按照P2进行输入或输出的话，电池将会出现欠压(输出)或过压(输入)故障。

由此可知，极化状态作为电池的一个状态，并没有被当作电池的状态变量应用到相关技术中来计算电池的最大允许功率。即言，电池的某一特定状态，如果仅用SOC、温度来描述并不足够，因为该状态可能是通过放电达到的，也可能是通过充电达到的，通过放电达到和通过充电达到的状态，虽然都可以对应相同的SOC、温度，但其最大允许功率即可用充电功率、放电功率实际存在较大差异，易导致计算产生误差，计算精度降低，缩短电池的使用寿命。

本发明正是基于上述问题，而提出了一种电池最大允许功率计算方法和一种电池最大允许功率计算装置。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电池最大允许功率计算方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电池最大允许功率计算方法。参照图1所示，该方法包括以下步骤：

S101，获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池的极化状态参数和荷电状态，其中，k为正整数。

其中，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，通过具有第一RC电路10和第二RC电路20的电池等效电路获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池的极化状态参数和荷电状态。其中，图中电压源30模拟电池，电压源30可以根据电池的荷电状态输出不同电压。

S102，根据第k次采样时的极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，其中，n为正整数，T为采样周期。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，通过以下公式获取电池的极化状态参数，公式为：

$\left(\begin{array}{c}{U}_{s(k+\mathrm{nT})}\\ U_{l(k+\mathrm{nT})}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$

其中，R_s表示第一RC电路10的第一电阻R1，R_l表示第二RC电路20的第二电阻R2，C_s表示第一RC电路10的第一电容C1，C_l表示第二RC电路20的第二电容C2，U_s表示第一电阻R1的电压，U_l表示第二电阻R2的电压，i_(k)表示第k次采样时电池等效电路的电流，U_s(k+nT)表示第k+nT次采样时第一电阻R1的电压，U_l(k+nT)表示第k+nT次采样时第二电阻R2的电压。

S103，根据第k次采样时的荷电状态和电池的实际容量计算第k+nT次采样时电池的荷电状态。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，通过电量累积法获取电池的荷电状态，公式为：

${\mathrm{SOC}}_{(k+\mathrm{nT})}={\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}-\frac{\mathrm{\η}{\mathrm{Ti}}_{\left(k\right)}}{C},$

其中，SOC_(k)表示第k次采样时电池的荷电状态，C表示电池的实际容量，η表示电池的库伦效率，SOC_(k+nT)表示第k+nT次采样时电池的荷电状态。

具体地，参照图2所示，电池内部的反应机理比较复杂，通常采用电池等效电路来模拟描述电池的激励响应特性，通过电压源30模拟电池。其中，U_OC表示电池如电压源30的电动势，R₀表示电压源30的欧姆内阻即电压源30的内阻R3，第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2分别为表示电池暂态响应特性的元件。用U_s表示第一电阻R1两端的电压，用U_l表示第二电阻R2两端的电压，U表示电压源30的端电压，i表示电压源30的充放电电流，放电为正，充电为负，则该电池等效电路可以以比较满意的精度模拟电池的激励响应特性。即言，在k时刻已知电池等效电路的状态，则可以根据电路中的激励电流推算出k+nT(T为采样周期，n为正整数)时刻的电池等效电路的状态。下面以k+1次采样为例进行简单阐述，该电池等效电路可以用以下方程组描述：

$\left(\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_s\\ {\stackrel{\·}{U}}_l\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}-\frac{1}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& -\frac{1}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{1}{C_s}\\ \frac{1}{C_l}\end{array}\right)i,$ (式1)

U＝U_OC-R₀i-U_s-U_l

其中，U_s和U_l两个参数分别代表了电压源30的极化状态，可以作为电压源30的状态变量来使用，对方程组进行离散化，令

$\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{U}}_s=\frac{U_{s(k+1)}-U_{s\left(k\right)}}{T}\\ {\stackrel{\·}{U}}_l=\frac{U_{l(k+1)}-U_{l\left(k\right)}}{T}\end{array},$

