CN108896919A - 电池老化状态的估算方法、装置及电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池老化状态的估算方法、装置及电池管理系统，其中，方法包括：采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压；依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到多个实验负载电压；将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，确定电池当前所处的老化区间；针对电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；若是，则根据各个老化区间的计数值，计算各个老化区间的老化增长率；以及，根据各个老化区间的老化增长率估算电池老化状态。本发明提供了一种简单且可靠的基于电池的负载电压压降变化规律统计的电池老化状态的估算方案，克服了现有技术中存在的电池老化状态估算复杂、不可靠的问题。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池老化状态的估算方法、装置及电池管理系统。
背景技术
目前新能源汽车动力电池老化判断的方法主要有以下几种：通过动力电池累积充放电循环次数判断；通过累积充放电安时数(AH)判断；以及，根据电池容量和内阻进行估算等。
然而，在实现本发明实施例过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：通过动力电池累积充放电循环次数判断电池老化的方法存在适用局限性且判断结果误差较大，例如，针对非插电式混合动力汽车，由于动力电池很难实现完全充电和放电状态，因此难以统计充放电循环次数；通过累积充放电安时数(AH)判断电池老化的方法，由于累积充放电安时数并不能真实反映电池的老化状态，该方法只是从统计学出发的一种估算方法，理论上，电池累积安时数越高，说明电池使用时间越长，电池长时间使用必然会出现老化趋势，因此该估算方法可靠性较差；而根据电池容量和内阻进行估算的方法，由于估算容量和内阻主要基于电池电路模型，但电池电路模型并不能反应真实的电池电化学特性，且电池在实际使用过程中会受工况和环境等复杂因素的影响，使得基于电池模型计算得到的电池内阻和电池容量存在误差，进而影响到电池老化状态的估算的可靠性，且电路模型求解算法较为复杂，占用较多控制器计算资源。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电池老化状态的估算方法、装置及电池管理系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种电池老化状态的估算方法，包括：
步骤S1，在电池管理系统工作的过程中，采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压；其中，所述预设电池参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
步骤S2，依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到与各个老化阶段一一对应的多个实验负载电压；
步骤S3，将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，根据比较结果确定电池当前所处的老化区间；
步骤S4，针对所述电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；若是，则执行步骤S5；若否，则跳转至步骤S1；
步骤S5，根据各个老化区间的计数值估算电池老化状态。
根据本发明的另一方面，提供了一种电池老化状态的估算装置，包括：
采集模块，适于在电池管理系统工作的过程中，采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压；其中，所述预设电池参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
查询模块，适于依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到与各个老化阶段一一对应的多个实验负载电压；
确定模块，适于将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，根据比较结果确定电池当前所处的老化区间；
第一判断模块，适于针对所述电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；
估算模块，适于根据各个老化区间的计数值估算电池老化状态。
根据本发明的另一方面，提供了一种电池管理系统，包括上述电池老化状态的估算装置。
根据本发明的又一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信；
存储器用于存放至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行上述电池老化状态的估算方法对应的操作。
根据本发明的再一方面，提供了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如上述电池老化状态的估算方法对应的操作。
