CN108398648A - 分析电池衰减率的方法、装置与充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分析电池衰减率的方法、装置与充电桩，涉及电池检测技术领域，该分析电池衰减率的方法包括：获取目标电池至少两次充电的充电数据；该充电数据包括目标电池的SOC数据和充电量数据；选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据，并分别计算这两次充电在相同SOC区间的充电量；根据该充电量计算目标电池的衰减率。本发明实施例的目的在于提供一种分析电池衰减率的方法、装置与充电桩，可以帮助用户更加高效、及时地掌握电池的衰减变化情况，为电池的维护和更换提供可靠的参考依据，为用户节省检测时间和维护成本。

Description

分析电池衰减率的方法、装置与充电桩

技术领域

本发明涉及电池检测技术领域，尤其是涉及一种分析电池衰减率的方法、装置与充电桩。

背景技术

21世纪已经全面进入了新能源开发的重要时代，随着科技的飞速发展，新能源的开发逐渐占据了能源发展的主流位置，尤其是在国际能源竞争和国家防御日趋激烈的情况下，新能源的作用至关重要，特别是现今汽车工业发展迅猛，以传统的石油作为动力带来了石油能源短缺和环境污染等重大问题。近年来以电池为动力的汽车工业领域的蓬勃发展，随着社会与科技的进步，电动汽车将逐步普及并取代传统的燃油汽车。

目前，电池技术仍旧是制约电动汽车发展的瓶颈。通常，电池的能量存储可以分为三个虚拟区域，即可填充的空白区、提供能量的可用区以及由于使用和老化作用造成的闲置不可用区域，或者说是岩石区。电池从制造完成时就开始衰减，一个新电池可提供100％的容量，但大多数使用中的电池组是达不到的。随着电池的可用区域缩小，可填充的能量降低，充电时间逐渐缩短。在大多数情况下，由于周期循环和老化的原因，电池容量呈线性衰减。

电动汽车的电池需要经常计算其容量衰减和最终寿命，当电池容量衰减到一定程度时，就必须要更换电池组。当前，电动汽车用户尚无法实时了解电池的衰减情况，一般只能去4S店通过专业设备进行检测，再根据电池的具体衰减情况决定是否更换电池，这样的做法效率较低，且浪费时间和成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分析电池衰减率的方法、装置与充电桩，可以帮助用户更加高效、及时地掌握电池的衰减变化情况，为电池的维护和更换提供可靠的参考依据，为用户节省检测时间和维护成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种分析电池衰减率的方法，包括：获取目标电池至少两次充电的充电数据；该充电数据包括目标电池的SOC数据和充电量数据；选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据，并分别计算这两次充电在相同SOC区间的充电量；根据该充电量计算目标电池的衰减率。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述目标电池的衰减率的计算公式为：其中，B_delt为衰减率，C_f为第一次充电的充电量，C_l为第二次充电的充电量。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据的步骤包括：根据充电数据绘制目标电池的两次充电的电量-SOC曲线；从该电量-SOC曲线中选取相同SOC区间的数据。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述电量-SOC曲线的绘制的步骤包括：根据充电数据计算得到每1％的SOC的变化量所代表的充电量数据，标记为单位SOC充电量数据；由该单位SOC充电量数据绘制得到电量-SOC曲线。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述获取目标电池至少两次充电的充电数据的步骤，包括：从车辆BMS获取目标电池的SOC数据，并从充电桩获取目标电池的充电量数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：当目标电池的衰减率超过预设值时，发出报警提示信息。

第二方面，本发明实施例还提供了一种分析电池衰减率的装置，包括：数据获取模块，用于获取目标电池至少两次充电的充电数据；该充电数据包括目标电池的SOC数据和充电量数据；选取模块，用于选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据，并分别计算这两次充电在相同SOC区间的充电量；计算模块，用于根据该充电量计算目标电池的衰减率。

第三方面，本发明实施例还提供了一种分析电池衰减率的装置，该装置包括处理器，存储器，总线和通信接口，该处理器、通信接口和存储器通过总线连接；该存储器用于存储程序；该处理器，用于通过总线调用存储在存储器中的程序，执行上述第一方面及其可能的实施方式之一提供的分析电池衰减率的方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种充电桩，包括充电桩主体以及上述第三方面所提供的分析电池衰减率的装置。

