CN107870301A - 一种电池微短路的检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种电池微短路的检测方法及装置，所述方法包括：获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量，其中，参考充电容量为所述待测单体电池的电量与参照单体电池的电量的差值，所述参照单体电池为所述待测电池组包含的所有单体电池中在充电结束时刻具有最大电压值的单体电池；根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路。采用本发明实施例，具有可提高电池微短路检测的精确性，增强电池微短路检测的适用性，降低电池故障误判率的优点。

Description

一种电池微短路的检测方法及装置
技术领域
本发明涉及电池管理领域，尤其涉及一种电池微短路的检测方法及装置。
背景技术
二次电池又称为充电电池或蓄电池，二次电池的使用过程中受到电池原材料、或者电池使用方式等因素影响，可能出现热失控、过充电或者过放电等安全问题。其中热失控是电池安全问题的最终表现形式，而导致热失控的主要原因之一就是电池的微短路。电池的微短路主要包括外部因素引发的微短路和电池内部结构变化自引发的微短路等。其中，电池内部结构变化自引发的微短路具有一个漫长的演化过程，电池的微短路初期现象不显著，而且电池微短路的诊断容易与电池的螺栓松动等问题混淆，识别难度大。由多个单体电池组成的电池组中某个单体电池出现微短路的现象具有偶然性，加大了从电池组中识别出现微短路的单体电池的难度。然而，电池微短路的后期可能导致电池热失控等严重的安全问题，电池微短路的检测是亟待解决的电池安全问题之一。
现有技术通过采集二次电池组中每个单体电池的端电压Ui以及单体电池的输出电流I，计算每个单体电池的等效内阻Zi，并通过Zi与基准电阻的差值ΔZi确定单体电池是否出现微短路。其中，基准电阻为电池组中所有单体电池的等效内阻的平均值。若电池组中串联的单体电池的数量较多，则现有技术的微短路检测方式实时计算各个单体电池的等效内阻的计算量大，对电池管理系统(英文：Battery Management System，BMS)的硬件要求高，实现难度大。此外，随着电池组的老化，电池组中各个单体电池的不一致性会增加，用ΔZi值判断电池微短路时容易将电池的不一致性判断为微短路，而且容易将接触电阻等故障导致的内阻变化误报为微短路，误判概率高，适用性差。
发明内容
本发明实施例提供一种电池微短路的检测方法及装置，可提高电池微短路检测的准确性，增强电池微短路检测的适用性，降低电池故障的误判率。
第一方面提供了一种电池微短路的检测方法，其可包括：
获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量，其中，参考充电容量为所述待测单体电池的电量与参照单体电池的电量的差值，所述参照单体电池为所述待测电池组包含的所有单体电池中在充电结束时刻具有最大电压值的单体电池；根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路。其中，所述第一参考充电容量和第二参考充电容量的差值所述差值包括第一参考充电容量和第二参考充电容量的直接差值，也包括由第一参考充电容量和第二参考充电容量所计算的其他量的差值。所述微短路包括电池单体内部或正负极端子间发生的微小短路。
本发明实施例采用的单体电池的参考充电容量的计算涉及到参照单体电池和待测单体电池在充电结束时刻的电量的差值，考虑到单体电池之间的充电电量差异使得电池的短路状态的检测更加精准，检测准确率更高。本发明实施例采用参考充电容量的差值来判断电池的短路状态，即使是电池内短路的微小迹象也可从单体电池的电量的差异来检测得到，从而可从微小短路开始监控单体电池的微短路状态，提高了电池内短路的检测精确性，降低电池故障的误判率，可从电池短路的早期开始监控，更好地预防单体电池的微短路带来电池热失控等危险。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路包括：
计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
本发明实施例获取得到待测单体电池的参考充电容量之后，可进一步计算待测单体电池的漏电流值，通过漏电流值更加直观明了地确定待测单体电池的微短路状态，判断更精确，适用性更高。
结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路包括：
计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；计算所述待测电池组中各单体电池在所述时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述待测单体电池的微短路电阻；若所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
本发明实施例获取得到待测单体电池的漏电流值之后，可进一步计算待测单体电池的微短路电阻。通过微短路电阻更加直观明了地确定待测单体电池的微短路状态，增加了电池微短路检测方式的多样性，灵活性高。通过微短路电阻的计算也可定量检测出待测单体电池的微短路的电阻阻值，判断更精确，降低了电池故障的误判率，适用性更高。
结合第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量包括：
确定所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的第一剩余充电时间和第二充电结束时刻的第二剩余充电时间；根据所述待测单体电池的充电电流计算所述第一剩余充电时间对应的所述第一参考充电容量和所述第二剩余充电时间对应的所述第二参考充电容量；其中，所述第一剩余充电时间为所述第一充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长；所述第二剩余充电时间为所述第二充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长。
本发明实施例可通过计算待测单体电池的剩余充电时间，通过剩余充电时间计算待测单体电池的参考充电容量，参考充电容量的计算与电池的充电状态关联更密切，电池微短路的判断精确性更高。
结合第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述确定所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的第一剩余充电时间和第二充电结束时刻的第二剩余充电时间包括：
获取所述第一充电结束时刻所述待测电池组中各单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第一参照单体电池，在所述第一参照单体电池的第一充电电压曲线上查找第一电压值对应的第一时刻，所述第一电压值为所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的电压值，将所述第一时刻与所述第一充电结束时刻的时间差Δt0作为所述第一剩余充电时间；获取所述第二充电结束时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第二参照单体电池，在所述第二参照单体电池的第二充电电压曲线上查找第二电压值对应的第二时刻，所述第二电压值为所述待测单体电池在所述第二充电结束时刻的电压值，将所述第二时刻与所述第二充电结束时刻的时间差Δt1作为所述第二剩余充电时间。
本发明实施例可通过待测电池组中各个单体电池的电压值确定参照单体电池，并记录参照单体电池的充电电压曲线，进而可通过电压值差值确定待测单体电池的剩余充电时间，待测单体电池的剩余充电时间的确定与待测电池组中各个单体电池的充电电量状态关联更密切，提高了待测单体电池的参考充电容量的计算的有效性，提高了电池微短路的判断精确性。
结合第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述根据所述待测单体电池的充电电流计算所述第一剩余充电时间对应的所述第一参考充电容量和所述第二剩余充电时间对应的所述第二参考充电容量，包括：
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt0上的积分以得到第一积分值，并将所述第一积分值按照预设电池容量比进行缩放以获取所述第一参考充电容量；计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt1上的积分以得到第二积分值，并将所述第二积分值按照所述预设电池容量比进行缩放以获取所述第二参考充电容量。
本发明实施例通过积分计算待测单体电池的参考充电容量，还可通过预设电压容量比控制参考充电容量的变化幅度，以适应参考充电容量的误差控制，增强了通过参考充电容量确定电池微短路状态的适用性，降低电池微短路状态的误判率。