由此可见，根据本发明方案，采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压；依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到多个实验负载电压；将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，确定电池当前所处的老化区间；针对电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；若是，则根据各个老化区间的计数值，计算各个老化区间的老化增长率；以及，根据各个老化区间的老化增长率估算电池老化状态。本发明提供了一种简单且可靠的基于电池的负载电压压降变化规律统计的电池老化状态的估算方案，克服了现有技术中存在的电池老化状态估算复杂、以及估算结果不可靠的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了电池的等效电路图；
图2示出了根据本发明一个实施例的电池老化状态的估算方法的流程图；
图3示出了根据本发明另一个实施例的电池老化状态的估算方法的流程图；
图4示出了根据本发明一个实施例的电池老化状态的估算装置的功能框图；
图5示出了根据本发明实施例的一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了电池的等效电路图。如图1所示，其中，E为电池电动势；R为电池内部等效电阻；I为电流(同下文中的脉冲放电电流)，UR为电阻两端电压；U0为负载电压。
根据基尔霍夫定律可知：
E＝UR+U0 公式1
由欧姆定律得：
UR＝I·R 公式2
由公式1和公式2可知：
U0＝E-I·R 公式3
当电池老化后，假设内阻增加量为ΔR，则电池的负载电压为：
U’0＝E-I·(R+ΔR) 公式4
同时，由于公式4中的电池电动势E与电池电量和电池温度有关，可以得出：在电池老化的各个时期，电池的负载电压都是与脉冲放电电流、电池电量以及电池温度相关的，即：电池的负载电压会随着脉冲放电电流、电池电量以及电池温度的变化而变化，并且，对应不同的老化阶段，由于电池内阻的不同，呈现出的变化规律(负载电压与脉冲放电电流、电池电量以及电池温度的对应关系)也是不同的。
基于此，本发明通过将实时采集的电池电路数据与实验得到的各个老化阶段的实验负载电压的变化规律进行匹配，根据匹配结果估算出与当前的电池电阻对应的老化区间，进而估算出电池的老化状态。本发明方案只是根据与实时的电池电路数据匹配的变化规律所对应的电池内阻的情况，来估算电池的老化状态，而无需计算出实时的电池电阻，进而避免了电池内阻的计算误差造成的估算结果不可靠；以及，实时的电池电路数据可以直接采集或测量得到，进而避免了复杂的理论计算，简化了算法，降低了软件开发的成本，并且提高了估算结果的可靠性。
图2示出了根据本发明一个实施例的电池老化状态的估算方法的流程图。如图2所示，该方法包括：
步骤S201：在电池管理系统工作的过程中，采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压。
其中，预设电池参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度。
具体地，在电池管理系统工作的过程中，通过电池管理系统可以实时采集电池电路中的预设电池参数的当前参数值，以及采集与当前参数值对应的电池的当前负载电压。
步骤S202，依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到与各个老化阶段一一对应的多个实验负载电压。
其中，对应关系数据中记录的是在电池的各个老化阶段中，实验参数的不同参数值与实验负载电压的电压值的对应关系。与预设电池参数相同，实验参数也包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度。
具体地，依据电池电路中实时的当前参数值，通过查询各个老化阶段的对应关系数据，可以得到各个老化阶段中，对应当前参数值的实验负载电压。
举例来说，若电池的三个老化阶段的对应关系数据具有如下对应关系：第一老化阶段，U1＝f1(q，i，t)，第二老化阶段，U2＝f2(q，i，t)，第三老化阶段，U3＝f3(q，i，t)，其中，q为电池电量、i为脉冲放电电流、t为电池温度，将实时采集到的当前参数值输入至三个老化阶段的对应关系表达式中，即可得到与三个老化阶段一一对应的三个实验负载电压U’1、U’2和U’3。
需要在此说明是，在本发明中，并不以上述举例中通过表达式进行查询的方式为限，具体实施时，本领域技术人员也可以通过差值算法、查表等方式进行查询。
步骤S203，将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，根据比较结果确定电池当前所处的老化区间。
仍以上述举例进行说明，若实时记录的当前负载电压为U，且U’2<U<U’3，则确定电池当前处在第二老化阶段和第三老化阶段之间的老化区间。
具体地，确定电池当前所处的老化区间，即确定电池的当前负载电压的变化规律与该老化区间对应的某一区间段的变化规律相符，则当前的电池内阻也与该某一区间段的内阻一致，但是，在本发明中，并不以该单次确定的老化区间来估算电池的老化状态，而是通过以下步骤来进行估算。
步骤S204，针对电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；若是，则执行步骤S205；若否，则跳转至步骤S201。
在本发明中，根据一段时间内多次确定的电池当前所处的老化区间来估算电池老化状态，以避免因根据单次确定的老化区间估算电池老化状态造成的估算结果不可靠。
