CN108594117A - 确定电池容量的方法、装置、终端设备及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电池容量技术领域，提供了一种确定电池容量的方法、装置、终端设备及计算机存储介质，包括：对待测电池进行首次充电直至充满电时，获取所述待测电池的首次充电容量；计算充满电的所述待测电池在预定环境下的第一容量损失值；根据所述首次充电容量、第一容量损失值以及预先获得的第二容量损失值，计算得到所述待测电池的实际容量。本发明不需要经过分容工艺即可测得电池容量，提高了确定电池容量的效率，降低了确定电池容量的成本。

Description

确定电池容量的方法、装置、终端设备及计算机存储介质

技术领域

本发明属于电池容量技术领域，尤其涉及一种确定电池容量的方法、装置、终端设备及计算机存储介质。

背景技术

锂离子电池由于生产工艺的限制原因，导致生产出的锂离子电池的实际容量产生偏差。

现有技术中确定锂离子电池容量时需要经过分容工艺，从而导致确定电池容量时效率低成本高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种确定电池容量的方法、装置、终端设备及计算机存储介质，以解决现有技术中确定电池实际容量效率低且成本高的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种确定电池容量的方法，包括：

对待测电池进行首次充电直至充满电时，获取所述待测电池的首次充电容量；

计算充满电的所述待测电池在预定环境下的第一容量损失值；

根据所述首次充电容量、第一容量损失值以及预先获得的第二容量损失值，计算得到所述待测电池的实际容量。

本发明实施例的第二方面提供了一种确定电池容量的装置，包括：

首次充电模块，用于对待测电池进行首次充电直至充满电时，获取所述待测电池的首次充电容量；

第一容量损失计算模块，用于计算充满电的所述待测电池在预定环境下的第一容量损失值；

实际容量计算模块，用于根据所述首次充电容量、第一容量损失值以及预先获得的第二容量损失值，计算得到所述待测电池的实际容量。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现如上第一方面所提供的方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所提供的方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明实施例通过测量待测电池的首次充电容量，和通过样本电池得到的第二容量损失，以及根据样本电池建立的电压与电容的关系模型得到的待测试电池预处理后压降导致的第一容量损失，使得不需要进行分容就可以测得电池的实际容量，且精度较高，解决了现有技术中需要分容才能确定实际容量从而导致的确定电池容量时效率低成本高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，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确定电池容量的方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的放电时放电容量与放电电压的关系曲线的示意图；

图3是本发明实施例提供的充电时和放电时电压和容量的关系曲线的示意图；

图4是本发明实施例提供的确定电池容量的装置的结构框图；

图5是本发明实施例提供的确定电池容量的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的确定电池容量的方法的实现流程，详述如下：

步骤S101，对待测电池进行首次充电直至充满电时，获取所述待测电池的首次充电容量。

在本发明实施例中，首先要对待测电池进行首次充电，获取到待测电池的首次充电容量。具体可以是，对待测电池进行首次恒压充电。其中，所述待测电池可以是二次电池，包括锂离子电池、镍氢电池、镉镍电池等，所述恒压充电包括用恒定电压恒定电流对所述待测电池进行充电。

可选地，获取待测电池的首次充电容量可以是用恒定电压恒定电流对所述待测电池进行充电，并计算首次充电的充电时长，通过充电电流与充电时长从而可以获得所述待测电池的首次充电容量；获取待测电池的首次充电容量也可以是，通过带有监测电流输出的设备对所述待测电池进行充电，从而通过所述带有监测电流输出的设备获得所述待测电池的首次充电容量。其中，所述带有监测电流输出的设备可以是带有监测容量功能的蓄电池此处不作限定。

在本发明实施例中，在步骤S101前，需要进行样本测试，即通过对预设数量的样本电池进行测试，从而得到与所述待测电池相关的数据。

示例的，选取预设数量的电池作为样本电池。其中，所述样本电池与待测电池都为锂离子电池，假设选取60个锂离子电池作为样本电池。

可选地，对样本电池组中每个锂离子电池以恒流恒压方式进行预满充，将所述样本电池的电压冲到预定电压值，记录每个样本锂离子电池的首次充电容量。

进一步地，在对所述样本电池组中每个锂离子电池预充满后，对所述样本电池组中每个锂离子电池进行恒流放电，每间隔一定间断电压值就记录各个样本电池的放电容量。其中，所述放电容量以及放电电压为实时检测的。由于是恒流放电，所以根据放电电流与放电时间则可以获得各个样本电池的放电容量(放电容量指放电后电池所剩余的容量)。

