本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電池內(nèi)阻估算方法及裝置。

背景技術(shù)：

近年來，鋰離子動力電池組已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用在電動汽車、大型儲能電站、后備電源等需要二次電池的重要場合。由于鋰離子電池具有能量大、放電電壓高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、具有快速充電能力、自放電速率小、具有多種安全保護措施、密封良好、環(huán)保等眾多優(yōu)點，正在逐步取代鉛酸、鎳氫等二次電池，成為二次電池應(yīng)用市場中的霸主。尤其是在電動汽車方面，隨著國家和民眾環(huán)境保護意識和能源危機意識的提高，電動汽車已經(jīng)大面積的普及，其相關(guān)技術(shù)也得到了迅速的進步和發(fā)展。動力鋰離子電池組也已經(jīng)大面積的應(yīng)用到電動汽車上。

內(nèi)阻，作為表征動力鋰離子電池組健康狀態(tài)的重要特征之一。目前存在很多估算電池內(nèi)阻的方法，例如直流放電內(nèi)阻測量法、交流電橋法等?，F(xiàn)有的方法大都集中于直接測量技術(shù)、甚至還需要增加額外的硬件成本。雖然測量精度較高，但都是離線測量方法，對于運行于實際車輛上的電池，現(xiàn)有方法或者導(dǎo)致測量成本的增加，或者導(dǎo)致測量精度的下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種電池內(nèi)阻估算方法及裝置，以改善上述問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種電池內(nèi)阻估算方法，應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于管理電池組，所述電池組包括N節(jié)電池，所述方法包括獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值；根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值；將所述電池的所述第一電流值與所述第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比；若所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值；基于以上步驟，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值；對所述至少一個初始內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種電池內(nèi)阻估算裝置，應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于管理電池組，所述電池組包括N節(jié)電池，所述裝置包括：第一獲取單元，用于獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值；第二獲取單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值；對比單元，用于將所述第一獲取單元獲取的所述第一電流值與所述第二獲取單元獲取的第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比；計算單元，用于若根據(jù)對比單元得出所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值；第三獲取單元，用于基于以上步驟，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值；處理單元，用于對所述第三獲取單元獲取的所述至少一個初始內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值。

本發(fā)明實施例提供的一種電池內(nèi)阻估算方法及裝置，所述方法通過獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值；根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值；將所述電池的所述第一電流值與所述第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比；若所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值；基于以上步驟，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值；對所述至少一個初始內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值，以此在不增加電池管理系統(tǒng)成本的前提下，實現(xiàn)在線測量電池的高精度內(nèi)阻值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為一種可應(yīng)用于本發(fā)明實施例中的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明第一實施例提供的電池內(nèi)阻估算方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明第二實施例提供的電池內(nèi)阻估算方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明第二實施例提供的電池內(nèi)阻估算方法的等效電路模型的示意圖；

圖5為本發(fā)明第三實施例提供的電池內(nèi)阻估算裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明第四實施例提供的電池內(nèi)阻估算裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

請參閱圖1，圖1示出了一種可應(yīng)用于本發(fā)明實施例中的電子設(shè)備100的結(jié)構(gòu)框圖。該電子設(shè)備100可以作為用戶終端，也可以是計算機或服務(wù)器，所述用戶終端可以為手機、平板電腦或車載終端。所述用戶終端還可以是動力電機，所述動力電機可以應(yīng)用于電動汽車。如圖1所示，電子設(shè)備100可以包括存儲器110、存儲控制器111、處理器112和電池內(nèi)阻估算裝置。

存儲器110、存儲控制器111、處理器112各元件之間直接或間接地電連接，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸或交互。例如，這些元件之間可以通過一條或多條通訊總線或信號總線實現(xiàn)電連接。電池內(nèi)阻估算方法分別包括至少一個可以以軟件或固件(firmware)的形式存儲于存儲器110中的軟件功能模塊，例如所述電池內(nèi)阻估算裝置包括的軟件功能模塊或計算機程序。