其中，k表示某状态变量的第k次采样，k+1表示某状态变量的第k+1次采样，如U_s(k)表示第k次采样时电池等效电路中第一电阻R1的电压，T表示采样周期，离散化后，方程组变为：

$\left(\begin{array}{c}{U}_{s(k+\mathrm{nT})}\\ U_{l(k+\mathrm{nT})}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$

进一步地，由于预测电池的最大允许功率时常常采用的是10s，30s等短时间特性，因此在短时间内，电压源30的SOC可以用电量累计法来获得：

${\mathrm{SOC}}_{(k+\mathrm{nT})}={\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}-\frac{\mathrm{\η}{\mathrm{Ti}}_{\left(k\right)}}{C},$ (式2)

其中，SOC表示电压源30的荷电状态，C表示电压源30的实际容量，η为电压源30的库伦效率，则有：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{SOC}}_{(k+1)}\\ U_{s(k+1)}\\ U_{l(k+1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}\\ U_{s\left(k\right)}\\ U_{l\left(k\right)}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}-\frac{\mathrm{\ηT}}{C}\\ \frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$ (式3)

则根据式1则有：

U_(k+1)＝U_oc(k+1)-R_0(k+1)i_(k+1)-U_s(k+1)-U_l(k+1)，(式4)

进一步地，令 $x=\left(\begin{array}{c}\mathrm{SOC}\\ U_s\\ U_l\end{array}\right),A=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right),B=\left(\begin{array}{c}-\frac{\mathrm{\ηT}}{C}\\ \frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right),$ 则式3可以表示为：

U_(k+1)＝U_oc(k+1)-R_0(k+1)i_(k+1)-(0 1 1)x_(k+1)。

S104，根据第k+nT次采样时的极化状态参数和第k+nT次采样时电池的荷电状态计算在第k+nT次采样时电池的最大允许功率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例以需要预测的从第k时刻开始10s(以下标k+100表示)之后的最大放电功率为例，假设采样周期T为0.1s，单体最低限制为Vmin，则在10s后以k时刻电压源30的电压计算k+100时刻电压源30的电压，有下式：

U_(k+100)＝U_oc(k+100)-R_0(k+100)i_(k+100)-(0 1 1)x_(k+100)>Vmin，(式5)

需要说明的是，因为电压源30的内阻R3相对比较恒定，可以认为其在10s内变化较小，因此本发明实施例认为：

R_0(k+100)＝R_0(k)，(式6)

由于10s内为恒定电流放电，i_(k+100)＝i_(k)＝i，且由于OCV(Open circuit voltage，开路电压)与SOC有唯一对应关系，则在10s的短时间内，认为OCV与SOC的对应关系近似为线性，则：

U_oc(k+100)＝U_oc(k)+κ(SOC_(k+100)-SOC_(k))，

其中，К表示OCV与SOC的对应曲线在SOC_(k)处的切线斜率，则根据式2，式6可以改写成：

$U_{\mathrm{oc}(k+100)}=U_{\mathrm{oc}\left(k\right)}+\mathrm{\κ}\frac{100\mathrm{\ηTi}}{C},$ (式7)

又根据式3可以得出：

$x_{(k+100)}=\underset{n=1}{\overset{100}{\mathrm{\Σ}}}{A}^n{\mathrm{Bx}}_{\left(k\right)}+\mathrm{Bi}=A^{100}{x}_k+\left(\underset{n=0}{\overset{99}{\mathrm{\Σ}}}{A}^n\right)\mathrm{Bi},$ (式8)

进一步地，将式6、式7、式8代入式5得到：

$U_{\mathrm{oc}\left(k\right)}+\mathrm{\κ}\frac{100\mathrm{\ηTi}}{C}-R_{0}i-\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)[A^{100}{x}_k+\left(\underset{n=0}{\overset{99}{\mathrm{\Σ}}}{A}^n\right)\mathrm{Bi}]>V_{\min },$ (式9)