可选地，在记录到每个样本电池中所有放电时放电电压和放电容量的数据后，以电压为横轴，容量为纵轴建立平面直角坐标系，并将所有记录的数据点在所述平面直角坐标系上标出，将各数据点拟合得到放电电压和放电容量的关系曲线以及对应的曲线方程。图2为所述放电时放电容量与放电电压的关系曲线的示意图。

示例的，所述曲线方程可以是公式1：

Q＝252.77V_放-0.07V_放 ²+5.88V_放 ³-313473 (1)

其中，Q表示放电容量，V_放表示放电电压。

可选地，在每个样本电池经过预充满后，记录所述每个样本电池的开路电压(OCV)，之后再进行恒流放电的时候记录样本电池恒流放电时的初始电压(V_初放)，从而根据对数据的分析得到开路电压OCV与放电电压V_初放的关系，所述关系可以用公式2表达：

OCV＝V_初放+V_差 (2)

其中，V_差表示各个样本电池中开路电压和初始放电电压的差值的平均值。

可选地，所述第二容量损失值为锂离子电池形成固态电解质界面膜(SEI膜)的容量损失。由于所有锂离子电池形成SEI膜的容量损失值都基本相同，所以，所述第二容量损失值可以通过样本测出。具体的，在上述对样本电池进行预满充时以及进行放电时，记录了样本电池的首次充电容量和放电总量，图3为所述充电时和放电时电压和容量的关系曲线的示意图，由示意图可以看出形成SEI膜的容量损失与充电容量和放电容量之间的关系。将所述样本电池的首次充电容量值减去样本电池的放电总量值，即得到锂离子电池形成SEI膜的容量损失值，即为所述第二容量损失值。

可选地，将样本测试中，所述各个样本电池中开路电压和初始放电电压的差值的平均值V_差，锂离子电池形成SEI膜的容量损失值(即第二容量损失值)，放电电压和放电容量对应的曲线方程作为样本数据，在对待测电池进行实际容量测试时使用。

步骤S102，计算充满电的所述待测电池在预定环境下的第一容量损失值。

在本发明实施例中，对所述待测试电池进行预处理之后，通过样本测试中测得的相关数据计算出第一容量损失值。

可选地，在所述待测电池进行预满充后，将所述待测电池放置与预设环境中预设时间。其中，所述预定环境可以是温度为25℃～50℃的陈化室，所述预定时间可以为30分钟，此处不作限定。

在经过放置在预设环境中预设时间的预处理后，所述待测电池会产生压降，由于产生压降后会导致一定的容量损失(即第一容量损失)，所以需要计算出所述第一容量损失。

具体的，测量所述预处理后的待测电池的开路电压，用OCV₁表示，根据上述样本测试中开路电压和放电电压的关系，以及样本中得到的各个样本电池开路电压和初始放电电压的差值的平均值V_差，可以根据公式3计算出所述待测电池对应的放电电压V_测放。

V_测放＝OCV₁-V_差 (3)

再将所述V_测放代入样本测试中得到的放电电压和放电容量对应的曲线方程公式1中，即可得到V_测放对应的容量，此时V_测放对应的容量值即为所述压降导致的容量损失值，即第一容量损失值。

步骤S103，根据所述首次充电容量、第一容量损失值以及预先获得的第二容量损失值，计算得到所述待测电池的实际容量。

在本发明实施例中，在之前的步骤中已经获得所述第一容量损失值和第二容量损失值。

可选地，所述第二容量损失值为锂离子电池形成固态电解质界面膜(SEI膜)的容量损失值，为样本测试中得到的。所述第一容量损失值为压降导致的容量损失，可以通过将所述待测电池经过预处理后的开路电压代入公式3，再将计算结果代入样本测试中得到的放电电压和放电容量对应的曲线方程公式1中，即可得到所述压降导致的容量损失值，即第一容量损失值。

进一步地，将所述待测电池的首次放电容量、第一容量损失值、第二容量损失值代入公式4中，即可得到所述待测电池的实际容量。

Q_实＝Q_总-Q₁-Q₂ (4)

