本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及具有其的車輛。

背景技術(shù)：

電池的內(nèi)阻(DCR，Direct Current Resistance)是電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的重要參數(shù)，其分為直流內(nèi)阻和交流內(nèi)阻兩類。

其中，當(dāng)用于功率預(yù)測(cè)時(shí)常常采用以下公式(式1)計(jì)算直流內(nèi)阻：

P＝I_max×(OCV-I_max×R)， (1)

由于電池內(nèi)阻不能方便地直接測(cè)量得出，因此需要通過(guò)充放電機(jī)進(jìn)行充電或放電，在得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)(如圖1所示)之后，通過(guò)簡(jiǎn)化為如下線性公式(式2)計(jì)算得出：

(式2)

其中，V₁和V₂與I₁和I₂分別為電池系統(tǒng)在t₁時(shí)刻和t₂時(shí)刻的端電壓和電流。

然而，由于在車輛運(yùn)行時(shí)，通過(guò)電池系統(tǒng)的電流時(shí)刻都在變化，以某一個(gè)采樣周期T(比如T＝t₂-t₁)定期采集電池包的電壓和電流，則在每一采樣時(shí)間內(nèi)都可以得到一個(gè)R值，但是由于車輛運(yùn)行過(guò)程中，電流變化劇烈，由于電池的非線性，用該方法得到的內(nèi)阻值如圖2所示，存在某些離群值如240s處和400s處的內(nèi)阻值，表現(xiàn)出了很大的非線性度，無(wú)法準(zhǔn)確獲取電池包的輸入輸出功率，從而無(wú)法準(zhǔn)確獲取電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供功率，易導(dǎo)致車輛行駛不平順，降低用戶使用體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法，該方法可以消除離群值的影響，并且存儲(chǔ)需求量小。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置。

本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提出一種車輛。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法，包括以 下步驟：獲取電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式；獲取第k次采樣時(shí)所述電池單體的電壓和電流，其中，k為正整數(shù)；根據(jù)所述第k次采樣時(shí)的電壓和電流與所述內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程；以及根據(jù)所述卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程得到所述電池單體的內(nèi)阻。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法，通過(guò)電池單體的電壓和電流得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程，從而通過(guò)卡爾曼濾波算法進(jìn)行電池單體的內(nèi)阻估算，不但可以消除離群值影響，從而可以準(zhǔn)確獲取電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供功率，而且降低了存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)量，從而降低存儲(chǔ)空間的使用量，存儲(chǔ)需求量小，節(jié)約能源。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述卡爾曼濾波器的遞推方程為：

x_k＝Ax_k-1+Bu_k-1+w_k-1，

其中，x＝R，A＝1，B＝0，R為所述電池單體的內(nèi)阻，x為狀態(tài)參數(shù)，u為自變量，w為過(guò)程噪聲。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述卡爾曼濾波器的測(cè)量方程為：

z_k＝Hx_k+v_k，

其中，z_k＝OCV_k-U_k，H＝I，I為電流、OCV為開(kāi)路電壓，U為電壓。

其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)電池模型獲取所述電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式。

本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置，包括：第一獲取模塊，用于獲取電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式；采集模塊，用于獲取第k次采樣時(shí)所述電池單體的電壓和電流，其中，k為正整數(shù)；第二獲取模塊，用于根據(jù)所述第k次采樣時(shí)的電壓和電流與所述內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程；以及檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程得到所述電池單體的內(nèi)阻。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置，通過(guò)電池單體的電壓和電流得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程，從而通過(guò)卡爾曼濾波算法進(jìn)行電池單體的內(nèi)阻估算，不但可以消除離群值影響，從而可以準(zhǔn)確獲取電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供功率，而且降低了存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)量，從而降低存儲(chǔ)空間的使用量，存儲(chǔ)需求量小，節(jié)約能源。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述卡爾曼濾波器的遞推方程為：

x_k＝Ax_k-1+Bu_k-1+w_k-1，

其中，x＝R，A＝1，B＝0，R為所述電池單體的內(nèi)阻，x為狀態(tài)參數(shù)，u為自變量，w為 過(guò)程噪聲。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述卡爾曼濾波器的測(cè)量方程為：

z_k＝Hx_k+v_k，

其中，z_k＝OCV_k-U_k，H＝I，I為電流、OCV為開(kāi)路電壓，U為電壓。

其中，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一獲取模塊還用于通過(guò)電池模型獲取所述電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電池模型可以為開(kāi)路電壓-內(nèi)阻模型、RC模型、戴維斯寧模型中的一種。

