CN110109030A - 电池组一致性评价方法与电池组均衡策略 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池组一致性评价方法与电池组均衡策略。其中，所述电池组一致性评价方法通过获取待测电池组经历充放电循环后，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量，可以建立初始额定容量与初始可放电量的关系图。在所述待测电池组投入使用后，本申请可以随时建立实际额定容量与实际可放电量的关系图。进一步地，本申请分别获取两张关系图中的关键电池单体信息，即可划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域和实际电池单体分布区域，得到一致性评价的量化指标，即电池单体分布区域的面积。本申请提供的电池组一致性评价方法操作简单，获取数据少，计算过程简单，可实现电池组一致性的直观评估和量化评价。

Description

电池组一致性评价方法与电池组均衡策略

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种电池组一致性评价方法与电池组均衡策略。

背景技术

锂离子电池是一种可充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池具有自充率低、工作范围广(可在-25℃至50℃的温度范围内工作)、无记忆效应、环境友好和寿命长等优点，逐渐成为纯电动汽车的车用动力电池的主流。受限于锂离子电池单体的容量和电压等级，锂离子电池单体并不能直接用于驱动电动汽车。需要将几百节锂离子电池单体以串并联的形式组成锂离子电池组，具备合适的容量和电压等级，方能为纯电动汽车提供足够的功率和能量以满足其动力性和续驶里程等要求。由于锂离子电池组内的各锂离子电池单体存在不一致性，会产生短板效应，导致锂离子电池组的动力性衰减、耐久性衰减或其他性能的衰减，甚至导致一系列安全性问题的产生。为避免上述问题发生，需在锂离子电池组使用过程中，对锂离子电池组的一致性进行评价，并针对一致性评价结果对电池组进行必要的在线均衡，同时对电池组进行周期性的保养维护。

在传统方案中，锂离子电池组的一致性评价方法以锂离子电池组内全体电池数据为基础，通过绘制电压曲线或计算内阻标准差等方式评价电池组一致性。这种电池组一致性评价方法的问题是：每次进行电池组一致性评价时，均需要采集或检测电池组内所有电池单体的电池数据，耗费时间长，评价效率低。

发明内容

基于此，有必要针对传统方案中，电池组一致性评价方法需采集电池组内所有电池单体的电池数据，导致耗费时间长的问题，提供一种电池组一致性评价方法与电池组均衡策略。

本申请提供一种电池组一致性评价方法，包括：

在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量；

依据所述待测电池单体的初始额定容量与所述待测电池单体的初始可放电量的关系，生成第一数据图表；

将所述待测电池组投入使用，在持续预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际额定容量和实际可放电量；

依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第二数据图表；

对所述第一数据图表进行处理，获取所述第一数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域，对所述第二数据图表进行处理，获取所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的实际电池单体分布区域；

分别计算所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积；

依据所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积，评价所述待测电池组的一致性。

本申请涉及一种电池组一致性评价方法，通过获取待测电池组经历充放电循环后，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量，可以建立初始额定容量与初始可放电量的关系图。在所述待测电池组投入使用后，本申请可以随时建立实际额定容量与实际可放电量的关系图。进一步地，本申请分别获取两张关系图中的关键电池单体信息，即可划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域和实际电池单体分布区域，得到一致性评价的量化指标，即电池单体分布区域的面积。本申请提供的电池组一致性评价方法操作简单，获取数据少，计算过程简单，可实现电池组一致性的直观评估和量化评价。

本申请还提供一种电池组均衡策略，包括：

依据所述待测电池单体的初始额定容量与所述待测电池单体的初始可放电量的关系，生成第一数据图表；

将所述待测电池组投入使用，在持续预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际额定容量和实际可放电量；

依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第二数据图表；

对所述第一数据图表进行处理，获取所述第一数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域，对所述第二数据图表进行处理，获取所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的实际电池单体分布区域；