根据式9可得：

$i<\frac{U_{\mathrm{oc}\left(k\right)}-\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)A^{100}{x}_{\left(k\right)}-V_{\min }}{R_0-\mathrm{\&kappa;}\frac{100\mathrm{\&eta;T}}{C}+\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)\left(\underset{n=0}{\overset{99}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}^n\right)B},$ (式10)

其中，式10的不等式右边均为k时刻的已知量，则可以得出从k时刻起再过10s后的最大放电电流为i，最大允许功率为i×V_min。

进一步地，对于最大允许充电功率，相似地有：

$i>\frac{U_{\mathrm{oc}\left(k\right)}-\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)A^{100}{x}_{\left(k\right)}-V_{\max }}{R_0-\mathrm{\&kappa;}\frac{100\mathrm{\&eta;T}}{C}+\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)\left(\underset{n=0}{\overset{99}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}^n\right)B}.$ (式11)

综上所述，以放电为例：为了得到10s后使电压源30正好降到V_min的电流(以该电流放电时，电池的输出功率最大)，本发明实施例利用了一个电池等效电路模型来模拟电池的激励响应特性，并将电池等效电路的输出(端电压U)用递推方程的形式从当前状态及电池等效电路的输入(激励电流i，未知量)得出，而由于激励电流i未知，本发明实施例利用了合理近似来简化不等式5，从而通过解不等式9的方法得到了最大允许放电电流，进而得到了最大允许放电功率。在电池等效电路的初始状态时，由于电压源30没有经历过放电或充电，所以没有极化现象，故U_s和U_l为0。

在本发明的一个实施例中，本发明实施例以具有两个RC电路的电池等效电路为例，也可以简化为一个RC电路或增加为三个以上的RC电路。其中，根据描述方程为式1，本发明实施例利用了其递推方程，在未知激励电流的情况下，得出使电池的端电压短时间(即所要预测的放电或充电时长，如10s)内降到或升到的最低允许放电电压V_min或最高允许充电电压V_max所需要的电流，并根据该电流及V_min、V_max得出最大允许功率即最大允许放电或充电功率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，上述方法还包括：根据电池的温度与荷电状态获取电池的内阻。即言，本发明实施例中电池的内阻如电压源30的内阻R3可随温度和SOC不同而不同，因此可由事先实测的数据表格以SOC和温度为输出量，查表得出。

在本发明的实施例中，本发明实施例可以用于单体电池最大充、放电功率的计算，从而也可以根据单体电池的最大允许功率得出电池***的最大功率(电池***由单体电池串并联形成)，并且描述电池的状态变量增加了U_s，U_l两个电池的状态变量，充分考虑了电池的极化效应对电池最大允许功率计算产生的影响，从而可以更准确地预测出电池在短时间(如10s)后的最大允许放电、充电功率，以及本发明实施例可以灵活地预测出不同的时间段后，如5s，10s，20s，30s之后的最大允许充电、放电功率，不需要花费大量的时间进行实测实验，以及可以避免由于实测实验无法考虑复杂多变的电池极化状态造成的误差，提高计算精度，实现在车辆的运行或充电过程中基于电池的当前状态(SOC、极化状态)实时地预测电池可供负载使用一定时间(以10s为例)最大允许功率。

根据本发明实施例提出的电池最大允许功率计算方法，通过获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池的极化状态参数和荷电状态，以根据极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，并根据荷电状态和电池的实际容量计算第k+nT次采样时的荷电状态，从而根据第k+nT次采样时的极化状态参数和荷电状态计算在第k+nT次采样时电池的最大允许功率，利用电池等效电路增加电池的极化状态对电池的最大允许功率进行计算，使计算得出的最大允许功率更加准确，实现预设电池短期内最大允许功率，减小计算误差，提高计算精度，并且计算简单方便，更好地保证电池的使用寿命。

其次参照附图描述根据本发明实施例提出的电池最大允许功率计算装置。参照图3所示，该计算装置100包括：第一获取模块101、状态参数计算模块102、荷电状态计算模块103和允许功率计算模块104。

