一种车用动力蓄电池组实际SOC的获取方法及装置与流程

本发明涉及汽车电池技术领域，尤其涉及一种车用动力蓄电池组实际soc的获取方法及装置。

背景技术：

目前，新能源电动汽车所搭载的动力蓄电池组(电池包)是由多个电池模组组成，而每个电池模组又由多个电池单体组成。故在电动汽车中科学和合理的定义和使用动力蓄电池组soc是十分重要的。如果使用不当可能会引起电池组过充或者过放，甚至发生安全事故；如果过于保守使用又会不能最大限度地发挥出电池组的性能，直接影响整车动力性和续驶里程。当前的现有方案主要采用：放电模式下，认为电池单体的最小soc达到下限表示电池无法再继续放电，故采用电池组的实际soc，即packsoc＝mincellsoc；充电模式下，认为电池单体的最大soc达到上限表示电池无法再继续充电，故采用packsoc＝maxcellsoc。

其中，packsoc：表示动力蓄电池组的soc；mincellsoc：表示电池单体的最小soc；maxcellsoc：表示电池单体的最大soc；cellsoc：表示电池单体的soc。

当前的方案比较片面和单一，根据充放电模式只使用某一节电池单体的soc(maxcellsoc或者mincellsoc)来表示电池组的实际soc，即packsoc，关系式不是很准确和不全面，并且受限于充放电模式的判断和切换。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种获取车用动力蓄电池组soc的方法及装置，解决原有电池组soc根据充放电模式，且只使用一节电池单体的soc来表示电池组soc，造成的关系不准确不全面，进而影响电池组使用的安全性和续驶里程的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种车用动力蓄电池组实际soc的获取方法，包括：获取电池组soc的显示值，同时获取电池单体的最大soc和电池单体的最小soc；根据电池组预设容量范围，确定所述电池组soc的显示值所处的容量范围，所述预设容量范围包括第一容量范围、第二容量范围和第三容量范围；当电池组soc的显示值处于所述第一容量范围时，根据所述电池单体的最大soc确定所述电池组soc的实际值；当电池组soc的显示值处于所述第二容量范围时，根据所述电池单体的最大soc、所述电池单体的最小soc、所述第二容量范围的上下值、及预设的数学模型获得所述电池组soc的实际值；当电池组soc的显示值处于所述第三容量范围时，根据所述电池单体的最小soc确定所述电池组soc的实际值。

进一步地，所述第一容量范围为电池组的充电功率逐步减小至零点的范围，所述第二容量范围为电池组处于安全使用范围，所述第三容量范围为电池组的放电功率逐步减小到零点的范围。

进一步地，所述根据电池组预设容量范围，确定所述电池组soc的显示值所处的容量范围，包括：根据第一容量、第二容量、第三容量、第四容量对电池组soc窗口进行区域划分，确定第一容量范围、第二容量范围、第三容量范围；所述第一容量范围为所述第一容量至所述第二容量，所述第二容量范围为所述第二容量至所述第三容量，所述第三容量范围为所述第三容量至所述第四容量；所述第一容量为电池组最高允许的soc；所述第二容量为电池组可提供峰值充电功率时的上限soc；所述第三容量为电池组可提供峰值放电功率时的下限soc；所述第四容量为电池组最低允许的soc。

进一步地，所述预设的数学模型是对所述电池单体的最大soc、所述电池单体的最小soc在电池组soc窗口的上下限值之间基于数学拟合，得到的所述电池组soc的实际值与所述电池单体的最大soc、所述电池单体的最小soc及所述第二容量范围的上下值的数学模型。

进一步地，所述预设的数学模型为：电池组soc的实际值＝第二容量范围的下限值+(电池单体的最小soc-第二容量范围的下限值)*(第二容量范围的上限值-第二容量范围的下限值)/[(第二容量范围的上限值-第二容量范围的下限值)-(电池单体的最大soc-电池单体的最小soc)]。

