一种剩余SOE值的估算方法及估算装置

摘要

本发明实施例公开了一种剩余SOE值的估算方法及估算装置，应用于二轮电车的电池系统，估算方法包括：根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值；基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的真实SOC值确定当前可用能量；其中，预设参量包括SOC值、温度和当前路况；计算电池系统运行到当前时间的损耗能量；根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值；其中剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。本发明实施例提供的技术方案，根据当前真实的SOC值，再结合考虑温度和路况多因素，确定当前可用能量，根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值，提高了电池系统剩余SOE值的准确性，以及减少了客户投诉的问题。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及电动车的能量估算技术领域，尤其涉及一种剩余SOE值的估算方法及估算装置。

背景技术

电动车的剩余SOE值的估算一直是行业很关注的问题，精准的能量估算可以保证续航里程的准确计算。

受制于二轮车硬件实力及成本问题，二轮车的电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)不能做到如同电动汽车的BMS那样，拥有强大的智能自学习或者强大模型导入估算能力，导致了二轮车相比电动汽车而言，很难估算电池系统的剩余SOE值。现有技术中，二轮车的剩余可用能量估算是在开发初期将标定的额定能量作为唯一的估算基准，然后按照简单的百分比方式进行估算，导致能量偏差较大，造成较大的客诉问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种剩余SOE值的估算方法及估算装置，以提高剩余SOE值的准确性，减少客诉问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种剩余SOE值的估算方法，应用于二轮电车的电池系统，包括：

根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值；

基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的真实SOC值确定当前可用能量；其中，所述预设参量包括SOC值、温度和当前路况；

计算所述电池系统运行到当前时间的损耗能量；

根据所述当前可用能量和所述损耗能量估算所述电池系统的剩余SOE值；其中所述剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。

可选的，所述根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值包括：

判断系统静置时间是否满足预设时长范围；若满足，则获取电池系统中的最低单体电芯电压，以及所述电池系统的温度；

在电池系统启动后二轮电车未运行的情况下，基于系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系，根据系统的温度、最低单体电芯电压修正当前的真实SOC值。

可选的，所述根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值，包括：

判断系统静置时间是否满足预设时长范围；若满足，则获取电池系统中的最低单体电芯电压，以及所述电池系统的温度；

在电池系统启动后二轮电车运行的情况下，基于系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系，根据系统的温度、最低单体电芯电压修正本次运行的初始的SOC值，此初始SOC值为系统真实SOC值；

根据修正后的初始的SOC值以及运行到当前的时间计算当前的SOC值。

可选的，所述根据初始的SOC值以及运行到当前的时间计算当前的SOC值，基于以下确定：

其中，SOC

可选的，所述基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的真实SOC值确定当前可用能量，包括：

检测所述二轮车的油门深度，并根据检测到的油门深度确定所述二轮车的当前路况；

根据所述二轮车的当前路况调取相应的预存的额定能量关系表；所述额定能量关系表包括所述电池系统的额定能量与所述电池系统的温度、SOC值之间的关系；

根据所述电池系统的温度、当前的真实SOC值确定当前的额定能量；

根据当前的额定能量与电池系统的寿命值确定所述当前可用能量。

可选的，所述根据检测到的油门深度确定所述二轮车的当前路况，包括：

检测到油门深度后，统计预设时间内检测到的多个油门深度频率集合；其中，每个油门深度频率集合包括按预设数据采集频率检测到的多个油门深度；

确定预设时间内出现次数最多的油门深度频率集合；

根据出现次数最多的油门深度频率集合确定所述二轮车的当前路况；其中，所述油门深度频率集合与所述二轮车的当前路况一一对应。

可选的，根据当前的额定能量与电池系统的寿命值确定所述当前可用能量基于以下确定：

Q

其中，Q

可选的，所述计算所述电池系统运行到当前时间的损耗能量，基于以下确定：

其中，Q

可选的，所述根据所述当前可用能量和所述损耗能量估算所述电池系统的剩余SOE值，基于以下确定：

其中，SOE所述电池系统的剩余SOE值；Q

第二方面，本发明实施例提供了一种剩余SOE值的估算装置，用于执行上述第一方面所述的剩余SOE值的估算方法，包括：

SOC值获取模块，用于根据系统静置的时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值；

当前可用能量获取模块，用于基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的SOC值确定当前可用能量；其中，所述预设参量包括SOC值、温度和当前路况；

计算模块，用于计算所述电池系统运行到当前时间的损耗能量；

剩余SOE值估算模块，用于根据所述当前可用能量和所述损耗能量估算所述电池系统的剩余SOE值；其中所述剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。

