一种新能源动力电池SOC估算优化方法、系统、终端及介质

本发明涉及新能源电池，更具体地说，它涉及一种新能源动力电池soc估算优化方法、系统、终端及介质。

背景技术：

1、电池soc是指荷电状态，是用来反映电池的剩余容量的，其定义为剩余容量占电池容量的比值；而电池soc不能直接测量，只能通过电池管理系统(bms)所采集的电池端电压、充放电电流及内阻等参数来估算其大小。

2、目前，安时积分法是最常用的电池soc估计方法，但长时间估算电池soc将存在误差积累得越来越大的情况，主要是由于在高温状态和电流波动剧烈的情况下，电流测量的误差较大；而短时估算电池soc所存在的误差，主要是随着电池的长时间使用所出现的电池衰减现象，其实际容量低于初始容量，这就容易出现电池虚电。

3、因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的新能源动力电池soc估算优化方法、系统、终端及介质是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种新能源动力电池soc估算优化方法、系统、终端及介质，通过求解得到目标电池的实际容量值，能够避免出现大幅度的虚电现象，同时依据多个参考数据拟合分析预估电量消耗值也可以降低单个时段的电流测量误差对最终电池soc值估算精度的影响。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、第一方面，提供了一种新能源动力电池soc估算优化方法，包括以下步骤：

4、获取目标电池中电池管理系统所采集的实时状态数据；

5、依据实时状态数据从云平台数据库中匹配得到参考电池的参考状态数据；

6、依据参考状态数据与实时状态数据的电流累积比值对参考电池所对应的估算电量消耗值进行修正，得到相应参考电池的参考电量消耗值；

7、依据各个参考电池的电池容量衰减指标对参考电量消耗值进行排序，得到电量消耗衰减序列；

8、对电量消耗衰减序列进行曲线拟合处理，得到电量消耗衰减曲线；

9、依据目标电池的电池容量衰减指标从电量消耗衰减曲线截取目标电池的预估电量消耗值；

10、依据目标电池的实时电流累积值与预估电量消耗值求解得到目标电池的实际容量值；

11、将实际容量值替换目标电池的初始容量值，并采用安时积分法估算目标电池优化后的电池soc值。

12、进一步的，所述云平台数据库的建立过程具体为：

13、获取目标电池所属车辆的定位信息，并结合覆盖半径和定位信息确定覆盖范围；

14、同步搜索覆盖范围内与目标电池具有相同初始容量值的车辆电池；

15、以及，依据所有搜索的车辆电池中电池管理系统所采集的电池状态数据建立云平台数据库。

16、进一步的，所述实时状态数据与参考状态数据的匹配包括边界匹配和形态匹配；

17、边界匹配依据实时状态数据与参考状态数据中的指标特征进行匹配，若两种数据中指标特征之间差值的绝对值均小于相应的指标阈值，则边界匹配成功；

18、形态匹配依据实时状态数据与参考状态数据中的波形特征进行匹配，若两种数据中波形特征之间的变化趋势一致，则形态匹配成功；

19、当边界匹配和形态匹配均匹配成功，则实时状态数据与参考状态数据匹配成功。

20、进一步的，所述指标特征包括电压值和里程值；所述波形特征包括温度变化曲线和电流变化曲线。

21、进一步的，所述参考电池的参考电量消耗值计算公式具体为：

22、

23、其中，表示参考电池的参考电量消耗值；表示参考电池的估算电量消耗值；t表示实时状态数据和参考状态数据的采集时长；i0(t)表示实时状态数据中电流随时间变化的电流函数；i1(t)表示参考状态数据中电流随时间变化的电流函数。

24、进一步的，所述电池容量衰减指标包括总充放电次数、使用时长和总续航里程中的一种或多种。

25、进一步的，所述目标电池的实际容量值计算公式具体为：

26、

27、其中，cy表示目标电池的实际容量值；t表示实时状态数据和参考状态数据的采集时长；i0(t)表示实时状态数据中电流随时间变化的电流函数；表示目标电池的预估电量消耗值。