相应地，本发明还提供了一种车用动力蓄电池组实际soc的获取装置，包括：获取模块，用于获取电池组soc的显示值，同时获取电池单体的最大soc和电池单体的最小soc；容量范围确定模块，用于根据电池组预设容量范围，确定所述电池组soc的显示值所处的容量范围，所述预设容量范围包括第一容量范围、第二容量范围和第三容量范围；第一确定模块，用于在当电池组soc的显示值处于所述第一容量范围时，根据所述电池单体的最大soc确定所述电池组soc的实际值；第二确定模块，用于在当电池组soc的显示值处于所述第二容量范围时，根据所述电池单体的最大soc、所述电池单体的最小soc、所述第二容量范围的上下值、及预设的数学模型获得所述电池组soc的实际值；第三确定模块，用于在当电池组soc的显示值处于所述第三容量范围时，根据所述电池单体的最小soc确定所述电池组soc的实际值。

进一步地，所述第一容量范围为电池组的充电功率逐步减小至零点的范围，所述第二容量范围为电池组处于安全使用范围，所述第三容量范围为电池组的放电功率逐步减小到零点的范围。

进一步地，所述容量范围确定模块还用于：根据第一容量、第二容量、第三容量、第四容量对电池组soc窗口进行区域划分，确定第一容量范围、第二容量范围、第三容量范围；所述第一容量范围为所述第一容量至所述第二容量，所述第二容量范围为所述第二容量至所述第三容量，所述第三容量范围为所述第三容量至所述第四容量；所述第一容量为电池组最高允许的soc；所述第二容量为电池组可提供峰值充电功率时的上限soc；所述第三容量为电池组可提供峰值放电功率时的下限soc；所述第四容量为电池组最低允许的soc。

进一步地，所述预设的数学模型是对所述电池单体的最大soc、所述电池单体的最小soc在电池组soc窗口的上下限值之间基于数学拟合，得到的关于所述电池组soc的实际值与所述电池单体的最大soc、所述电池单体的最小soc及所述第二容量范围的上下值的数学模型。

进一步地，所述预设的数学模型为：电池组soc的实际值＝第二容量范围的下限值+(电池单体的最小soc-第二容量范围的下限值)*(第二容量范围的上限值-第二容量范围的下限值)/[(第二容量范围的上限值-第二容量范围的下限值)-(电池单体的最大soc-电池单体的最小soc)]。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明从电池本身特性出发和电池组安全使用角度出发，对soc窗口进行系统定义和管理；根据soc上下限窗口值划分不同的容量范围，在不同的容量范围内，分别使用电池单体的最大soc和电池单体的最小soc双重变量来完整和系统地量化定义和数学拟合电池组实际soc与电池单体soc的函数关系式。且本发明获得电池组实际soc不再依赖和受限于充放电模式，保证了电池组实际soc的计算更科学、合理和准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明中电池组soc窗口示意图；

图2是本发明中电池组实际soc和电池单体之间的关系图；

图3是本发明一种车用动力蓄电池组实际soc的获取方法的流程图；

图4是本发明一种车用动力蓄电池组实际soc的获取装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面通过实施例进行详细介绍。

在电动汽车的电池组soc的显示窗口上显示电池组的剩余电量，但显示值在窗口界面只显示其范围，并不能作为精确值使用，只能显示soc所处的大致范围。在目前的新能源电动汽车的使用中，主要采用：放电模式下，认为电池单体的最小soc达到下限标识电池无法再继续放电；充电模式下，认为电池单体的最大soc达到上限标识电池无法再继续充电。但这种根据充放电模式只使用一节电池单体的soc来表示电池组的soc，关系式不是很准确和不全面，且受限于充放电模式的判断和切换，且得到的电池组的soc的实际值并不精确，在电池组安全的使用范围内，并不能最大限度地发挥出电池组的性能，影响了整车的动力性和续航里程。

实施例1

如图3所示一种车用动力蓄电池组实际soc的获取方法，包括：

s100、获取电池组soc的显示值，同时获取电池单体的最大soc和电池单体的最小soc。

如图1电池组soc窗口的示意图，整车控制系统获取电池组soc的显示值并显示在soc窗口上，但对于本领域技术人员均知，soc窗口显示的显示值具有不确定性，只能用来获得其范围，并不能作为合理发挥电池组性能的依据。因此，在本步骤中获取电池组soc的显示值，以用来确定步骤s200中电池组soc的显示值所处的容量范围。

s200、根据电池组预设容量范围，确定电池组soc的显示值所处的容量范围，预设容量范围包括第一容量范围、第二容量范围和第三容量范围。

本步骤中，第一容量范围为电池组的充电功率逐步减小至零点的范围，第二容量范围为电池组处于安全使用范围，所述安全使用范围为电池组经多次检测确定的安全使用范围，在安全使用范围内，电池组的功率是稳定的。第三容量范围为电池组的放电功率逐步减小到零点的范围。

