本申請(qǐng)涉及新能源汽車領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種動(dòng)力電池容量估算方法、系統(tǒng)及電動(dòng)汽車。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車是指以動(dòng)力電池作為全部或部分動(dòng)力來(lái)源的機(jī)動(dòng)車輛，包括純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車等種類，電動(dòng)汽車以其所使用能源相對(duì)清潔、排放少、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)成為現(xiàn)今解決能源、環(huán)境問(wèn)題的首選，這也使得電動(dòng)汽車的需求愈來(lái)愈大，成為汽車工業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向之一。

動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源，其自身的實(shí)際容量是表征其續(xù)航里程的重要參數(shù)，也是衡量動(dòng)力電池衰減和老化程度的主要標(biāo)志之一。現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)動(dòng)力電池的實(shí)際容量測(cè)試主要集中在動(dòng)力電池組裝進(jìn)電動(dòng)汽車之前，其目的主要是對(duì)動(dòng)力電池的額定容量進(jìn)行標(biāo)定。但是在動(dòng)力電池出廠使用過(guò)程中卻沒(méi)有有效的方法在不拆卸的狀態(tài)下(在線狀態(tài)下)進(jìn)行實(shí)際容量的測(cè)定，因此，如何在線測(cè)量動(dòng)力電池的容量成為電動(dòng)汽車領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種動(dòng)力電池容量估算方法、系統(tǒng)及電動(dòng)汽車，以實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量動(dòng)力電池的容量的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種動(dòng)力電池容量估算方法，應(yīng)用于電動(dòng)汽車，所述電動(dòng)汽車包括動(dòng)力電池，所述動(dòng)力電池由多個(gè)單體電池構(gòu)成，所述動(dòng)力電池容量估算方法包括：

以一個(gè)所述單體電池為檢測(cè)對(duì)象，在獲取開始信號(hào)后獲取所述檢測(cè)對(duì)象的充電溫度所屬的溫度區(qū)間；

記錄所述檢測(cè)對(duì)象的電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間；

查詢第一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得所述檢測(cè)對(duì)象的額定容量和首次充電時(shí)充電溫度在所述溫度區(qū)間狀態(tài)下，所述檢測(cè)對(duì)象的電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的預(yù)設(shè)充電時(shí)間，所述第一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有所述單體電池的額定容量以及所述單體電池充電溫度在不同的溫度區(qū)間狀態(tài)下，電壓變化和所需充電時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

將所述第一充電時(shí)間和預(yù)設(shè)充電時(shí)間代入預(yù)設(shè)公式，計(jì)算獲得所述檢測(cè)對(duì)象的當(dāng)前容量，所述預(yù)設(shè)公式為Q1＝T2/T1×Q0，其中，Q1表示所述單體電池的當(dāng)前容量，Q0表示所述單體電池的額定容量，T1為所述預(yù)設(shè)充電時(shí)間，T2為所述第一充電時(shí)間；

判斷是否對(duì)所述動(dòng)力電池的所有單體電池都進(jìn)行過(guò)估算，如果否，則以所述動(dòng)力電池的另一個(gè)單體電池為檢測(cè)對(duì)象，獲取所述檢測(cè)對(duì)象的充電溫度所屬的溫度區(qū)間，并返回記錄所述檢測(cè)對(duì)象的電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間的步驟；

如果是，以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

優(yōu)選的，所述對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新包括：

以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為估算容量，判斷是否為首次估算，如果是，則計(jì)算所述估算容量與所述動(dòng)力電池的額定容量的差值與所述動(dòng)力電池的額定容量的比值，并判斷所述比值是否大于預(yù)設(shè)比值，若否，則利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新；

如果否，則計(jì)算所述估算容量與估算歷史中上次估算容量的差值與所述動(dòng)力電池的額定容量的比值，并判斷所述比值是否大于預(yù)設(shè)比值，若否，則利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)比值的取值范圍為10％±1％，包括端點(diǎn)值。

優(yōu)選的，所述以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新包括：

在接收到結(jié)束信號(hào)后，以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

優(yōu)選的，所述開始信號(hào)為開始充電信號(hào)。

一種動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)，應(yīng)用于電動(dòng)汽車，所述電動(dòng)汽車包括動(dòng)力電池，所述動(dòng)力電池由多個(gè)單體電池構(gòu)成，所述動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)包括：

