电池单体的SOC估计方法、装置、车辆、服务器及存储介质与流程

本发明涉及车辆，具体涉及一种电池单体的soc(state of charge，荷电状态)估计方法、装置、车辆、服务器及存储介质。

背景技术：

1、锂离子电池作为新能源汽车中至关重要的储能单元，具有单体电压较高、能量密度高、循环寿命长、自放电率低等优点，因此其soc对电池状态监控及整车使用具有重要的意义，soc估计也是电池管理系统中最为核心的功能之一。

2、相关技术中，专利号cn109828215a(一种提升电池单体soc估算精度的方法和系统)给出了一种基于等效电路模型的电池单体soc估计方法，该发明通过融合安时积分、开路电压法以及卡尔曼滤波算法计算出三个soc，通过对三个soc离散度的分析，评估是否均在误差范围内后获取电池单体的soc；该发明可以较为准确的计算出soc。

3、然而，相关技术的方法本质上是利用较为复杂的算法计算一个电池单体的soc，应用于大规模的电池组场景时，计算量较为庞大，不利于嵌入式系统应用；其无法对每一个电池单体的soc进行精确计算，因此无法获取电池单体的实时状态，从而很难实现电池包的精细化控制与管理，影响实际使用体验。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种电池单体的soc估计方法，以解决相关技术中车辆存储和运算存在限制，对电池单体soc计算的精确度较低，使得对电池单体的实时状态获取不及时，导致无法对电池精细化管控，影响使用体验的问题；目的之二在于提供另一种电池单体的soc估计方法；目的之三在于提供一种电池单体的soc估计装置；目的之四在于提供另一种电池单体的soc估计方法；目的之五在于提供一种车辆；目的之六在于提供一种服务器；目的之七在于提供一种计算机可读存储介质。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种电池单体的soc估计方法，所述方法应用于车辆，其中，所述方法包括以下步骤：获取电池组的电池数据；上传所述电池组的电池数据至服务器，其中，所述服务器根据所述电池数据识别所述电池组中电池单体的参考单体的标识，并根据所述参考单体的电池数据计算所述参考单体的初始荷电状态soc和单体容量；根据所述参考单体的标识确定所述电池组中的差异单体，根据所述参考单体的初始soc和单体容量计算所述参考单体在目标时刻的soc，并根据所述参考单体在目标时刻的soc计算所述差异单体在所述目标时刻的soc。

4、根据上述技术手段，本发明实施例可以通过服务器对动力电池参考单体的初始soc和单体容量进行计算，由于是在服务器端实现的运算，因此可以提升估算效率，节约车辆运算资源；同时，由于同时使用车辆与服务器进行相应对电池单体soc的运算，因此可以构建服务器与车辆间的电池组数学模型，实现电池单体soc闭环计算，提高计算结果准确性，提升算法鲁棒性，满足实际使用需要。

5、进一步，所述服务器通过特定筛选规则筛选出本次计算过程中所述参考单体的初始soc以及对应的单体容量，并通过数据链路下发至所述车辆。

6、进一步，所述根据所述参考单体在目标时刻的soc计算所述差异单体在所述目标时刻的soc，包括：根据所述参考单体在目标时刻的soc确定参考开路电压ocv；根据所述差异单体的电池数据计算所述差异单体在目标时刻的ocv偏差，根据参考ocv和所述ocv偏差计算所述差异单体在目标时刻的实际ocv；根据所述实际ocv确定所述差异单体在所述目标时刻的soc。

7、根据上述技术手段，本发明实施例可以通过对选择ocv作为筛选特征选择参考单体，利用计算得到的实际ocv确定差异单体在目标时刻的soc；由此，可以通过确定电池单体在目标时刻的soc实现对电池单体soc的准确估计，提升估算准确性，提高估算结果可靠度，满足实际使用需要。

8、进一步，所述根据所述差异单体的电池数据计算所述差异单体在目标时刻的ocv偏差，包括：获取电池单体的等效电路模型；根据所述电池单体的等效电路模型构建单体差异模型，并根据所述单体差异模型构建所述电池组数学模型；将所述差异单体的电池数据输入所述电池组数学模型，输出所述差异单体在目标时刻的ocv偏差。

9、根据上述技术手段，本发明实施例可以根据电路等效模型建立状态空间方程，再由状态空间方程建立电池组数学模型，输出目标时刻的ocv偏差；由此，本发明实施例可以得到根据电池组数学模型输出的ocv偏差，提升输出的ocv偏差值的数据可靠性和准确性，进而可以实现对目标时刻soc的准确估算，从而实现对车辆的精细化控制，满足实际使用需要。