结合第一方面第二种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述计算所述待测电池组中各单体电池在所述时间长度上的电压平均值，包括：
采集所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间包含的N个电压采样时刻中每个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，其中，所述N个电压采样时刻中相邻的两个电压采样时刻之间的时长小于或者等于预设电压采样周期，所述N为大于或者等于2的整数；依次计算每两个相邻的电压采样时刻中第K个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的第一电压平均值，以及第K-1个电压采样时刻所述待测电池组中各电池单体的第二电压平均值；根据预设滤波系数对所述第一电压平均值和所述第二电压平均值值进行缩放，并将所述第一电压平均值的缩放值和所述第二电压平均值的缩放值进行累加以得到所述第K个电压采样时刻的电压平均值；当K等于N时，将所述第K个电压采样时刻的电压平均值确定为所述时间长度上的电压平均值。
本发明实施例计算待测电池组中各个单体电池的电压值在两个充电结束时刻之间的时间长度上的电压平均值，通过电压平均值来计算待测单体电池的微短路电阻，准确性更高，提高了电池微短路检测的适用性。
结合第一方面第一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述待测单体电池为所述待测电池组中包含的至少一个单体电池中的任一个；
所述将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值之后，所述方法还包括：
计算所述待测电池组包含的其他单体电池的漏电流值，并计算所述至少一个单体电池中所有单体电池的漏电流值的第一平均值；根据所述第一平均值确定需要对所述至少一个单体电池中的目标单体电池的漏电流值进行修正；其中，所述目标单体电池的漏电流值小于第一预设电流阈值。
本发明实施例通过计算待测电池组中各个单体电池的漏电流值的平均值来确定是否对待测电池组中的目标单体电池的漏电流进行修正，可避免待测电池组中的异常单体电池对其他单体电池的影响，降低电池微短路的误判率，适用性更高。
结合第一方面第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述根据所述第一平均值确定需要对所述至少一个单体电池中的目标单体电池的漏电流值进行修正之后，所述方法还包括：
若所述第一平均值小于第二预设电流阈值，则获取所述至少一个单体电池中的至少一个目标单体电池的漏电流值；计算所述至少一个目标单体电池的漏电流值的第二平均值，根据所述第二平均值对每个目标单体电池的漏电流值进行调整以得到每个目标单体电池修正后的漏电流值。
本发明实施例可对待测电池组中出现异常的待测单体电池的漏电流进行修正，通过修正后的漏电流进行待测单体电池的微短路状态的判断，可提高单体电池的微短路状态的判断的准确性，提高单体电池的微短路状态的检测的适用性。
结合第一方面第五种可能的实现方式或者第一方面第六种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述第二充电结束时刻和所述第一充电结束时刻的时间长度包含连续或非连续的至少一个电池充电周期；
其中，所述电池充电周期为所述待测电池组的两个相邻充电结束时刻之间的时长。
本发明实施例计算待测单体电池的剩余电池容量时选择第二充电结束时刻和第一充电结束时刻的灵活性高，可提高待测单体电池的参考充电容量的计算的灵活性，增强单体电池微短路状态的检测适用性。
结合第一方面第五种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述预设电池容量比的取值大于0.9并且小于1.1。
本发明实施例可通过预设电池容量比的取值将单体电池的漏电流或者微短路阻值的估计控制在预设误差范围内，可将单体电池的微短路电阻的估计准确率设置在可接受范围，提高了本发明实施例提供的电池微短路的检测方法的适用性。
第二方面提供了一种电池微短路的检测装置，其可包括：
获取模块，用于获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量，其中，参考充电容量为所述待测单体电池的电量与参照单体电池的电量的差值，所述参照单体电池为所述待测电池组包含的所有单体电池中在充电结束时刻具有最大电压值的单体电池；
确定模块，用于根据所述获取模块获取得到的所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述确定模块具体用于：
通过所述获取模块计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述确定模块具体用于：
通过所述获取模块计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
通过所述获取模块计算所述待测电池组中各单体电池在所述时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述待测单体电池的微短路电阻；
若所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
结合第二方面第一种可能的实现方式或者第二方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述确定模块还用于：
确定所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的第一剩余充电时间和第二充电结束时刻的第二剩余充电时间；
所述获取模块具体用于：
根据所述待测单体电池的充电电流计算所述确定模块确定的所述第一剩余充电时间对应的所述第一参考充电容量和所述第二剩余充电时间对应的所述第二参考充电容量；
其中，所述第一剩余充电时间为所述第一充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长；
所述第二剩余充电时间为所述第二充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长。
结合第二方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述确定模块具体用于：
获取所述第一充电结束时刻所述待测电池组中各单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第一参照单体电池，在所述第一参照单体电池的第一充电电压曲线上查找第一电压值对应的第一时刻，所述第一电压值为所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的电压值，将所述第一时刻与所述第一充电结束时刻的时间差Δt0作为所述第一剩余充电时间；
获取所述第二充电结束时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第二参照单体电池，在所述第二参照单体电池的第二充电电压曲线上查找第二电压值对应的第二时刻，所述第二电压值为所述待测单体电池在所述第二充电结束时刻的电压值，将所述第二时刻与所述第二充电结束时刻的时间差Δt1作为所述第二剩余充电时间。
结合第二方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述获取模块具体用于：
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt0上的积分以得到第一积分值，并将所述第一积分值按照预设电池容量比进行缩放以获取所述第一参考充电容量；
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt1上的积分以得到第二积分值，并将所述第二积分值按照所述预设电池容量比进行缩放以获取所述第二参考充电容量。
结合第二方面第二种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述检测装置还包括：
采集模块，用于采集所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间包含的N个电压采样时刻中每个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，其中，所述N个电压采样时刻中相邻的两个电压采样时刻之间的时长小于或者等于预设电压采样周期，所述N为大于或者等于2的整数；
所述获取模块具体用于：
依次计算所述采集模块采集到的每两个相邻的电压采样时刻中第K个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的第一电压平均值，以及第K-1个电压采样时刻所述待测电池组中各电池单体的第二电压平均值；