存儲器110可以存儲各種軟件程序以及模塊，如本申請實施例提供的電池內(nèi)阻估算方法及裝置對應(yīng)的程序指令/模塊。處理器112通過運行存儲在存儲器110中的軟件程序以及模塊，從而執(zhí)行各種功能應(yīng)用以及數(shù)據(jù)處理，即實現(xiàn)本申請實施例中的電池內(nèi)阻估算方法。存儲器110可以包括但不限于隨機存取存儲器(Random Access Memory，RAM)，只讀存儲器(Read Only Memory，ROM)，可編程只讀存儲器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只讀存儲器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，電可擦除只讀存儲器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

處理器112可以是一種集成電路芯片，具有信號處理能力。上述處理器可以是通用處理器，包括中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)、網(wǎng)絡(luò)處理器(Network Processor，簡稱NP)等；還可以是數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)成可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件。其可以實現(xiàn)或者執(zhí)行本申請實施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。

電子設(shè)備100還可以包括電芯電壓采集模塊113。電芯電壓采集模塊113與處理器112電連接。電芯電壓采集模塊113用于采集電池組中每節(jié)電池的電芯電壓并傳遞給所述處理器112。電芯電壓采集模塊113包括多路電芯電壓采集電路。電池組內(nèi)有N節(jié)電池，相應(yīng)地則有N路電芯電壓采集電路。每節(jié)電池對應(yīng)有一路電芯電壓采集電路。

電子設(shè)備100還可以包括電流采集模塊114。所述電流采集模塊114與處理器112電連接。所述電流采集模塊114用于采集電池組內(nèi)各串聯(lián)電池的電流并傳遞給所述處理器112。

第一實施例

請參照圖2，本發(fā)明實施例提供了一種電池估算方法，應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于管理電池組，所述電池組包括N節(jié)電池，所述方法包括：

步驟S200：獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值；

電壓電芯采集電路在第一時刻采集該電池的電芯電壓，定義為該電池的第一電芯電壓值；電流采集模塊在第一時刻采集該電池的電芯電壓，定義為該電池的第一電流值。所述第一時刻可以是電池在線的任意時刻，這里的在線指電池在使用中；離線指電池未在使用中。處理器112獲取到電壓電芯采集電路在第一時刻采集到的第一電芯電壓值以及電流采集模塊114采集的第一電流值。

步驟S210：根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值；

優(yōu)選地，預(yù)設(shè)的延時可以為T毫秒。第二時刻可以為所述第一時刻的T毫秒后的時刻。其中，T可以按照用戶的需求設(shè)定，例如T＝50ms。處理器112獲取到電壓電芯采集電路在第一時刻的50毫秒后的時刻采集到的第二電壓電芯值以及電路采集模塊114采集到的第二電流值。

步驟S220：將所述電池的所述第一電流值與所述第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比；

優(yōu)選地，將所述電池的所述第一電流值與所述第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行做差或做商比較。

其中，預(yù)設(shè)的電流閾值可以根據(jù)用戶的需求設(shè)定。例如，該預(yù)設(shè)的電流閾值可以為20A。

步驟S230：若所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值；

若所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，根據(jù)電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值之間做數(shù)值計算，可以計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值。

步驟S240：基于以上步驟，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值；

按照步驟S200-步驟S230，可以獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值。

步驟S250：對所述至少一個初始內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值。

將所述至少一個初始內(nèi)阻值作為輸入，進行濾波算法處理，可以獲得所述電池的內(nèi)阻估算值。

本發(fā)明實施例提供的電池內(nèi)阻估算方法，通過獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值；根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值；將所述電池的所述第一電流值與所述第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比；若所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值；基于以上步驟，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值；對所述至少一個初始內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值。

第二實施例

請參照圖3，本發(fā)明實施例提供了一種電池內(nèi)阻估算方法，應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于管理電池組，所述電池組包括N節(jié)電池，所述方法包括：

步驟S300：獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值；

電壓電芯采集電路在第一時刻采集該電池的電芯電壓，定義為該電池的第一電芯電壓值；電流采集模塊才第一時刻采集該電池的電芯電壓，定義為該電池的第一電流值。處理器112獲取到電壓電芯采集電路在第一時刻采集到的第一電芯電壓值以及電流采集模塊114采集的第一電流值。