分别计算所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积；

判断所述初始电池单体分布区域的面积是否与所述实际电池单体分布区域的面积相同；

若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积不同，则确定所述待测电池组具有较差的一致性；

将所述初始电池单体分布区域作为所述待测电池组的均衡目标，对所述待测电池组进行电量均衡。

本申请涉及一种电池组均衡策略，通过获取待测电池组经历充放电循环后，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量，可以建立初始额定容量与初始可放电量的关系图。在所述待测电池组投入使用后，本申请可以随时建立实际额定容量与实际可放电量的关系图。进一步地，本申请分别获取两张关系图中的关键电池单体信息，即可划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域和实际电池单体分布区域，得到一致性评价的量化指标，即电池单体分布区域的面积。在确定初始电池单体分布区域的面积与实际电池单体分布区域的面积不同后，将所述初始电池单体分布区域作为所述待测电池组的均衡目标，对所述待测电池组进行电量均衡。申请提供的电池组均衡策略操作简单，获取数据少，计算过程简单，均衡效果好。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法的流程示意图；

图2为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法中的第一数据图表的示意图；

图3为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法中的第二数据图表的示意图；

图4为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法中划分所述初始电池单体分布区域后的第一数据图表的示意图；

图5为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法的流程示意图；

图6为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法的中待测电池组在投入使用后电池组一致性产生变化的示意图；

图7为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法的流程示意图；

图8为本申请提供的电池组均衡策略的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供一种电池组一致性评价方法与电池组均衡策略。

需要说明的是，本申请提供的电池组一致性评价方法与电池组均衡策略不限制其应用领域与应用场景。可选地，所述电池组一致性评价方法与电池组均衡策略应用于锂离子电池组。

本申请提供一种一致性评价方法。本申请提供的电池组一致性评价方法并不限制其执行主体。可选地，所述电池组一致性评价方法的执行主体可以为一种电池检测装置。可选地，所述电池组一致性评价方法的执行主体可以为一种电池检测装置中的处理器。

如图1所示，在本申请的一实施例中，所述电池组一致性评价方法包括如下步骤S100至步骤S700：

S100，在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量。

具体地，所述待测电池组由多个待测电池单体串联或并联组成。所述待测电池单体的数量可以不小于2的任意数值。可选地，所述待测电池单体的数量为10。所述待测电池单体可以均为未使用过的锂离子电池。每一个所述待测电池单体，具有一个与之对应的初始额定容量和一个初始可放电量。

S200，依据所述待测电池单体的初始额定容量与所述待测电池单体的初始可放电量的关系，生成第一数据图表。

具体地，所述第一数据图表可以为数据图，也可以为数据表。在所述第一数据图表中，每一个待测电池单体具有一个与之对应的额定容量和一个可放电量。

图2为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法中的第一数据图表的示意图。如图2所示，图2中的每一个坐标点为一个待测电池单体。每一个待测电池单体具有一个与之对应的额定容量和一个可放电量。

S300，将所述待测电池组投入使用。在持续预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际额定容量和实际可放电量。

具体地，所述预设时间段为所述待测电池组投入使用的时间。由于所述第一数据图表生成时，所述待测电池组视为未使用过。在纯电动汽车行驶一段时间后，所述待测电池组内的待测电池单体的电池性能和电池数据会产生变化。此时，获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际额定容量和实际可放电量，可以获取所述待测电池组的实时状态。

S400，依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第二数据图表。

具体地，通过上述步骤S300获取所述待测电池组的实时状态后，可以对所述第一数据图表进行更新。所述第二数据图表为更新后的所述第一数据图表。因此，所述第二数据图表可以反映所述待测电池单体的实时状态，便于用户根据所述待测电池单体的实时状态与初始状态的比对，为后续电池组的一致性评价提供基础。

S500，对所述第一数据图表进行处理，获取所述第一数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域。对所述第二数据图表进行处理，获取所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的实际电池单体分布区域。

具体地，所述待测电池组具有多个待测电池单体。然而，在经历初次充放电循环后，仅有若干个所述待测电池单体决定了所述待测电池组当前的容量电量状态。所述若干个所述待测电池单体称为关键电池单体。所述关键电池单体信息为所述关键电池单体在所述第一数据图表中的位置信息。依据所述关键电池单体在所述第一数据图表中的位置信息，可以划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域。所述初始电池单体分布区域即代表了，所述待测电池组在经历初次充放电循环后，所述待测电池组的容量电量状态。

同理，在经历投入使用所述预设时间段后，数据图表产生了变化，所述关键电池单体的位置也随之产生了变化。在所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分形成所述待测电池组的实际电池单体分布区域。所述实际电池单体分布区域即代表了，所述待测电池组在经历投入使用所述预设时间段后，所述待测电池组的容量电量状态。