根据预设滤波系数对所述第一电压平均值和所述第二电压平均值值进行缩放，并将所述第一电压平均值的缩放值和所述第二电压平均值的缩放值进行累加以得到所述第K个电压采样时刻的电压平均值；
当K等于N时，将所述第K个电压采样时刻的电压平均值确定为所述时间长度上的电压平均值。
结合第二方面第一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述待测单体电池为所述待测电池组中包含的至少一个单体电池中的任一个；
所述获取模块还用于：
计算所述待测电池组包含的其他单体电池的漏电流值，并计算所述至少一个单体电池中所有单体电池的漏电流值的第一平均值；
所述确定模块还用于：
根据所述获取模块计算的所述第一平均值确定需要对所述至少一个单体电池中的目标单体电池的漏电流值进行修正；
其中，所述目标单体电池的漏电流值小于第一预设电流阈值。
结合第二方面第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述检测装置还包括：
修正模块，用于在所述获取模块计算的所述第一平均值小于第二预设电流阈值时，获取所述至少一个单体电池中的至少一个目标单体电池的漏电流值，并通过所述获取模块计算所述至少一个目标单体电池的漏电流值的第二平均值，根据所述第二平均值对每个目标单体电池的漏电流值进行调整以得到每个目标单体电池修正后的漏电流值。
结合第二方面第五种可能的实现方式或者第二方面第七种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述第二充电结束时刻和所述第一充电结束时刻的时间长度包含连续或非连续的至少一个电池充电周期；
其中，所述电池充电周期为所述待测电池组的两个相邻充电结束时刻之间的时长。
第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储一组程序代码；
所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码执行如下操作：
获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量，其中，参考充电容量为所述待测单体电池的电量与参照单体电池的电量的差值，所述参照单体电池为所述待测电池组包含的所有单体电池中在充电结束时刻具有最大电压值的单体电池；
根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
结合第三方面，在第二种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
计算所述待测电池组中各单体电池在所述时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述待测单体电池的微短路电阻；
若所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
结合第三方面第一种可能的实现方式或者第三方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
确定所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的第一剩余充电时间和第二充电结束时刻的第二剩余充电时间；
根据所述待测单体电池的充电电流计算所述第一剩余充电时间对应的所述第一参考充电容量和所述第二剩余充电时间对应的所述第二参考充电容量；
其中，所述第一剩余充电时间为所述第一充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长；
所述第二剩余充电时间为所述第二充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长。
结合第三方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
获取所述第一充电结束时刻所述待测电池组中各单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第一参照单体电池，在所述第一参照单体电池的第一充电电压曲线上查找第一电压值对应的第一时刻，所述第一电压值为所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的电压值，将所述第一时刻与所述第一充电结束时刻的时间差Δt0作为所述第一剩余充电时间；
获取所述第二充电结束时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第二参照单体电池，在所述第二参照单体电池的第二充电电压曲线上查找第二电压值对应的第二时刻，所述第二电压值为所述待测单体电池在所述第二充电结束时刻的电压值，将所述第二时刻与所述第二充电结束时刻的时间差Δt1作为所述第二剩余充电时间。
结合第三方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt0上的积分以得到第一积分值，并将所述第一积分值按照预设电池容量比进行缩放以获取所述第一参考充电容量；
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt1上的积分以得到第二积分值，并将所述第二积分值按照所述预设电池容量比进行缩放以获取所述第二参考充电容量。
结合第三方面第二种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述处理器具体用于：
采集所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间包含的N个电压采样时刻中每个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，其中，所述N个电压采样时刻中相邻的两个电压采样时刻之间的时长小于或者等于预设电压采样周期，所述N为大于或者等于2的整数；
依次计算每两个相邻的电压采样时刻中第K个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的第一电压平均值，以及第K-1个电压采样时刻所述待测电池组中各电池单体的第二电压平均值；
根据预设滤波系数对所述第一电压平均值和所述第二电压平均值值进行缩放，并将所述第一电压平均值的缩放值和所述第二电压平均值的缩放值进行累加以得到所述第K个电压采样时刻的电压平均值；
当K等于N时，将所述第K个电压采样时刻的电压平均值确定为所述时间长度上的电压平均值。
结合第三方面第一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述待测单体电池为所述待测电池组中包含的至少一个单体电池中的任一个；
所述处理器还用于：
计算所述待测电池组包含的其他单体电池的漏电流值，并计算所述至少一个单体电池中所有单体电池的漏电流值的第一平均值；
根据所述第一平均值确定需要对所述至少一个单体电池中的目标单体电池的漏电流值进行修正；
其中，所述目标单体电池的漏电流值小于第一预设电流阈值。
结合第二方面第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述处理器还用于：
若所述第一平均值小于第二预设电流阈值，则获取所述至少一个单体电池中的至少一个目标单体电池的漏电流值；
计算所述至少一个目标单体电池的漏电流值的第二平均值，根据所述第二平均值对每个目标单体电池的漏电流值进行调整以得到每个目标单体电池修正后的漏电流值。
结合第三方面第五种可能的实现方式或者第三方面第七种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述第二充电结束时刻和所述第一充电结束时刻的时间长度包含连续或非连续的至少一个电池充电周期；
其中，所述电池充电周期为所述待测电池组的两个相邻充电结束时刻之间的时长。
本发明实施例采用的单体电池的参考充电容量的计算涉及到参照单体电池和待测单体电池在充电结束时刻的电量的差值，考虑到单体电池之间的充电电量差异，使得电池的短路状态的检测更加深入，检测准确率更高。本发明实施例采用参考充电容量的差值来判断电池的短路状态，即使是电池内短路的微小迹象也可从单体电池的电量的差异来检测得到，从而可从微小短路开始监控单体电池的微短路状态，可从电池短路的早期开始监控，更好地预防单体电池的微短路带来电池热失控等危险。进一步的，本发明实施例可根据各个单体电池的漏电流值估计出其微短路电阻阻值，可提前检测到单体电池的微小短路并给出定量结果，可提高微短路检测的准确性，降低电池故障的误判率，从而达到提前预防的目的，保证电池组运行的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电池微短路的检测方法的一流程示意图；
图3是本发明实施例提供的电池微短路的检测方法的另一流程示意图；
图4是本发明实施例提供的电池微短路的检测装置的一结构示意图；