步驟S310：根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值；

優(yōu)選地，預(yù)設(shè)的延時可以為T毫秒。第二時刻可以為所述第一時刻的T毫秒后的時刻。其中，T可以按照用戶的需求設(shè)定，例如T＝50ms。所述第二時刻可以為在第一時刻的50毫秒后的時刻。處理器112獲取到電壓電芯采集電路在第一時刻的50毫秒后的時刻采集到的該電池的電壓電芯值，定義為該電池的第二電芯電壓值，以及電路采集模塊114采集到的電流值，定義為該電池的第二電流值。

步驟S320：將所述電池的所述第一電流值與所述第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比，判斷所述電流差值是否大于預(yù)設(shè)的電流閾值。

其中，預(yù)設(shè)的電流閾值按照用戶的需求設(shè)定。例如，所述預(yù)設(shè)的電流閾值可以為20A。

作為一種實施方式，將第一時刻和第二時刻兩次獲取到的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行做差比較。

作為一種實施方式，也可以將第一時刻和第二時刻兩次獲取到的電流差值取絕對值后的值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行做差比較。

步驟S330：若所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值；

具體地，若所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，根據(jù)第一電芯電壓值與第二電芯電壓值的差值除以所述電流差值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值。

優(yōu)選地，為了避免計算溢出錯誤，所述電流差值或所述電流差值的絕對值大于預(yù)設(shè)的電流閾值。例如，如果所述電流差值為0或很小的數(shù)，那么根據(jù)第一電芯電壓值與第二電芯電壓值的差值除以所述電流差值，那么就會出現(xiàn)計算溢出錯誤。

在本實施例中，所述電池可以為鋰離子電池。請參照圖4，在電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)中，有N節(jié)鋰離子電池(B_i，i＝1,……N)串聯(lián)電連接至所述電池管理系統(tǒng)，對應(yīng)電池開路電壓值分別為(U_oi，i＝1,……N)。以B₁為例，M₁為鋰離子電池的一種等效電路模型，包括歐姆內(nèi)阻R₀，極化電阻Rpa，極化電容Cpa。電池的內(nèi)阻是指電池在工作時，電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力，它包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻主要是指由電極材料、電解液、隔膜電阻及部分零件的接觸電阻組成，與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、裝配等有關(guān)。極化電阻是指電池的正極與負極在進行電化學(xué)反應(yīng)時極化所引起的內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在充放電過程中隨時間不斷變化，這是因為活性物質(zhì)的組成，電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內(nèi)阻遵守歐姆定律；極化內(nèi)阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增加。

進一步地，在本實施例中，根據(jù)第一電芯電壓值與第二電芯電壓值的差值除以所述電流差值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值。所述初始內(nèi)阻值指該電池的歐姆內(nèi)阻。例如，即該電池的歐姆內(nèi)阻其中，U₁為該電池在第一時刻獲取的第一電芯電壓值，I₁為該電池在第一時刻獲取的第一電流值，U₂為該電池在第二時刻獲取的第二電芯電壓值，I₂為該電池在第二時刻獲取的第二電流值。

可以理解的是，獲取到在兩個時刻電池的第一電芯電壓值及第一電流值、第二電芯電壓值及第二電流值，通過毫秒級的延時，由此可以排除極化內(nèi)阻和極化電容對歐姆內(nèi)阻測量精度的影響。

步驟S340：基于以上步驟，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值；

荷電狀態(tài)，(State of Charge，SOC)也叫剩余電量，代表的是電池使用一段時間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值，常用百分數(shù)表示。其取值范圍為0～1，當(dāng)SOC＝0時表示電池放電完全，當(dāng)SOC＝1時表示電池完全充滿。

根據(jù)步驟S300-步驟S330，同樣的方法步驟，可以獲得電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，獲得至少一個初始內(nèi)阻值i表示不同的SOC值的狀態(tài)下。用百分數(shù)表示，例如，SOC值可以為10％、20％、30％……100％。