本发明实施例，通过进行样本测试得到确定电池容量中需要用到的相关数据，在确定待测电池容量时，只需要对所述待测电池进行充电和陈化两个操作，就可以得到待测电池的实际容量。本发明实施例不需要分容即可计算得出所述待测电池的实际容量，提高了确定电池容量时的效率，从而提高了生产电池的效率，降低了电池的生产成本。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例二

图4示出了本发明实施例提供的确定电池容量的装置的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。该确定电池容量的装置4包括：首次充电模块41，第一容量损失计算模块42，实际容量计算模块43。

其中，首次充电模块41，用于对待测电池进行首次充电直至充满电时，获取上述待测电池的首次充电容量；

第一容量损失计算模块42，用于计算充满电的上述待测电池在预定环境下的第一容量损失值；

实际容量计算模块43，用于根据上述首次充电容量、第一容量损失值以及预先获得的第二容量损失值，计算得到上述待测电池的实际容量。

可选地，上述确定电池容量的装置4还包括：

第二容量损失计算模块，用于计算上述第二容量损失值。

进一步地，上述第二容量损失计算模块包括：

取样单元，用于取预设数量电池作为上述样本电池，对每个上述样本电池进行首次充电直至充满电时，获取每个上述样本电池的样本充电容量、样本充电电压以及上述样本电池的样本开路电压，其中上述样本电池与上述待测电池属于同类型的电池；

放电单元，用于对每个上述样本电池进行恒流放电，每间隔预设电压值时测量上述样本电池的实时容量以及实时电压，根据上述测量的样本电池的实时容量以及实时电压建立电压和容量的关系模型；

第二容量损失值计算单元，用于根据上述样本电池的样本充电容量以及上述恒流放电的放电总量的差值，得到上述样本电池形成固体电解质界面膜时的容量损失值，将上述容量损失值作为上述第二容量损失值。

可选地，上述第一容量损失计算模块42包括：

预处理单元，用于将充满电的上述待测电池在预定温度环境下放置预定时间后，获取上述待测电池的开路电压值；

平均值计算单元，用于分别获取每个上述样本电池的样本开路电压值与上述样本电池的放电电压值的电压差值，计算所有上述电压差值的平均值；

放电电压值计算单元，用于将上述待测电池的开路电压值与上述电压差值的平均值相减，得到对应的放电电压值；

第一容量损失值计算单元，用于根据上述对应的放电电压值，以及上述电压和容量的关系模型得到上述第一容量损失值。

进一步地，上述实际容量计算模块43具体用于根据上述首次充电容量、第一容量损失值以及第二容量损失值，计算得到上述电池的实际容量的公式为：

实际容量＝首次充电容量-第一容量损失值-第二容量损失值。

进一步地，上述首次充电模块41具体用于根据上述首次充电电压和充电时间得到上述首次充电容量。

实施例三

图5是本发明一实施例提供的确定电池容量的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的确定电池容量的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在上述存储器51中并可在上述处理器50上运行的计算机程序52，例如确定电池容量的程序。上述处理器50执行上述计算机程序52时实现上述各个确定电池容量的方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，上述处理器50执行上述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块41至43的功能。

示例性的，上述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块/单元，上述一个或者多个模块/单元被存储在上述存储器51中，并由上述处理器50执行，以完成本发明。上述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述上述计算机程序52在上述确定电池容量的终端设备5中的执行过程。例如，上述计算机程序52可以被分割成首次充电模块、第一容量损失计算模块、实际容量计算模块，各模块具体功能如下：

首次充电模块，用于对待测电池进行首次充电直至充满电时，获取上述待测电池的首次充电容量；

第一容量损失计算模块，用于计算充满电的上述待测电池在预定环境下的第一容量损失值；

实际容量计算模块，用于根据上述首次充电容量、第一容量损失值以及预先获得的第二容量损失值，计算得到上述待测电池的实际容量。

上述确定电池容量的终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。上述确定电池容量的终端设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是确定电池容量的终端设备5的示例，并不构成对确定电池容量的终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如上述确定电池容量终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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。

上述存储器51可以是上述确定电池容量的终端设备5的内部存储单元，例如确定电池容量的终端设备5的硬盘或内存。上述存储器51也可以是上述确定电池容量的终端设备5的外部存储设备，例如上述确定电池容量的终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，上述存储器51还可以既包括上述确定电池容量的终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。上述存储器51用于存储上述计算机程序以及上述确定电池容量的终端设备所需的其他程序和数据。上述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