图5是本发明实施例提供的电池微短路的检测装置的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实现中，本发明实施例提供的电池微短路的检测方法可应用于终端设备，上述终端设备具体可内置于现有的BMS中，也可为包含现有的BMS的设备，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。该终端设备也可称之为用户设备(英文：user equipment，UE)、移动台(英文：mobile station，MS)、移动终端(英文：mobile terminal)等。上述终端设备还可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置式或者车载式等移动装置。例如，终端设备可以是移动电话(或称为“蜂窝”电话)、或具有移动性质的计算机、或电动汽车等。应理解的是，除了终端设备以外，本发明实施例提供的电池微短路的检测方法也可以应用于其他使用二次电池的装置中，在此不做限制。
参见图1，是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的终端设备可包括：存储器100、处理器200以及显示器300等。其中，存储器100存储一组程序代码，该程度代码用于实现充电状态的辨识、电池电量的估计、参考充电容量的计算、充电时间的记录以及电池微短路电阻的计算等操作。处理器200用于读取存储器100中的程序代码，然后执行程序代码定义的方法。例如，处理器200可读取存储器100中存储的程序代码执行电池组的电池单体的微短路检测等操作。
处理器200可以包括一个或多个处理器，例如，处理器200可以包括一个或多个中央处理器。当处理器200包括多个处理器时，这多个处理器可以集成在同一块芯片上，也可以各自为独立的芯片。一个处理器可以包括一个或多个处理核，以下实施例均以多核为例来介绍，但是本发明实施例提供的电池微短路的检测方法也可以应用于单核处理器，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。
另外，存储器100还存储有除程序代码之外的其他数据，其他数据可包括处理器执行上述程序代码之后产生的数据，例如单体电池充电过程中的电压值等。存储器100一般包括内存和外存。内存可以为随机存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，以及高速缓存(CACHE)等。外存可以为硬盘、光盘、USB盘、软盘或磁带机等。程序代码通常被存储在外存上，处理器在执行处理前会将程序代码从外存加载到内存。
具体实现中，本发明实施例提供的电池微短路的检测方法可应用于由多个单体电池组成的电池组，以检测出电池组中出现微短路的单体电池。本发明实施例提供的待测单体电池可为电池组中的任一电池。本发明实施例提供的待测单体电池的参考充电容量(英文：Reference Charge Capacity，以下简称CRC)指的是电池组充电结束时(即充电结束时刻)，待测单体电池的电量与电池组中的参照单体电池的电量的差值，其中，上述参照单体电池为电池组充电结束时具有最大电压值的单体电池。
需要说明的是，上述充电结束时刻可为电池组电量充满的时刻，也可为用户强制断电停止给电池组充电的时刻。其中，上述电池组电量充满的时刻具体可为电池组中任一单体电池的电量充满的时刻。上述参照单体电池可为电池组中最先充满电的单体电池，也可为电池组被强制结束充电时具有最大电压值(也为最大电量)的单体电池。例如，电池组充电结束时，电池组中的1号单体电池充电状态已经达到100％，此时，1号电池具有最大电压值V1。待测单体电池为2号单体电池，其中，2号单体电池的充电状态为95％，此时，2号单体电池具有的电压值为V2，V2小于V1。由此可得到2号单体电池的CRC为(V1-V2)，对应5％的充电电量。
参见图2，是本发明实施例提供的电池微短路的检测方法的一流程示意图。本发明实施例提供的方法包括步骤：
S201，获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量。
在一些可行的实施方式中，终端设备(下面简称终端)可通过现有的BMS采集电池系统正常运行时的充电数据，进而可根据BMS采集的充电数据查找电池组中出现微短路的单体电池。其中，上述充电数据可包括：电池组的充电结束时刻、电池组中每个单体电池的充电电量、电池组中每个单体电池的电压值等。上述充电数据仅是举例，而非穷举，包含但不限于上述数据，具体可根据实际需求确定，在此不做限制。
在一些可行的实施方式中，在电池组的充电过程中，BMS可对电池组中每个单体电池的电压值进行实时检测、判断，进而可记录每个单体电池在充电过程中的充电电压曲线。当电池组中任一单体电池的电压值等于预设满充电压值时，BMS则可切断充电电源，停止对电池组充电，此时即为电池组的满充时刻(即充电结束时刻)。BMS可记录下电池组的满充时刻，作为电池组的充电结束时刻。此外，BMS在电池组充电过程中对各个单体电池的电压值进行实时检测，若还未检测到预设满充电压值就已经检测到断电信号时，则可将断电时刻记录为电池组的充电结束时刻。终端可根据BMS记录的各个单体电池在充电结束时刻的电压值，从中选择电压值最大的单体电池作为其他单体电池的参照单体电池，进而可获取电压值最大的单体电池的充电电压曲线(设为充电电压曲线1)。终端获取得到充电电压曲线1之后，可将其他单体电池在充电结束时刻的电压值插值到充电电压曲线1上，得到各个其他单体电池的电压值在充电电压曲线1上对应的充电时刻，进而可计算各个其他单体电池的剩余充电时间。
需要说明的是，BMS记录每个单体电池的充电电压曲线时可记录每个单体电池在整个充电过程中的完整充电电压曲线，也可记录充电过程中具体某一个时间阶段上的部分充电电压曲线，灵活性高。具体实现中，BMS记录单体电池的整个充电过程中的完整充电电压曲线操作简单，需要较多的内存支撑，对终端的硬件要求较高。BMS记录单体电池的部分充电电压曲线可节省内存，实现成本低，适用性高。其中，上述部分充电电压曲线具体可为单体电池的整个充电过程中的末期充电电压曲线。其中，上述末期具体可为距离充电结束时刻预设时间长度的时间段，具体预设时间长度可根据实际应用场景中BMS的硬件配置条件、电池微短路电阻大小等因素设定，在此不做限制。例如，充电结束时刻前10分钟的充电电压曲线(即时间长度为10分钟的充电电压曲线)，或者充电结束时刻前30分钟的充电电压曲线等。
在一些可行的实施方式中，上述待测单体电池的剩余充电时间可为充电结束时刻待测单体电池的电压值距离本次充电结束时刻参照单体电池的电压值所需的充电时长。即，在没有断电的情况下，待测单体电池按照充电结束时刻之前的充电规律持续充电至满充电压值或者参照单体电池所具有的电压值再断电，该断电时刻与充电结束时刻的时间长度差值即为待测单体电池的剩余充电时间。
具体实现中，终端计算电池组中任意一个单体电池(设为待测单体电池，以电池组中的2号单体电池为例)在某次充电过程(假设为第i次充电)中的剩余充电时间时，可根据BMS中记录的每个单体电池的电压值确定在本次充电结束时刻(设为第一充电结束时刻，以t0为例)电压值最大的单体电池(设为第一参照单体电池，假设为电池组中的1号单体电池)和待测单体电池的电压值(设定第一电压值，以Vc1为例)。进一步的，还可获取第一参照单体电池的充电电压曲线(假设为充电电压曲线2)，并在充电电压曲线2上查找Vc1对应的充电时刻(设为第一时刻，以t1为例)。终端确定了t0和t1之后，则可计算待测单体电池的剩余充电时间(设定第一剩余充电时间)Δt0，其中，Δt0＝t0-t1。
进一步的，终端计算电池组中的2号单体电池在后续其他充电过程(假设为第i+1次充电)中的剩余充电时间时，可根据BMS中记录的每个单体电池的电压值确定在本次充电结束时刻(设为第二充电结束时刻，以t0’为例)电压值最大的单体电池(设为第二参照单体电池，假设为电池组中的1号单体电池。具体实现中，第二参照单体电池也可为其他单体电池，例如第3号电池等。即第一参照单体电池和第二参照单体电池可为同一个单体电池也可为不同的单体电池，具体可根据实际应用场景的电池充电状态确定，在此不做限制)和待测单体电池的电压值(设定第二电压值，以Vc2为例)。进一步的，还可获取第二参照单体电池的充电电压曲线(假设为充电电压曲线3)，并在充电电压曲线3上查找Vc2对应的充电时刻(设为第二时刻，以t2为例)。终端确定了t0’和t2之后，则可计算待测单体电池的剩余充电时间(设定第二剩余充电时间)Δt1，其中，Δt1＝t0’-t2。
需要说明的是，上述第i次充电和第i+1次充电可以是相邻的2次充电，也可是多次充电中的任意两次充电。即，假设相邻的2次充电的时间间隔为一个电池充电周期，则第i次充电和第i+1次充电之间的时间间隔可以为一个电池充电周期，也可为多个连续的电池充电周期或者多个非连续的电池充电周期。例如，假设电池组24小时充电一次，则一个电池充电周期为24小时，第i次和第i+1次充电之间的时间间隔可为24小时，也可为连续的2个电池充电周期(即48小时)，或者连续的3个电池充电周期(即72小时)，或者不连续的2个电池充电周期(如72小时中的48个小时，中间24小时可为关机等闲置状态)等。具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。具体实现中，终端可预先设定记录充电数据的次数，假设为N次，其中，N为大于1的整数。电池组充电过程中，BMS可记录实际充电次数，假设为M，M小于或者等于N。电池组每充一次电，BMS则将M的数值累计加1。当M实际充电次数大于N时，BMS则只记录最近M次的充电数据，并将最近M次之前记录的数据擦除，节省BMS的内存。
