本申請實施例涉及一種汽車電子，尤其涉及一種電池監(jiān)控方法及電池監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前電動汽車上配備的大容量動力電池組都專門設(shè)計有電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)，以對電池組以及單體的狀態(tài)(包括電壓、電流、溫度、容量等)進行監(jiān)測和評估。

電池的荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)，又稱電池剩余電量，代表的是電池使用一段時間或長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，常用百分數(shù)表示，其取值范圍為0～1。當(dāng)SOC＝0時表示電池放電完全，當(dāng)SOC＝1時表示電池完全充滿。對SOC進行估計是BMS系統(tǒng)很重要的功能。

然而，由于電池的內(nèi)阻是影響荷電狀態(tài)測算的一個重要因素，因此，如何精準(zhǔn)測量電池的內(nèi)阻已經(jīng)成為業(yè)界一大重點難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請實施例提供一種電池監(jiān)控方法，用于提高電池內(nèi)阻測算的準(zhǔn)確性，進一步提高荷電狀態(tài)的測算準(zhǔn)確性。

本申請實施例提供一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，用于提高電池內(nèi)阻測算的準(zhǔn)確性，進一步提高荷電狀態(tài)的測算準(zhǔn)確性。

為解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供：

一種電池監(jiān)控方法，包括：

獲取輸出電壓U(t-1)、U(t)和電流I(t-1)、I(t)；

獲得極化電壓Up(t-1)、Up(t)；

計算電流差dI(t)，dI(t)＝I(t)－I(t－1)；

計算電壓差dV(t)，dV(t)＝U(t)－U(t－1)－Up(t)+Up(t－1)；

計算電流總變化量SumdI，SumdI(t)＝SumdI(t－1)+dI(t)；

計算電壓總變化量SumdV，SumdV(t)＝SumdV(t－1)+dV(t)；

根據(jù)預(yù)設(shè)定的重復(fù)次數(shù)N，重復(fù)上述步驟N次，

根據(jù)所述電流總變化量SumdI及所述電壓總變化量SumdV，計算預(yù)測內(nèi)阻Rcal，Rcal＝SumdV/SumdI；

根據(jù)預(yù)測內(nèi)阻Rcal，確定電池的內(nèi)阻R(n)；

根據(jù)所述內(nèi)阻R(n)，獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n)，并根據(jù)所述荷電狀態(tài)Soc(n)，控制和/或調(diào)整外部電路工作情況。

一種較佳的實施方式中，所述根據(jù)預(yù)測內(nèi)阻Rcal，確定電池的內(nèi)阻R(n)，具體包括：

電池的內(nèi)阻R(n)具體計算公式為：R(n)＝A＊R(n-1)+B＊Rcal。

一種較佳的實施方式中，A+B＝1，且A遠遠大于B。

一種較佳的實施方式中，所述方法還包括：

獲取電池的內(nèi)阻R(n-1)；

根據(jù)所述內(nèi)阻R(n-1)，獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n-1)；

判斷所述荷電狀態(tài)Soc(n-1)是否屬于第一預(yù)設(shè)范圍。

一種較佳的實施方式中，所述方法還包括：

判斷電池是否處于放電狀態(tài)。

一種較佳的實施方式中，所述方法還包括：

判斷所述電流差dI(t)及所述電壓差dV(t)是否大于等于系統(tǒng)的采樣精度。

一種較佳的實施方式中，所述方法還包括：

預(yù)設(shè)定最大錯誤次數(shù)為M，針對荷電狀態(tài)Soc(n-1)不屬于第一預(yù)設(shè)范圍或電池不處于放電狀態(tài)或電流差dI(t)或電壓差dV(t)不大于等于系統(tǒng)的采樣精度 的情況，若連續(xù)出現(xiàn)M次，則電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV都設(shè)置為0，并重新開始測算及控制。