结合第四方面，本发明实施例提供了第四方面的第一种可能的实施方式，其中，该充电桩还包括报警提示装置，当充电桩监测到目标电池的衰减率超过预设值时，报警提示装置发出报警提示信息。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的分析电池衰减率的方法、装置与充电桩，该分析电池衰减率的方法包括：获取目标电池至少两次充电的充电数据；该充电数据包括目标电池的SOC数据和充电量数据；选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据，并分别计算这两次充电在相同SOC区间的充电量；根据该充电量计算目标电池的衰减率；可以帮助用户更加高效、及时地掌握电池的衰减变化情况，为电池的维护和更换提供可靠的参考依据，为用户节省检测时间和维护成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种分析电池衰减率的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电池充电数据的电量-SOC曲线示意图；

图3为本发明实施例提供的一种分析电池衰减率的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种分析电池衰减率的装置的结构示意图。

图标：

31-数据获取模块；32-选取模块；33-计算模块；40-处理器；41-存储器；42-总线；43-通信接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

目前，电动汽车电池的衰减情况需要去4S店通过专业设备进行检测才能了解，用户再根据电池的具体衰减情况决定是否更换电池，这样的做法效率低下，又浪费路途时间，增加维护成本。基于此，本发明实施例提供的一种分析电池衰减率的方法、装置与充电桩，可以帮助用户更加高效、及时地掌握电池的衰减变化情况，为电池的更换提供可靠的参考依据，为用户节省检测时间和维护成本。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种分析电池衰减率的方法进行详细介绍。

实施例一

如图1所示，为本发明实施例提供的一种分析电池衰减率的方法的流程图，由图1可见，该分析电池衰减率的方法包括以下步骤：

步骤S101：获取目标电池至少两次充电的充电数据；该充电数据包括目标电池的SOC数据和充电量数据。

通常情况下，电动汽车在充电桩充电时，充电桩会记录电池充电量的信息，而电动汽车的BMS(Battery Management System,电池管理系统)则会记录电池的SOC(State ofCharge，剩余电量)信息。获取目标电池的充电数据可分别从车辆BMS获取SOC数据，并从充电桩获取充电量数据。

这里，BMS是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电。在电池充放电过程中，BMS实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时，BMS还能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外，BMS还要建立每块电池的使用历史档案，为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料，为离线分析系统故障提供依据。

此外，SOC代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。

对于获取哪两次或多次的数据，用户可以根据自己需要了解的信息进行灵活选取，可以是选取首次充电和最近一次充电的数据，以了解电池从最初到如今整个过程中的电池衰减情况；当然，也可以选取任意两次充电的数据，或者是任意多次的充电数据进行计算，以了解电池衰减的中间状态或渐变状态。

步骤S102：选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据，并分别计算这两次充电在相同SOC区间的充电量。

在实际操作中，很难有电池充电SOC从0％到100％的变化，因此，若要获得两次充电中的电池衰减情况，需要选取充电数据中共同的SOC区间进行计算。例如，目标电池的第一次充电的SOC是从50％到80％，第二次充电SOC是从60％到90％，那两次充电的共同SOC区间就是60％到80％，则可以选取该区间的充电数据进行计算，得到这两次充电反应的电池衰减情况。

在至少一种实施方式中，可以先根据已经获取的充电数据绘制目标电池的两次充电的电量-SOC曲线，然后再从电量-SOC曲线中选取相同SOC区间的数据。在实际操作中，电动汽车的充电数据在每半分钟左右会上报一次，这里，可以根据获取的充电数据计算得到每1％的SOC的变化量所代表的充电量数据，标记为单位SOC充电量数据；然后再由单位SOC充电量数据绘制得到电量-SOC曲线。

需要注意的是，因为电池SOC从9％到10％变化的1％，与SOC从90％到91％变化的1％会有不同，因此需要以1％为最小评估值来画出目标电池的电量-SOC曲线图。当然，根据用户的需要，最小评估值的选定是灵活的，可以以SOC的变化大于或小于1％作为最小评估值，其计算结果的精度也会有所不同。

如图2所示，为本发明实施例提供的一种电池充电数据的电量-SOC曲线示意图，由图2可见，横轴为SOC数据，纵轴为电量数据，A、B、C、D四条曲线代表四个不同时间段记录的充电情况，其中A曲线属于电池状况相对较好时的充电记录，SOC满荷时，充电量为40度。其他三条曲线相对A曲线明显有衰减，说明伴随着电池的使用和老化，电池容量有所衰减。

步骤S103：根据上述充电量计算目标电池的衰减率。

这里给出了目标电池的衰减率的计算公式：

其中，B_delt为衰减率，C_f为第一次充电的充电量，单位为度；C_l为第二次充电的充电量，单位为度。

为了更好的理解本发明实施例提供的目标电池的衰减率的计算公式，下面以一个运算实例进行说明。某电动汽车电池的两次充电情况为，第一次充电记录显示电池SOC从60％到80％的充电量是10度电，第二次充电在同样SOC区间的实际充电量是9度电，则通过公式计算：