本发明实施例提供了一种剩余SOE值的估算方法及估算装置，应用于二轮电车的电池系统，估算方法包括：根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值；基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的SOC值确定当前可用能量；其中，预设参量包括SOC值、温度和当前路况；计算电池系统运行到当前时间的损耗能量；根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值；其中剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。本发明实施例提供的技术方案根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值；基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的SOC值确定当前可用能量，其中，预设参量包括SOC值、温度和当前路况；因此，根据当前真实的SOC值，再结合考虑温度和路况等多因素，确定当前可用能量，从而实现根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值，可以提高电池系统剩余SOE值的准确性，以及减少客户投诉的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种剩余SOE值的估算方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种剩余SOE值的估算方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种剩余SOE值的估算装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种剩余SOE值的估算方法，应用于二轮电车的电池系统，图1是本发明实施例提供的一种剩余SOE值的估算方法的流程图，参考图1，方法包括：

S110、根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值。

具体的，续驶里程的准确预测是电动车应用中的关键问题。电池系统作为电动车的动力来源，一般通过荷电状态(State Of Charge，SOC)衡量容量，并通过SOC与端电压乘积的积分计算剩余能量，从而实现整车续驶里程的预测。本发明实施例中的剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。影响电动车续驶里程估算的因素较多,剩余SOE值估算的难点在于整车运行过程中，根据驾驶员的不同驾驶意图，SOE值的分子、分母确定不了，即剩余能量与当前可用能量确定不了。所以要得到准确的剩余SOE值，要确定准确的剩余能量与当前可用能量。本发明实施例中的第一步首先要估算出当前真实的SOC值。上电开始，BMS首先读取系统静置的时间，根据系统静置的时间，确定当前的SOC值。需要说明的是，若在电池系统启动后，二轮电车未运行，则当前的SOC值即为本次运行的初始SOC值；若在电池系统启动后，二轮电车运行了一段时间，则当前的SOC值即为二轮车运行到当前时刻的剩余SOC值。

可选的，在电池系统启动后二轮电车未运行的情况下，根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值：

判断系统静置时间是否满足预设时长范围；若满足，则获取电池系统中的最低单体电芯电压，以及电池系统的温度；

在电池系统启动后二轮电车未运行的情况下，基于系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系，根据系统的温度、最低单体电芯电压修正当前的真实SOC值。

具体的，上电开始，BMS首先读取系统静置的时间，如果静置时间达到了预设时长范围，例如1h～2h，BMS读取电池系统中当前的最低单体电芯电压，以及确定电池系统的温度；基于系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系，根据系统的温度、最低单体电芯电压修正当前的SOC值。系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系可以在开发初期根据测试标定。系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系可以预存在SOC-OCV关系表中。表1为本发明实施例示例性提供的一种SOC-OCV关系表。SOC-OCV关系表中，保存有系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的之间的预设关系。

表1 SOC-OCV关系表

如果静置时间达到了预设时长范围，BMS调用预存的SOC-OCV表，根据读取到的电池系统中当前的最低单体电芯电压，以及确定的电池系统的温度，确定SOC-OCV表中对应的SOC值。SOC-OCV表中对应的SOC值即为修正后的当前的SOC值。SOC-OCV表在开发初期根据测试标定，检测不同温度、不同SOC下的静置单体电压值，从而获得电池系统的温度、SOC值以及单体电压值之间的关系。如果静置时间未达到要求，小于预设范围，则当前的SOC值以上次下电后EEPROM存储的SOC值为主。EEPROM(Electrically Erasable Programmable readonly memory)是指带电可擦可编程只读存储器，是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。

可选的，在电池系统启动后二轮电车运行的情况下，根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值，包括：

判断系统静置时间是否满足预设时长范围；若满足，则获取电池系统中的最低单体电芯电压，以及电池系统的温度；

基于系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系，根据系统的温度、最低单体电芯电压修正本次运行的初始的SOC值；

根据修正后的初始的SOC值以及运行到当前的时间计算当前的SOC值。

具体的，上电开始，BMS首先读取系统上次静置的时间，如果静置时间达到了预设时长范围，BMS获取单体电芯的电压值中的最低单体电芯电压，以及电池温度。BMS调用预存的SOC-OCV表，根据读取到的电池系统中的最低单体电芯电压，以及确定的电池系统的温度，确定SOC-OCV表中对应的SOC值。SOC-OCV表中对应的SOC值即为修正后的本次运行的初始的SOC值。根据修正后的初始的SOC值以及运行到当前的时间计算当前的SOC值。如果静置时间未达到要求，小于预设范围，则初始的SOC值以上次下电后EEROM存储的SOC值为主。其中，根据初始的SOC值以及运行到当前的时间计算当前的SOC值，可以基于以下公式确定：

其中，SOC

S120、基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的SOC值确定当前可用能量；其中，预设参量包括SOC值、温度和当前路况。

