CN109148981B - 确定电池开路电压的方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种确定电池开路电压的方法、装置、存储介质及电子设备，可以在该电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压，然后获取该电池管理装置上一次断电时的断电时间，并确定该当前上电时间以及该断电时间的时间差，在该时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取该电池管理装置在该断电时间断电时该待检测电池的断电电池电压，然后根据该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差确定该待检测电池的开路电压。

Description

确定电池开路电压的方法、装置、存储介质及电子设备
技术领域
本公开涉及电池检测领域，具体地，涉及一种确定电池开路电压的方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
近年来，新能源电动汽车得到不断发展，而动力电池是电动汽车的主要动力源，电池荷电状态(SOC)作为衡量动力电池性能的主要参数，其准确估计对电池状态管理以及整车控制都至关重要，由于电池荷电状态与开路电压之间存在着一一对应的关系，因此，可以先确定电池的开路电压，然后根据电池荷电状态与开路电压的对应关系，确定该电池的电池荷电状态。
由于电池在放电结束后会有长时间的电压回弹现象，因此，在采用开路电压法确定电池的开路电压时，一般会在电池放电结束后，将电池充分静置，使电池的端电压在经过电压回弹后恢复至稳定的电压，并将稳定的端电压作为该电池的开路电压，当电池没有充分静置时，该电池的电压回弹过程可能还没有结束，电池的端电压也就没有恢复至稳定的电压，因此，在采用开路电压法确定电池的开路电压时，要确保电池得到充分静置，就需要将电池静置较长时间(一般静置时间要大于1小时)，这无疑会增加电池检测的时间成本，从而降低电池检测的效率。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本公开提供一种确定电池开路电压的方法、装置、存储介质以及电子设备。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种确定电池开路电压的方法，应用于电池管理装置，所述方法包括：在所述电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压；获取所述电池管理装置上一次断电时的断电时间；确定所述当前上电时间以及所述断电时间的时间差；在所述时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取所述电池管理装置在所述断电时间断电时所述待检测电池的断电电池电压；根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差确定所述待检测电池的开路电压。
可选地，所述根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差确定所述待检测电池的开路电压包括：获取预设算法模型；根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差通过所述预设算法模型确定所述开路电压。
可选地，所述预设算法模型包括：
Figure BDA0001730596960000021
其中，U∞表示所述开路电压，U1表示所述断电电池电压，U2表示所述当前电池电压，ΔT表示所述时间差，τ表示预设时间常数。
可选地，所述方法还包括：在所述时间差大于所述预设时间阈值时，将所述当前电池电压确定为所述开路电压。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种确定电池开路电压的装置，应用于电池管理装置，所述装置包括：采集模块，用于在所述电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压；第一获取模块，用于获取所述电池管理装置上一次断电时的断电时间；第一确定模块，用于确定所述当前上电时间以及所述断电时间的时间差；第二获取模块，用于在所述时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取所述电池管理装置在所述断电时间断电时所述待检测电池的断电电池电压；第二确定模块，用于根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差确定所述待检测电池的开路电压。
可选地，所述第二确定模块包括：获取子模块，用于获取预设算法模型；确定子模块，用于根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差通过所述预设算法模型确定所述开路电压。
可选地，所述预设算法模型包括：
Figure BDA0001730596960000031
其中，U∞表示所述开路电压，U1表示所述断电电池电压，U2表示所述当前电池电压，ΔT表示所述时间差，τ表示预设时间常数。
可选地，所述装置还包括：第三确定模块，用于在所述时间差大于所述预设时间阈值时，将所述当前电池电压确定为所述开路电压。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所述方法的步骤。