一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括：

輸出電壓檢測模塊，用于測量輸出電壓U(t)；

電流檢測模塊，用于測量電流I(t)；

極化電壓獲取模塊，用于獲取電池的極化電壓Up(t)；

計算模塊，用于根據(jù)電流I(t)和電流I(t－1)計算電流差dI(t)，根據(jù)輸出電壓U(t)、輸出電壓U(t－1)、極化電壓Up(t)和極化電壓Up(t－1)計算電壓差dV(t)；

電流差dI(t)具體計算公式為：dI(t)＝I(t)－I(t－1)；

電壓差dV(t)具體計算公式為：dV(t)＝U(t)－U(t－1)－Up(t)+Up(t－1)；

所述計算模塊根據(jù)電流差dI(t)及電壓差dV(t)，計算獲得電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV；

電流總變化量SumdI具體計算公式為：SumdI(t)＝SumdI(t－1)+dI(t)；

電壓總變化量SumdI具體計算公式為：SumdV(t)＝SumdV(t－1)+dV(t)；

上述各模塊，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的重復(fù)次數(shù)N進行重復(fù)執(zhí)行，達到重復(fù)次數(shù)N后，所述計算模塊確定電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV；

進一步的，所述計算模塊根據(jù)電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV，計算預(yù)測內(nèi)阻Rcal；

預(yù)測內(nèi)阻Rcal具體計算公式為：Rcal＝SumdV/SumdI；

所述計算模塊確定電池的內(nèi)阻R(n)；

所述荷電狀態(tài)判斷模塊，根據(jù)內(nèi)阻R(n)，獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n)；

控制模塊，用于根據(jù)電池的荷電狀態(tài)Soc(n)，控制和/或調(diào)整外部電路工作情況。

一種較佳的實施方式中，所述系統(tǒng)還包括：

內(nèi)阻獲取模塊，用于獲取電池的內(nèi)阻R(n-1)；

荷電狀態(tài)獲取模塊，用于根據(jù)所述內(nèi)阻R(n-1)，獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n-1)；

荷電狀態(tài)判斷模塊，用于判斷荷電狀態(tài)Soc(n-1)是否屬于第一預(yù)設(shè)范圍；

電池充放狀態(tài)檢測模塊，用于判斷電池是否處于放電狀態(tài)；

變化判斷模塊，用于判斷電流差dI(t)及電壓差dV(t)是否大于等于系統(tǒng)的采樣精度；

一種較佳的實施方式中，所述系統(tǒng)還包括：

錯誤處理模塊，用于預(yù)設(shè)定最大錯誤次數(shù)為M，針對荷電狀態(tài)Soc(n-1)不屬于第一預(yù)設(shè)范圍或電池不處于放電狀態(tài)或電流差dI(t)或電壓差dV(t)不大于等于系統(tǒng)的采樣精度的情況，若連續(xù)出現(xiàn)M次，則電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV都設(shè)置為0，并重新開始測算及控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實施例具有以下有益效果：本申請實施例通過電池持續(xù)放電過程中的某一時間段內(nèi)，內(nèi)阻引起的輸出電壓和電流變量的總和，來計算電池內(nèi)阻，提高電池內(nèi)阻測算的準(zhǔn)確性，進一步提高荷電狀態(tài)的測算準(zhǔn)確性。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請實施例的一部分，本申請實施例的示意性申請實施例及其說明用于解釋本申請實施例，并不構(gòu)成對本申請實施例的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本申請一實施例提供的電池監(jiān)控方法的流程示意圖；

圖2是本申請一實施例提供的電池監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；

圖3是本申請一實施例所采用的等效電池模型。

具體實施方式

為使本申請實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本申請 實施例具體申請實施例及相應(yīng)的附圖對本申請實施例技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的申請實施例僅是本申請實施例一部分申請實施例，而不是全部的申請實施例?；诒旧暾垖嵤├械纳暾垖嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他申請實施例，都屬于本申請實施例保護的范圍。