在一些可行的实施方式中，终端计算了2号单体电池的第i次充电的剩余充电时间Δt0和第i+1次充电的剩余充电时间Δt1之后，则可计算2号单体电池在第i次充电的参考充电容量CRC1(即第一参考充电容量)和第i+1次充电的参考充电容量CRC2(即第二参考充电容量)。具体实现中，终端计算CRC1时可计算电池组充电时的充电电流(即待测单体电池的充电电流)在Δt0上的积分得到充电电流在Δt0上的积分值(设为第一积分值)。如下表达式：
其中，CRC1为电流I在Δt0上的参考充电容量，k为预设电池容量比。
具体实现中，对于一致性较好的单体电池组成的电池组，计算电池组中各个单体电池的CRC时K可取值为1，此时各个单体电池的CRC计算表达式为：
其中，上述一致性较好的单体电池具体可为生产材质、电池容量或者电池电量消耗时长等各方面条件接近的电池，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。
具体实现中，考虑到电池组内各个单体电池的差异化，可允许在预设的误差范围内对k进行取值。具体可将k的取值范围设定为[0.9，1.1]，即k可取值为大于或者等于0.9，并且小于或者等于1.1等。即，终端计算得到待测单体电池的充电电流在Δt0上的积分值之后，可对上述积分值按照预设电池容量比进行缩放以获取上述CRC1。其中，k即为充电电流I在Δt0上的积分值的缩放比例。假设，单体间的容量差异大于20％时视为电池组的严重故障，若k取为1时，由上述CRC1估计的参考充电容量的理论误差在20％以内，则k取值为0.9～1.1范围内的误差对于微短路阻值的估计可设定为预设误差范围内，估计准确率可设定为可接受范围，提高了本发明实施例提供的电池微短路的检测方法的适用性。
同理，终端计算CRC2时可计算电池组充电时的充电电流(即待测单体电池的充电电流)在Δt1上的积分得到充电电流在Δt1上的积分值(设为第二积分值)。如下表达式：
其中，CRC2为电流I在Δt1上的参考充电容量，k为预设电池容量比。当k取值为1时，
当k取值不为1时，CRC2可视为充电电流I在Δt1上的积分按照k进行缩放得到的参考充电容量。
S202，根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路。
在一些可行的实施方式中，终端获取得到CRC1和CRC2之后，则可根据CRC1和CRC2进行电池的微短路状态分析。具体的，终端可根据CRC1和CRC2的差值进行电池的微短路与否的判断。其中，上述CRC1和CRC2差值包括CRC1和CRC2的直接差值，例如(CRC2-CRC1)等。上述CRC1和CRC2差值也包括由CRC所计算的其他量的差值，例如由CRC1和CRC2获取得到单体电池的电阻的两个阻值的差值等。具体实现中，上述CRC1和CRC2差值所采用的具体表现形式可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。本发明实施例将以CRC2和CRC1的直接差值(如(CRC2-CRC1))为例进行说明，下面不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例中描述的微短路可包括电池单体内部或正负极端子间发生的微小短路。具体实现中，上述微小短路的短路严重程度的定义与电池的电池容量或者电池形状等相关，也跟实际应用场景的检测需求相关，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。由于本发明实施例采用的单体电池的CRC的计算涉及到参照单体电池和待测单体电池在充电结束时刻的电量的差值，考虑到单体电池之间的充电电量差异，使得电池的短路状态的检测更加深入，检测准确率更高。进一步的，本发明实施例采用CRC的差值来判断电池的短路状态，即使是电池内短路的微小迹象也可从单体电池的电量的差异来检测得到，从而可从微小短路开始监控单体电池的内短路状态，提高了电池内短路的检测精确性，降低电池故障的误判率，尽早预防单体电池的内短路带来电池热失控等危险。
在一些可行的实施方式中，终端获取得到CRC1和CRC2之后，则可根据CRC1和CRC2计算待测单体电池的漏电流值，通过漏电流值更加直观明了地确定待测单体电池的微短路状态。具体的，终端可计算CRC2和CRC1的差值，并计算上述第二充电结束时刻与第一充电结束时刻的时间间隔，即第二充电结束时刻与第一充电结束时刻之间的时间长度。进一步的，可将CRC2和CRC1的差值与上述第二充电结束时刻与第一充电结束时刻之间的时间长度的比值确定为待测单体电池在上述时间间隔上的漏电流值。如下表达式所示，终端可通过如下表达式计算各个单体电池在两次检测CRC的时间间隔上的漏电流值。
其中，Id为待测单体电池的漏电流值，CRC,i为待测单体电池第i次充电的CRC(如上述CRC1)，CRC,i+1为待测单体电池第i+1次充电的CRC(如上述CRC2)，Ti为待测单体电池第i次充电的充电结束时刻(如上述第一充电结束时刻)，Ti+1为待测单体电池第i+1次充电的充电结束时刻(如上述第二充电结束时刻)。(Ti+1-Ti)为两次计算CRC的时间间隔，例如可为上述一个或者多个电池充电周期，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。
在一些可行的实施方式中，终端可根据电池组的单体电池的电池性能稳定性或者电压检测精度等电池特性参数，设定用于确定待测单体电池是否发生微短路的漏电流值的预设电流阈值。终端获取得到待测单体电池的的漏电流值之后，则可将待测单体电池的漏电流值与预设电流阈值进行比较。若待测单体电池的漏电流值大于或者等于上述预设电流阈值，则可确定待测单体电池发生了微短路。若待测单体电池的漏电流值小于预设电流阈值，则可确定待测单体电池没有发生微短路。具体的，上述预设电流阈值可根据电池正常工作状态下的自放电电流值设定。其中，电池自放电电流值与电池本身特性有关，预设电流阈值可大于电池自放电电流值。具体实现中，预设电流阈值与电池性能稳定性以及电压检测精度等电池特性参数有关，若电池性能稳定性差，电压检测精度低，则可将预设电流阈值设为较大值，以避免因为电压检测精度差等因素造成电池微短路的误判。此外，预设电流阈值的设定还可与开发者对电池微短路检测所采用的检测算法的误判率以及主要识别的微短路程度的需求之间的权衡相关。若要求检测算法的误判率低，可适当提高预设电流阈值；若要求从待测电池单体的非常微小的微短路开始识别待测单体电池的微短路状态，则可适当降低此阈值，具体可根据实际应用场景确定，在此不做限制。
在一些可行的实施方式中，终端获取得到电池组中各个单体电池的漏电流值之后，若获取得到的各个单体电池的漏电流值出现较大异常，则可进一步对各个单体电池的漏电流值进行修正。例如，若充电过程中，电池组中的参照单体电池(即最先充满的单体电池，或者断电时电压值最高的单体电池)存在微短路的情况，此时获取得到的其他单体电池的漏电流值将可能出现负值，此时则需要对可能产生负值漏电流的单体电池的漏电流值进行修正。参见图3，是本发明实施例提供的电池微短路的检测方法的另一流程示意图。本发明实施例提供的漏电流值的修正方法包括步骤：
S31，计算电池组中所有单体电池的平均漏电流值。
其中，Idm为电池组中所有单体电池的平均漏电流值，n为电池组中包含的单体电池的个数，Id,i为单体电池i的漏电流值。
在本发明实施例中，终端可计算电池组中包含的所有单体电池的平均漏电流值(即第一平均值)，通过平均漏电流值来确定是否对产生负值漏电流的各个单体电池的漏电流值进行修正。即第一预设电流阈值可设定为小于或者等于0，进而可将漏电流值小于0的单体电池设定为目标单体电池，以对目标单体电池的漏电流值进行修正。具体实现中，若充电过程中，电池组中的参照单体电池出现微短路，则在电池组的使用过程中，参照单体电池会出现漏电，参照单体电池的电量会首先耗尽。参照单体电池的电量耗尽时，其他单体电池的电量可能还没耗尽，因此在后续充电过程中，其他单体电池与参照单体电池的电量差距会越来越小。即，其他单体电池在后续充电过程中，CRC，i会大于CRC，i+1，因此Id，i会小于0，此时则需要进行漏电流值的修正。若电池组中产生负值漏电流的单体电池较多，即所有单体电池的漏电流值的平均值小于0(设为第二预设电流阈值，具体也可为接近0的数，在此不做限制)，则确定电池组中的参照单体电池出现微短路，因此由所有单体电池的漏电流值的平均值可确定是否需要进行漏电流值修正。具体实现中，上述第一预设电流阈值和第二预设电流阈值可设定为相同的阈值(例如0)，也可设定为不同的阈值，具体可根据实际应用场景需求确定，在此不做限制。
S32，判断Idm是否为负，若为负，进行步骤S33，否则进行步骤S35。
在一些可行的实施方式中，终端可设定第二预设电流阈值为0，当第一平均值小于0，即Idm为负时，则可确定需要对电池组中的目标单体电池的漏电流值进行修正。