10、进一步，所述将所述差异单体的电池数据输入所述电池组数学模型，输出所述差异单体在目标时刻的ocv偏差，包括：识别所述差异单体的电池数据中所述差异单体的内阻、端电压和端电流；根据所述参考单体在所述目标时刻的端电压和所述差异单体在所述目标时刻的端电压计算所述差异单体在所述目标时刻的端电压偏差；根据所述参考单体在所述目标时刻的内阻和所述差异单体在所述目标时刻的内阻计算所述差异单体的内阻偏差；根据所述内阻偏差、所述端电流和所述端电压偏差计算所述差异单体在目标时刻的ocv偏差。

11、根据上述技术手段，本发明实施例可以根据电池端电压估算的偏差情况，动态自适应地调节遗忘因子，即可以提升动态工况下参数跟踪性能，进而可以提升参数在线辨识的稳定性与可靠性，满足实际使用需要，提升用户使用感受。

12、进一步，所述根据所述参考单体在目标时刻的soc确定参考开路电压ocv，包括：以所述参考单体在目标时刻的soc为索引，查询预先建立的soc与ocv的数据库，输出所述soc对应的参考ocv。

13、根据上述技术手段，本发明实施例可以使用一种查询数据库的方式，根据参考单体在目标时刻的soc查找输出相应的参考ocv，提升数据匹配度，进而提高输出ocv可靠性。

14、进一步，所述根据所述实际ocv确定所述差异单体在所述目标时刻的soc，包括：以所述实际ocv为索引，查询预先建立的soc与ocv的数据库，输出所述实际ocv对应的soc。

15、根据上述技术手段，本发明实施例可以使用一种查询数据库的方式，以实际ocv为数据索引对相应soc进行查询，提升soc值准确性，由此输出所有单体soc，进而实现对车辆的精准控制，提升用户使用体验，满足实际使用需要。

16、进一步，所述根据所述参考单体的初始soc和单体容量计算所述参考单体在目标时刻的soc，包括：根据所述参考单体的初始soc和单体容量进行安时积分，得到所述参考单体在目标时刻的soc。

17、根据上述技术手段，本发明实施例可以使用安时积分方式确定参考单体在目标时刻的soc，降低车辆端运算量，节约运算资源，提升运算效率，满足实际使用需要。

18、进一步，所述根据所述参考单体的标识确定所述电池组中的差异单体，包括：根据所述参考单体的标识识别所述电池组中的参考单体，并将所述参考单体以外的电池单体作为所述差异单体。

19、根据上述技术手段，本发明实施例可以对电池单体进行筛选，以参考单体为基准，将识别到的参考单体外的电池单体作为差异单体，且对于参考单体的选择识别在服务器端进行，提升识别效率，节省车辆资源，满足实际使用需要。

20、一种电池单体的soc估计方法，所述方法应用于服务器，其中，所述方法包括以下步骤：获取车辆上传的电池组的电池数据；根据所述电池数据识别所述电池组中电池单体的参考单体的标识，并根据所述参考单体的电池数据计算所述参考单体的初始荷电状态soc和单体容量；下发所述参考单体的标识、初始soc和单体容量至所述车辆，其中，所述车辆根据所述参考单体的标识确定所述电池组中的差异单体，根据所述参考单体的初始soc和单体容量计算所述参考单体在目标时刻的soc，并根据所述参考单体在目标时刻的soc计算所述差异单体在所述目标时刻的soc。

21、一种电池单体的soc估计装置，所述装置应用于车辆，其中，装置包括：第一获取模块，用于获取电池组的电池数据；上传模块，用于上传所述电池组的电池数据至服务器，其中，所述服务器根据所述电池数据识别所述电池组中电池单体的参考单体的标识，并根据所述参考单体的电池数据计算所述参考单体的初始荷电状态soc和单体容量；计算模块，用于根据所述参考单体的标识确定所述电池组中的差异单体，根据所述参考单体的初始soc和单体容量计算所述参考单体在目标时刻的soc，并根据所述参考单体在目标时刻的soc计算所述差异单体在所述目标时刻的soc。

22、进一步，所述服务器通过特定筛选规则筛选出本次计算过程中所述参考单体的初始soc以及对应的单体容量，并通过数据链路下发至所述车辆。

23、进一步，所述计算模块进一步用于：根据所述参考单体在目标时刻的soc确定参考开路电压ocv；根据所述差异单体的电池数据计算所述差异单体在目标时刻的ocv偏差，根据参考ocv和所述ocv偏差计算所述差异单体在目标时刻的实际ocv；根据所述实际ocv确定所述差异单体在所述目标时刻的soc。