其中，第一获取模块101用于获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池的极化状态参数和荷电状态，其中，k为正整数。状态参数计算模块102用于根据第k次采样时的极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，其中，n为正整数，T为采样周期。荷电状态计算模块103用于根据第k次采样时的荷电状态和电池的实际容量计算第k+nT次采样时电池的荷电状态。允许功率计算模块104用于根据第k+nT次采样时的极化状态参数和第k+nT次采样时电池的荷电状态计算在第k+nT次采样时电池的最大允许功率。

在本发明的一个实施例中，参照图2所示，第一获取模块101通过具有第一RC电路10和第二RC电路20的电池等效电路获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池30的极化状态参数和荷电状态。其中，图中电压源30模拟电池，电压源30可以根据电池的荷电状态输出不同电压。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，通状态参数计算模块102过以的极化状态参数，公式为：

$\left(\begin{array}{c}{U}_{s(k+\mathrm{nT})}\\ U_{l(k+\mathrm{nT})}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$

其中，R_s表示第一RC电路10的第一电阻R1，R_l表示第二RC电路20的第二电阻R2，C_s表示第一RC电路10的第一电容C1，C_l表示第二RC电路20的第二电容C2，U_s表示第一电阻R1的电压，U_l表示第二电阻R2的电压，i_(k)表示第k次采样时电池等效电路的电流，U_s(k+nT)表示第k+nT次采样时第一电阻R1的电压，U_l(k+nT)表示第k+nT次采样时第二电阻R2的电压。

S103，根据第k次采样时的荷电状态和电池的实际容量计算第k+nT次采样时电池的荷电状态。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，荷电状态计算模块103通过电量累积法获取电池的荷电状态，公式为：

${\mathrm{SOC}}_{(k+\mathrm{nT})}={\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}-\frac{\mathrm{\&eta;}{\mathrm{Ti}}_{\left(k\right)}}{C},$

其中，SOC_(k)表示第k次采样时电池的荷电状态，C表示电池的实际容量，η表示电池的库伦效率，SOC_(k+nT)表示第k+nT次采样时电池的荷电状态。

具体地，参照图2所示，电池内部的反应机理比较复杂，通常采用电池等效电路来模拟描述电池的激励响应特性，通过电压源30模拟电池。其中，U_OC表示电池如电压源30的电动势，R₀表示电压源30的欧姆内阻即电压源30的内阻R3，第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2分别为表示电池暂态响应特性的元件。用U_s表示第一电阻R1两端的电压，用U_l表示第二电阻R2两端的电压，U表示电压源30的端电压，i表示电压源30的充放电电流，放电为正，充电为负，则该电池等效电路可以以比较满意的精度模拟电池的激励响应特性。即言，在k时刻已知电池等效电路的状态，则可以根据电路中的激励电流推算出k+nT(T为采样周期，n为正整数)时刻的电池等效电路的状态。下面以k+1次采样为例进行简单阐述，该电池等效电路可以用以下方程组描述：

$\left(\begin{array}{c}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_s\\ {\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_l\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}-\frac{1}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& -\frac{1}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{1}{C_s}\\ \frac{1}{C_l}\end{array}\right)i,$ (式1)

U＝U_OC-R₀i-U_s-U_l

其中，U_s和U_l两个参数分别代表了电压源30的极化状态，可以作为电压源30的状态变量来使用，对方程组进行离散化，令

$\begin{array}{c}{\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_s=\frac{U_{s(k+1)}-U_{s\left(k\right)}}{T}\\ {\stackrel{\&CenterDot;}{U}}_l=\frac{U_{l(k+1)}-U_{l\left(k\right)}}{T}\end{array},$

其中，k表示某状态变量的第k次采样，k+1表示某状态变量的第k+1次采样，如U_s(k)表示第k次采样时电池等效电路中第一电阻R1的电压，T表示采样周期，离散化后，方程组变为：

$\left(\begin{array}{c}{U}_{s(k+\mathrm{nT})}\\ U_{l(k+\mathrm{nT})}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$

进一步地，由于预测电池的最大允许功率时常常采用的是10s，30s等短时间特性，因此在短时间内，电压源30的SOC可以用电量累计法来获得：

${\mathrm{SOC}}_{(k+\mathrm{nT})}={\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}-\frac{\mathrm{\&eta;}{\mathrm{Ti}}_{\left(k\right)}}{C},$ (式2)