第一溫度獲取單元，用于以一個(gè)所述單體電池為檢測(cè)對(duì)象，在獲取開始信號(hào)后獲取所述動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間；

充電時(shí)間記錄單元，用于記錄所述檢測(cè)對(duì)象的電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間；

查詢單元，用于查詢第一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得所述單體電池的額定容量和首次充電時(shí)充電溫度再所述溫度區(qū)間狀態(tài)下，其電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的預(yù)設(shè)充電時(shí)間，所述第一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有所述單體電池的額定容量以及所述單體電池充電溫度在不同的溫度區(qū)間狀態(tài)下，電壓變化和所需充電時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

計(jì)算單元，用于將所述第一充電時(shí)間和預(yù)設(shè)充電時(shí)間代入預(yù)設(shè)公式，計(jì)算獲得所述單體電池的當(dāng)前容量，所述預(yù)設(shè)公式為Q1＝T2/T1×Q0，其中，Q1表示所述單體電池的當(dāng)前容量，Q0表示所述單體電池的額定容量，T1為所述預(yù)設(shè)充電時(shí)間，T2為所述第一充電時(shí)間；

判斷單元，用于判斷是否對(duì)所述動(dòng)力電池的所有單體電池都進(jìn)行過(guò)估算，如果否，則以所述動(dòng)力電池的另一個(gè)單體電池為檢測(cè)對(duì)象，獲取所述動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間，并返回所述充電時(shí)間記錄單元；如果是，以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

優(yōu)選的，所述判斷單元包括：

第一計(jì)算模塊，用于以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為估算容量，判斷是否為首次估算，如果是，則計(jì)算所述估算容量與所述動(dòng)力電池的額定容量的差值與所述動(dòng)力電池的額定容量的比值，并判斷所述比值是否大于預(yù)設(shè)比值，若否，則利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新；

如果否，則進(jìn)入第二計(jì)算模塊；

所述第二計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述估算容量與估算歷史中上次估算容量的差值與所述動(dòng)力電池的額定容量的比值，并判斷所述比值是否大于預(yù)設(shè)比值，若否，則利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)比值的取值范圍為10％±1％，包括端點(diǎn)值。

優(yōu)選的，所述開始信號(hào)為開始充電信號(hào)。

一種電動(dòng)汽車，包括至少一個(gè)如上述任一實(shí)施例所述的動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種動(dòng)力電池容量估算方法、系統(tǒng)及電動(dòng)汽車，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)力電池的充電過(guò)程中，當(dāng)動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間不同時(shí)，動(dòng)力電池的充電電流不同。只要知道動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間就可以知道動(dòng)力電池的充電電流；另外，在充電電流一致的條件下，不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓與所述動(dòng)力電池的剩余電量(State of Charge，SOC)成正比，當(dāng)不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓變化量相同時(shí)，它們的SOC變化量也是相同的，根據(jù)這一原理以及安時(shí)積分公式獲得預(yù)設(shè)公式Q1＝T2/T1×Q0，從預(yù)設(shè)公式可以看出，當(dāng)所述動(dòng)力電池的某一單體電池的充電電流相同并且電壓變化量相同的前提下，只需要知道當(dāng)前狀態(tài)下，所述單體電池的電壓由第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間，以及所述單體電池的額定容量和首次充電時(shí)由電壓由第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的預(yù)設(shè)充電時(shí)間即可利用所述預(yù)設(shè)公式計(jì)算出所述單體電池的當(dāng)前容量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述單體電池的當(dāng)前容量的估算，當(dāng)估算出所有所述動(dòng)力電池的單體電池的當(dāng)前容量時(shí)，以其中的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算。

利用所述動(dòng)力電池容量估算方法實(shí)現(xiàn)了在線估算所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的目的，并且不需要對(duì)所述動(dòng)力電池進(jìn)行滿充滿放的操作，對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算的效率較高。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(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發(fā)明的實(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)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種動(dòng)力電池容量估算方法的流程示意圖；

圖2為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種動(dòng)力電池的電壓-SOC關(guān)系圖；