24、进一步，所述计算模块进一步用于：获取电池单体的等效电路模型；根据所述电池单体的等效电路模型构建单体差异模型，并根据所述单体差异模型构建所述电池组数学模型；将所述差异单体的电池数据输入所述电池组数学模型，输出所述差异单体在目标时刻的ocv偏差。

25、进一步，所述计算模块进一步用于：识别所述差异单体的电池数据中所述差异单体的内阻、端电压和端电流；根据所述参考单体在所述目标时刻的端电压和所述差异单体在所述目标时刻的端电压计算所述差异单体在所述目标时刻的端电压偏差；根据所述参考单体在所述目标时刻的内阻和所述差异单体在所述目标时刻的内阻计算所述差异单体的内阻偏差；根据所述内阻偏差、所述端电流和所述端电压偏差计算所述差异单体在目标时刻的ocv偏差。

26、进一步，所述计算模块进一步用于：以所述参考单体在目标时刻的soc为索引，查询预先建立的soc与ocv的数据库，输出所述soc对应的参考ocv。

27、进一步，所述计算模块进一步用于：以所述实际ocv为索引，查询预先建立的soc与ocv的数据库，输出所述实际ocv对应的soc。

28、进一步，所述计算模块进一步用于：根据所述参考单体的标识识别所述电池组中的参考单体，并将所述参考单体以外的电池单体作为所述差异单体。

29、一种电池单体的soc估计装置，所述装置应用于车辆，其中，装置包括：第二获取模块，用于获取车辆上传的电池组的电池数据；识别模块，用于根据所述电池数据识别所述电池组中电池单体的参考单体的标识，并根据所述参考单体的电池数据计算所述参考单体的初始荷电状态soc和单体容量；下发模块，用于下发所述参考单体的标识、初始soc和单体容量至所述车辆，其中，所述车辆根据所述参考单体的标识确定所述电池组中的差异单体，根据所述参考单体的初始soc和单体容量计算所述参考单体在目标时刻的soc，并根据所述参考单体在目标时刻的soc计算所述差异单体在所述目标时刻的soc。

30、一种车辆，包括如上述实施例的电池单体的soc估计装置。

31、一种服务器，包括如上述实施例的电池单体的soc估计装置。

32、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现上述实施例的电池单体的soc估计方法。

33、本发明的有益效果：

34、(1)本发明实施例可以通过服务器对动力电池参考单体的初始soc和单体容量进行计算，由于是在服务器端实现的运算，因此可以提升估算效率，节约车辆运算资源；同时，由于同时使用车辆与服务器进行相应对电池单体soc的运算，因此可以构建服务器与车辆间的电池组数学模型，实现电池单体soc闭环计算，提高计算结果准确性，提升算法鲁棒性，满足实际使用需要；

35、(2)本发明实施例可以通过对选择ocv作为筛选特征选择参考单体，利用计算得到的实际ocv确定差异单体在目标时刻的soc；由此，可以通过确定电池单体在目标时刻的soc实现对电池单体soc的准确估计，提升估算准确性，提高估算结果可靠度，满足实际使用需要；

36、(3)本发明实施例可以根据电路等效模型建立状态空间方程，再由状态空间方程建立电池组数学模型，输出目标时刻的ocv偏差；由此，本发明实施例可以得到根据电池组数学模型输出的ocv偏差，提升输出的ocv偏差值的数据可靠性和准确性，进而可以实现对目标时刻soc的准确估算，从而实现对车辆的精细化控制，满足实际使用需要；

37、(4)本发明实施例可以根据电池端电压估算的偏差情况，动态自适应地调节遗忘因子，即可以提升动态工况下参数跟踪性能，进而可以提升参数在线辨识的稳定性与可靠性，满足实际使用需要，提升用户使用感受；

38、(5)本发明实施例可以使用一种查询数据库的方式，根据参考单体在目标时刻的soc查找输出相应的参考ocv，提升数据匹配度，进而提高输出ocv可靠性；

39、(6)本发明实施例可以使用一种查询数据库的方式，以实际ocv为数据索引对相应soc进行查询，提升soc值准确性，由此输出所有单体soc，进而实现对车辆的精准控制，提升用户使用体验，满足实际使用需要；

40、(7)本发明实施例可以使用安时积分方式确定参考单体在目标时刻的soc，降低车辆端运算量，节约运算资源，提升运算效率，满足实际使用需要；

41、(8)本发明实施例可以对电池单体进行筛选，以参考单体为基准，将识别到的参考单体外的电池单体作为差异单体，且对于参考单体的选择识别在服务器端进行，提升识别效率，节省车辆资源，满足实际使用需要。

42、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。