28、第二方面，提供了一种新能源动力电池soc估算优化系统，包括：

29、数据采集模块，用于获取目标电池中电池管理系统所采集的实时状态数据；

30、数据匹配模块，用于依据实时状态数据从云平台数据库中匹配得到参考电池的参考状态数据；

31、电量修正模块，用于依据参考状态数据与实时状态数据的电流累积比值对参考电池所对应的估算电量消耗值进行修正，得到相应参考电池的参考电量消耗值；

32、衰减排序模块，用于依据各个参考电池的电池容量衰减指标对参考电量消耗值进行排序，得到电量消耗衰减序列；

33、曲线拟合模块，用于对电量消耗衰减序列进行曲线拟合处理，得到电量消耗衰减曲线；

34、消耗估算模块，用于依据目标电池的电池容量衰减指标从电量消耗衰减曲线截取目标电池的预估电量消耗值；

35、容量求解模块，用于依据目标电池的实时电流累积值与预估电量消耗值求解得到目标电池的实际容量值；

36、估算优化模块，用于将实际容量值替换目标电池的初始容量值，并采用安时积分法估算目标电池优化后的电池soc值。

37、第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任意一项所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法。

38、第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如第一方面中任意一项所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法。

39、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

40、1、本发明提供的一种新能源动力电池soc估算优化方法，以具有近似行驶工况和行驶习惯的多个车辆所对应的电池数据作为参考数据，并结合所有参考数据对目标电池在所采集的实时状态数据下所应该消耗的电量进行预估，进而反求解得到目标电池的实际容量值，能够避免出现大幅度的虚电现象，同时依据多个参考数据拟合分析预估电量消耗值也可以降低单个时段的电流测量误差对最终电池soc值估算精度的影响；

41、2、本发明考虑到续航过程中的环境条件和负载情况，通过在目标电池的覆盖范围内同步搜索具有相同初始容量值的车辆电池，使得云平台数据库中的电池状态数据与目标电池的实时状态数据差异性相对较小，同时尽可能保持影响数据差异的因素单一，从而保证了参考数据的可靠性；

42、3、本发明在实时状态数据与参考状态数据的匹配过程中同时进行边界匹配和形态匹配，使得所选取的参考状态数据更加具有对比性，以进一步提高预估电量消耗值的预测准确性。

技术特征：

1.一种新能源动力电池soc估算优化方法，其特征是，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法，其特征是，所述云平台数据库的建立过程具体为：

3.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法，其特征是，所述实时状态数据与参考状态数据的匹配包括边界匹配和形态匹配；

4.根据权利要求3所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法，其特征是，所述指标特征包括电压值和里程值；所述波形特征包括温度变化曲线和电流变化曲线。

5.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法，其特征是，所述参考电池的参考电量消耗值计算公式具体为：

6.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法，其特征是，所述电池容量衰减指标包括总充放电次数、使用时长和总续航里程中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法，其特征是，所述目标电池的实际容量值计算公式具体为：

8.一种新能源动力电池soc估算优化系统，其特征是，包括：

9.一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任意一项所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行可实现如权利要求1-7中任意一项所述的一种新能源动力电池soc估算优化方法。

技术总结
本发明公开了一种新能源动力电池SOC估算优化方法、系统、终端及介质，涉及新能源电池技术领域，其技术方案要点是：本发明以具有近似行驶工况和行驶习惯的多个车辆所对应的电池数据作为参考数据，并结合所有参考数据对目标电池在所采集的实时状态数据下所应该消耗的电量进行预估，进而反求解得到目标电池的实际容量值，能够避免出现大幅度的虚电现象，同时依据多个参考数据拟合分析预估电量消耗值也可以降低单个时段的电流测量误差对最终电池SOC值估算精度的影响。

技术研发人员：张睿,牛禧,朱金婷
受保护的技术使用者：重庆公共运输职业学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15