圖3為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種動(dòng)力電池的電壓-時(shí)間關(guān)系圖；

圖4為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種以移動(dòng)平滑濾波方式對(duì)動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新的示意圖；

圖5為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的利用本發(fā)明對(duì)不同壽命循環(huán)的動(dòng)力電池的當(dāng)前容量進(jìn)行估算的結(jié)果與動(dòng)力電池的實(shí)測(cè)容量的對(duì)比示意圖；

圖6為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例提供的一種動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(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，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種動(dòng)力電池容量估算方法，應(yīng)用于電動(dòng)汽車，所述電動(dòng)汽車包括動(dòng)力電池，所述動(dòng)力電池由多個(gè)單體電池構(gòu)成，如圖1所示，所述動(dòng)力電池容量估算方法包括：

S101：以一個(gè)所述單體電池為檢測(cè)對(duì)象，在獲取開始信號(hào)后獲取所述檢測(cè)對(duì)象的充電溫度所屬的溫度區(qū)間；

S102：記錄所述檢測(cè)對(duì)象的電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間；

S103：查詢第一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得所述檢測(cè)對(duì)象的額定容量和首次充電時(shí)充電溫度在所述溫度區(qū)間狀態(tài)下，所述檢測(cè)對(duì)象的電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的預(yù)設(shè)充電時(shí)間，所述第一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有所述單體電池的額定容量以及所述單體電池充電溫度在不同的溫度區(qū)間狀態(tài)下，電壓變化和所需充電時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

S104：將所述第一充電時(shí)間和預(yù)設(shè)充電時(shí)間代入預(yù)設(shè)公式，計(jì)算獲得所述檢測(cè)對(duì)象的當(dāng)前容量，所述預(yù)設(shè)公式為Q1＝T2/T1×Q0，其中，Q1表示所述單體電池的當(dāng)前容量，Q0表示所述單體電池的額定容量，T1為所述預(yù)設(shè)充電時(shí)間，T2為所述第一充電時(shí)間；

S105：判斷是否對(duì)所述動(dòng)力電池的所有單體電池都進(jìn)行過(guò)估算，如果否，則以所述動(dòng)力電池的另一個(gè)單體電池為檢測(cè)對(duì)象，獲取所述檢測(cè)對(duì)象的充電溫度所屬的溫度區(qū)間，并返回記錄所述檢測(cè)對(duì)象的電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間的步驟；如果是，以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

需要說(shuō)明的是，所述開始信號(hào)可以是所述電動(dòng)汽車外插充電觸發(fā)的信號(hào)，也可以是通過(guò)所述電動(dòng)汽車的預(yù)設(shè)按鍵的觸發(fā)方式發(fā)送的信號(hào)。當(dāng)所述開始信號(hào)為所述電動(dòng)汽車外插充電觸發(fā)的信號(hào)時(shí)，則每當(dāng)所述電動(dòng)汽車外插充電時(shí)都會(huì)觸發(fā)所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)所述電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池的當(dāng)前容量進(jìn)行估算。當(dāng)所述開始信號(hào)為所述電動(dòng)汽車的預(yù)設(shè)按鍵的觸發(fā)方式發(fā)送的信號(hào)時(shí)，則當(dāng)所述電動(dòng)汽車的用戶觸發(fā)所述預(yù)設(shè)按鍵后才會(huì)觸發(fā)所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)所述電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池的當(dāng)前容量進(jìn)行估算。本申請(qǐng)對(duì)所述開始信號(hào)的具體觸發(fā)方式并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