S33，计算所有漏电流值为负值的单体电池的平均漏电流值。
其中，Is为电池组中出现负的漏电流值的所有单体电池的平均漏电流值(设为第二平均值)，m为电池组中包含的出现负值漏电流的单体电池的个数，m小于n，Id,i为单体电池i的漏电流值。
S34，修正出现负值漏电流的各个单体电池的漏电流值以得到各个单体电池的修正后的漏电流值。
Ids,i＝Id,i-Is
其中，Ids，i为单体电池i的漏电流值进行修正之后的漏电流值。
具体实现中，终端对产生负值漏电流的目标单体电池的漏电流值进行修正时，可将目标单体电池的漏电流值减去Is，得到修正后的漏电流值。
S35，对漏电流值中小于0或非常接近于0的漏电流值进行置零处理。
Ids,i＝0if(Ids,i＜ε)，其中，ε为接近于0的值。
具体实现中，若修正之后的漏电流值Ids，i还小于或者接近于0，则表示Id，i小于Is，此时可确定单体电池i两次充电的CRC差距较小，由此可确定单体电池i没有出现漏电现象，即单体电池i没有微短路。本发明实施例可在确定单体电池没有出现微短路时将其漏电流值进行置零处理，通过Ids，i为零来标识无短路单体电池。
进一步的，在一些可行的实施方式中，终端获取得到待测单体电池的漏电流值之后，还可计算待测单体电池的微短路电阻。通过微短路电阻更加直观明了地确定待测单体电池的微短路状态，通过微短路电阻的计算也可定量检测出待测单体电池的微短路的电阻阻值等。终端确定了待测单体电池的漏电流值之后，则可根据电池组的单体电池的电压平均计算待测单体电池的微短路电阻。其中，上述待测单体电池的漏电流值包括修正之后的漏电流值。具体实现中，终端可根据通过BMS记录第二充电结束时刻与第一充电结束时刻之间的时间长度上电池组中各个单体电池在每个电压采样时刻的电压值。具体的，BMS可在电池组的充放电过程中，按照预设电压采样周期采集电池组中各个单体电池的电压值，其中，上述预设电压采样周期可为现有BMS的电压采集周期，在此不做限制。终端可从BMS记录的各个单体电池的电压值中获取每个电压采样时刻待测电池组中各个单体电池的电压值，进而可计算各个单体电池的电压值的平均值。若第二充电结束时刻与第二充电结束时刻之间的时间长度上待测电池组均处于在线状态，则可按照预设电压采样周期确定第二充电结束时刻与第一充电结束时刻之间的时间长度上包含的N个电压采样时刻。其中，N个电压采样时刻中的第一个电压采样时刻为最接近于第一充电结束时刻的电压采样时刻，即BMS按照现有的电压采集周期采集单体电池的电压值时在该时间长度上的第一个采集时刻，接着可BMS按照上述电压采集周期连续采集在时间长度上其他电压采样时刻上各个单体电池的电压值，最后一个电压采样时刻为最接近于第二充电结束时刻的电压采样时刻。上述N个电压采样时刻中相邻两个电压采样时刻之间的时间长度等于BMS的电压采样周期，即上述预设电压采样周期。
需要说明的是，若在第二充电结束时刻和第二充电结束时刻之间待测电池组出现故障，例如待测电池组的外部供电设备故障而停止对待测电池组供电使得待测电池组出现断电等故障，则上述N个电压采样时刻为待测电池组处于正常工作状态下BMS采集单体电池的电压值的各个采集时刻。待测电池组处于工作状态中断的时间段内，BMS不对单体电池的电压值进行采集，例如BMS采集了最接近于第一充电结束时刻的电压采集时刻上各个单体电池的电压值之后，待测电池组出现故障，BMS则无法对电池组的单体电池的电压值进行采集、记录。待定电池组恢复正常工作状态之后，BMS则可继续对电池组中的单体电池的电压值进行采集、记录。在该应用场景中，第二充电结束时刻与第一充电结束时刻之间包含的N个电压值采样时刻(假设为N1)则少于上述第二充电结束时刻与第二充电结束时刻之间的时间长度上待测电池组均处于在线状态的应用场景中，第二充电结束时刻与第一充电结束时刻之间包含的N个电压值采样时刻(假设为N2)。即N1小于N2。
具体的，终端可依次计算上述N个电压采样时刻中每两个相邻的电压采样时刻中第K个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的第一电压平均值，设为U(kT)，以及第K-1个电压采样时刻所述待测电池组中各电池单体的第二电压平均值，设为UM((k-1)T)。例如，当K等于2时，终端可计算第一个电压采样时刻待测电池组中各个单体电池的电压值的平均值，以及第二个电压采样时刻待测电池组中各个单元电池的电压值的平均值。进一步的，终端根据预设滤波系数对第一电压平均值和第二电压平均值值进行缩放，并将第一电压平均值的缩放值和待测电池组的电压值的缩放值进行累加以得到第K个电压采样时刻的电压平均值(设为UM(kT))。如下表达式所示，终端可计算电池组在第K个电压采样时刻的电压平均值：
UM(kT)＝α·U(kT)+(1-α)·UM((k-1)T)
其中，UM(kT)为这一时刻电池组的单体电池的电压近似平均值，UM((k-1)T)为上一时刻电池组的单体电池的电压近似平均值，U(kT)为这一时刻采集到的各个单体电池的电压值的平均电压值。而α为滤波系数，这里可以取为0.0001。
当K等于3时，终端可计算第二个电压采样时刻待测电池组中各个单体电池的电压值的电压平均值(具体可为上述上一时刻电池组的单体电池的电压近似值)，以及第三个电压采样时刻待测电池组中各个单元电池的电压值的电压平均值(具体可为上述这一时刻采集到的各个单体电池的电压值的平均电压值)。进而可根据上述UM(kT)的表达式计算K等于3时电池组的单体电池的电压平均值(即上述这一时刻电池组的单体电池的电压近似平均值)。以此类推，依次计算各个电压采集时刻的电压平均值，当K等于N时，则可将第K个电压采样时刻的电压平均值确定为第二充电结束时刻和第一充电结束时刻之间的时间长度上的电压平均值，下面以UM进行描述。
进一步的，可结合上述单体电池的漏电流值确定各个单体电池的微短路电阻为RISC：
其中，RISC为单体电池i的微短路电阻，Ids为单体电池i的漏电流，Inf代表无短路。通过单体电池的微短路电阻的计算可定量判断单体电池的微短路状态，判断准确率更高，适用性更强。
本发明实施例可以通过BMS采集到的数据对待测电池组中各个单体电池的参考充电容量进行估计，并根据各个单体电池的参考充电容量变化的估计确定单体电池的微短路电流大小(即漏电流大小)，通过BMS采集到的数据进行漏电流的检测，不需要额外增加传感器，并且所需存储的数据量和数据的计算量较小，降低了电池微短路的检测难度，适用性高。进一步的，本发明实施例可根据各个单体电池的漏电流值估计出其微短路电阻阻值，可以在电池组尚未发生严重的微短路之前对电池组各个单体电池的微短路情况进行检测，可提前检测到微小的微短路，并给出定量结果，可提高微短路检测的准确性，降低电池故障的误判率，从而达到提前预防的目的，保证电池组运行的安全性。
参见图4，是本发明实施例提供的电池微短路的检测装置的一结构示意图。本发明实施例提供的检测装置包括：
获取模块41，用于获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量，其中，参考充电容量为所述待测单体电池的电量与参照单体电池的电量的差值，所述参照单体电池为所述待测电池组包含的所有单体电池中在充电结束时刻具有最大电压值的单体电池。
确定模块42，用于根据所述获取模块41获取得到的所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路。
在一些可行的实施方式中，上述确定模块42具体用于：
通过所述获取模块41计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
在一些可行的实施方式中，上述确定模块42具体用于：
通过所述获取模块41计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
通过所述获取模块41计算所述待测电池组中各单体电池在所述时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述待测单体电池的微短路电阻；
若所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
在一些可行的实施方式中，上述确定模块42还用于：
确定所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的第一剩余充电时间和第二充电结束时刻的第二剩余充电时间，
所述获取模块41具体用于：
根据所述待测单体电池的充电电流计算所述确定模块42确定的所述第一剩余充电时间对应的所述第一参考充电容量和所述第二剩余充电时间对应的所述第二参考充电容量；
其中，所述第一剩余充电时间为所述第一充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长；
所述第二剩余充电时间为所述第二充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长。
在一些可行的实施方式中，上述确定模块42具体用于：