本發(fā)明再一方面實(shí)施例提出了一種車輛，其包括上述的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置。該車輛可以通過(guò)電池單體的電壓和電流得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程，從而通過(guò)卡爾曼濾波算法進(jìn)行電池單體的內(nèi)阻估算，不但可以消除離群值影響，從而可以準(zhǔn)確獲取電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供功率，而且降低了存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)量，從而降低存儲(chǔ)空間的使用量，存儲(chǔ)需求量小，節(jié)約能源。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為相關(guān)技術(shù)中充電或放電后得出的數(shù)據(jù)示意圖；

圖2為相關(guān)技術(shù)中由于電池的非線性得到的內(nèi)阻值示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法的流程圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池模型示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法的流程圖；以及

圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及具有其的車輛之前，先來(lái)簡(jiǎn)單描述一下準(zhǔn)確測(cè)量電池內(nèi)阻的重要性。

對(duì)于電動(dòng)汽車技術(shù)而言，準(zhǔn)確地獲取電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供的功率大小尤為重要。如果獲取了電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供的功率，則整車控制器即可以計(jì)算出當(dāng)駕駛員踏下某一深度的加速踏板或制動(dòng)踏板時(shí)，電池系統(tǒng)可以提供或吸收的功率，從而避免發(fā)生當(dāng)駕駛員踏下加速踏板需要加速時(shí)，由于電池包輸出功率的預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確導(dǎo)致加速中止的現(xiàn)象或駕駛員踏下制動(dòng)踏板需要吸收回饋能量時(shí)，電池包的輸入功率不準(zhǔn)確導(dǎo)致回饋功率不能吸收浪費(fèi)能量的現(xiàn)象。

從另一個(gè)方面去考慮，在電池系統(tǒng)的高功率應(yīng)用中，SOH(state of health)采用的定義如下：

其中，R為當(dāng)前電池的內(nèi)阻，R₀為初始內(nèi)阻或額定內(nèi)阻，R_e為壽命結(jié)束時(shí)的電池內(nèi)阻。從該定義式可以得出，能得到電池的內(nèi)阻，就可以得出電池的SOH。

相關(guān)技術(shù)中，一般采用以下方法來(lái)在線監(jiān)測(cè)或計(jì)算電池的內(nèi)阻：S1、采用移動(dòng)平均的方法進(jìn)行濾波，通過(guò)平均一段時(shí)間內(nèi)的內(nèi)阻值作為當(dāng)前內(nèi)阻的測(cè)量值，采集了新的數(shù)據(jù)之后再丟掉最早的老數(shù)據(jù)，重新平均作為下一個(gè)新的測(cè)量值；S2、采集一段時(shí)間內(nèi)的狀態(tài)參數(shù)如溫度、電壓、電流后，由估算的SOC值得到當(dāng)前的OCV值，再通過(guò)類似于式3(式3采用了開(kāi)路電壓-內(nèi)阻模型，亦可以用其他更加復(fù)雜的電池等效電路模型如RC模型、戴維寧模型等)所列出的狀態(tài)參數(shù)與內(nèi)阻之間的關(guān)系采用最小二乘法 回歸出內(nèi)阻R的值。

U＝OCV-R×I， (式3)

其中，U為電池系統(tǒng)的端電壓、OCV為開(kāi)路電壓、R為內(nèi)阻、I為電流。

然而，相關(guān)技術(shù)中的移動(dòng)平均的方法可以消除離群值帶來(lái)的影響，但是由于控制時(shí)效的關(guān)系導(dǎo)致BMS采樣速率較快(如果采用較低的采樣頻率，則可能得到滯后的數(shù)據(jù)，無(wú)法反應(yīng)電池系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài))，約10ms，從而為了避開(kāi)圖2中所示的持續(xù)時(shí)間幾十秒的離群值就需要記錄較長(zhǎng)時(shí)間的值進(jìn)行平均才能消除離群值，導(dǎo)致需要控制器留出較大的存儲(chǔ)空間。

另外，相關(guān)技術(shù)中采用最小二乘法回歸的方法也可以消除離群值的影響，但是由于最小二乘法只能進(jìn)行批處理，一次批處理若干組數(shù)據(jù)可以得到一個(gè)內(nèi)阻數(shù)據(jù)，采用的批次處理的數(shù)據(jù)量太大，導(dǎo)致需要較大存儲(chǔ)空間，并且也會(huì)由于數(shù)據(jù)飽和詳細(xì)而不能靈敏地反映內(nèi)阻的實(shí)時(shí)變化，常常有較大的滯后，而批次處理的數(shù)據(jù)量太小又不能有效地消除離群值的影響。