圖1是本申請一實施例提供的電池監(jiān)控方法的流程示意圖。

圖2是本申請一實施例提供的電池監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。

圖3是本申請一實施例所采用的等效電池模型。

所述電池監(jiān)控方法的實施例具體可以包括以下步驟：

S101：獲取電池的內(nèi)阻，記為R(n-1)。

一種具體實施方式中，所述內(nèi)阻R(n-1)可以為之前測算后，記錄在系統(tǒng)中。

另一種具體實施方式中，所述內(nèi)阻R(n-1)可以為每次開始測量時，預(yù)設(shè)的某一特定值。

另一種具體實施方式中，所述內(nèi)阻R(n-1)可以為電池充滿電后，預(yù)設(shè)的某一特定值。

另一種具體實施方式中，所述內(nèi)阻R(n-1)可以為以上所述的任意情況的組合。

S102：根據(jù)所述內(nèi)阻R(n-1)，獲取電池的荷電狀態(tài)(State of Charge)，記為Soc(n-1)。

一種具體實施方式中，根據(jù)所述內(nèi)阻R(n-1)及內(nèi)阻與荷電狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型，計算獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n-1)。

另一種具體實施方式中，根據(jù)所述內(nèi)阻R(n-1)及事先測試獲得的內(nèi)阻與荷電狀態(tài)的對照表，查表獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n-1)。

S103：判斷荷電狀態(tài)Soc(n-1)是否屬于第一預(yù)設(shè)范圍。

一種具體實施方式中，所述第一預(yù)設(shè)范圍可以為25％至85％。由于當(dāng)荷電狀態(tài)Soc(n-1)的具體值過大或過小時，內(nèi)阻的變化較大，此時，若有此方法進 行測量，測量精度較差。

S104：若荷電狀態(tài)Soc(n-1)屬于第一預(yù)設(shè)范圍，則進行輸出電壓及電流的測量，所述輸出電壓記為U(t)，所述電流記為I(t)。

所述電流的方向定義為由電池的正極流向電池的正極。

S105：判斷電池是否處于放電狀態(tài)。

一種具體實施方式中，通過判斷電流I(t)是否大于0，來判斷電池是否處于放電狀態(tài)。

另一種具體實施方式中，通過判斷電流I(t)/I(t－1)是否都大于0，來判斷電池是否處于放電狀態(tài)。

另一種具體實施方式中，通過判斷電流I(t)/I(t－1)/I(t－2)是否都大于0，來判斷電池是否處于放電狀態(tài)。

S106：若電池處于放電狀態(tài)，獲取電池的極化電壓，記為Up(t)。

一種具體實施方式中，通過測量溫度，根據(jù)溫度、荷電狀態(tài)及事先測試獲得的溫度、荷電狀態(tài)與極化電壓的對照表，查表獲取電池的極化電壓Up(t)。

另一種具體實施方式中，通過測量溫度，根據(jù)溫度、荷電狀態(tài)及事先測試獲得的溫度、荷電狀態(tài)與極化電阻和極化電容的對照表，查表獲取極化電阻Rp(t)和極化電容Cp(t)。根據(jù)極化電阻Rp(t)、極化電容Cp(t)、電流I(t)及電流I(t－1)，計算獲取電池的極化電壓Up(t)。一種具體實施方式中，具體計算公式為：

Up(t)＝Up(t-1)*exp(-dt/(Rp*Cp(t)))+I(t)*Rp(t)*(1-exp(-dt/(Rp*Cp(t))))

其中，dt為計算的間隔周期，exp為指數(shù)計算。

S107：根據(jù)電流I(t)和電流I(t－1)計算電流差dI(t)，根據(jù)輸出電壓U(t)、輸出電壓U(t－1)、極化電壓Up(t)和極化電壓Up(t－1)計算電壓差dV(t)。