作為一種實施方式，電池的SOC值為S₁～S₂范圍內(nèi)，通過分別獲取t₁、t₂……t_m時刻的電芯電壓值和電流值將所述電池的后一時刻的電流值與后一時刻的電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比，得出所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值的情況下，再根據(jù)后一時刻和前一時刻獲取到的電芯電壓值和電流值，計算得到至少一個初始內(nèi)阻值即其中，S₁～S₂可以為40％～100％；t_i與t_i-1之間的預(yù)設(shè)延時可以相同，也可以不同；i＝1,2……m。

步驟S350：至少一個初始內(nèi)阻值是否滿足預(yù)設(shè)條件；

所述預(yù)設(shè)條件包括：所述初始內(nèi)阻值在預(yù)設(shè)的電阻值范圍內(nèi)。

逐一判斷每個初始內(nèi)阻值是否在預(yù)設(shè)的電阻值范圍內(nèi)。為了提高所述方法的準確性，若某個初始內(nèi)阻值沒在預(yù)設(shè)的電阻值范圍內(nèi)，則舍棄該初始內(nèi)阻值；若某個初始內(nèi)阻值在預(yù)設(shè)的電阻值范圍內(nèi)，則保留該初始內(nèi)阻值。這樣，去除掉了無用的數(shù)據(jù)，保留有效的數(shù)據(jù)，提高了內(nèi)阻估算的精度。其中，所述預(yù)設(shè)的電阻值范圍為[R_mim,R_max]。作為一種實施方式，根據(jù)電池的實際應(yīng)用場合中，例如電動汽車中，在不同溫度，不同SOC下可以通過多次測量多個單體電池的內(nèi)阻，從而獲得內(nèi)阻最小值R_min和內(nèi)阻最大值R_max。各種類型電池的內(nèi)阻值與溫度、SOC均有關(guān)。例如，150Ah/3.2V的C/LiFePO4單電池內(nèi)阻為1.0-1.4mΩ?；蛘?00Ah/3.2V的C/LiFePO4單電池內(nèi)阻為0.6-1.8mΩ。

步驟S360：獲得所述至少一個初始內(nèi)阻值中滿足預(yù)設(shè)條件的至少一個待濾波內(nèi)阻值；

所述預(yù)設(shè)條件包括：所述初始內(nèi)阻值在預(yù)設(shè)的電阻值范圍內(nèi)。

在至少一個初始內(nèi)阻值中，逐一判斷每個初始內(nèi)阻值是否在預(yù)設(shè)的電阻值范圍內(nèi)，若某個初始內(nèi)阻值在預(yù)設(shè)的電阻值范圍內(nèi)，則保留該初始內(nèi)阻值。如此，獲得所述至少一個初始內(nèi)阻值中在預(yù)設(shè)的電阻值范圍內(nèi)的至少一個待濾波內(nèi)阻值。

步驟S370：對所述至少一個待濾波內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值。

優(yōu)選地，所述濾波算法可以為一階濾波或卡爾曼濾波算法。

由于電壓和電流的采集在實際過程中存在相位偏差，不可避免的會對測量引入誤差，這些誤差導(dǎo)致單純依靠內(nèi)阻的實際測量值，無法達到應(yīng)用精度。同時，可以確定電池內(nèi)阻是一個慢速變化信號，且在SOC小范圍內(nèi)可以視為恒定。在此假設(shè)基礎(chǔ)上，以單體電池內(nèi)阻的實際測量值作為輸入，可以通過kalman、一階濾波等相關(guān)濾波算法，獲得單體電池的估算內(nèi)阻。

接下來以卡爾曼濾波來舉例說明獲得電池的估算內(nèi)阻。

卡爾曼濾波(Kalman filtering)是一種利用線性系統(tǒng)狀態(tài)方程，通過系統(tǒng)輸入輸出觀測數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)狀態(tài)進行最優(yōu)估計的算法。