通过上述技术方案，可以在该电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压，然后获取该电池管理装置上一次断电时的断电时间，并确定该当前上电时间以及该断电时间的时间差，在该时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取该电池管理装置在该断电时间断电时该待检测电池的断电电池电压，然后根据该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差确定该待检测电池的开路电压，由于该断电时间即为该待检测电池放电结束的时间，从该断电时间开始，该待检测电池进入静置状态，该当前上电时间即为该待检测电池静置结束的时间，因此，该当前上电时间以及该断电时间的时间差即为该待检测电池的静置时间，这样，在该静置时间小于或者等于预设时间阈值时，可以根据待检测电池的当前电池电压、该断电电池电压以及待检测电池的静置时间确定该电池的开路电压，避免了在确定该开路电压时，需要将该待检测电池进行充分静置的过程，从而节省了电池检测的时间成本，提高了电池检测的效率。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种确定电池开路电压的方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的又一种确定电池开路电压的方法的流程图；
图3是对电池进行恒流放电并静置后的电压变化曲线图；
图4是根据一示例性实施例示出的第一种确定电池开路电压的装置的框图；
图5是根据一示例性实施例示出的第二种确定电池开路电压的装置的框图；
图6是根据一示例性实施例示出的第三种确定电池开路电压的装置的框图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
为解决现有技术中存在的问题，本公开提供一种确定电池开路电压的方法、装置、存储介质及电子设备，可以在该电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压，然后获取该电池管理装置上一次断电时的断电时间，并确定该当前上电时间以及该断电时间的时间差，在该时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取该电池管理装置在该断电时间断电时该待检测电池的断电电池电压，然后根据该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差确定该待检测电池的开路电压，由于该断电时间即为该待检测电池放电结束的时间，从该断电时间开始，该待检测电池进入静置状态，该当前上电时间即为该待检测电池静置结束的时间，因此，该当前上电时间以及该断电时间的时间差即为该待检测电池的静置时间，这样，在该静置时间小于或者等于预设时间阈值时，可以根据待检测电池的当前电池电压、该断电电池电压以及待检测电池的静置时间确定该电池的开路电压，避免了在确定该开路电压时，需要将该待检测电池进行充分静置的过程，从而节省了电池检测的时间成本，提高了电池检测的效率。
下面结合附图对本开的具体实施方式进行说明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种确定电池开路电压的方法的流程图，应用于电池管理装置，如图1所示，该方法包括以下步骤：
在步骤101中，在该电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压。
其中，该电池管理装置可以包括BMS(Battery Management System，电池管理系统)。
在一种可能的实现方式中，可以通过电池管理装置上安装的时钟模块获取该当前上电时间，通过该电池管理装置上的电压采集板采集该待检测电池的当前电池电压。
在步骤102中，获取该电池管理装置上一次断电时的断电时间。
在步骤103中，确定该当前上电时间以及该断电时间的时间差。
由于该断电时间即为该待检测电池放电结束的时间，从该断电时间开始，该待检测电池进入静置状态，该当前上电时间即为该待检测电池静置结束的时间，因此，该当前上电时间以及该断电时间的时间差即为该待检测电池的静置时间。
在步骤104中，在该时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取该电池管理装置在该断电时间断电时该待检测电池的断电电池电压。
在步骤105中，根据该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差确定该待检测电池的开路电压。
其中，该开路电压是指将电池充分静置时，测得的该电池两端的端电压。
在本步骤中，可以通过获取预设算法模型，然后根据该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差通过该预设算法模型确定该开路电压，该预设算法模型可以包括预先建立的以该电池的当前电池电压、断电电池电压以及时间差为自变量，该电池的开路电压为因变量的函数关系。
在一种可能的实现方式中，该预设算法模型可以包括：
Figure BDA0001730596960000061
其中，U∞表示开路电压，U1表示断电电池电压，U2表示当前电池电压，ΔT表示时间差，τ表示预设时间常数。
还需说明的是，该预设算法模型还可以包括公式(1)的变形公式。
另外，在该时间差大于该预设时间阈值时，可以将该当前电池电压确定为该开路电压。
采用上述方法，在该电池的静置时间小于或者等于预设时间阈值时，可以根据待检测电池的当前电池电压、断电电池电压以及待检测电池的静置时间确定该电池的开路电压，避免了在确定该开路电压时，需要将该待检测电池进行充分静置的过程，从而节省了电池检测的时间成本，提高了电池检测的效率。
图2是根据一示例性实施例示出的一种确定电池开路电压的方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
在步骤201中，在该电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压。
其中，该电池管理装置可以包括BMS。
在一种可能的实现方式中，可以通过电池管理装置上安装的时钟模块获取该当前上电时间，通过该电池管理装置上的电压采集板采集该待检测电池的当前电池电压。
在步骤202中，获取该电池管理装置上一次断电时的断电时间。
在一种可能的实现方式中，由于该电池管理装置在断电时，会记录断电时间，以及该电池管理装置在该断电时间断电时该待检测电池的断电电池电压，并将该断电时间以及该断电电池电压存储至该电池管理装置的本地存储空间中，因此，可以从该电池管理装置的本地存储空间中获取该电池管理装置上一次断电时的断电时间。