获取所述第一充电结束时刻所述待测电池组中各单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第一参照单体电池，在所述第一参照单体电池的第一充电电压曲线上查找第一电压值对应的第一时刻，所述第一电压值为所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的电压值，将所述第一时刻与所述第一充电结束时刻的时间差Δt0作为所述第一剩余充电时间；
获取所述第二充电结束时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第二参照单体电池，在所述第二参照单体电池的第二充电电压曲线上查找第二电压值对应的第二时刻，所述第二电压值为所述待测单体电池在所述第二充电结束时刻的电压值，将所述第二时刻与所述第二充电结束时刻的时间差Δt1作为所述第二剩余充电时间。
在一些可行的实施方式中，上述获取模块41具体用于：
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt0上的积分以得到第一积分值，并将所述第一积分值按照预设电池容量比进行缩放以获取所述第一参考充电容量；
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt1上的积分以得到第二积分值，并将所述第二积分值按照所述预设电池容量比进行缩放以获取所述第二参考充电容量。
在一些可行的实施方式中，参见图5，图5是本发明实施例提供的电池微短路的检测装置的另一结构示意图。本发明实施例提供的检测装置还包括：
采集模块43，用于采集所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间包含的N个电压采样时刻中每个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，其中，所述N个电压采样时刻中相邻的两个电压采样时刻之间的时长小于或者等于预设电压采样周期，所述N为大于或者等于2的整数；
所述获取模块41具体用于：
依次计算所述采集模块43采集到的每两个相邻的电压采样时刻中第K个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的第一电压平均值，以及第K-1个电压采样时刻所述待测电池组中各电池单体的第二电压平均值；
根据预设滤波系数对所述第一电压平均值和所述第二电压平均值值进行缩放，并将所述第一电压平均值的缩放值和所述第二电压平均值的缩放值进行累加以得到所述第K个电压采样时刻的电压平均值；
当K等于N时，将所述第K个电压采样时刻的电压平均值确定为所述时间长度上的电压平均值。
在一些可行的实施方式中，上述待测单体电池为所述待测电池组中包含的至少一个单体电池中的任一个；
所述获取模块41还用于：
计算所述待测电池组包含的其他单体电池的漏电流值，并计算所述至少一个单体电池中所有单体电池的漏电流值的第一平均值；
所述确定模块42还用于：
根据所述获取模块41计算的所述第一平均值确定需要对所述至少一个单体电池中的目标单体电池的漏电流值进行修正；
其中，所述目标单体电池的漏电流值小于第一预设电流阈值。
在一些可行的实施方式中，如图5，上述检测装置还包括：
修正模块44，用于在所述计算模,41计算的所述第一平均值小于第二预设电流阈值时，获取所述至少一个单体电池中的至少一个目标单体电池的漏电流值，并通过所述获取模块计算所述至少一个目标单体电池的漏电流值的第二平均值，根据所述第二平均值对每个目标单体电池的漏电流值进行调整以得到每个目标单体电池修正后的漏电流值。
结合第二方面第五种可能的实现方式或者第二方面第七种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述第二充电结束时刻和所述第一充电结束时刻的时间长度包含连续或非连续的至少一个电池充电周期；
其中，所述电池充电周期为所述待测电池组的两个相邻充电结束时刻之间的时长。
具体实现中，上述电池微短路的检测装置具体可为本发明实施例提供的终端设备，可通过其内置的各个模块执行上述电池微短路的检测方法中各个步骤所描述的实现方式。具体实现过程可参见上述各个步骤中描述的实现方式，在此不再赘述。
在本发明实施例中，终端可以通过BMS采集到的数据对待测电池组中各个单体电池的参考充电容量进行估计，并根据各个单体电池的参考充电容量变化的估计确定单体电池的微短路电流大小(即漏电流大小)，通过BMS采集到的数据进行漏电流的检测，不需要额外增加传感器，并且所需存储的数据量和数据的计算量较小，降低了电池微短路的检测难度，适用性高。进一步的，终端可根据各个单体电池的漏电流值估计出其微短路电阻阻值，可以在电池组尚未发生严重的微短路之前对电池组各个单体电池的微短路情况进行检测，可提前检测到微小的微短路，并给出定量结果，可提高微短路检测的准确性，降低电池故障的误判率，从而达到提前预防的目的，保证电池组运行的安全性。
本发明的说明书、权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或者单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或者单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (20)

1.一种电池微短路的检测方法，其特征在于，包括：
获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量，其中，参考充电容量为所述待测单体电池的电量与参照单体电池的电量的差值，所述参照单体电池为所述待测电池组包含的所有单体电池中在充电结束时刻具有最大电压值的单体电池；
根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路包括：
计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路包括：
计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
计算所述待测电池组中各单体电池在所述时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述待测单体电池的微短路电阻；
若所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量包括：
确定所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的第一剩余充电时间和第二充电结束时刻的第二剩余充电时间；
根据所述待测单体电池的充电电流计算所述第一剩余充电时间对应的所述第一参考充电容量和所述第二剩余充电时间对应的所述第二参考充电容量；
其中，所述第一剩余充电时间为所述第一充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长；
所述第二剩余充电时间为所述第二充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的第一剩余充电时间和第二充电结束时刻的第二剩余充电时间包括：
获取所述第一充电结束时刻所述待测电池组中各单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第一参照单体电池，在所述第一参照单体电池的第一充电电压曲线上查找第一电压值对应的第一时刻，所述第一电压值为所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的电压值，将所述第一时刻与所述第一充电结束时刻的时间差Δt0作为所述第一剩余充电时间；
获取所述第二充电结束时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第二参照单体电池，在所述第二参照单体电池的第二充电电压曲线上查找第二电压值对应的第二时刻，所述第二电压值为所述待测单体电池在所述第二充电结束时刻的电压值，将所述第二时刻与所述第二充电结束时刻的时间差Δt1作为所述第二剩余充电时间。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测单体电池的充电电流计算所述第一剩余充电时间对应的所述第一参考充电容量和所述第二剩余充电时间对应的所述第二参考充电容量，包括：
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt0上的积分以得到第一积分值，并将所述第一积分值按照预设电池容量比进行缩放以获取所述第一参考充电容量；
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt1上的积分以得到第二积分值，并将所述第二积分值按照所述预设电池容量比进行缩放以获取所述第二参考充电容量。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述待测电池组中各单体电池在所述时间长度上的电压平均值，包括：