還需要說(shuō)明的是，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)力電池的充電過(guò)程中，當(dāng)動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間不同時(shí)，動(dòng)力電池的充電電流不同，以某款三元材料電池為例，當(dāng)充電溫度在溫度區(qū)間[-10℃-0℃]時(shí)，其充電電流為I1，當(dāng)充電溫度在溫度區(qū)間[0℃-45℃]時(shí)，其充電電流為I2，當(dāng)充電溫度在溫度區(qū)間[45℃-55℃]時(shí)，其充電電流為I3。由此可知，我們只要知道動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間就可以知道動(dòng)力電池的充電電流，在充電電流一致的條件下，不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓與所述動(dòng)力電池的剩余電量(State of Charge，SOC)成正比，當(dāng)不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓變化量相同時(shí)，它們的SOC變化量也是相同的，如圖2所示。圖3為當(dāng)充電溫度在溫度區(qū)間[0℃-45℃]時(shí)，不同壽命循環(huán)的單體電池的電壓上升曲線，其中，所述壽命循環(huán)是指所述單體電池的充放電次數(shù)。從圖3中我們看出在相同的充電電流的條件下，不同老化程度的單體電池由U1上升至U2所需的充電時(shí)間是不同的，這個(gè)時(shí)間就反映了不同老化程度的單體電池的實(shí)際容量。因此，我們可以根據(jù)不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓變化量相同時(shí)，它們的SOC變化量也是相同的這一原理以及安時(shí)積分公式獲得預(yù)設(shè)公式Q1＝T2/T1×Q0，從預(yù)設(shè)公式可以看出，當(dāng)所述動(dòng)力電池的某一單體電池的充電電流相同并且電壓變化量相同的前提下，只需要知道當(dāng)前狀態(tài)下，所述單體電池的電壓由第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間，以及所述單體電池的額定容量和首次充電時(shí)由電壓由第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的預(yù)設(shè)充電時(shí)間即可利用所述預(yù)設(shè)公式計(jì)算出所述單體電池的當(dāng)前容量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述單體電池的當(dāng)前容量的估算，當(dāng)估算出所有所述動(dòng)力電池的單體電池的當(dāng)前容量時(shí)，以其中的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算。

利用所述動(dòng)力電池容量估算方法實(shí)現(xiàn)了在線估算所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的目的，并且不需要對(duì)所述動(dòng)力電池進(jìn)行滿充滿放的操作，對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算的效率較高。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新包括：

以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為估算容量，判斷是否為首次估算，如果是，則計(jì)算所述估算容量與所述動(dòng)力電池的額定容量的差值與所述動(dòng)力電池的額定容量的比值，并判斷所述比值是否大于預(yù)設(shè)比值，若否，則利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新；

如果否，則計(jì)算所述估算容量與估算歷史中上次估算容量的差值與所述動(dòng)力電池的額定容量的比值，并判斷所述比值是否大于預(yù)設(shè)比值，若否，則利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

在本實(shí)施例中，只有在所述比值小于所述預(yù)設(shè)比值的情況下才利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新的目的是避免由于估算過(guò)程的偶然因素出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新的情況出現(xiàn)，增加了所述動(dòng)力電池容量估算方法的穩(wěn)定性。

需要說(shuō)明的是，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)比值的取值范圍為10％±1％，包括端點(diǎn)值。優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)比值的取值可以為10％。但也可以是9％或11％或其他值。本申請(qǐng)對(duì)所述預(yù)設(shè)比值的具體取值和取值范圍并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

所述以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新如圖4所示：

按照堆棧先入先出原則，用本次估算過(guò)程獲得的所述估算容量Q替代Qn，Qn用Qn-1替代，直至Q1替代Q0，Q0退出計(jì)算循環(huán)。圖4中的Q0-Qn代表利用所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)所述單體電池進(jìn)行過(guò)的歷史估算結(jié)果，第n次估算獲得的結(jié)果Qn為前n-1次的均值，即Qn＝(Q0+Q1+…+Qn-1)/n。在利用移動(dòng)平滑濾波過(guò)程中的濾波系數(shù)即為堆棧中數(shù)組的維度(即可容納的歷史估算結(jié)果個(gè)數(shù))。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的又一個(gè)實(shí)施例中，所述移動(dòng)平滑濾波的濾波系數(shù)的取值下限為一周內(nèi)容量更新次數(shù)，這是因?yàn)樗鰟?dòng)力電池的老化程度的變化所需要的時(shí)間一般較長(zhǎng)，頻繁的對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行大幅度的更新沒(méi)有實(shí)際意義。因此所述濾波系數(shù)一般取較大值，這樣所述估算容量進(jìn)入堆棧后對(duì)所述動(dòng)力電池的容量的影響不會(huì)特別大，避免了頻繁大幅度更新所述動(dòng)力電池的情況出現(xiàn)。所述濾波系數(shù)的取值上限由實(shí)施所述動(dòng)力電池容量估算方法的硬件系統(tǒng)的存儲(chǔ)能力而定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新包括：