具体地，s200根据电池组预设容量范围，确定电池组soc的显示值所处的容量范围，包括：

根据第一容量、第二容量、第三容量、第四容量对电池组soc窗口进行区域划分，确定第一容量范围、第二容量范围、第三容量范围；第一容量范围为第一容量至第二容量，第二容量范围为第二容量至第三容量，第三容量范围为第三容量至第四容量。

第一容量为电池组最高允许的soc，在此点及以上，表示充电功率能力要限制为0。第二容量为电池组可提供峰值充电功率时的上限soc，在此点以上，表示充电功率要逐步减小到第一容量所对应的充电功率能力的点(零点)。第三容量为电池组可提供峰值放电功率时的下限soc，在此点以下，表示放电功率要逐步减小到第四容量所对应的放电功率能力的点(零点)；第四容量为电池组最低允许的soc，在此点及以下，表示放电功率能力要限制到0。

在实际应用过程中，第一容量、第二容量、第三容量、第四容量均根据电池组的特性确定。在图1显示的显示中，第一容量至第四容量的值依次降低，例如电池组最高允许的soc即第一容量为80％，第二容量为70％，第三容量为30％，第四容量为20％，即确定的第一容量范围为80％-70％，此范围内电池组soc达到了使用上限需要进行限制使用，电池组的充电功率需要逐步减小至零点。确定的第二容量范围70％-30％，此过程中电池组soc处于无限制的安全使用范围。确定的第三容量范围30％-20％，此范围内电池组soc达到了下限需要进行限制使用，电池组的放电功率需要逐步减小至零点。

在实际应用中，第一容量与第二容量存在重叠的状况，第三容量与第四容量重叠。且针对性能良好的电池组，第一容量与第二容量存在重叠且均为100％，第三容量与第四容量重叠且均为0％，即说明电池组最高允许的soc与电池组可提供峰值充电功率时的soc重叠且均为100％，电池组可提供峰值放电功率时的soc与电池组最低允许的soc重叠且均为0。

s300、当电池组soc的显示值处于第一容量范围时，根据电池单体的最大soc确定电池组soc的实际值；

当电池组soc的显示值处于第二容量范围时，根据电池单体的最大soc、电池单体的最小soc、第二容量范围的上下值、及预设的数学模型获得电池组soc的实际值；

当电池组soc的显示值处于第三容量范围时，根据电池单体的最小soc确定电池组soc的实际值。

参考图2电池组实际soc和电池单体之间的关系图，当电池组soc的显示值处于第一容量范围时，此范围内电池组soc达到了使用上限需要进行限制使用，电池组的充电功率需要逐步减小至零点，为了确保不会发生过放使用和安全要求，根据电池单体的最大soc确定电池组soc的实际值，具体定义电池组soc的实际值需要无限接近于电池单体的最大soc，即电池单体的最大soc作为电池组soc的实际值。

当电池组soc的显示值处于第二容量范围时，此过程中电池组soc处于无限制的安全使用范围。为了能够更充分地发挥电池组性能，需要采用科学的方法对电池单体的最大soc、电池单体的最小soc两个变量在soc窗口的上下限区间进行数学拟合来表示电池组的soc实际值。

即对电池单体的最大soc、电池单体的最小soc在电池组soc窗口的上下限值之间基于数学拟合，得到的电池组soc的实际值与电池单体的最大soc、电池单体的最小soc及第二容量范围的上下值的数学模型，此数学模型作为预设的数学模型，根据电池单体的最大soc、电池单体的最小soc、第二容量范围的上下值、及预设的数学模型获得电池组soc的实际值。

参考图2，本实施例对电池单体的最大soc、电池单体的最小soc在电池组soc窗口的上下限值之间基于直线拟合，得到的电池组soc的实际值与电池单体的最大soc、电池单体的最小soc及第二容量范围的上下值的数学模型，并作为预设的数学模型。

得到的预设的数学模型为：电池组soc的实际值＝第二容量范围的下限值+(电池单体的最小soc-第二容量范围的下限值)*(第二容量范围的上限值-第二容量范围的下限值)/[(第二容量范围的上限值-第二容量范围的下限值)-(电池单体的最大soc-电池单体的最小soc)]。

