计算SOC的四种方式

第一种：电压法

在 STM32 中，电池电量百分比的计算需要考虑到电池的电压曲线和电量曲线。一般来说，电量百分比可以通过下面的公式计算：

电量百分比 = （当前电压值 - 最低电压值）/（最高电压值 - 最低电压值）* 100%

其中，最低电压值和最高电压值需要根据电池的实际情况进行设置。在实际使用中，可以通过 ADC 模块读取电池的电压值，然后将其转换为电量百分比。具体的 C 语言代码如下：

#define ADC_MAX_VALUE 4096 // ADC 最大值
#define VOLTAGE_DIVIDER_RATIO 2 // 电压分压比
#define BATTERY_MAX_VOLTAGE 4.2 // 电池满电电压
#define BATTERY_MIN_VOLTAGE 3.0 // 电池极低电压

float get_battery_voltage(void) {
    uint16_t adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc); // 读取 ADC 值
    float voltage = (float)adc_value / ADC_MAX_VALUE * VREF * VOLTAGE_DIVIDER_RATIO; // 转换为电压值
    return voltage;
}

uint8_t get_battery_percentage(void) {
    float voltage = get_battery_voltage();
    uint8_t percentage = (voltage - BATTERY_MIN_VOLTAGE) / (BATTERY_MAX_VOLTAGE - BATTERY_MIN_VOLTAGE) * 100;
    return percentage;
}

以上代码假设使用的 ADC 通道已经初始化并启动，get_battery_voltage() 函数用于读取电池电压值，get_battery_percentage() 函数用于计算电量百分比。需要注意的是，上述代码仅供参考，实际使用中需要根据具体情况进行调整。

第二种：累积电量积分法

对于电池管理系统（BMS）的电量计算，一般采用累积电量积分法。要计算电池的电量百分比，需要知道当前电池的电量和额定电量。以下是一种简单的实现方法：

获取电池实际电压值，单位为毫伏（mV）。

获取电池额定电压值，单位为毫伏（mV）。

计算电池当前电量，单位为毫安时（mAh）。

计算电池额定电量，单位为毫安时（mAh）。

根据以下公式计算电池电量百分比：电量百分比 = 当前电量 / 额定电量 * 100%

在BMS中，可以使用ADC模块来获取电池实际电压值，并使用电流传感器来获取电池充放电电流值，从而计算电池当前电量。以下是一种简单的代码实现：

#define VBAT_R1  10000  // 电阻R1的值，单位为欧姆（Ω）
#define VBAT_R2  10000  // 电阻R2的值，单位为欧姆（Ω）
#define VBAT_ADC_RES  4096  // ADC的分辨率
#define VBAT_R1_R2_RATIO  0.5  // R1和R2的比值

float get_battery_voltage(void)
{
    uint16_t adc_value = 0;
    float voltage = 0;

    // 读取ADC的值
    adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

    // 根据ADC的值计算电压值
    voltage = (float)adc_value * 3.3 / (float)VBAT_ADC_RES * VBAT_R1_R2_RATIO;

    // 根据电压分压计算实际电池电压值
    voltage = voltage / (VBAT_R2 / (VBAT_R1 + VBAT_R2));

    return voltage;
}

float get_battery_current(void)
{
    uint16_t adc_value = 0;
    float current = 0;

    // 读取ADC的值
    adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);

    // 根据ADC的值计算电流值
    current = ((float)adc_value - 2048) * 3.3 / 4096 / 0.04;

    return current;
}

float get_battery_capacity(float current, float time)
{
    float capacity = 0;

    // 计算电量
    capacity = current * time / 3600;

    return capacity;
}

int get_battery_percentage(float voltage, float rated_voltage, float capacity, float rated_capacity)
{
    int percentage = 0;

    // 计算电池当前电量
    float current = get_battery_current();
    float time = 1; // 积分时间，单位为秒
    float current_capacity = get_battery_capacity(current, time);
    capacity += current_capacity;

    // 计算电池电量百分比
    percentage = (int)(capacity / rated_capacity * 100);

    // 限制百分比在0-100之间
    percentage = percentage > 100 ? 100 : percentage;
    percentage = percentage < 0 ? 0 : percentage;

    return percentage;
}

其中，get_battery_voltage()函数用于获取电池实际电压值，get_battery_current()函数用于获取电池充放电电流值，get_battery_capacity()函数用于计算电池当前电量，get_battery_percentage()函数用于计算电池电量百分比。在使用时，需要提供电池的额定电压、电量和实际电压等参数。

注意，在计算电池当前电量时，需要进行电流积分，积分时间可以根据实际应用场景进行调整。

第三种：开路电压法

开路电压法是一种基于电池开路电压与SOC之间的关系计算SOC的方法。具体计算公式如下：

SOC = f(V_oc)

其中，V_oc是电池的开路电压，f是一种特定的函数，它反映了电池开路电压与SOC之间的关系。不同类型的电池有不同的f函数，常见的有线性关系、二次函数关系等。下面是使用C语言实现线性函数开路电压法计算电池SOC的代码示例：

#include 
int main()
{
    // 输入电池的电压、最小电压和最大电压
    float voltage, min_voltage, max_voltage;
    printf("请输入电池的电压、最小电压和最大电压（以空格分隔）：");
    scanf("%f %f %f", &voltage, &min_voltage, &max_voltage);
    // 计算电池的SOC
    float soc = (voltage - min_voltage) / (max_voltage - min_voltage) * 100;
    printf("电池的SOC为：%.2f%%", soc);
    return 0;
}

第四种：卡尔曼滤波法

卡尔曼滤波法是一种基于电池电流、电压及其他信息计算SOC的方法，它采用了状态估计和卡尔曼滤波技术。具体实现过程比较复杂，需要借助数学模型和计算机算法。下面是使用C语言调用卡尔曼滤波库计算电池SOC的代码示例：

#include 
#include "kalman.h"
int main()
{
    // 初始化卡尔曼滤波器
    kalman_state state;
    kalman_init(&state, 1.0, 1.0, 1.0, 0.0);
    // 输入电池的电流和电压
    float current, voltage;
    printf("请输入电池的电流和电压（以空格分隔）：");
    scanf("%f %f", ¤t, &voltage);
    // 使用卡尔曼滤波器计算电池SOC
    float soc = kalman_update(&state, current, voltage);
    printf("电池的SOC为：%.2f%%", soc);
    return 0;
}

需要注意的是，不同类型的电池可能需要不同的计算方法，选择合适的计算方法取决于电池的类型、使用环境和计算精度等因素。