在接收到結(jié)束信號(hào)后，以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

同樣的，所述結(jié)束信號(hào)可以是所述電動(dòng)汽車充電完成信號(hào)，還可以是通過(guò)所述電動(dòng)汽車的另一預(yù)設(shè)按鍵的觸發(fā)發(fā)送的信號(hào)。本申請(qǐng)對(duì)所述結(jié)束信號(hào)的具體觸發(fā)方式并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，我們利用所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)不同壽命循環(huán)次數(shù)的動(dòng)力電池進(jìn)行估算獲得估算的所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量后再與其實(shí)測(cè)容量進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如圖5所示，從圖5中可以看出利用所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)所述單體電池的進(jìn)行估算獲得的所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量與其實(shí)際容量的走勢(shì)一致，且利用所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)所述單體電池的進(jìn)行估算獲得的所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量與其實(shí)際容量之間的誤差較小，可以滿足對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算要求。

相應(yīng)的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)，應(yīng)用于電動(dòng)汽車，所述電動(dòng)汽車包括動(dòng)力電池，所述動(dòng)力電池由多個(gè)單體電池構(gòu)成，如圖6所示，所述動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)包括：

第一溫度獲取單元100，用于以一個(gè)所述單體電池為檢測(cè)對(duì)象，在獲取開始信號(hào)后獲取所述動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間；

充電時(shí)間記錄單元200，用于記錄所述檢測(cè)對(duì)象的電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間；

查詢單元300，用于查詢第一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得所述單體電池的額定容量和首次充電時(shí)充電溫度再所述溫度區(qū)間狀態(tài)下，其電壓從第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的預(yù)設(shè)充電時(shí)間，所述第一預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有所述單體電池的額定容量以及所述單體電池充電溫度在不同的溫度區(qū)間狀態(tài)下，電壓變化和所需充電時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

計(jì)算單元400，用于將所述第一充電時(shí)間和預(yù)設(shè)充電時(shí)間代入預(yù)設(shè)公式，計(jì)算獲得所述單體電池的當(dāng)前容量，所述預(yù)設(shè)公式為Q1＝T2/T1×Q0，其中，Q1表示所述單體電池的當(dāng)前容量，Q0表示所述單體電池的額定容量，T1為所述預(yù)設(shè)充電時(shí)間，T2為所述第一充電時(shí)間；

判斷單元500，用于判斷是否對(duì)所述動(dòng)力電池的所有單體電池都進(jìn)行過(guò)估算，如果否，則以所述動(dòng)力電池的另一個(gè)單體電池為檢測(cè)對(duì)象，獲取所述動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間，并返回所述充電時(shí)間記錄單元200；如果是，以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

需要說(shuō)明的是，所述開始信號(hào)可以是所述電動(dòng)汽車外插充電觸發(fā)的信號(hào)，也可以是通過(guò)所述電動(dòng)汽車的預(yù)設(shè)按鍵的觸發(fā)方式發(fā)送的信號(hào)。當(dāng)所述開始信號(hào)為所述電動(dòng)汽車外插充電觸發(fā)的信號(hào)時(shí)，則每當(dāng)所述電動(dòng)汽車外插充電時(shí)都會(huì)觸發(fā)所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)所述電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池的當(dāng)前容量進(jìn)行估算。當(dāng)所述開始信號(hào)為所述電動(dòng)汽車的預(yù)設(shè)按鍵的觸發(fā)方式發(fā)送的信號(hào)時(shí)，則當(dāng)所述電動(dòng)汽車的用戶觸發(fā)所述預(yù)設(shè)按鍵后才會(huì)觸發(fā)所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)所述電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池的當(dāng)前容量進(jìn)行估算。本申請(qǐng)對(duì)所述開始信號(hào)的具體觸發(fā)方式并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