由于第二容量范围的下限值即第三容量，第二容量范围的上限值即第二容量，上述预设的数学模型可以写成：电池组soc的实际值＝第三容量+(电池单体的最小soc-第三容量)*(第二容量-第三容量)/[(第二容量-第三容量)-(电池单体的最大soc-电池单体的最小soc)]。

此外，电池组最高允许的soc与电池组可提供峰值充电功率时的soc重叠且均为100％，电池组可提供峰值放电功率时的soc与电池组最低允许的soc重叠且均为0％。即当所述第一容量和第二容量均为1，所述第三容量和第四容量均为0时，预设的数学模型简化为：电池组soc的实际值＝电池单体的最小soc/(1-电池单体的最大soc+电池单体的最小soc)。

当电池组soc的显示值处于第三容量范围时，此范围内电池组soc达到了下限需要进行限制使用，电池组的放电功率需要逐步减小至零点，为了确保不会发生过放使用的安全要求，根据电池单体的最小soc确定电池组soc的实际值，具体定义电池组soc的实际值需要无限接近于电池单体的最小soc，即电池单体的最小soc作为电池组soc的实际值。

本发明从电池本身特性出发和电池组安全使用角度出发，对soc窗口进行系统定义和管理；根据soc上下限窗口值划分不同的容量范围，在不同的容量范围内，分别使用电池单体的最大soc和电池单体的最小soc双重变量来完整和系统地量化定义和数学拟合电池组实际soc与电池单体soc的函数关系式。且本发明获得电池组实际soc不再依赖和受限于充放电模式，保证了电池组实际soc的计算更科学、合理和准确。

实施例2

一种车用动力蓄电池组实际soc的获取装置，参考图4，包括：

获取模块，用于获取电池组soc的显示值，同时获取电池单体的最大soc和电池单体的最小soc。

如图1电池组soc窗口的示意图，整车控制系统获取电池组soc的显示值并显示在soc窗口上，但对于本领域技术人员均知，soc窗口显示的显示值具有不确定性，只能用来获得其范围，并不能作为合理发挥电池组性能的依据。因此，在本步骤中获取电池组soc的显示值，以用来确定步骤s200中电池组soc的显示值所处的容量范围。

容量范围确定模块，用于根据电池组预设容量范围，确定电池组soc的显示值所处的容量范围，预设容量范围包括第一容量范围、第二容量范围和第三容量范围。

第一容量范围为电池组的充电功率逐步减小至零点的范围，第二容量范围为电池组处于安全使用范围，安全使用范围为电池组经多次检测确定的安全使用范围，在安全使用范围内，电池组的功率是稳定的。第三容量范围为电池组的放电功率逐步减小到零点的范围。

具体地，容量范围确定模块，还用于根据第一容量、第二容量、第三容量、第四容量对电池组soc窗口进行区域划分，确定第一容量范围、第二容量范围、第三容量范围；第一容量范围为第一容量至第二容量，第二容量范围为第二容量至第三容量，第三容量范围为第三容量至第四容量。

第一容量为电池组最高允许的soc，在此点及以上，表示充电功率能力要限制为0。第二容量为电池组可提供峰值充电功率时的上限soc，在此点以上，表示充电功率要逐步减小到第一容量所对应的充电功率能力的点(零点)。第三容量为电池组可提供峰值放电功率时的下限soc，在此点以下，表示放电功率要逐步减小到第四容量所对应的放电功率能力的点(零点)；第四容量为电池组最低允许的soc，在此点及以下，表示放电功率能力要限制到0。

在实际应用过程中，第一容量、第二容量、第三容量、第四容量均根据电池组的特性确定。在图1显示的显示中，第一容量至第四容量的值依次降低，例如电池组最高允许的soc即第一容量为80％，第二容量为70％，第三容量为30％，第四容量为20％，即确定的第一容量范围为80％-70％，此范围内电池组soc达到了使用上限需要进行限制使用，电池组的充电功率需要逐步减小至零点。确定的第二容量范围70％-30％，此过程中电池组soc处于无限制的安全使用范围。确定的第三容量范围30％-20％，此范围内电池组soc达到了下限需要进行限制使用，电池组的放电功率需要逐步减小至零点。