具体的，本发明实施例中的第二步要确定当前可用能量。确定当前可用能量包括：基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的SOC值确定当前可用能量；其中，预设参量包括SOC值、温度和当前路况。额定能量与预设参量之间的关系同样可以在开发初期根据测试标定。按照测得的不同温度、不同SOC下、不同路况下测得额定能量，从而确定额定能量与预设参量之间的关系。额定能量与预设参量之间的关系可以预存在额定能量关系表中。表2为本发明实施例示例性提供的一种额定能量关系表，此表是不同温度、不同SOC值下、不同路况下测得的额定能量。路况可分城市路况、郊区路况、烂路路况等。

所述二轮车的路况为开发前期输入，具体实现思路是：

城市路况：路况多红绿灯，二轮车走走停停，油门深度随着红灯的限制而经常性的深油门至浅油门；

郊区路况：道路通常，车流量、人流量比较少，二轮车可长时间最高速度行驶，油门深度长时间维持最高状态；

烂路路况：道路坑洼，二轮车不适合高速行驶，油门深度基本始终在1/2位置上下波动，偶尔出现最大深度。

BMS调用额定能量关系表、获取当前电池系统的温度以及确定当前的路况，根据当前的SOC值则可对应的确定当前额定能量，从而可以实现根据当前的额定能量与电池系统的寿命值确定当前可用能量。需要说明的是，若车辆未开动，额定能量关系表中是不同温度、不同SOC下测得的额定能量。表中的E1、E2……E

表2额定能量关系表

S130、计算电池系统运行到当前时间的损耗能量。

具体的，本发明实施例中的第三步要确定当前时间的损耗能量。可选的，所述计算电池系统运行到当前时间的损耗能量，基于以下确定：

其中，Q

S140、根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值；其中剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。

具体的，可以根据当前可用能量和损耗能量的差值计算出电池系统的剩余能量；再根据电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比从而估算出剩余SOE值。根据当前可用能量和损耗能量估算所述电池系统的剩余SOE值，基于以下确定：

其中，SOE为电池系统的剩余SOE值；Q

本发明实施例提供的剩余SOE值的估算方法，应用于二轮电车的电池系统，方法包括：根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值；基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的SOC值确定当前可用能量；其中，预设参量包括SOC值、温度和路况；计算电池系统运行到当前时间的损耗能量；根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值；其中剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。本发明实施例提供的技术方案根据系统静置的时间，确定当前的真实SOC值；基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的SOC值确定当前可用能量，其中，预设参量包括SOC值、温度和路况；因此，根据当前真实的SOC值，再结合考虑温度和路况等多因素，确定当前可用能量，从而实现根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值，可以提高电池系统剩余SOE值的准确性，以及减少客户投诉的问题。

图2是本发明实施例提供的另一种剩余SOE值的估算方法的流程图，参考图2，方法包括：

S210、根据系统静置时间，利用开路电压修正SOC法，确定电池系统当前的真实SOC值。

S220、检测二轮车的油门深度，并根据检测到的油门深度确定二轮车的当前路况。

具体的，车辆运行后会存在不同的路况，不同的路况下，调用的额定能量关系表不同。额定能量关系表包含两类表格，第一类表格是不同温度、不同SOC下测得的额定能量Q

可选的，根据检测到的油门深度确定二轮车的当前路况，包括：

检测到油门深度后，统计预设时间内检测到的多个油门深度频率集合；其中，每个油门深度频率集合包括按预设数据采集频率检测到的多个油门深度；

确定预设时间内出现次数最多的油门深度频率集合；

根据出现次数最多的油门深度频率集合确定所述二轮车的当前路况；其中，所述油门深度频率集合与所述二轮车的当前路况一一对应。

具体的，在不同的路况下，驾驶员使用油门的次数和深度不一样，例如在城市路况下，驾驶员会频繁使用油门、刹车行驶及避让。当检测到油门深度后，统计预设时间内的多个油门深度频率集合K，每个油门深度频率集合K为不同温度、不同路况、不同SOC放电的油门深度频率集合。一种类别的油门深度频率集合K代表一种路况。确定预设时间内出现次数最多的类别的油门深度频率集合K，则可确定当前车辆所处的路况。每个油门深度频率集合K包括按预设数据采集频率检测到的多个油门深度，每个油门深度频率集合K的时长相同，即每个油门深度频率集合K中采集到的油门深度的个数相同。每个油门深度频率集合K的多个油门深度的值可以在预设的变化范围内变化。但是不同类别的油门深度频率集合K中，大概率出现的油门深度不同。可以理解为：统计单位时间t内检测到的多个油门深度频率，油门深度频率为不定的频率值，每个油门深度频率包括多个油门深度θ，油门深度θ可以为不同的值。每个单位时间t对应一个油门深度频率集合K，每出现一种类别的K计数器计1，统计不同类别K出现的次数及频率，如果某一类别的K出现频率及次数很多(如一直深油门频率)，那就根据K反推出此时的整车当前路况。