其中，SOC表示电压源30的荷电状态，C表示电压源30的实际容量，η为电压源30的库伦效率，则有：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{SOC}}_{(k+1)}\\ U_{s(k+1)}\\ U_{l(k+1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}\\ U_{s\left(k\right)}\\ U_{l\left(k\right)}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}-\frac{\mathrm{\&eta;T}}{C}\\ \frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$ (式3)

则根据式1则有：

U_(k+1)＝U_oc(k+1)-R_0(k+1)i_(k+1)-U_s(k+1)-U_l(k+1)，(式4)

进一步地，令 $x=\left(\begin{array}{c}\mathrm{SOC}\\ U_s\\ U_l\end{array}\right),A=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right),B=\left(\begin{array}{c}-\frac{\mathrm{\&eta;T}}{C}\\ \frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right),$ 则式3可以表示为：

U_(k+1)＝U_oc(k+1)-R_0(k+1)i_(k+1)-(0 1 1)x_(k+1)。

进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例以需要预测的从第k时刻开始10s(以下标k+100表示)之后的最大放电功率为例，假设采样周期T为0.1s，单体最低限制为Vmin，则在10s后以k时刻电压源30的电压计算k+100时刻电压源30的电压，有下式：

U_(k+100)＝U_oc(k+100)-R_0(k+100)i_(k+100)-(0 1 1)x_(k+100)>Vmin，(式5)

需要说明的是，因为电压源30的内阻R3相对比较恒定，，可以认为其在10s内变比较小，因此本发明实施例认为：

R_0(k+100)＝R_0(k)，(式6)

由于10s内为恒定电流放电，i_(k+100)＝i_(k)＝i，且由于OCV与SOC有唯一对应关系，则在10s的短时间内，认为OCV与SOC的对应关系近似为线性，则：

U_oc(k+100)＝U_oc(k)+κ(SOC_(k+100)-SOC_(k))，

其中，К表示OCV与SOC的对应曲线在SOC_(k)处的切线斜率，则根据式2，式6可以改写成：

$U_{\mathrm{oc}(k+100)}=U_{\mathrm{oc}\left(k\right)}+\mathrm{\&kappa;}\frac{100\mathrm{\&eta;Ti}}{C},$ (式7)

又根据式3可以得出：

$x_{(k+100)}=\underset{n=1}{\overset{100}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}^n{\mathrm{Bx}}_{\left(k\right)}+\mathrm{Bi}=A^{100}{x}_k+\left(\underset{n=0}{\overset{99}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}^n\right)\mathrm{Bi},$ (式8)

进一步地，将式6、式7、式8代入式5得到：

$U_{\mathrm{oc}\left(k\right)}+\mathrm{\&kappa;}\frac{100\mathrm{\&eta;Ti}}{C}-R_{0}i-\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)[A^{100}{x}_k+\left(\underset{n=0}{\overset{99}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}^n\right)\mathrm{Bi}]>V_{\min },$ (式9)

根据式9可得：

$i<\frac{U_{\mathrm{oc}\left(k\right)}-\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)A^{100}{x}_{\left(k\right)}-V_{\min }}{R_0-\mathrm{\&kappa;}\frac{100\mathrm{\&eta;T}}{C}+\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)\left(\underset{n=0}{\overset{99}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}^n\right)B},$ (式10)

其中，式10的不等式右边均为k时刻的已知量，则可以得出从k时刻起再过10s后的最大放电电流为i，最大允许功率为i×V_min。

进一步地，对于最大允许充电功率，相似地有：

$i>\frac{U_{\mathrm{oc}\left(k\right)}-\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)A^{100}{x}_{\left(k\right)}-V_{\max }}{R_0-\mathrm{\&kappa;}\frac{100\mathrm{\&eta;T}}{C}+\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 1\end{array}\right)\left(\underset{n=0}{\overset{99}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}^n\right)B}.$ (式11)