在实际应用中，第一容量与第二容量存在重叠的状况，第三容量与第四容量重叠。且针对性能良好的电池组，第一容量与第二容量存在重叠且均为100％，第三容量与第四容量重叠且均为0％，即说明电池组最高允许的soc与电池组可提供峰值充电功率时的soc重叠且均为100％，电池组可提供峰值放电功率时的soc与电池组最低允许的soc重叠且均为0。

第一确定模块，用于在当电池组soc的显示值处于第一容量范围时，根据电池单体的最大soc确定电池组soc的实际值；

第二确定模块，用于在当电池组soc的显示值处于第二容量范围时，根据电池单体的最大soc、电池单体的最小soc、第二容量范围的上下值、及预设的数学模型获得电池组soc的实际值；

第三确定模块，用于在当电池组soc的显示值处于第三容量范围时，根据电池单体的最小soc确定电池组soc的实际值。

参考图2电池组实际soc和电池单体之间的关系图，当电池组soc的显示值处于第一容量范围时，此范围内电池组soc达到了使用上限需要进行限制使用，电池组的充电功率需要逐步减小至零点，为了确保不会发生过放使用和安全要求，根据电池单体的最大soc确定电池组soc的实际值，具体定义电池组soc的实际值需要无限接近于电池单体的最大soc，即电池单体的最大soc作为电池组soc的实际值。

当电池组soc的显示值处于第二容量范围时，此过程中电池组soc处于无限制的安全使用范围。为了能够更充分地发挥电池组性能，需要采用科学的方法对电池单体的最大soc、电池单体的最小soc两个变量在soc窗口的上下限区间进行数学拟合来表示电池组的soc实际值。

即对电池单体的最大soc、电池单体的最小soc在电池组soc窗口的上下限值之间基于数学拟合，得到的电池组soc的实际值与电池单体的最大soc、电池单体的最小soc及第二容量范围的上下值的数学模型，此数学模型作为预设的数学模型，根据电池单体的最大soc、电池单体的最小soc、第二容量范围的上下值、及预设的数学模型获得电池组soc的实际值。

参考图2，本实施例对电池单体的最大soc、电池单体的最小soc在电池组soc窗口的上下限值之间基于直线拟合，得到的电池组soc的实际值与电池单体的最大soc、电池单体的最小soc及第二容量范围的上下值的数学模型，并作为预设的数学模型。

得到的预设的数学模型为：电池组soc的实际值＝第二容量范围的下限值+(电池单体的最小soc-第二容量范围的下限值)*(第二容量范围的上限值-第二容量范围的下限值)/[(第二容量范围的上限值-第二容量范围的下限值)-(电池单体的最大soc-电池单体的最小soc)]。

由于第二容量范围的下限值即第三容量，第二容量范围的上限值即第二容量，上述预设的数学模型可以写成：电池组soc的实际值＝第三容量+(电池单体的最小soc-第三容量)*(第二容量-第三容量)/[(第二容量-第三容量)-(电池单体的最大soc-电池单体的最小soc)]。

此外，电池组最高允许的soc与电池组可提供峰值充电功率时的soc重叠且均为100％，电池组可提供峰值放电功率时的soc与电池组最低允许的soc重叠且均为0％。即当所述第一容量和第二容量均为1，所述第三容量和第四容量均为0时，预设的数学模型简化为：电池组soc的实际值＝电池单体的最小soc/(1-电池单体的最大soc+电池单体的最小soc)。

当电池组soc的显示值处于第三容量范围时，此范围内电池组soc达到了下限需要进行限制使用，电池组的放电功率需要逐步减小至零点，为了确保不会发生过放使用的安全要求，根据电池单体的最小soc确定电池组soc的实际值，具体定义电池组soc的实际值需要无限接近于电池单体的最小soc，即电池单体的最小soc作为电池组soc的实际值。

本发明从电池本身特性出发和电池组安全使用角度出发，对soc窗口进行系统定义和管理；根据soc上下限窗口值划分不同的容量范围，在不同的容量范围内，分别使用电池单体的最大soc和电池单体的最小soc双重变量来完整和系统地量化定义和数学拟合电池组实际soc与电池单体soc的函数关系式。且本发明获得电池组实际soc不再依赖和受限于充放电模式，保证了电池组实际soc的计算更科学、合理和准确。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。本发明实施例所提供防滑控制装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的装置来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围为准。