一般來說在電池的動態(tài)系統(tǒng)中，它的輸出往往是歷史值與當(dāng)前輸入的函數(shù)關(guān)系。假設(shè)這個系統(tǒng)有一個狀態(tài)變量，該狀態(tài)變量是由系統(tǒng)的歷史狀態(tài)決定的。當(dāng)前系統(tǒng)輸出僅由當(dāng)前輸入和當(dāng)前狀態(tài)變量決定，不受歷史輸入影響。對所述至少一個待濾波內(nèi)阻值進行卡爾曼濾波處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值?；陔姵貎?nèi)阻是一個慢速變化信號，在不同SOC下，電池內(nèi)阻的變化滿足線性隨機微分系統(tǒng)。至少一個待濾波內(nèi)阻值按照各自計算的時間序列排列，即R_k。其中，k＝t₁、t₂……t_m。k也可以表示不同的荷電狀態(tài)。

在本實施例中，至少一個待濾波內(nèi)阻值中包括一個現(xiàn)在狀態(tài)k的測量值R_gc，以下有五個公式來具體說明。

首先利用系統(tǒng)的過程模型，來預(yù)測下一狀態(tài)的系統(tǒng)。假設(shè)現(xiàn)在的系統(tǒng)狀態(tài)是k，根據(jù)公式(1)，可以基于系統(tǒng)的上一狀態(tài)而預(yù)測出現(xiàn)在狀態(tài)，其中，是利用上一狀態(tài)預(yù)測的結(jié)果，是上一狀態(tài)最優(yōu)的結(jié)果，U_k為現(xiàn)有狀態(tài)的控制量，這里沒有控制量，U_k可以為0。

到現(xiàn)在為止，系統(tǒng)結(jié)果已經(jīng)更新了，接下來更新的協(xié)方差。在公式(2)中，是對應(yīng)的協(xié)方差，是對應(yīng)的協(xié)方差，Q為系統(tǒng)過程的協(xié)方差。Q反映兩個連續(xù)時刻的內(nèi)阻值方差，可以按照用戶的需求設(shè)定初始值。比如，Q可以為3e^-4。

基于現(xiàn)在狀態(tài)的預(yù)測結(jié)果，再得到現(xiàn)在狀態(tài)的測量值R_gc，由公式(3)可以得到現(xiàn)在狀態(tài)k的最優(yōu)化估算值其中，K_g為卡爾曼增益，可以由公式(4)得到K_g。K_g反映了電池內(nèi)阻測量值與過程模型(即當(dāng)前時刻與下一時刻內(nèi)阻值相同這一模型)的可信程度。R為測量誤差，R反映內(nèi)阻值的測量精度，可以按照用戶的需求設(shè)定初始值。比如，R可以為0.05。

以上獲得了k狀態(tài)下最優(yōu)估算值為了令卡爾曼濾波算法不斷地運行下去直到系統(tǒng)過程結(jié)束，由公式(5)以此更新k狀態(tài)下的協(xié)方差

這樣，基于至少一個待濾波內(nèi)阻值即R_k，其中，k＝t₁、t₂……t_m。不斷地遞歸迭代，直到系統(tǒng)過程結(jié)束，得到不同時刻或不同荷電狀態(tài)下電池的最優(yōu)化估算值即為電池不同時刻或不同荷電狀態(tài)下的內(nèi)阻估算值。

卡爾曼濾波方法適用于各種電池。該方法在測量內(nèi)阻初值不準時，可以使測量內(nèi)阻的估計值在不斷向真實值收斂?？柭鼮V波方法不僅能夠給出測量內(nèi)阻的估計值，還能給出了測量內(nèi)阻的估計誤差范圍。

可以理解的是，數(shù)據(jù)濾波是去除噪聲還原真實數(shù)據(jù)的一種數(shù)據(jù)處理技術(shù)。所述濾波算法還可以包括對數(shù)據(jù)進行平滑濾波的算法。

此外，可以根據(jù)上述方法利用電池的內(nèi)阻估算值，獲得電池健康狀態(tài)。電池內(nèi)阻是反映電池健康狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)之一。通過每一串電池估算內(nèi)阻的統(tǒng)計信息，估算當(dāng)前電池組的健康狀態(tài)。在本實施例中，通過上述電池內(nèi)阻估算方法，得到串聯(lián)電池組中每一節(jié)電池的估算內(nèi)阻，其能夠最精確的反映出電池組的健康狀態(tài)。