综上所述，以放电为例：为了得到10s后使电压源30正好降到V_min的电流(以该电流放电时，电池的输出功率最大)，本发明实施例利用了一个电池等效电路模型来模拟电池的激励响应特性，并将电池等效电路的输出(端电压U)用递推方程的形式从当前状态及电池等效电路的输入(激励电流i，未知量)得出，而由于激励电流i未知，本发明实施例利用了合理近似来简化不等式5，从而通过解不等式9的方法得到了最大允许放电电流，进而得到了最大允许放电功率。在电池等效电路的初始状态时，由于电压源30没有经历过放电或充电，所以没有极化现象，故U_s和U_l为0。

在本发明的一个实施例中，本发明实施例以具有两个RC电路的电池等效电路为例，也可以简化为一个RC电路或增加为三个以上的RC电路。其中，根据描述方程为式1，本发明实施例利用了其递推方程，在未知激励电流的情况下，得出使电池的端电压短时间(即所要预测的放电或充电时长，如10s)内降到或升到的最低允许放电电压V_min或最高允许充电电压V_max所需要的电流，并根据该电流及V_min、V_max得出最大允许功率即最大允许放电或充电功率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，参照图2所示，上述计算装置100还包括：第二获取模块105。其中，第二获取模块105用于根据电池的温度与荷电状态获取电池的内阻。即言，本发明实施例中电池的内阻如电压源30的内阻R3可随温度和SOC不同而不同，因此可由事先实测的数据表格以SOC和温度为输出量，查表得出。

在本发明的实施例中，本发明实施例可以用于单体电池最大充、放电功率的计算，从而也可以根据单体电池的最大允许功率得出电池***的最大功率(电池***由单体电池串并联形成)，并且描述电池的状态变量增加了U_s，U_l两个电池的状态变量，充分考虑了电池的极化效应对电池最大允许功率计算产生的影响，从而可以更准确地预测出电池在短时间(如10s)后的最大允许放电、充电功率，以及本发明实施例可以灵活地预测出不同的时间段后，如5s，10s，20s，30s之后的最大允许充电、放电功率，不需要花费大量的时间进行实测实验，以及可以避免由于实测实验无法考虑复杂多变的电池极化状态造成的误差，提高计算精度，实现在车辆的运行或充电过程中基于电池的当前状态(SOC、极化状态)实时地预测电池可供负载使用一定时间(以10s为例)最大允许功率。

根据本发明实施例提出的电池最大允许功率计算装置，通过获取第k次采样时电池的极化状态并获取电池的极化状态参数和荷电状态，以根据极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，并根据荷电状态和电池的实际容量计算第k+nT次采样时的荷电状态，从而根据第k+nT次采样时的极化状态参数和荷电状态计算在第k时刻开始nT之后的最大允许功率，利用电池等效电路增加电池的极化状态对电池的最大允许功率进行计算，使计算得出的最大允许功率更加准确，实现预设电池短期内最大允许功率，减小计算误差，提高计算精度，并且计算简单方便，更好地保证电池的使用寿命。

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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池最大允许功率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取第k次采样时电池的极化状态并获取所述电池的极化状态参数和荷电状态，其中，k为正整数；

根据所述第k次采样时的极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，其中，n为正整数，T为采样周期；

根据所述第k次采样时的荷电状态和所述电池的实际容量计算所述第k+nT次采样时所述电池的荷电状态；以及

根据所述第k+nT次采样时的极化状态参数和所述第k+nT次采样时所述电池的荷电状态计算在所述第k+nT次采样时所述电池的最大允许功率。

2.如权利要求1所述的电池最大允许功率计算方法，其特征在，通过具有第一RC电路和第二RC电路的电池等效电路获取第k次采样时所述电池的极化状态并获取所述电池的极化状态参数和荷电状态。

3.如权利要求2所述的电池最大允许功率计算方法，其特征在于，通过以下公式获取所述电池的极化状态参数，所述公式为：

$\left(\begin{array}{c}{U}_{s(k+\mathrm{nT})}\\ U_{l(k+\mathrm{nT})}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$