如此，得到电池在这两次充电过程中的电池衰减率为10％。

在实际应用中，为了避免电池衰减过度的情况，用户可以预设一个衰减率阈值，当目标电池的衰减率超过该预设值时，发出报警提示信息，提示用户对电池进行维护或更换新的电池。

本发明实施例提供的分析电池衰减率的方法，通过对电池的充电数据的分析计算，可以帮助用户更加高效、及时地掌握电池的衰减变化情况，为电池的维护和更换提供可靠的参考依据，为用户节省检测时间和维护成本。

实施例二

本发明实施例还提供了一种分析电池衰减率的装置，如图3所示，为本发明实施例提供的一种分析电池衰减率的装置的结构示意图，由图3可见，该分析电池衰减率的装置包括依次相连的数据获取模块31、选取模块32和计算模块33，其中，各个模块的功能如下：

数据获取模块31，用于获取目标电池至少两次充电的充电数据；该充电数据包括目标电池的SOC数据和充电量数据。

选取模块32，用于选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据，并分别计算这两次充电在相同SOC区间的充电量。

计算模块33，用于根据该充电量计算目标电池的衰减率。

本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

实施例三

参见图4，本发明实施例还提供一种分析电池衰减率的装置，包括：处理器40，存储器41，总线42和通信接口43，处理器40、通信接口43和存储器41通过总线42连接；处理器40用于执行存储器41中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器41可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口43(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线42可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器41用于存储程序，处理器40在接收到执行指令后，执行程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器40中，或者由处理器40实现。

处理器40可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器40中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器40可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器41，处理器40读取存储器41中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

实施例四

本发明实施例还提供了一种充电桩，包括充电桩主体以及上述实施例三所提供的分析电池衰减率的装置。在其中一种或多种可能的实施方式中，该充电桩还包括报警提示装置，当充电桩监测到目标电池的衰减率超过预设值时，报警提示装置发出报警提示信息。

本发明实施例提供的充电桩，与上述实施例三提供的分析电池衰减率的装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种分析电池衰减率的方法，其特征在于，包括：

获取目标电池至少两次充电的充电数据；所述充电数据包括所述目标电池的SOC数据和充电量数据；

选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据，并分别计算所述两次充电在所述相同SOC区间的充电量；

根据所述充电量计算所述目标电池的衰减率。

2.根据权利要求1所述的分析电池衰减率的方法，其特征在于，所述目标电池的衰减率的计算公式为：

其中，B_delt为衰减率，C_f为第一次充电的充电量，C_l为第二次充电的充电量。

3.根据权利要求1所述的分析电池衰减率的方法，其特征在于，所述选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据的步骤包括：

根据所述充电数据绘制所述目标电池的两次充电的电量-SOC曲线；

从所述电量-SOC曲线中选取相同SOC区间的数据。

4.根据权利要求3所述的分析电池衰减率的方法，其特征在于，所述电量-SOC曲线的绘制的步骤包括：

根据所述充电数据计算得到每1％的SOC的变化量所代表的充电量数据，标记为单位SOC充电量数据；

由所述单位SOC充电量数据绘制得到所述电量-SOC曲线。

5.根据权利要求1所述的分析电池衰减率的方法，其特征在于，所述获取目标电池至少两次充电的充电数据的步骤，包括：

从车辆BMS获取所述目标电池的SOC数据，并从充电桩获取所述目标电池的充电量数据。

6.根据权利要求1所述的分析电池衰减率的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述目标电池的衰减率超过预设值时，发出报警提示信息。

7.一种分析电池衰减率的装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取目标电池至少两次充电的充电数据；所述充电数据包括所述目标电池的SOC数据和充电量数据；

选取模块，用于选取两次充电的充电数据中相同SOC区间的数据，并分别计算所述两次充电在所述相同SOC区间的充电量；

计算模块，用于根据所述充电量计算所述目标电池的衰减率。

8.一种分析电池衰减率的装置，其特征在于，所述装置包括处理器，存储器，总线和通信接口，所述处理器、通信接口和存储器通过所述总线连接；

所述存储器用于存储程序；

所述处理器，用于通过所述总线调用存储在所述存储器中的程序，执行所述权利要求1-6任一所述方法。

9.一种充电桩，其特征在于，包括充电桩主体以及权利要求8所述的分析电池衰减率的装置。

10.根据权利要求9所述的充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括报警提示装置，当所述充电桩监测到目标电池的衰减率超过预设值时，所述报警提示装置发出报警提示信息。