因此，相關(guān)技術(shù)中在線監(jiān)測(cè)或計(jì)算電池的內(nèi)阻的方法都存在缺陷，有待改進(jìn)。

本發(fā)明正是基于上述問(wèn)題，而提出了一種電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及具有其的車輛。

下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法、檢測(cè)裝置及具有其的車輛，首先將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法。參照?qǐng)D3所示，該檢測(cè)方法包括以下步驟：

S101，獲取電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)電池模型獲取電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式。

其中，獲取電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式有很多種方式，本發(fā)明實(shí)施例以通過(guò)電池模型獲取電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式為例進(jìn)行詳細(xì)贅述，舉例說(shuō)明如下：

圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池模型示意圖。

電池模型可以理解為等效電路模型，由等效電路模型來(lái)模擬電池系統(tǒng)的電壓對(duì)電流的變化，并依據(jù)等效電路模型得出的電池電壓和電流之間的關(guān)系得出內(nèi)阻的計(jì)算公式。如圖4所示，OCV為按照電池OCV(Open circuit Voltage，開(kāi)路電壓)進(jìn)行電壓輸出的電壓源輸出的電壓(可能隨電池SOC進(jìn)行變化)，R為電池的內(nèi)阻，U為電池的端電壓，I為電池的放電或充電電流，則描述圖3的方程為：

U＝OCV-R×I， (式3)

其中，由于電池的內(nèi)阻R是隨著電池的溫度、SOC(State of Charge，荷電狀態(tài))等參數(shù)變化的量，而SOC、溫度的變化相對(duì)于采樣周期的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)是變化非常緩 慢的，則可以認(rèn)為電池的內(nèi)阻R在采樣周期內(nèi)也是常數(shù)，則有：

R_k＝R_k-1， (式4)

而相應(yīng)地將式3離散化后，則有電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式為：

OCV_k-U_k＝I_k×R_k。 (式5)

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電池模型可以為開(kāi)路電壓-內(nèi)阻模型、RC模型、戴維斯寧模型等電池等效模型中的一種，其中，由不同的電池模型得到的內(nèi)阻值可以代表歐姆內(nèi)阻，也可以代表直流內(nèi)阻，從而可以用于計(jì)算電池的生熱、電池的輸入輸出功率、電池的健康狀態(tài)SOH等各種參數(shù)。

S102，獲取第k次采樣時(shí)電池單體的電壓和電流，其中，k為正整數(shù)。

S103，根據(jù)第k次采樣時(shí)的電壓和電流與內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，卡爾曼濾波器的遞推方程為：

x_k＝Ax_k-1+Bu_k-1+w_k-1，

其中，x＝R，A＝1，B＝0，R為電池單體的內(nèi)阻，x為狀態(tài)參數(shù)，u為自變量，w為過(guò)程噪聲?？梢赃M(jìn)一步簡(jiǎn)化為：

R_k＝R_k-1+w_k-1。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，卡爾曼濾波器的測(cè)量方程為：

z_k＝Hx_k+v_k，

其中，z_k＝OCV_k-U_k，H＝I，I為電流、OCV為開(kāi)路電壓，U為電壓?？梢赃M(jìn)一步簡(jiǎn)化為：

OCV_k-U_k＝I_k×R_k+v_k。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)方法采用卡爾曼濾波算法進(jìn)行電池系統(tǒng)內(nèi)阻的估算，典型的卡爾曼濾波算法的計(jì)算過(guò)程如下：

對(duì)于狀態(tài)參數(shù)x滿足線性差分方程：

x_k＝Ax_k-1+Bu_k-1+w_k-1， (式6)

式6中x為需要估算的狀態(tài)參數(shù)，A、B為系數(shù)矩陣，u為自變量，w為過(guò)程噪聲。而對(duì)于測(cè)量值z(mì)，由以下測(cè)量方程：

z_k＝Hx_k+v_k， (式7)

其中，z為可測(cè)量值向量，H為測(cè)量矩陣，v為測(cè)量噪聲。則根據(jù)卡爾曼濾波算法的相關(guān)理論，x可以用以下公式來(lái)進(jìn)行估算(表示x的第k次先驗(yàn)估計(jì)值，表示先驗(yàn)估計(jì)值，即未取得測(cè)量值z(mì)之前由先驗(yàn)知識(shí)對(duì)x進(jìn)行的估計(jì)值)：