S600，分别计算所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积。

具体地，所述初始电池单体分布区域和所述实际电池单体分布区域的形状，可以为三角形、圆形、正方形、矩形或梯形中的一种或多种。所述初始电池单体分布区域的形状可以为其他多边形。可以理解，所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积的算法遵循其区域形状的算法。

S700，依据所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积，评价所述待测电池组的一致性。

具体地，可以理解，电池单体分布区域的面积越大，电池组一致性越差。电池单体分布区域的面积越小，电池组一致性越好。若所述待测电池单体均聚集重合于一点，则此时电池单体分布区域的面积为0，电池组一致性最好。此时可以视为待测电池组内的所有待测电池单体视为一致。本实施例将电池单体分布区域的面积作为电池组一致性评价的量化指标，直观性高，获取数据少。

本申请涉及一种电池组一致性评价方法，通过获取待测电池组经历充放电循环后，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量，可以建立初始额定容量与初始可放电量的关系图。在所述待测电池组投入使用后，本申请可以随时建立实际额定容量与实际可放电量的关系图。进一步地，本申请分别获取两张关系图中的关键电池单体信息，即可划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域和实际电池单体分布区域，得到一致性评价的量化指标，即电池单体分布区域的面积。本申请提供的电池组一致性评价方法操作简单，获取数据少，计算过程简单，可实现电池组一致性的直观评估和量化评价。

在本申请的一实施例中，所述步骤S100包括如下步骤S110至步骤S120：

S110，在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始电池数据。

具体地，每一个所述待测电池单体可以与一个传感器电连接。所述传感器用于采集所述待测电池单体的初始电池数据。在待测电池组经历充放电循环后，所述传感器可以将所述待测电池单体的初始电池数据发送至所述处理器。

在本申请的一实施例中，所述步骤S110可以包括如下步骤：

S111，在所述待测电池组经历一次充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始充电时间数据和初始放电时间数据。

具体地，所述待测电池单体的电池数据包括初始充电时间数据和初始放电时间数据。所述待测电池组经历一次充放电循环。所述充放电循环包括充电过程和放电过程。在所述待测电池组经历所述充电过程时，所述传感器采集各个待测电池单体的初始充电时间数据。在所述待测电池组经历所述放电过程时，所述传感器采集各个待测电池单体的初始放电时间数据。

在本实施例中，通过获取各个待测电池单体在充放电循环中的初始电池数据，模拟所述待测电池组的初次使用过程，并完成电池初始状态数据的采集，为后续第一数据图表的生成提供数据基础。

在本申请的一实施例中，所述步骤S111包括步骤S111a至步骤S111e。

具体地，在本实施例中，所述待测电池组经历一次特定的充放电循环。所述特定的充放电循环包括五个步骤：初始充电步骤S111a，初始过充步骤S111b，初始静置步骤S111c，初始放电步骤S111d和初始过放步骤S111e。所述初始充电时间数据包括电池组初始满充时刻t_max和一个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻t_i。所述初始放电时间数据包括电池组初始满放时刻t_min和每一个所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻T_i。

S111a，对所述待测电池组充电并设定开始充电的时刻为0，直至所述待测电池组中，最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压时，记录当前时刻，作为电池组初始满充时刻t_max。

具体地，所述步骤S111a为充电步骤。将所述待测电池组开始充电的时刻记为0，换言之，将所述步骤S111a开始的时间节点记为0。所述步骤S11a1是对所述待测电池组常规的满充步骤。所述待测电池组内包括所述多个待测电池单体。在充电时，由于所述多个待测电池单体之间存在不一致性，因此所述多个待测电池单体的端电压不同。所述端电压为所述待测电池单体两端的电压值。所述传感器可以实时检测各个所述待测电池单体的端电压。

在充电时，所述多个待测电池单体的目标是：将所述端电压充至充电截止电压。充电截止电压是指在规定的恒流充电期间，所述待测电池单体达到完全充电状态时的电压。充电截止电压是一个人为设定值。当所述待测电池单体的端电压达到充电截止电压后仍继续充电，会对所述待测电池单体的性能和寿命产生损害。可选地，充电截止电压为4.2伏。充电电流的数值位于1/3C和1C之间。可选地，充电电流的数值为1/3C。在一个待测电池组内，最大端电压电池单体总是会最先达到充电截止电压。最小端电压电池单体总是会最后达到充电截止电压。所述待测电池组视为满充的时刻t_max，应当是最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压时的时刻。