S230、根据二轮车的路况调取相应的预存的额定能量关系表；额定能量关系表包括电池系统的额定能量与电池系统的温度、SOC值之间的关系。

具体的，检测二轮车的油门深度，并根据油门深度确定二轮车的路况，根据二轮车的路况调取相应的预存的额定能量关系表。额定能量关系表包括所述电池系统的额定能量与电池系统的温度、SOC值以及二轮车所处路况之间的关系。

S240、根据电池系统的温度、当前的SOC值确定当前的额定能量；并根据当前的额定能量与电池系统的寿命值确定当前可用能量。

具体的，根据二轮车的路况调取相应的预存的额定能量关系表，反推当前温度、当前的SOC值下电池系统的额定能量。额定能量不能作为估算的确定值所用，当前情况下(当前的SOC值、当前的温度、当前的路况)可用能量Q

S250、计算电池系统运行到当前时间的损耗能量。

S260、根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值；其中剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。

本发明实施例提供的技术方案根据系统静置的时间，利用开路电压修正SOC法，确定当前的真实SOC值；检测二轮车的油门深度，并根据检测到的油门深度确定所述二轮车的当前路况；根据二轮车的路况调取相应的预存的额定能量关系表；额定能量关系表包括电池系统的额定能量与电池系统的温度、SOC值之间的关系；根据电池系统的温度、当前的SOC值确定当前的额定能量；根据当前的额定能量与电池系统的寿命值确定当前可用能量。可以根据当前真实的SOC值，再结合考虑温度和路况等多因素，确定准确的当前可用能量，从而实现根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值，进而提高电池系统剩余SOE值的准确性，以及减少客户投诉的问题。

本发明实施例还提供了一种剩余SOE值的估算装置，用于执行上述任意实施例所述的剩余SOE值的估算方法，图3是本发明实施例提供的一种剩余SOE值的估算装置的结构框图，参考图3，估算装置包括：

SOC值获取模块10，用于根据系统静置的时间，利用开路电压修正SOC法，确定当前的真实SOC值；

当前可用能量获取模块20，用于基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的真实SOC值确定当前可用能量；其中，所述预设参量包括SOC值、温度和当前路况；

损耗能量计算模块30，用于计算电池系统运行到当前时间的损耗能量；

剩余SOE值估算模块40，用于根据当前可用能量和损耗能量估算电池系统的剩余SOE值；其中剩余SOE值为电池系统的剩余能量与当前可用能量的能量百分比。

具体的，剩余SOE值的估算装置包括SOC值获取模块10、当前可用能量获取模块20、损耗能量计算模块30和剩余SOE值估算模块40。SOC值获取模块10用于根据系统静置的时间，确定当前的SOC值。在电池系统启动后二轮电车未运行的情况下，SOC值获取模块判断系统静置时间是否满足预设时长范围；若满足，则获取电池系统中的最低单体电芯电压，以及电池系统的温度；在电池系统启动后二轮电车未运行的情况下，基于系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系，根据系统的温度、最低单体电芯电压修正当前的SOC值。在电池系统启动后二轮电车运行的情况下，SOC值获取模块判断系统静置时间是否满足预设时长范围；若满足，则获取电池系统中的最低单体电芯电压，以及电池系统的温度；基于系统的温度、最低单体电芯电压与SOC值的预设关系，根据系统的温度、最低单体电芯电压修正本次运行的初始的SOC值；根据修正后的初始的SOC值以及运行到当前的时间计算当前的SOC值。

当前可用能量获取模块20用于基于额定能量与预设参量之间的关系，根据当前的SOC值确定当前可用能量；其中，预设参量包括SOC值、温度和路况。额定能量与预设参量之间的关系同样可以在开发初期根据测试标定。按照国标测得的不同温度、不同SOC下、不同路况下测得额定能量，从而确定额定能量与预设参量之间的关系。额定能量与预设参量之间的关系可以预存在额定能量关系表中。路况可分城市路况、烂路路况、水泥路况、柏油路况等。需要说明的是，若车辆未开动，额定能量关系表中是不同温度、不同SOC下测得的额定能量。确定当前的SOC值后，当前可用能量获取模块调用额定能量关系表、获取当前电池系统的温度以及确定当前的路况，根据当前的SOC值则可对应的确定当前额定能量，进一步的可以实现根据当前的额定能量与电池系统的寿命值确定当前可用能量。

损耗能量计算模块30用于计算电池系统运行到当前时间的损耗能量，计算电池系统运行到当前时间的损耗能量，基于公式

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。