动力电池的荷电状态估计方法、装置、设备、车辆及介质与流程
本发明涉及电池管理，具体涉及动力电池的荷电状态估计方法、装置、设备、车辆及介质。
背景技术：
1、soc(stage of charge，电池荷电状态)是动力电池管理系统中的重要参数，直接影响电动汽车对电池充电电流和放电功率等性能优化控制。对soc准确估计可保障电动汽车在使用过程中续航里程和动力性的良好体验，避免续航里程虚、动力受限和动力中断等负面问题。
2、相关技术-cn107091994b公开了一种估计电池荷电状态soc的方法，其根据电池当前soc值判断是否处于充电/放电末端，通过不同充电/放电倍率下电压-电流-soc对应关系插值，得到电池当前电压、电流下的soc真实值。但是存在以下问题：(1)是当充电/放电末端时对soc进行估计，soc估计值存在较大偏差时易导致电池过充/过放；(2)仅电池soc大于固定阈值时才进行估计，适用工况范围较小。
3、另一相关技术-cn112327183b中公开了一种锂离子电池soc估算方法，通过建立等效电路模型中各模型参数与soc值的映射关系，采用至少两个卡尔曼滤波算法对锂离子电池soc进行估计。但是存在以下问题：(1)建立等效电路模型计算较为复杂，且需要对不同soc下的模型参数进行辨识，难以适应复杂多变的实车情况；(2)卡尔曼滤波算法无法对lfp(lifepo4，磷酸铁锂)体系电池电压平台区内的soc进行估计，算法计算易发散；(3)至少两个卡尔曼滤波算法并行计算对车端数据质量和bms(battery management system，电池管理系统)算力要求较高。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于提供一种动力电池的荷电状态估计方法，以解决相关技术中动力电池放电荷电状态估计适用范围较小，且估计结果易受到电池材料的影响的，导致估计准确度较低问题；目的之二在于提供另一种动力电池的荷电状态估计方法；目的之三在于提供另一种动力电池的荷电状态估计方法；目的之四在于提供一种动力电池的荷电状态估计装置；目的之五在于提供另一种动力电池的荷电状态估计装置；目的之六在于提供另一种动力电池的荷电状态估计装置；目的之七在于提供一种云端设备；目的之八在于提供一种车辆；目的之九在于提供一种计算机可读存储介质；目的之十在于提供一种计算机程序产品。
2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种动力电池的荷电状态估计方法，应用于云端设备，其中，方法包括以下步骤：获取目标时刻动力电池的放电相关数据；根据目标时刻动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势，其中，过电势映射关系为动力电池的过电势与任意时刻的放电相关数据的映射关系；根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态。
4、根据上述技术手段，本发明实施例可以在目标时刻动力电池放电时，通过放电相关数据和过电势映射关系确定动力电池的参考过电势，，进一步基于实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，并基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态，直接基于过电势进行荷电状态估计，无需建立复杂模型，并且避免了只能在特定放电荷电状态区间进行动力电池的荷电状态估计，降低了动力电池材料对于荷电状态估计的影响，提高动力电池荷电状态的估计准确性。
5、进一步，在根据目标时刻动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势之前，还包括：获取动力电池的基准放电曲线；根据基准放电曲线构建动力电池的过电势映射关系。
6、根据上述技术手段，本发明实施例可以根据动力电池的基准放电曲线构建动力电池的过电势映射关系，以便后续计算参考过电势。
7、进一步，获取动力电池的基准放电曲线，包括：获取动力电池的多个测试温度；在每个测试温度下，将动力电池按照不同恒流放电电流放电至截止电压；根据每个测试温度下的恒流放电电流、放电容量和放电电压生成多个基准放电曲线。
8、根据上述技术手段，本发明实施例可以对动力电池在不同测试温度下进行不同放电电流的放电测试，从而获取不同温度下、不同恒流放电电流的基准放电曲线。
9、进一步，根据基准放电曲线构建动力电池的过电势映射关系，包括：根据基准放电曲线计算动力电池的电动势曲线；根据动力电池的电动势曲线构建动力电池的过电势映射关系。
10、根据上述技术手段，本发明实施例可以根据基准放电曲线计算动力电池的电动势曲线，进一步根据动力电池的电动势曲线构建动力电池的过电势映射关系。
11、进一步，根据基准放电曲线计算动力电池的电动势曲线，包括：从基准放电曲线任意选择多条曲线作为参考放电曲线；对各参考参考放电曲线进行线性插值得到各参考放电曲线在相同放电容量上的电压序列；根据各参考放电曲线在相同放电容量上的电压序列计算电动势曲线。
12、根据上述技术手段，本发明实施例可以对多条参考参考放电曲线进行线性插值得到各参考放电曲线在相同放电容量上的电压序列，进一步根据各参考放电曲线在相同放电容量上的电压序列计算电动势曲线，以便后续基于电动势曲线构建动力电池的过电势映射关系。
13、进一步，根据动力电池的电动势曲线构建动力电池的过电势映射关系，包括：获取动力电池每个放电倍率中目标放电容量时的电压；根据电动势曲线确定目标放电容量时的电动势；根据每个放电倍率中目标放电容量时的电压和电动势构建动力电池的过电势映射关系。
14、根据上述技术手段，本发明实施例可以根据电动势曲线确定动力电池的目标放电容量时的电动势，并根据每个放电倍率中目标放电容量时的电压和电动势构建动力电池的过电势映射关系。
15、进一步，根据目标时刻动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势，还包括：从目标时刻动力电池的放电相关数据中筛选目标放电特征工况的数据；根据目标放电特征工况的数据和过电势映射关系计算目标时刻动力电池的参考过电势。
16、根据上述技术手段，本发明实施例可以从目标时刻动力电池的放电相关数据中筛选目标放电特征工况的数据，进一步根据目标放电特征工况的数据和过电势映射关系计算目标时刻动力电池的参考过电势，以便后续基于参考过电势和实际过电势计算动力电池的荷电状态。
17、进一步，根据电流和车速确定目标放电特征工况。