電流差dI(t)具體計算公式為：dI(t)＝I(t)－I(t－1)。

電壓差dV(t)具體計算公式為：dV(t)＝U(t)－U(t－1)－Up(t)+Up(t－1)。

S108：判斷電流差dI(t)及電壓差dV(t)是否大于等于系統(tǒng)的采樣精度。

S109：若電流差dI(t)及電壓差dV(t)大于等于系統(tǒng)的采樣精度，根據(jù)電流差dI(t)及電壓差dV(t)，計算獲得電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV。

電流總變化量SumdI具體計算公式為：SumdI(t)＝SumdI(t－1)+dI(t)。

電壓總變化量SumdI具體計算公式為：SumdV(t)＝SumdV(t－1)+dV(t)。

S110：重復(fù)S101至S109。

預(yù)先設(shè)定重復(fù)次數(shù)N，達到重復(fù)次數(shù)N后，確定電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV。

S111：根據(jù)電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV，計算預(yù)測內(nèi)阻Rcal。

預(yù)測內(nèi)阻Rcal具體計算公式為：Rcal＝SumdV/SumdI。

S112：確定電池的內(nèi)阻R(n)。

電池的內(nèi)阻R(n)具體計算公式為：R(n)＝A＊R(n-1)+B＊Rcal。

一種具體實施方式中，A+B＝1，且A遠遠大于B。具體的，A可以等于0.99，B可以等于0.01。

S113：根據(jù)內(nèi)阻R(n)，獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n)，并根據(jù)電池的荷電狀態(tài)Soc(n)，控制和/或調(diào)整外部電路工作情況。

一種具體實施方式中，根據(jù)內(nèi)阻R(n)，修正電池的健康度(Section Of Health)，進一步調(diào)整電池的荷電狀態(tài)Soc(n)。

S114：預(yù)設(shè)定最大錯誤次數(shù)為M，針對荷電狀態(tài)Soc(n-1)不屬于第一預(yù)設(shè)范圍或電池不處于放電狀態(tài)或電流差dI(t)或電壓差dV(t)不大于等于系統(tǒng)的采樣精度的情況，若任意錯誤或錯誤組合連續(xù)出現(xiàn)M次，則電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV都設(shè)置為0，并重新開始測算及控制。

通過電池持續(xù)放電過程中的某一時間段內(nèi)，內(nèi)阻引起的輸出電壓和電流變量的總和，來計算電池內(nèi)阻，提高電池內(nèi)阻測算的準(zhǔn)確性，進一步提高荷電狀態(tài)的測算準(zhǔn)確性。

以上為本申請一實施例提供的電池監(jiān)控方法，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明 白，本申請一實施例還對應(yīng)提供一種電池監(jiān)控系統(tǒng)，詳見圖2。

所述電池監(jiān)控系統(tǒng)的實施例具體可以包括：

內(nèi)阻獲取模塊，用于獲取電池的內(nèi)阻R(n-1)；

荷電狀態(tài)獲取模塊，用于根據(jù)所述內(nèi)阻R(n-1)，獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n-1)；

荷電狀態(tài)判斷模塊，用于判斷荷電狀態(tài)Soc(n-1)是否屬于第一預(yù)設(shè)范圍；

輸出電壓檢測模塊，用于當(dāng)荷電狀態(tài)Soc(n-1)屬于第一預(yù)設(shè)范圍，測量輸出電壓U(t)；

電流檢測模塊，用于當(dāng)荷電狀態(tài)Soc(n-1)屬于第一預(yù)設(shè)范圍，測量電流I(t)；

電池充放狀態(tài)檢測模塊，用于判斷電池是否處于放電狀態(tài)；

極化電壓獲取模塊，用于當(dāng)電池處于放電狀態(tài)，獲取電池的極化電壓Up(t)；

計算模塊，用于根據(jù)電流I(t)和電流I(t－1)計算電流差dI(t)，根據(jù)輸出電壓U(t)、輸出電壓U(t－1)、極化電壓Up(t)和極化電壓Up(t－1)計算電壓差dV(t)；