具体地，在针对实时采集的当前参数值和当前负载电压，确定了电池当前所处的老化区间后，针对该老化区间进行计数处理；并在每次计数处理完成之后，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值，即判断是否执行了一定次数的确定电池当前所处的老化区间的操作。若达到了预设阈值，则执行步骤S205，以进行电池老化状态的估算；若未达到预设阈值，则跳转执行步骤S201，以进行下一次的老化区间的确定。
举例来说，假设电池老化阶段的第一老化阶段为电池未开始老化的阶段，对应三个老化阶段，则存在三个老化区间，分别为：处于第一老化阶段和第二老化阶段之间的老化区间、处于第二老化阶段和第三老化阶段之间的老化区间，以及，处于第三老化阶段及其之后的老化区间。在每次确定了老化区间之后，对相应的老化区间进行计数，并判断上述三个老化区间的计数值之和是否达到预设次数，若未达到，则继续采集当前参数值和当前负载电压并进行老化区间的确定；若达到，则进行电池老化状态的估算。
步骤S205，根据各个老化区间的计数值估算电池老化状态。
根据一段时间内多次确定的电池当前所处的老化区间的结果，可以确定这段时间内，实时采集的电池电路数据符合各个老化区间对应的变化规律的次数，该次数与各个老化区间的计数值一致。然后，根据各个老化区间的计数值，估算电池老化状态。具体地，老化区间的计数值越多，则电池处在该老化区间的可能性越大，进而可以据此估算电池老化状态。
根据本实施例提供的电池老化状态的估算，通过实时采集电池电路的预设电池参数的当前参数值和当前负载电压，依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，将查询结果中的多个实验负载电压和当前负载电压进行比较，即可确定电池所处的老化区间；然后根据多次确定的老化区间的结果，估算电池老化状态。由此可见，利用本实施例方案，可以根据电池的负载电压的变化情况，估算出电池老化状态；以及，电池的负载电压可以直接测量得到，进而避免了复杂的理论计算，算法简单，结果可靠；在满足电池管理系统对电池老化状态估算需求的基础上，降低了软件开发的成本。
图3示出了根据本发明另一个实施例的电池老化状态的估算方法的流程图。如图3所示，该方法包括：
步骤S301，预定义多个老化阶段，多个老化阶段包括老化初期阶段、老化末期阶段以及至少一个老化中期阶段。
本实施例中，在进行电池老化状态的估算之前，首先需明确电池在多个老化阶段时的负载电压的变化规律，以便在进行估算时，结合该变化规律准确得出电池的老化状态。
具体地，根据表征电池可用性能的电池特征预定义多个老化阶段，本发明对此不做具体限定，本领域技术人员可根据实际需求灵活定义；而至少一个老化中期阶段可根据估算的精度要求进行灵活设置，精度要求高，则设置更多的老化中期阶段。可选的，根据电池健康度值(SOH)进行定义，预定义老化初期阶段具体为电池健康度值为100％的阶段；老化末期阶段具体为电池健康度值为85％的阶段；在老化初期阶段和老化末期阶段之间设定多份数据间隔，例如，在SOH为100％和85％之间设定SOH为95％，90％两个老化中期阶段。
步骤S302，针对各个老化阶段，测量不同实验参数对应的实验负载电压，得到各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据。
其中，各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据可以通过列表的形式表示，也可以通过关系曲线，或者关系表达式的形式表示，本发明对此不做具体限定。
具体地，模拟电池的各个老化阶段，并在各个老化阶段控制实验参数，包括控制电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；在不断改变实验参数的同时，测量与不同实验参数对应的实验负载电压，进而实现通过大量的实验数据来明确电池在多个老化阶段时的负载电压的变化规律。
举例来说，分别在SOH为100％、95％、90％和85％时，控制电池电量，电池温度和/或脉冲放电电流为不同值，并测量对应的负载电压数据(即实验负载电压)，得到各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据。
步骤S303，将各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据存储至电池管理系统。
上述步骤S301至步骤S303均为实验过程，通过大量的实验数据，得到各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据；而下述步骤S304至步骤S309则是根据得出的对应关系数据对电池的老化状态进行估算的过程。
步骤S304，若当前参数值满足预设条件，则采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压。
若实时采集的当前参数值与实验数据的范围不一致，则可能出现无法根据实验得到的对应关系数据，准确的查询到实验负载电压的情况。在本实施例中，为了提高计算准确度，仅采集满足预设条件的当前参数值，即仅采集与实验数据的范围一致的当前参数值。因此，作为本实施例的一个可选步骤，在采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压之前，判断当前参数值是否满足预设条件。
具体地，判断当前电池电量是否在预设电量范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件。在控制实验参数时，为提高计算精度，降低电池电量估算误差对老化状态估算的影响，通常控制实验参数中的电池电量在90％至100％之间，相应的，在进行实时采集时，为与实验参数保持一致，预设电量范围具体为90％至100％。与判断电池电量类似，判断当前电池温度是否在预设温度范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件。在本发明的一个具体实施例中，预设温度范围为25摄氏度至45摄氏度。判断当前脉冲放电电流是否在预设电流范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件。在本发明的一个具体实施例中，当前脉冲放电电流的时长必须大于最小时长要求，当前脉冲放电电流的电流大小必须在一定电流范围内，例如在0.5库伦至1库伦之间。