18、进一步，在根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态之前，还包括：根据目标放电特征工况的数据计算目标时刻的实际放电容量；根据实际放电容量的电动势和电压计算实际过电势。
19、根据上述技术手段，本发明实施例可以根据目标放电特征工况的数据计算目标时刻的实际放电容量，进一步根据实际放电容量的电动势和电压计算实际过电势，以便后续基于参考过电势和实际过电势计算动力电池的荷电状态。
20、一种动力电池的荷电状态估计方法，应用于云端设备，其中，方法包括以下步骤：获取动力电池的基准放电曲线；根据基准放电曲线构建动力电池的过电势映射关系，其中，过电势映射关系为动力电池的过电势与任意时刻的放电相关数据的映射关系；基于过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势，根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态。
21、一种动力电池的荷电状态估计方法，应用于车辆，其中，方法包括以下步骤：采集目标时刻动力电池的放电相关数据；上传目标时刻动力电池的放电相关数据至云端设备，其中，云端设备根据目标时刻动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势，根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，过电势映射关系为动力电池的过电势与任意时刻的放电相关数据的映射关系；获取云端设备下发的目标时刻动力电池的荷电状态，基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态。
22、一种动力电池的荷电状态估计装置，应用于云端设备，其中，装置包括：第一获取模块，用于获取目标时刻动力电池的放电相关数据；确定模块，用于根据目标时刻动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势，其中，过电势映射关系为动力电池的过电势与任意时刻的放电相关数据的映射关系；第一估计模块，用于根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态。
23、进一步，还包括：第一构建模块，用于在根据目标时刻动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势之前，获取动力电池的基准放电曲线；根据基准放电曲线构建动力电池的过电势映射关系。
24、进一步，第一构建模块进一步用于：获取动力电池的多个测试温度；在每个测试温度下，将动力电池按照不同恒流放电电流放电至截止电压；根据每个测试温度下的恒流放电电流、放电容量和放电电压生成多个基准放电曲线。
25、进一步，第一构建模块进一步用于：根据基准放电曲线计算动力电池的电动势曲线；根据动力电池的电动势曲线构建动力电池的过电势映射关系。
26、进一步，第一构建模块进一步用于：从基准放电曲线任意选择多条曲线作为参考放电曲线；对各参考参考放电曲线进行线性插值得到各参考放电曲线在相同放电容量上的电压序列；根据各参考放电曲线在相同放电容量上的电压序列计算电动势曲线。
27、进一步，第一构建模块进一步用于：获取动力电池每个放电倍率中目标放电容量时的电压；根据电动势曲线确定目标放电容量时的电动势；根据每个放电倍率中目标放电容量时的电压和电动势构建动力电池的过电势映射关系。
28、进一步，第一估计模块进一步用于：从目标时刻动力电池的放电相关数据中筛选目标放电特征工况的数据；根据目标放电特征工况的数据和过电势映射关系计算目标时刻动力电池的参考过电势。
29、进一步，根据电流和车速确定目标放电特征工况。
30、进一步，还包括：计算模块，用于在根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态之前，根据目标放电特征工况的数据计算目标时刻的实际放电容量；根据实际放电容量的电动势和电压计算实际过电势。
31、一种动力电池的荷电状态估计装置，装置应用于云端设备，其中，装置包括：第二获取模块，用于获取动力电池的基准放电曲线；构建模块，用于根据基准放电曲线构建动力电池的过电势映射关系，其中，过电势映射关系为动力电池的过电势与任意时刻的放电相关数据的映射关系；第二估计模块，用于基于过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势，根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态。
32、一种动力电池的荷电状态估计装置，应用于车辆，其中，包括：采集模块，用于采集目标时刻动力电池的放电相关数据；上传模块，用于上传目标时刻动力电池的放电相关数据至云端设备，其中，云端设备根据目标时刻动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势，根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，过电势映射关系为动力电池的过电势与任意时刻的放电相关数据的映射关系；第三估计模块，用于获取云端设备下发的目标时刻动力电池的荷电状态，基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态。
33、一种云端设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序，以实现如上述实施例的动力电池的荷电状态估计方法。
34、一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序，以实现如上述实施例的动力电池的荷电状态估计方法。
35、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，计算机程序或指令被处理器执行时，以用于实现如上述实施例的动力电池的荷电状态估计方法。
36、一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，计算机程序或指令被执行时，以实现上述实施例的动力电池的荷电状态估计方法。
37、本发明的有益效果：