(式8)

(式9)

(式10)

(式11)

(式12)

式8～式9可以稱為時(shí)間更新，式10～式12可以稱為測(cè)量更新，需要說(shuō)明的是，在上述列式中，E為單位矩陣。

進(jìn)而，比較式4與式6和式5與式7令：

x＝R，A＝1，B＝0，H＝I， (式13)

z_k＝OCV_k-U_k， (式14)

因此，將式13和式14應(yīng)用到式4和式5后，即具備了應(yīng)用卡爾曼濾波所需要的遞推方程和測(cè)量方程。

將式13和式14的相應(yīng)變量代入式8～式12中，即可應(yīng)用卡爾曼濾波算法?？蓪?nèi)阻R的初值設(shè)為某一標(biāo)定量R₀，則當(dāng)k＝1時(shí)，式8中的為R₀。過(guò)程噪聲可采用估計(jì)的值，估計(jì)協(xié)方差P的初值P₀采用絕對(duì)數(shù)值較大的對(duì)角陣，如果在計(jì)算初期誤差較大的時(shí)候，則時(shí)間更新和測(cè)量更新時(shí)會(huì)給出具有較大的調(diào)整幅度。

S104，根據(jù)卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程得到電池單體的內(nèi)阻，并且當(dāng)?shù)趉+1次采樣時(shí)回到步驟S102。

圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法的流程圖。

舉例而言，如圖5所示，當(dāng)BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，電池管理系統(tǒng))得到新的測(cè)量值之前，將上一步驟的估計(jì)值應(yīng)用于式8用于內(nèi)阻值的先驗(yàn)估計(jì)，并根據(jù)式9計(jì)算出先驗(yàn)估計(jì)的協(xié)方差，完成時(shí)間更新；當(dāng)BMS得到新的測(cè)量值z(mì)_k時(shí)，由式10和式11，計(jì)算出估計(jì)值并由式12計(jì)算出估計(jì)值的協(xié)方差P_k，完成測(cè)量更新。完成測(cè)量更新后得到的和P_k將在下一步的時(shí)間更新中用于計(jì)算先驗(yàn)估計(jì)值和先驗(yàn)估計(jì)值的協(xié)方差，從而可以進(jìn)一步計(jì)算出和P^-_k+1并由第k+1次測(cè)量到的z_k+1計(jì)算出和P_k+1并由此循環(huán)往復(fù)計(jì)算。也就是說(shuō)，只用到本次測(cè)量和上次測(cè)量的計(jì)算結(jié)果用于估算本次估算值，而無(wú)需儲(chǔ)存太多的歷史數(shù)據(jù)，從而具備存儲(chǔ)需求量小的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法，通過(guò)電池單體的電壓和電流得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程，從而通過(guò)卡爾曼濾波算法進(jìn)行電池單體的內(nèi)阻估算，采用了卡爾曼濾波算法處理BMS采集到的數(shù)據(jù)，依據(jù)卡爾曼濾波算法的特性，其有對(duì)初值不敏感的特性，即使采用誤差較大的初值，也可以迅速收斂到準(zhǔn)確值 附近，同時(shí)可以給出估計(jì)的誤差限，并且可以有效地處理噪聲對(duì)數(shù)據(jù)帶來(lái)的影響，又避免了存儲(chǔ)過(guò)多的歷史數(shù)據(jù)，且避免了采用最小二乘法所不可避免的數(shù)據(jù)飽和問(wèn)題，既有較高的靈敏性，有能有效消除噪聲帶來(lái)的離群值問(wèn)題，從而可以準(zhǔn)確獲取電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供功率。

其次參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置。參照?qǐng)D6所示，該檢測(cè)裝置10包括：第一獲取模塊100、采集模塊200、第二獲取模塊300和檢測(cè)模塊400。

其中，第一獲取模塊100用于獲取電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式。采集模塊200用于獲取第k次采樣時(shí)電池單體的電壓和電流，其中，k為正整數(shù)。第二獲取模塊300用于根據(jù)第k次采樣時(shí)的電壓和電流與內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程。檢測(cè)模塊400用于根據(jù)卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程得到電池單體的內(nèi)阻。本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)裝置10通過(guò)卡爾曼濾波算法檢測(cè)電池單體的內(nèi)阻，不但可以消除離群值影響的影響，而且存儲(chǔ)需求量小，節(jié)約能源。