步骤S305，依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到与各个老化阶段一一对应的多个实验负载电压。
步骤S306，将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，根据比较结果确定电池当前所处的老化区间。
上述步骤S305和步骤S306通过依据实时采集的当前参数值查询实验得到的对应关系数据，并将查询结果与实时采集的当期负载电压进行比较，即实现了将实时的电池电路数据与实验得到的对应关系数据进行匹配，而匹配结果则表明了当前的电池内阻的情况，相应的，则可以确定电池当前所处的老化区间。
步骤S307，针对电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；若是，则执行步骤S308；若否，则跳转至步骤S304。
其中，计数处理具体为对该老化区间的计数值进行加一处理。
具体地，首先在各个老化区间设置老化计数器，并初始化老化计数器的计数值为零；然后，当确定电池当前所处的老化区间之后，该老化区间的老化计数器执行加一操作，直至所有老化区间的老化计数器的计数值之和达到预设阈值，则进行电池的老化状态的估算。
步骤S308，根据各个老化区间的计数值，计算各个老化区间的老化增长率。
具体地，分别计算各个老化区间的计数值与多个老化区间的计数值之和的比值，将计算结果作为各个老化区间的老化增长率。
步骤S309，根据各个老化区间的老化增长率估算电池老化状态。
在本实施例中，为提高计算精度，根据多个老化区间的老化增长率的差值情况，来估算电池老化状态，避免因各个老化区间的老化增长率差异不明显，造成错误估算的情况发生。
具体地，判断多个老化区间的老化增长率中的最大值和次最大值的差值是否大于预设差值；若是，则电池当前处于最大的老化增长率对应的老化区间；若否，则电池当前处于最大的老化增长率和次最大的老化增长率对应的过渡区间。
另外，若多个老化区间的计数值之和达到预设阈值，则在上述步骤S307至步骤S309的任一步骤之后，将多个老化区间的计数值都清零，以便进行下一轮计数。
为便于对本发明的技术方案的理解，下面以一个具体示例对本发明方案进行说明：首先通过实验数据得到SOH分别为100％、95％、90％和85％时的对应关系数据；然后，在电池管理系统工作的过程中，判断是否出现满足条件的当前参数值(包括脉冲放电电流、电池电量以及电池温度)，若满足，则采集当前参数值和当前负载电压U’0；并根据当前参数值，利用差值算法，通过查找存储在电池管理系统中的SOH分别为100％、95％、90％和85％时的对应关系数据，获取实验负载电压数据分别为U’100，U’95，U’90以及U’85；在每个老化区间分别设定老化计数器以及用U’0和U’100，U’95，U’90，以及U’85进行比较，判断电池当前所处的老化区间，并将对应老化区间的老化计数器加1；当计数器以及的计数值之和为100(预设阈值)时，计算各老化区间段的老化增长率，各老化区间段的老化增长率为根据老化增长率，找到其中最大值Lmax1和次最大值Lmax2，如果Lmax1-Lmax2大于预先设定的阈值，则说明当前处在对应Lmax1的老化区间，否则，认为当前可能处于Lmax1和Lmax2的过渡区间，进而估算出电池当前的老化状态。
根据本实施例提供的电池老化状态的估算，通过大量实验数据得到各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，进而得到各个老化阶段的负载电压变化规律特征；依据满足预设条件的当前参数值查询对应关系数据，以提高计算的精度；将查询结果中的多个实验负载电压和当前负载电压进行比较，即可确定电池所处的老化区间；然后根据多次确定的老化区间的结果，分析电池的当前负载电压的变化规律，并根据各个老化区间的老化增长率的差值估算电池老化状态，进一步提高估算结果的准确性。由此可见，利用本实施例方案，可以根据电池的负载电压的变化情况，估算出电池老化状态；以及，电池的负载电压可以直接测量得到，进而避免了复杂的理论计算，算法相对更简单、可靠；在满足电池管理系统对电池老化状态估算需求的基础上，降低了软件开发的成本。
图4示出了根据本发明一个实施例的电池老化状态的估算装置的功能框图。如图4所示，该装置包括：采集模块401，查询模块402，确定模块403，第一判断模块404，估算模块405；可选的，该装置还包括清零模块406，预定义模块407，实验模块408，存储模块409以及第二判断模块410。
采集模401，适于在电池管理系统工作的过程中，采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压；其中，所述预设电池参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
查询模块402，适于依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到与各个老化阶段一一对应的多个实验负载电压；
确定模块403，适于将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，根据比较结果确定电池当前所处的老化区间；