在步骤203中，确定该当前上电时间以及该断电时间的时间差。
由于该断电时间即为该待检测电池放电结束的时间，从该断电时间开始，该待检测电池进入静置状态，该当前上电时间即为该待检测电池静置结束的时间，因此，该当前上电时间以及该断电时间的时间差即为该待检测电池的静置时间。
在步骤204中，确定该时间差是否小于或者等于预设时间阈值。
在该时间差小于或者等于预设时间阈值时，执行步骤205至207；
在该时间差大于预设时间阈值时，执行步骤208。
在步骤205中，获取该电池管理装置在该断电时间断电时该待检测电池的断电电池电压。
在一种可能的实现方式中，也可以从该电池管理装置的本地存储空间中获取该断电电池电压。
在步骤206中，获取预设算法模型。
其中，该预设算法模型可以包括预先建立的以该电池的当前电池电压、断电电池电压以及时间差为自变量，该电池的开路电压为因变量的函数关系。
在一种优选的实施方式中，该预设算法模型可以包括：
Figure BDA0001730596960000081
其中，U∞表示开路电压，U1表示断电电池电压，U2表示当前电池电压，ΔT表示时间差，τ表示预设时间常数，还需说明的是，该预设时间常数需要根据电池的等效模型预先计算得到。
下面为了方便理解，结合图3对上述预设算法模型的建立进行说明。
该预设算法模型是基于电池在放电结束后的电压回弹特性预先建立的，该电压回弹特性是指电池结束放电之后会迅速回弹部分电压再缓慢地回升，直到达到稳定的电压。
示例地，以该预设算法模型为公式
Figure BDA0001730596960000082
为例进行说明：由于该预设算法模型是基于电池在放电结束后的电压回弹特性预先建立的，因此，需要先对待检测电池进行放电静置处理，图3所示为对该待检测电池进行恒流放电并静置时的电压变化曲线图，如图3所示，横坐标表示时间，纵坐标表示电池电压，该待检测电池从A点开始放电，到C点时放电结束，CD段为该待检测电池放电结束后迅速回弹的部分电压，DE段为电压回弹中的缓慢回升，直至达到稳定电压的阶段。
继续以图3为例对该预设算法模型的建立进行说明，在对电池进行分析时，根据电池的伏安特性，可将电池等效为由内阻R0和多组电阻电容并联的震荡电路(R1,R2,C1,C2…)组成的等效电路，图3中AB段和CD段为电池恒流放电时电池内阻R0上的分压，BC段为电池非线性放电过程，DE段为电压回弹时的缓慢回升阶段，根据电池伏安特性以及电池的等效电路，可以得到以下函数方程：
AB段：UA-UB＝IR0
其中，UA为A点对应的电池电压，UB为B点对应的电池电压。
BC段：
Figure BDA0001730596960000091
其中，U(t)为BC阶段不同时间对应的不同的电池电压，E(t)为等效电路中电压源的电压，UP(t)为等效电路中震荡电路上的分压，RP和CP分别为等效电路中的多个电阻电容并联网络中，分压最多的电阻电容并联网络的电阻值和电容值，该预设时间常数τ即为RP和CP的乘积。
CD段：UC-UD＝IR0
其中，UC为C点对应的电池电压，UD为D点对应的电池电压。
DE段：
Figure BDA0001730596960000092
其中，U(t)为DE阶段不同时间对应的不同的电池电压。
在本实施例中，可以将步骤202中获取到的断电时间记为t1，将步骤201中获取的到的当前上电时间记为t2，当前电池电压记为U2，步骤205中获取到的断电电池电压记为U1，由于t1和t2时间点都满足电压回弹阶段DE段的函数方程，该预设时间常数τ可以记为RP和CP的乘积(τ＝RpCp)，t1和t2的差值可以记为ΔT(Δt＝t2-t1)，因此，可以将预设时间常数τ、断电时间t1以及当前上电时间t2代入DE段的函数方程，得到以下方程：
Figure BDA0001730596960000101
Figure BDA0001730596960000102
又因为将待检测电池静置无限大时间后，该待检测电池的函数方程为：
Figure BDA0001730596960000103
因此，可以得到：
Figure BDA0001730596960000104
Figure BDA0001730596960000105
将以上两方程进行合并后，即可得到该预设算法模型：
Figure BDA0001730596960000106
上述示例只是举例说明，本公开对此不作限定。
还需说明的是，该预设算法模型还可以包括公式(1)的变形公式。
在步骤207中，根据该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差通过该预设算法模型确定开路电压。
其中，该开路电压是指将电池充分静置时，测得的该电池两端的端电压。
在本步骤中，可以将该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差代入该预设算法模型得到该开路电压。
在步骤208中，将该当前电池电压确定为该开路电压。
需要说明的是，在该时间差大于预设时间阈值时，可以将电池视为充分静置的情况，此时，可以将该当前电池电压确定为该开路电压。
另外，由于电池荷电状态(SOC)作为衡量电池性能的主要参数，其准确估计对电池状态管理和整车控制都至关重要，又因为电池的荷电状态与开路电压之间存在一一对应的关系，因此，在得到该开路电压后，可以根据该开路电压估计待检测电池的电池荷电状态。
示例地，可以通过查询电池荷电状态与开路电压的对应关系表获取与该开路电压对应的电池荷电状态。
采用上述方法，在该电池的静置时间小于或者等于预设时间阈值时，可以根据待检测电池的当前电池电压、断电电池电压以及待检测电池的静置时间确定该电池的开路电压，避免了在确定该开路电压时，需要将该待检测电池进行充分静置的过程，从而节省了电池检测的时间成本，提高了电池检测的效率。
图4是根据一示例性实施例示出的一种确定电池开路电压的装置的框图，应用于电池管理装置，如图4所示，该装置包括：
采集模块401，用于在该电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压；