還需要說(shuō)明的是，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)力電池的充電過(guò)程中，當(dāng)動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間不同時(shí)，動(dòng)力電池的充電電流不同，以某款三元材料電池為例，當(dāng)充電溫度在溫度區(qū)間[-10℃-0℃]時(shí)，其充電電流為I1，當(dāng)充電溫度在溫度區(qū)間[0℃-45℃]時(shí)，其充電電流為I2，當(dāng)充電溫度在溫度區(qū)間[45℃-55℃]時(shí)，其充電電流為I3。由此可知，我們只要知道動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間就可以知道動(dòng)力電池的充電電流，在充電電流一致的條件下，不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓與所述動(dòng)力電池的剩余電量(State of Charge，SOC)成正比，當(dāng)不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓變化量相同時(shí)，它們的SOC變化量也是相同的，如圖2所示。圖3為當(dāng)充電溫度在溫度區(qū)間[0℃-45℃]時(shí)，不同循環(huán)壽命的單體電池的電壓上升曲線，其中，所述循環(huán)壽命是指所述單體電池的充放電次數(shù)。從圖3中我們看出在相同的充電電流的條件下，不同老化程度的單體電池由U1上升至U2所需的充電時(shí)間是不同的，這個(gè)時(shí)間就反映了不同老化程度的單體電池的實(shí)際容量。因此，我們可以根據(jù)不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓變化量相同時(shí)，它們的SOC變化量也是相同的這一原理以及安時(shí)積分公式獲得預(yù)設(shè)公式Q1＝T2/T1×Q0，從預(yù)設(shè)公式可以看出，當(dāng)所述動(dòng)力電池的某一單體電池的充電電流相同并且電壓變化量相同的前提下，只需要知道當(dāng)前狀態(tài)下，所述單體電池的電壓由第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間，以及所述單體電池的額定容量和首次充電時(shí)由電壓由第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的預(yù)設(shè)充電時(shí)間即可利用所述預(yù)設(shè)公式計(jì)算出所述單體電池的當(dāng)前容量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述單體電池的當(dāng)前容量的估算，當(dāng)估算出所有所述動(dòng)力電池的單體電池的當(dāng)前容量時(shí)，以其中的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算。

利用所述動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線估算所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的目的，并且不需要對(duì)所述動(dòng)力電池進(jìn)行滿充滿放的操作，對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算的效率較高。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述判斷單元500包括：

第一計(jì)算模塊，用于以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為估算容量，判斷是否為首次估算，如果是，則計(jì)算所述估算容量與所述動(dòng)力電池的額定容量的差值與所述動(dòng)力電池的額定容量的比值，并判斷所述比值是否大于預(yù)設(shè)比值，若否，則利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新；

如果否，則進(jìn)入第二計(jì)算模塊；

所述第二計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述估算容量與估算歷史中上次估算容量的差值與所述動(dòng)力電池的額定容量的比值，并判斷所述比值是否大于預(yù)設(shè)比值，若否，則利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

在本實(shí)施例中，只有在所述比值小于所述預(yù)設(shè)比值的情況下才利用所述估算容量以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新的目的是避免由于估算過(guò)程的偶然因素出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新的情況出現(xiàn)，增加了所述動(dòng)力電池容量估算方法的穩(wěn)定性。

需要說(shuō)明的是，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)比值的取值范圍為10％±1％，包括端點(diǎn)值。優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)比值的取值可以為10％。但也可以是9％或11％或其他值。本申請(qǐng)對(duì)所述預(yù)設(shè)比值的具體取值和取值范圍并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