本發(fā)明實施例提供的電池內(nèi)阻估算方法，通過獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值；根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值；將所述電池的所述第一電流值與所述第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比；若所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值；基于以上步驟，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值；對所述至少一個初始內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值，以此在不增加電池管理系統(tǒng)成本的前提下，實現(xiàn)在線測量電池的高精度內(nèi)阻值。

第三實施例

請參照圖5，本發(fā)明實施例提供了一種電池內(nèi)阻估算裝置400，應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于管理電池組，所述電池組包括N節(jié)電池，所述裝置400包括：

第一獲取單元410，用于獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值。

第二獲取單元420，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值。

對比單元430，用于將所述第一獲取單元410獲取的所述第一電流值與所述第二獲取單元420獲取的第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比。

計算單元440，用于若根據(jù)對比單元430得出所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值。

第三獲取單元450，用于根據(jù)第一獲取單元410、第二獲取單元420及計算單元440，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值。

處理單元460，用于對所述第三獲取單元450獲取的所述至少一個初始內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值。

需要說明的是，本實施例中的各單元可以是由軟件代碼實現(xiàn)，此條件下，上述的各單元可存儲于存儲器110內(nèi)。以上各單元同樣可以由硬件例如集成電路芯片實現(xiàn)。

本發(fā)明實施例提供的電池內(nèi)阻估算裝置，其實現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和前述第一實施例中的電池內(nèi)阻估算方法實施例相同，為簡要描述，裝置實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應(yīng)內(nèi)容。

第四實施例

請參照圖6，本發(fā)明實施例提供了一種電池內(nèi)阻估算裝置500，應(yīng)用于電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于管理電池組，所述電池組包括N節(jié)電池，所述裝置500包括：

第一獲取單元510，用于獲取所述電池在第一時刻的第一電芯電壓值以及第一電流值。

第二獲取單元520，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的延時，獲取所述電池在第二時刻的第二電芯電壓值以及第二電流值。

對比單元530，用于將所述第一獲取單元510獲取的所述第一電流值與所述第二獲取單元520獲取的第二電流值之間的電流差值與預(yù)設(shè)的電流閾值進行對比。

計算單元540，用于若根據(jù)對比單元530得出所述電流差值大于預(yù)設(shè)的電流閾值，則根據(jù)所述電流差值、所述第一電芯電壓值以及所述第二電芯電壓值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值。

作為一種實施方式，計算單元540包括計算子單元541。

計算子單元541，用于根據(jù)第一電芯電壓值與第二電芯電壓值的差值除以所述電流差值，計算得到所述電池的初始內(nèi)阻值。

第三獲取單元550，用于根據(jù)第一獲取單元510、第二獲取單元520及計算單元540，獲得所述電池在不同荷電狀態(tài)下的電池內(nèi)阻值，得到至少一個初始內(nèi)阻值。

處理單元560，用于對所述第三獲取單元550獲取的所述至少一個初始內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值。

作為一種實施方式，處理單元560包括第一處理子單元561和第二處理子單元562。

第一處理子單元561，用于獲得所述至少一個初始內(nèi)阻值中滿足預(yù)設(shè)條件的至少一個待濾波內(nèi)阻值。

第二處理子單元562，用于對所述第一處理子單元561獲取的所述至少一個待濾波內(nèi)阻值進行濾波算法處理，得到所述電池的內(nèi)阻估算值。

需要說明的是，本實施例中的各單元可以是由軟件代碼實現(xiàn)，此條件下，上述的各單元可存儲于存儲器110內(nèi)。以上各單元同樣可以由硬件例如集成電路芯片實現(xiàn)。

本發(fā)明實施例提供的電池內(nèi)阻估算裝置，其實現(xiàn)原理及產(chǎn)生的技術(shù)效果和前述第二實施例中的電池內(nèi)阻估算方法實施例相同，為簡要描述，裝置實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應(yīng)內(nèi)容。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，也可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的裝置、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實現(xiàn)方式中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有條件下也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。

所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用條件下，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。