可選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，第一獲取模塊100還用于通過(guò)電池模型獲取電池單體的內(nèi)阻計(jì)算關(guān)系式，其中，電池模型可以為開(kāi)路電壓-內(nèi)阻模型、RC模型、戴維斯寧模型中的一種。

需要說(shuō)明的是，由不同的電池模型得到的內(nèi)阻值可以代表歐姆內(nèi)阻，也可以代表直流內(nèi)阻，從而可以用于計(jì)算電池的生熱、電池的輸入輸出功率、電池的健康狀態(tài)SOH等各種參數(shù)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，卡爾曼濾波器的遞推方程為：

x_k＝Ax_k-1+Bu_k-1+w_k-1，

其中，x＝R，A＝1，B＝0，R為電池單體的內(nèi)阻，x為狀態(tài)參數(shù)，u為自變量，w為過(guò)程噪聲。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，卡爾曼濾波器的測(cè)量方程為：

z_k＝Hx_k+v_k，

其中，z_k＝OCV_k-U_k，H＝I，I為電流、OCV為開(kāi)路電壓，U為電壓。

需要說(shuō)明的是，前述對(duì)電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)方法實(shí)施例的解釋說(shuō)明也適用于該實(shí)施例的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置，此處不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置，通過(guò)電池單體的電壓和電流得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程，從而通過(guò)卡爾曼濾波算法進(jìn)行電池單體的內(nèi)阻估算，采用了卡爾曼濾波算法處理BMS采集到的數(shù)據(jù)，依據(jù)卡爾曼濾波算法的特性，其有對(duì)初值不敏感的特性，即使采用誤差較大的初值，也可以迅速收斂到準(zhǔn)確值附近，同時(shí)可以給出 估計(jì)的誤差限，并且可以有效地處理噪聲對(duì)數(shù)據(jù)帶來(lái)的影響，又避免了存儲(chǔ)過(guò)多的歷史數(shù)據(jù)，且避免了采用最小二乘法所不可避免的數(shù)據(jù)飽和問(wèn)題，既有較高的靈敏性，有能有效消除噪聲帶來(lái)的離群值問(wèn)題，從而可以準(zhǔn)確獲取電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供功率。

最后，本發(fā)明還提出了一種車輛，該車輛包括上述的電池單體的內(nèi)阻檢測(cè)裝置。該車輛可以通過(guò)電池單體的電壓和電流得到卡爾曼濾波器的遞推方程與測(cè)量方程，從而通過(guò)卡爾曼濾波算法進(jìn)行電池單體的內(nèi)阻估算，采用了卡爾曼濾波算法處理BMS采集到的數(shù)據(jù)，依據(jù)卡爾曼濾波算法的特性，其有對(duì)初值不敏感的特性，即使采用誤差較大的初值，也可以迅速收斂到準(zhǔn)確值附近，同時(shí)可以給出估計(jì)的誤差限，并且可以有效地處理噪聲對(duì)數(shù)據(jù)帶來(lái)的影響，又避免了存儲(chǔ)過(guò)多的歷史數(shù)據(jù)，且避免了采用最小二乘法所不可避免的數(shù)據(jù)飽和問(wèn)題，既有較高的靈敏性，有能有效消除噪聲帶來(lái)的離群值問(wèn)題，從而可以準(zhǔn)確獲取電池系統(tǒng)當(dāng)前可提供功率。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過(guò)程或方法描述可以被理解為，表示包括一個(gè)或更多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定邏輯功能或過(guò)程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時(shí)的方式或按相反的順序，來(lái)執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認(rèn)為是用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實(shí)現(xiàn)在任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說(shuō)明書(shū)而言，"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲(chǔ)、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下：具有一個(gè)或多個(gè)布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計(jì)算機(jī)盤盒(磁裝置)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，只讀存儲(chǔ)器(ROM)，可擦除可編輯只讀存儲(chǔ)器(EPROM或閃速存儲(chǔ)器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(CDROM)。另外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因?yàn)榭梢岳缤ㄟ^(guò)對(duì)紙或其他介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描，接著進(jìn)行編輯、解譯或必要時(shí)以其他合適方式進(jìn)行處理來(lái)以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如果用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，和在另一實(shí)施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下 列技術(shù)中的任一項(xiàng)或他們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)：具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等。

本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。

此外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，也可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。

上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。