由上可见，本发明实施例通过测量待测电池的首次充电容量，以及通过样本和对待测试电池预处理从而获得容量损失，从首次充电容量中减去容量损失即可得到实际容量，操作简单方便，使得不需要进行分容就可以测得电池的实际容量，且测试得到的电池实际容量精度较高，提高了确定电池容量时的效率，从而提高了生产电池的效率，降低了生产成本。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将上述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种确定电池容量的方法，其特征在于，包括：

对待测电池进行首次充电直至充满电时，获取所述待测电池的首次充电容量；

计算充满电的所述待测电池在预定环境下的第一容量损失值；

根据所述首次充电容量、第一容量损失值以及预先获得的第二容量损失值，计算得到所述待测电池的实际容量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得第二容量损失值具体包括：

取预设数量电池作为所述样本电池，对每个所述样本电池进行首次充电直至充满电时，获取每个所述样本电池的样本充电容量、样本充电电压以及所述样本电池的样本开路电压，其中所述样本电池与所述待测电池属于同类型的电池；

对每个所述样本电池进行恒流放电，每间隔预设电压值时测量所述样本电池的实时容量以及实时电压，根据所述测量的样本电池的实时容量以及实时电压建立电压和容量的关系模型；

根据所述样本电池的样本充电容量以及所述恒流放电的放电总量的差值，得到所述样本电池形成固体电解质界面膜时的容量损失值，将所述容量损失值作为所述第二容量损失值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算充满电的所述待测电池在预定环境下的第一容量损失值包括：

将充满电的所述待测电池在预定温度环境下放置预定时间后，获取所述待测电池的开路电压值；

分别获取每个所述样本电池的样本开路电压值与所述样本电池的放电电压值的电压差值，计算所有所述电压差值的平均值；

将所述待测电池的开路电压值与所述电压差值的平均值相减，得到对应的放电电压值；

根据所述对应的放电电压值，以及所述电压和容量的关系模型得到所述第一容量损失值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述首次充电容量、第一容量损失值以及第二容量损失值，计算得到所述电池的实际容量的公式为：

实际容量＝首次充电容量-第一容量损失值-第二容量损失值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述待测电池的首次充电容量包括：

根据所述首次充电电压和充电时间得到所述首次充电容量。

6.一种确定电池容量的装置，其特征在于，包括：

首次充电模块，用于对待测电池进行首次充电直至充满电时，获取所述待测电池的首次充电容量；

第一容量损失计算模块，用于计算充满电的所述待测电池在预定环境下的第一容量损失值；

实际容量计算模块，用于根据所述首次充电容量、第一容量损失值以及预先获得的第二容量损失值，计算得到所述待测电池的实际容量。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

第二容量损失计算模块，所述第二容量损失计算模块包括：

取样单元，用于取预设数量电池作为所述样本电池，对每个所述样本电池进行首次充电直至充满电时，获取每个所述样本电池的样本充电容量、样本充电电压以及所述样本电池的样本开路电压，其中所述样本电池与所述待测电池属于同类型的电池；

放电单元，用于对每个所述样本电池进行恒流放电，每间隔预设电压值时测量所述样本电池的实时容量以及实时电压，根据所述测量的样本电池的实时容量以及实时电压建立电压和容量的关系模型；

第二容量损失值计算单元，用于根据所述样本电池的样本充电容量以及所述恒流放电的放电总量的差值，得到所述样本电池形成固体电解质界面膜时的容量损失值，将所述容量损失值作为所述第二容量损失值。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一容量损失计算模块包括：

预处理单元，用于将充满电的所述待测电池在预定温度环境下放置预定时间后，获取所述待测电池的开路电压值；

平均值计算单元，用于分别获取每个所述样本电池的样本开路电压值与所述样本电池的放电电压值的电压差值，计算所有所述电压差值的平均值；

放电电压值计算单元，用于将所述待测电池的开路电压值与所述电压差值的平均值相减，得到对应的放电电压值；

第一容量损失值计算单元，用于根据所述对应的放电电压值，以及所述电压和容量的关系模型得到所述第一容量损失值。

9.一种确定电池容量的终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。