其中，R_s表示所述第一RC电路的第一电阻，R_l表示所述第二RC电路的第二电阻，C_s表示所述第一RC电路的第一电容，C_l表示所述第二RC电路的第二电容，U_s表示所述第一电阻的电压，U_l表示所述第二电阻的电压，i_(k)表示第k次采样时所述电池等效电路的电流，U_s(k+nT)表示第k+nT次采样时所述第一电阻的电压，U_l(k+nT)表示第k+nT次采样时所述第二电阻的电压。

4.如权利要求3所述的电池最大允许功率计算方法，其特征在于，通过电量累积法获取所述电池的荷电状态，公式为：

${\mathrm{SOC}}_{(k+\mathrm{nT})}={\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}-\frac{\mathrm{\&eta;}{\mathrm{Ti}}_{\left(k\right)}}{C},$

其中，SOC_(k)表示第k次采样时所述电池的荷电状态，C表示所述电池的实际容量，η表示所述电池的库伦效率，SOC_(k+nT)表示第k+nT次采样时所述电池的荷电状态。

5.如权利要求1所述的电池最大允许功率计算方法，其特征在于，还包括：根据所述电池的温度与荷电状态获取所述电池的内阻。

6.一种电池最大允许功率计算装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取第k次采样时电池的极化状态并获取所述电池的极化状态参数和荷电状态，其中，k为正整数；

状态参数计算模块，用于根据所述第k次采样时的极化状态参数计算第k+nT次采样时的极化状态参数，其中，n为正整数，T为采样周期；

荷电状态计算模块，用于根据所述第k次采样时的荷电状态和所述电池的实际容量计算所述第k+nT次采样时所述电池的荷电状态；以及

允许功率计算模块，用于根据所述第k+nT次采样时的极化状态参数和所述第k+nT次采样时所述电池的荷电状态计算在所述第k+nT次采样时所述电池的最大允许功率。

7.如权利要求6所述的电池最大允许功率计算装置，其特征在于，所述第一获取模块通过具有第一RC电路和第二RC电路的电池等效电路获取第k次采样时所述电池的极化状态并获取所述电池的极化状态参数和荷电状态。

8.如权利要求7所述的电池最大允许功率计算装置，其特征在于，所述状态参数计算模块通过以下公式获取所述电池的极化状态参数，所述公式为：

$\left(\begin{array}{c}{U}_{s(k+\mathrm{nT})}\\ U_{l(k+\mathrm{nT})}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}1-\frac{T}{C_s{R}_s}& 0\\ 0& 1-\frac{T}{C_l{R}_l}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{U}_s\\ U_l\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}\frac{T}{C_s}\\ \frac{T}{C_l}\end{array}\right)i_{\left(k\right)},$

其中，R_s表示所述第一RC电路的第一电阻，R_l表示所述第二RC电路的第二电阻，C_s表示所述第一RC电路的第一电容，C_l表示所述第二RC电路的第二电容，U_s表示所述第一电阻的电压，U_l表示所述第二电阻的电压，i_(k)表示第k次采样时所述电池等效电路的电流，U_s(k+nT)表示第k+nT次采样时所述第一电阻的电压，U_l(k+nT)表示第k+nT次采样时所述第二电阻的电压。

9.如权利要求8所述的电池最大允许功率计算装置，其特征在于，所述荷电状态计算模块通过电量累积法获取所述电池的荷电状态，公式为：

${\mathrm{SOC}}_{(k+\mathrm{nT})}={\mathrm{SOC}}_{\left(k\right)}-\frac{\mathrm{\&eta;}{\mathrm{Ti}}_{\left(k\right)}}{C},$

其中，SOC_（k)表示第k次采样时所述电池的荷电状态，C表示所述电池的实际容量，η表示所述电池的库伦效率，SOC_(k+nT)表示第k+nT次采样时所述电池的荷电状态。

10.如权利要求6所述的电池最大允许功率计算装置，其特征在于，还包括：

第二获取模块，用于根据所述电池的温度与荷电状态获取所述电池的内阻。