采集所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间包含的N个电压采样时刻中每个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，其中，所述N个电压采样时刻中相邻的两个电压采样时刻之间的时长小于或者等于预设电压采样周期，所述N为大于或者等于2的整数；
依次计算每两个相邻的电压采样时刻中第K个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的第一电压平均值，以及第K-1个电压采样时刻所述待测电池组中各电池单体的第二电压平均值；
根据预设滤波系数对所述第一电压平均值和所述第二电压平均值值进行缩放，并将所述第一电压平均值的缩放值和所述第二电压平均值的缩放值进行累加以得到所述第K个电压采样时刻的电压平均值；
当K等于N时，将所述第K个电压采样时刻的电压平均值确定为所述时间长度上的电压平均值。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待测单体电池为所述待测电池组中包含的至少一个单体电池中的任一个；
所述将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值之后，所述方法还包括：
计算所述待测电池组包含的其他单体电池的漏电流值，并计算所述至少一个单体电池中所有单体电池的漏电流值的第一平均值；
根据所述第一平均值确定需要对所述至少一个单体电池中的目标单体电池的漏电流值进行修正；
其中，所述目标单体电池的漏电流值小于第一预设电流阈值。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一平均值确定需要对所述至少一个单体电池中的目标单体电池的漏电流值进行修正之后，所述方法还包括：
若所述第一平均值小于第二预设电流阈值，则获取所述至少一个单体电池中的至少一个目标单体电池的漏电流值；
计算所述至少一个目标单体电池的漏电流值的第二平均值，根据所述第二平均值对每个目标单体电池的漏电流值进行调整以得到每个目标单体电池修正后的漏电流值。
10.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述第二充电结束时刻和所述第一充电结束时刻的时间长度包含连续或非连续的至少一个电池充电周期；
其中，所述电池充电周期为所述待测电池组的两个相邻充电结束时刻之间的时长。
11.一种电池微短路的检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待测电池组包含的待测单体电池在第一充电结束时刻的第一参考充电容量和第二充电结束时刻的第二参考充电容量，其中，参考充电容量为所述待测单体电池的电量与参照单体电池的电量的差值，所述参照单体电池为所述待测电池组包含的所有单体电池中在充电结束时刻具有最大电压值的单体电池；
确定模块，用于根据所述获取模块获取得到的所述第一参考充电容量和所述第二参考充电容量的差值确定所述待测单体电池发生微短路。
12.如权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
通过所述获取模块计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
若所述漏电流值大于或者等于预设电流阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
13.如权利要求11所述的检测装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
通过所述获取模块计算所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值，并计算所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间的时间长度；
将所述第二参考充电容量和所述第一参考充电容量的差值与所述时间长度的比值确定为所述待测单体电池的漏电流值；
通过所述获取模块计算所述待测电池组中各单体电池在所述时间长度上的电压平均值，并结合所述漏电流值确定所述待测单体电池的微短路电阻；
若所述微短路电阻的大小小于预设电阻阈值，则确定所述待测单体电池发生微短路。
14.如权利要求12或13所述的检测装置，其特征在于，所述确定模块还用于：
确定所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的第一剩余充电时间和第二充电结束时刻的第二剩余充电时间；
所述获取模块具体用于：
根据所述待测单体电池的充电电流计算所述确定模块确定的所述第一剩余充电时间对应的所述第一参考充电容量和所述第二剩余充电时间对应的所述第二参考充电容量；
其中，所述第一剩余充电时间为所述第一充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长；
所述第二剩余充电时间为所述第二充电结束时刻所述待测单体电池与参照单体电池的电压差值对应所需的充电时长。
15.如权利要求14所述的检测装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
获取所述第一充电结束时刻所述待测电池组中各单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第一参照单体电池，在所述第一参照单体电池的第一充电电压曲线上查找第一电压值对应的第一时刻，所述第一电压值为所述待测单体电池在所述第一充电结束时刻的电压值，将所述第一时刻与所述第一充电结束时刻的时间差Δt0作为所述第一剩余充电时间；
获取所述第二充电结束时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，并确定出所述待测电池组中的第二参照单体电池，在所述第二参照单体电池的第二充电电压曲线上查找第二电压值对应的第二时刻，所述第二电压值为所述待测单体电池在所述第二充电结束时刻的电压值，将所述第二时刻与所述第二充电结束时刻的时间差Δt1作为所述第二剩余充电时间。
16.如权利要求15所述的检测装置，其特征在于，所述获取模块具体用于：
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt0上的积分以得到第一积分值，并将所述第一积分值按照预设电池容量比进行缩放以获取所述第一参考充电容量；
计算所述待测单体电池的充电电流在所述Δt1上的积分以得到第二积分值，并将所述第二积分值按照所述预设电池容量比进行缩放以获取所述第二参考充电容量。
17.如权利要求13所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：
采集模块，用于采集所述第二充电结束时刻与所述第一充电结束时刻之间包含的N个电压采样时刻中每个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的电压值，其中，所述N个电压采样时刻中相邻的两个电压采样时刻之间的时长小于或者等于预设电压采样周期，所述N为大于或者等于2的整数；
所述获取模块具体用于：
依次计算所述采集模块采集到的每两个相邻的电压采样时刻中第K个电压采样时刻所述待测电池组中各个单体电池的第一电压平均值，以及第K-1个电压采样时刻所述待测电池组中各电池单体的第二电压平均值；
根据预设滤波系数对所述第一电压平均值和所述第二电压平均值值进行缩放，并将所述第一电压平均值的缩放值和所述第二电压平均值的缩放值进行累加以得到所述第K个电压采样时刻的电压平均值；
当K等于N时，将所述第K个电压采样时刻的电压平均值确定为所述时间长度上的电压平均值。
18.如权利要求12所述的检测装置，其特征在于，所述待测单体电池为所述待测电池组中包含的至少一个单体电池中的任一个；
所述获取模块还用于：
计算所述待测电池组包含的其他单体电池的漏电流值，并计算所述至少一个单体电池中所有单体电池的漏电流值的第一平均值；
所述确定模块还用于：
根据所述获取模块计算的所述第一平均值确定需要对所述至少一个单体电池中的目标单体电池的漏电流值进行修正；
其中，所述目标单体电池的漏电流值小于第一预设电流阈值。
19.如权利要求18所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括：
修正模块，用于在所述获取模块计算的所述第一平均值小于第二预设电流阈值时，获取所述至少一个单体电池中的至少一个目标单体电池的漏电流值，并通过所述获取模块计算所述至少一个目标单体电池的漏电流值的第二平均值，根据所述第二平均值对每个目标单体电池的漏电流值进行调整以得到每个目标单体电池修正后的漏电流值。
20.如权利要求16或17所述的检测装置，其特征在于，所述第二充电结束时刻和所述第一充电结束时刻的时间长度包含连续或非连续的至少一个电池充电周期；
其中，所述电池充电周期为所述待测电池组的两个相邻充电结束时刻之间的时长。
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