電流差dI(t)具體計算公式為：dI(t)＝I(t)－I(t－1)；

電壓差dV(t)具體計算公式為：dV(t)＝U(t)－U(t－1)－Up(t)+Up(t－1)；

變化判斷模塊，用于判斷電流差dI(t)及電壓差dV(t)是否大于等于系統(tǒng)的采樣精度；

若電流差dI(t)及電壓差dV(t)大于等于系統(tǒng)的采樣精度，所述計算模塊根據(jù)電流差dI(t)及電壓差dV(t)，計算獲得電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV；

電流總變化量SumdI具體計算公式為：SumdI(t)＝SumdI(t－1)+dI(t)；

電壓總變化量SumdI具體計算公式為：SumdV(t)＝SumdV(t－1)+dV(t)；

上述各模塊，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的重復(fù)次數(shù)N進行重復(fù)執(zhí)行，達到重復(fù)次數(shù)N后，所述計算模塊確定電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV；

進一步的，所述計算模塊根據(jù)電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV，計算預(yù)測內(nèi)阻Rcal；

預(yù)測內(nèi)阻Rcal具體計算公式為：Rcal＝SumdV/SumdI；

所述計算模塊確定電池的內(nèi)阻R(n)；

電池的內(nèi)阻R(n)具體計算公式為：R(n)＝A＊R(n-1)+B＊Rcal；

所述荷電狀態(tài)判斷模塊，根據(jù)內(nèi)阻R(n)，獲取電池的荷電狀態(tài)Soc(n)；

控制模塊，用于根據(jù)電池的荷電狀態(tài)Soc(n)，控制和/或調(diào)整外部電路工作情況；

錯誤處理模塊，用于預(yù)設(shè)定最大錯誤次數(shù)為M，針對荷電狀態(tài)Soc(n-1)不屬于第一預(yù)設(shè)范圍或電池不處于放電狀態(tài)或電流差dI(t)或電壓差dV(t)不大于等于系統(tǒng)的采樣精度的情況，若連續(xù)出現(xiàn)M次，則電流總變化量SumdI及電壓總變化量SumdV都設(shè)置為0，并重新開始測算及控制。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學(xué)存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中 的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

在一個典型的配置中，計算設(shè)備包括一個或多個處理器(CPU)、輸入/輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口和內(nèi)存。

內(nèi)存可能包括計算機可讀介質(zhì)中的非永久性存儲器，隨機存取存儲器(RAM)和/或非易失性內(nèi)存等形式，如只讀存儲器(ROM)或閃存(flash RAM)。內(nèi)存是計算機可讀介質(zhì)的示例。

計算機可讀介質(zhì)包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術(shù)來實現(xiàn)信息存儲。信息可以是計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序的模塊或其他數(shù)據(jù)。計算機的存儲介質(zhì)的例子包括，但不限于相變內(nèi)存(PRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、其他類型的隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、快閃記憶體或其他內(nèi)存技術(shù)、只讀光盤只讀存儲器(CD-ROM)、數(shù)字多功能光盤(DVD)或其他光學(xué)存儲、磁盒式磁帶，磁帶磁磁盤存儲或其他磁性存儲設(shè)備或任何其他非傳輸介質(zhì)，可用于存儲可以被計算設(shè)備訪問的信息。按照本文中的界定，計算機可讀介質(zhì)不包括暫存電腦可讀媒體(transitory media)，如調(diào)制的數(shù)據(jù)信號和載波。

還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、產(chǎn)品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、產(chǎn)品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、產(chǎn)品或者設(shè) 備中還存在另外的相同要素。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請的實施例可提供為方法、系統(tǒng)或計算機程序產(chǎn)品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學(xué)存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

以上所述僅為本申請的實施例而已，并不用于限制本申請。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。