所述以移動(dòng)平滑濾波的方式對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新如圖4所示：

按照堆棧先入先出原則，用本次估算過(guò)程獲得的所述估算容量Q替代Qn，Qn用Qn-1替代，直至Q1替代Q0，Q0退出計(jì)算循環(huán)。圖4中的Q0-Qn代表利用所述動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)對(duì)所述單體電池進(jìn)行過(guò)的歷史估算結(jié)果，第n次估算獲得的結(jié)果Qn為前n-1次的均值，即Qn＝(Q0+Q1+…+Qn-1)/n。在利用移動(dòng)平滑濾波過(guò)程中的濾波系數(shù)即為堆棧中數(shù)組的維度(即可容納的歷史估算結(jié)果個(gè)數(shù))。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的又一個(gè)實(shí)施例中，所述移動(dòng)平滑濾波的濾波系數(shù)的取值下限為一周內(nèi)容量更新次數(shù)，這是因?yàn)樗鰟?dòng)力電池的老化程度的變化所需要的時(shí)間一般較長(zhǎng)，頻繁的對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行大幅度的更新沒(méi)有實(shí)際意義。因此所述濾波系數(shù)一般取較大值，這樣所述估算容量進(jìn)入堆棧后對(duì)所述動(dòng)力電池的容量的影響不會(huì)特別大，避免了頻繁大幅度更新所述動(dòng)力電池的情況出現(xiàn)。所述濾波系數(shù)的取值上限由實(shí)施所述動(dòng)力電池容量估算方法的硬件系統(tǒng)的存儲(chǔ)能力而定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述判斷單元500具體用于判斷是否對(duì)所述動(dòng)力電池的所有單體電池都進(jìn)行過(guò)估算，如果否，則以所述動(dòng)力電池的另一個(gè)單體電池為檢測(cè)對(duì)象，獲取所述動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間，并返回所述充電時(shí)間記錄單元200；

如果是，則在接收到結(jié)束信號(hào)后，以所述動(dòng)力電池的所有單體電池的當(dāng)前容量的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，并對(duì)所述動(dòng)力電池的容量進(jìn)行更新。

同樣的，所述結(jié)束信號(hào)可以是所述電動(dòng)汽車充電完成信號(hào)，還可以是通過(guò)所述電動(dòng)汽車的另一預(yù)設(shè)按鍵的觸發(fā)發(fā)送的信號(hào)。本申請(qǐng)對(duì)所述結(jié)束信號(hào)的具體觸發(fā)方式并不做限定，具體視實(shí)際情況而定。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，我們利用所述動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)對(duì)不同壽命循環(huán)次數(shù)的動(dòng)力電池進(jìn)行估算獲得估算的所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量后再與其實(shí)測(cè)容量進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如圖5所示，從圖5中可以看出利用所述動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)對(duì)所述單體電池的進(jìn)行估算獲得的所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量與其實(shí)際容量之間的走勢(shì)一致，且利用所述動(dòng)力電池容量估算方法對(duì)所述單體電池的進(jìn)行估算獲得的所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量與其實(shí)際容量的誤差較小，可以滿足對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算要求。

相應(yīng)的，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種電動(dòng)汽車，所述電動(dòng)汽車包括如上述任一實(shí)施例所述的動(dòng)力電池容量估算系統(tǒng)。

綜上所述，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種動(dòng)力電池容量估算方法、系統(tǒng)及電動(dòng)汽車，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)力電池的充電過(guò)程中，當(dāng)動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間不同時(shí)，動(dòng)力電池的充電電流不同。只要知道動(dòng)力電池的充電溫度所屬的溫度區(qū)間就可以知道動(dòng)力電池的充電電流；另外，在充電電流一致的條件下，不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓與所述動(dòng)力電池的剩余電量(State of Charge，SOC)成正比，當(dāng)不同老化程度的動(dòng)力電池的電壓變化量相同時(shí)，它們的SOC變化量也是相同的，根據(jù)這一原理以及安時(shí)積分公式獲得預(yù)設(shè)公式Q1＝T2/T1×Q0，從預(yù)設(shè)公式可以看出，當(dāng)所述動(dòng)力電池的某一單體電池的充電電流相同并且電壓變化量相同的前提下，只需要知道當(dāng)前狀態(tài)下，所述單體電池的電壓由第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的第一充電時(shí)間，以及所述單體電池的額定容量和首次充電時(shí)由電壓由第一預(yù)設(shè)值上升至第二預(yù)設(shè)值所需的預(yù)設(shè)充電時(shí)間即可利用所述預(yù)設(shè)公式計(jì)算出所述單體電池的當(dāng)前容量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述單體電池的當(dāng)前容量的估算，當(dāng)估算出所有所述動(dòng)力電池的單體電池的當(dāng)前容量時(shí)，以其中的最小值作為所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算。

利用所述動(dòng)力電池容量估算方法實(shí)現(xiàn)了在線估算所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的目的，并且不需要對(duì)所述動(dòng)力電池進(jìn)行滿充滿放的操作，對(duì)所述動(dòng)力電池的當(dāng)前容量的估算的效率較高。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，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，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。