38、(1)可以在目标时刻动力电池放电时，通过放电相关数据和过电势映射关系确定动力电池的参考过电势，，通过放电相关数据和过电势映射关系确定动力电池的参考过电势，进一步基于实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，并基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态，直接基于过电势进行荷电状态估计，无需建立复杂模型，并且避免了只能在特定放电荷电状态区间进行动力电池的荷电状态估计，降低了动力电池材料对于荷电状态估计的影响，提高动力电池荷电状态的估计准确性。
39、(2)可以根据动力电池的基准放电曲线构建动力电池的过电势映射关系，以便后续计算参考过电势。
40、(3)可以对动力电池在不同测试温度下进行不同放电电流的放电测试，从而获取不同温度下、不同恒流放电电流的基准放电曲线。
41、(4)可以根据基准放电曲线计算动力电池的电动势曲线，进一步根据动力电池的电动势曲线构建动力电池的过电势映射关系。
42、(5)可以对多条参考参考放电曲线进行线性插值得到各参考放电曲线在相同放电容量上的电压序列，进一步根据各参考放电曲线在相同放电容量上的电压序列计算电动势曲线，以便后续基于电动势曲线构建动力电池的过电势映射关系。
43、(6)可以根据电动势曲线确定动力电池的目标放电容量时的电动势，并根据每个放电倍率中目标放电容量时的电压和电动势构建动力电池的过电势映射关系。
44、(7)可以从目标时刻动力电池的放电相关数据中筛选目标放电特征工况的数据，进一步根据目标放电特征工况的数据和过电势映射关系计算目标时刻动力电池的参考过电势，以便后续基于参考过电势和实际过电势计算动力电池的荷电状态
45、(8)可以根据目标放电特征工况的数据计算目标时刻的实际放电容量，进一步根据实际放电容量的电动势和电压计算实际过电势，以便后续基于参考过电势和实际过电势计算动力电池的荷电状态。
46、本技术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，或通过本技术的实践了解到。
技术特征：
1.一种动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，所述方法应用于云端设备，其中，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，在根据目标时刻所述动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻所述动力电池的参考过电势之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，所述获取动力电池的基准放电曲线，包括：
4.根据权利要求3所述的动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，所述根据所述基准放电曲线构建动力电池的过电势映射关系，包括：
5.根据权利要求4所述的动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，所述根据所述基准放电曲线计算所述动力电池的电动势曲线，包括：
6.根据权利要求4所述的动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，所述根据所述动力电池的电动势曲线构建所述动力电池的过电势映射关系，包括：
7.根据权利要求1所述的动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，所述根据目标时刻所述动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻所述动力电池的参考过电势，还包括：
8.根据权利要求7所述的动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，根据电流和车速确定所述目标放电特征工况。
9.根据权利要求7所述的动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，在根据所述目标时刻所述动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻所述动力电池的荷电状态之前，还包括：
10.一种动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，所述方法应用于云端设备，其中，所述方法包括以下步骤：
11.一种动力电池的荷电状态估计方法，其特征在于，所述方法应用于车辆，其中，所述方法包括以下步骤：
12.一种动力电池的荷电状态估计装置，其特征在于，所述装置应用于云端设备，其中，所述装置包括：
13.一种动力电池的荷电状态估计装置，其特征在于，所述装置应用于云端设备，其中，所述装置包括：
14.一种动力电池的荷电状态估计装置，其特征在于，所述装置应用于车辆，其中，所述装置包括：
15.一种云端设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-10所述的动力电池的荷电状态估计方法。
16.一种车辆，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求11所述的动力电池的荷电状态估计方法。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，计算机程序或指令被处理器执行时，以用于实现如权利要求1-11任一项所述的动力电池的荷电状态估计方法。
18.一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于，所述计算机程序或指令被执行时，以实现权利要求1-11任一项所述的动力电池的荷电状态估计方法。
技术总结
本发明涉及电池管理技术领域，特别涉及一种动力电池的荷电状态估计方法、装置、设备、车辆及介质，其中，方法包括：获取目标时刻动力电池的放电相关数据；根据目标时刻动力电池的放电相关数据和过电势映射关系确定目标时刻动力电池的参考过电势，其中，过电势映射关系为动力电池的过电势与任意时刻的放电相关数据的映射关系；根据目标时刻动力电池的实际过电势和参考过电势计算目标时刻动力电池的荷电状态，基于目标时刻动力电池的荷电状态估计当前时刻动力电池的荷电状态。由此，解决了相关技术中动力电池放电荷电状态估计适用范围较小，且估计结果易受到电池材料的影响的，导致估计准确度较低等问题。
技术研发人员：张远瀛,李东江,江振文,林富
受保护的技术使用者：深蓝汽车科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23