第一判断模块404，适于针对所述电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；
估算模块405，适于根据各个老化区间的计数值估算电池老化状态。
在本发明的一种可选的实施方式中，装置还包括：清零模块406，适于若多个老化区间的计数值之和达到预设阈值，将多个老化区间的计数值都清零。
预定义模块407，适于预定义多个老化阶段，多个老化阶段包括老化初期阶段、老化末期阶段以及至少一个老化中期阶段；
实验模块408，适于针对各个老化阶段，测量不同实验参数对应的实验负载电压，得到各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据；其中，实验参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
存储模块409，适于将各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据存储至电池管理系统。
其中，所述老化初期阶段具体为电池健康度值为100％的阶段；所述老化末期阶段具体为电池健康度值为85％的阶段。
第二判断模块410，适于判断当前参数值是否满足预设条件；
采集模块401进一步适于：若当前参数值满足预设条件，则采集预设电池参数的当前参数值，以及记录电池的当前负载电压。
第二判断模块410进一步适于：
判断当前电池电量是否在预设电量范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件；
和/或，判断当前电池温度是否在预设温度范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件；
和/或，判断当前脉冲放电电流是否在预设电流范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件。
其中，所述预设电量范围具体为90％至100％。
估算模块405进一步适于：
根据各个老化区间的计数值，计算各个老化区间的老化增长率；
根据各个老化区间的老化增长率估算电池老化状态。
估算模块405进一步适于：
分别计算所述各个老化区间的计数值与所述多个老化区间的计数值之和的比值，将计算结果作为各个老化区间的老化增长率。
估算模块405进一步适于：
判断多个老化区间的老化增长率中的最大值和次最大值的差值是否大于预设差值；
若是，则电池当前处于最大的老化增长率对应的老化区间；
若否，则电池当前处于最大的老化增长率和次最大的老化增长率对应的过渡区间。
关于上述各个模块的具体结构和工作原理可参照方法实施例中相应步骤的描述，此处不再赘述。
本申请实施例提供了一种电池管理系统，其特征在于，包括上述装置实施例中所述的电池老化状态的估算装置。
本申请实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的电池老化状态的估算方法。
图5示出了根据本发明实施例的一种计算设备的结构示意图，本发明具体实施例并不对计算设备的具体实现做限定。
如图5所示，该计算设备可以包括：处理器(processor)502、通信接口(Communications Interface)504、存储器(memory)506、以及通信总线508。
其中：
处理器502、通信接口504、以及存储器506通过通信总线508完成相互间的通信。
通信接口504，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。
处理器502，用于执行程序510，具体可以执行上述电池老化状态的估算方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序510可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器502可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。计算设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器506，用于存放程序510。存储器506可能包含高速RAM存储器，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。
程序510具体可以用于使得处理器502执行以下操作：
步骤S1，在电池管理系统工作的过程中，采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压；其中，所述预设电池参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
步骤S2，依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到与各个老化阶段一一对应的多个实验负载电压；
步骤S3，将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，根据比较结果确定电池当前所处的老化区间；
步骤S4，针对所述电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；若是，则执行步骤S5；若否，则跳转至步骤S1；
步骤S5，根据各个老化区间的计数值估算电池老化状态。
在一种可选的方式中，程序510具体可以进一步用于使得处理器502执行以下操作：
若多个老化区间的计数值之和达到预设阈值，将多个老化区间的计数值都清零。
在一种可选的方式中，程序510具体可以进一步用于使得处理器502执行以下操作：
预定义多个老化阶段，多个老化阶段包括老化初期阶段、老化末期阶段以及至少一个老化中期阶段；