第一获取模块402，用于获取该电池管理装置上一次断电时的断电时间；
第一确定模块403，用于确定该当前上电时间以及该断电时间的时间差；
第二获取模块404，用于在该时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取该电池管理装置在该断电时间断电时该待检测电池的断电电池电压；
第二确定模块405，用于根据该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差确定该待检测电池的开路电压。
可选地，图5是根据图4所示实施例示出的一种确定电池开路电压的装置的框图，如图5所示，该第二确定模块405包括：
获取子模块4051，用于获取预设算法模型；
确定子模块4052，用于根据该当前电池电压、该断电电池电压以及该时间差通过该预设算法模型确定该开路电压。
可选地，该预设算法模型包括：
Figure BDA0001730596960000121
其中，U∞表示该开路电压，U1表示该断电电池电压，U2表示该当前电池电压，ΔT表示该时间差，τ表示预设时间常数。
可选地，图6是根据图4所示实施例示出的一种确定电池开路电压的装置的框图，如图6所示，该装置还包括：
第三确定模块406，用于在该时间差大于该预设时间阈值时，将该当前电池电压确定为该开路电压。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
采用上述装置，在该电池的静置时间小于或者等于预设时间阈值时，可以根据待检测电池的当前电池电压、断电电池电压以及待检测电池的静置时间确定该电池的开路电压，避免了在确定该开路电压时，需要将该待检测电池进行充分静置的过程，从而节省了电池检测的时间成本，提高了电池检测的效率。
图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。如图7所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出(I/O)接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的确定电池开路电压的方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的确定电池开路电压的方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的确定电池开路电压的方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的确定电池开路电压的方法。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (6)

1.一种确定电池开路电压的方法，其特征在于，应用于电池管理装置，所述方法包括：
在所述电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压；
获取所述电池管理装置上一次断电时的断电时间；
确定所述当前上电时间以及所述断电时间的时间差；
在所述时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取所述电池管理装置在所述断电时间断电时所述待检测电池的断电电池电压；
根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差确定所述待检测电池的开路电压；
所述根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差确定所述待检测电池的开路电压包括：
获取预设算法模型，所述预设算法模型包括：
Figure FDA0002388196070000011
其中，U∞表示所述开路电压，U1表示所述断电电池电压，U2表示所述当前电池电压，ΔT表示所述时间差，τ表示预设时间常数；
根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差通过所述预设算法模型确定所述开路电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述时间差大于所述预设时间阈值时，将所述当前电池电压确定为所述开路电压。
3.一种确定电池开路电压的装置，其特征在于，应用于电池管理装置，所述装置包括：
采集模块，用于在所述电池管理装置上电时，采集当前上电时间以及待检测电池的当前电池电压；
第一获取模块，用于获取所述电池管理装置上一次断电时的断电时间；
第一确定模块，用于确定所述当前上电时间以及所述断电时间的时间差；
第二获取模块，用于在所述时间差小于或者等于预设时间阈值时，获取所述电池管理装置在所述断电时间断电时所述待检测电池的断电电池电压；
第二确定模块，用于根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差确定所述待检测电池的开路电压；
所述第二确定模块包括：
获取子模块，用于获取预设算法模型，所述预设算法模型包括：
Figure FDA0002388196070000021
其中，U∞表示所述开路电压，U1表示所述断电电池电压，U2表示所述当前电池电压，ΔT表示所述时间差，τ表示预设时间常数；
确定子模块，用于根据所述当前电池电压、所述断电电池电压以及所述时间差通过所述预设算法模型确定所述开路电压。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三确定模块，用于在所述时间差大于所述预设时间阈值时，将所述当前电池电压确定为所述开路电压。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1或2所述方法的步骤。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1或2所述方法的步骤。
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