针对各个老化阶段，测量不同实验参数对应的实验负载电压，得到各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据；其中，实验参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
将各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据存储至电池管理系统。
在一种可选的方式中，所述老化初期阶段具体为电池健康度值为100％的阶段；所述老化末期阶段具体为电池健康度值为85％的阶段。
在一种可选的方式中，程序510具体可以进一步用于使得处理器502执行以下操作：
判断当前参数值是否满足预设条件；
若当前参数值满足预设条件，则采集预设电池参数的当前参数值，以及记录电池的当前负载电压。
在一种可选的方式中，程序510具体可以进一步用于使得处理器502执行以下操作：
判断当前电池电量是否在预设电量范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件；
和/或，判断当前电池温度是否在预设温度范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件；
和/或，判断当前脉冲放电电流是否在预设电流范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件。
在一种可选的方式中，所述预设电量范围具体为90％至100％。
在一种可选的方式中，程序510具体可以进一步用于使得处理器502执行以下操作：
根据各个老化区间的计数值，计算各个老化区间的老化增长率；
根据各个老化区间的老化增长率估算电池老化状态。
在一种可选的方式中，程序510具体可以进一步用于使得处理器502执行以下操作：
分别计算所述各个老化区间的计数值与所述多个老化区间的计数值之和的比值，将计算结果作为各个老化区间的老化增长率。
在一种可选的方式中，程序510具体可以进一步用于使得处理器502执行以下操作：
判断多个老化区间的老化增长率中的最大值和次最大值的差值是否大于预设差值；
若是，则电池当前处于最大的老化增长率对应的老化区间；
若否，则电池当前处于最大的老化增长率和次最大的老化增长率对应的过渡区间。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的电池老化状态的估算装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (23)
1.一种电池老化状态的估算方法，其特征在于，包括：
步骤S1，在电池管理系统工作的过程中，采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压；其中，所述预设电池参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
步骤S2，依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到与各个老化阶段一一对应的多个实验负载电压；
步骤S3，将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，根据比较结果确定电池当前所处的老化区间；
步骤S4，针对所述电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；若是，则执行步骤S5；若否，则跳转至步骤S1；
步骤S5，根据各个老化区间的计数值估算电池老化状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S4之后，所述方法还包括：若多个老化区间的计数值之和达到预设阈值，将多个老化区间的计数值都清零。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述方法还包括：
预定义多个老化阶段，多个老化阶段包括老化初期阶段、老化末期阶段以及至少一个老化中期阶段；
针对各个老化阶段，测量不同实验参数对应的实验负载电压，得到各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据；其中，实验参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
将各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据存储至电池管理系统。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述老化初期阶段具体为电池健康度值为100％的阶段；所述老化末期阶段具体为电池健康度值为85％的阶段。
5.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述方法还包括：
判断当前参数值是否满足预设条件；
所述步骤S1具体为：若当前参数值满足预设条件，则采集预设电池参数的当前参数值，以及记录电池的当前负载电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断当前参数值是否满足预设条件进一步包括：
判断当前电池电量是否在预设电量范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件；
和/或，判断当前电池温度是否在预设温度范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件；
和/或，判断当前脉冲放电电流是否在预设电流范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设电量范围具体为90％至100％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5进一步包括：
根据各个老化区间的计数值，计算各个老化区间的老化增长率；
根据各个老化区间的老化增长率估算电池老化状态。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据各个老化区间的计数值，计算各个老化区间的老化增长率具体为：
分别计算所述各个老化区间的计数值与所述多个老化区间的计数值之和的比值，将计算结果作为各个老化区间的老化增长率。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述根据各个老化区间的老化增长率估算电池老化状态进一步包括：
判断多个老化区间的老化增长率中的最大值和次最大值的差值是否大于预设差值；
若是，则电池当前处于最大的老化增长率对应的老化区间；
若否，则电池当前处于最大的老化增长率和次最大的老化增长率对应的过渡区间。
11.一种电池老化状态的估算装置，其特征在于，包括：
采集模块，适于在电池管理系统工作的过程中，采集预设电池参数的当前参数值，以及采集电池的当前负载电压；其中，所述预设电池参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
查询模块，适于依据当前参数值查询各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据，得到与各个老化阶段一一对应的多个实验负载电压；
确定模块，适于将当前负载电压与多个实验负载电压进行比较，根据比较结果确定电池当前所处的老化区间；
第一判断模块，适于针对所述电池当前所处的老化区间进行计数处理得到计数值，判断多个老化区间的计数值之和是否达到预设阈值；
估算模块，适于根据各个老化区间的计数值估算电池老化状态。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：清零模块，适于若多个老化区间的计数值之和达到预设阈值，将多个老化区间的计数值都清零。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
预定义模块，适于预定义多个老化阶段，多个老化阶段包括老化初期阶段、老化末期阶段以及至少一个老化中期阶段；
实验模块，适于针对各个老化阶段，测量不同实验参数对应的实验负载电压，得到各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据；其中，实验参数包括电池电量、脉冲放电电流以及电池温度；
存储模块，适于将各个老化阶段的实验负载电压与实验参数的对应关系数据存储至电池管理系统。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述老化初期阶段具体为电池健康度值为100％的阶段；所述老化末期阶段具体为电池健康度值为85％的阶段。
15.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二判断模块，适于判断当前参数值是否满足预设条件；
所述采集模块进一步适于：若当前参数值满足预设条件，则采集预设电池参数的当前参数值，以及记录电池的当前负载电压。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第二判断模块进一步适于：
判断当前电池电量是否在预设电量范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件；
和/或，判断当前电池温度是否在预设温度范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件；
和/或，判断当前脉冲放电电流是否在预设电流范围内，若是，则判定当前参数满足预设条件。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述预设电量范围具体为90％至100％。
18.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述估算模块进一步适于：
根据各个老化区间的计数值，计算各个老化区间的老化增长率；
根据各个老化区间的老化增长率估算电池老化状态。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述估算模块进一步适于：
分别计算所述各个老化区间的计数值与所述多个老化区间的计数值之和的比值，将计算结果作为各个老化区间的老化增长率。
20.根据权利要求18或19所述的装置，其特征在于，所述估算模块进一步适于：
判断多个老化区间的老化增长率中的最大值和次最大值的差值是否大于预设差值；
若是，则电池当前处于最大的老化增长率对应的老化区间；
若否，则电池当前处于最大的老化增长率和次最大的老化增长率对应的过渡区间。
21.一种电池管理系统，其特征在于，包括权利要求11-20任一项所述的电池老化状态的估算装置。
22.一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-10中任一项所述的电池老化状态的估算方法对应的操作。
23.一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-10中任一项所述的电池老化状态的估算方法对应的操作。
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