S111b，在所述最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压后，对所述待测电池组继续充电，直至所述待测电池组中，所有待测电池单体的端电压均达到充电截止电压。记录每一个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻t_i。i为所述电池单体的数量，且i为正整数。

具体地，所述步骤S111b为过充步骤。所述步骤S111b通过对所述待测电池组过充，实现记录每一个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻t_i。在端电压较小的待测电池单体达到充电截止电压的过程中，其他已经达到充电截止电压的待测电池单体的端电压不会只停留在充电截止电压不变，而是会继续上升。因此，在所述待测电池组内，最后一个所述待测电池单体达到充电截止电压时，所述多个待测电池单体的端电压应当是各不相同的。

S111c，静置所述待测电池组，持续静置预设时间段。

具体地，所述步骤S111c为静置步骤。所述静置预设时间段为静置所述待测电池组的时间。所述静置预设时间段可以为任意时间。可选地，所述静置预设时间段为1小时。所述待测电池组在经历充电步骤和过充步骤后，处于一个不稳定的状态。通过在充电和过充后静置所述待测电池组，使得所述待测电池组达到稳态。静置所述待测电池以便于在后续放电步骤和过放步骤中，测量的放电时间数据准确。

S111d，在所述第一预设时间段结束后，对所述待测电池组放电，直至所述待测电池组中，最小端电压电池单体的端电压达到放电截止电压时，记录当前时刻，作为电池组初始满放时刻t_min。

具体地，所述步骤S111d为放电步骤。放电电流的数值可以与所述充电电流的数值相同。所述放电电流的数值位于1/3C和1C之间。可选地，所述放电电流的数值为1/3C。可选地，所述放电截止电压可以为2.75伏。与充电步骤类似，在放电时，所述传感器可以实时检测各个所述待测电池单体的端电压。

放电时，所述多个待测电池单体的目标是：将所述端电压放至放电截止电压。放电截止电压又称为终止电压，是指电池放电时，端电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。放电截止电压是一个人为设定值。当所述待测电池单体的端电压达到放电截止电压后仍继续放电，会对所述待测电池单体的性能和寿命产生损害。在一个待测电池组内，最小端电压电池单体总是会最先达到放电截止电压。最大端电压电池单体总是会最后达到放电截止电压。所述待测电池组视为满放的时刻t_min，应当是最小端电压电池单体的端电压达到充电截止电压时的时刻。

S111e，在所述最小端电压电池单体的端电压达到放电截止电压后，对所述待测电池继续放电，直至所述待测电池组中，所有待测电池单体的端电压均达到放电截止电压。记录每一个所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻T_i。i为所述电池单体的数量，且i为正整数。

具体地，所述步骤S111e为过放步骤。所述步骤S111e通过对所述待测电池组过放，实现记录每一个所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻T_i。在端电压较大的待测电池单体达到放电截止电压的过程中，其他已经达到充电截止电压的待测电池单体的端电压不会只停留在放电截止电压不变，而是会继续下降。因此，在所述待测电池组内，最后一个所述待测电池单体达到放电截止电压时，所述多个待测电池单体的端电压应当是各不相同的。

本实施例中，通过对所述待测电池组内的各个待测电池单体依次执行充电、过充、静置、放电和过放的步骤，实现对所述待测电池单体在充放电过程中数据的精确采集，为后续第一数据图表的生成提供数据基础。

S120，依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的初始额定容量，以及每一个所述待测电池单体的初始可放电量。

具体地，每一个所述待测电池单体，具有一个与之对应的初始额定容量和一个初始可放电量。

在本申请的一实施例中，所述步骤S120包括如下步骤S121至步骤S123：

S121，依据下列算式，获取所述待测电池单体的初始额定容量：

其中，Q_i为所述待测电池单体的初始额定容量。T_i为所述待测电池单体达到放电截止电压的时刻。t_i为所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻。I₁为放电电流。

具体地，t_i为所述步骤S111b获取，T_i为所述步骤S111e获取，放电电流I₁已知，可以计算得出每一个所述待测电池单体的初始额定容量Q_i。

S122，依据下列算式，获取所述待测电池单体的充电差异电量：

其中，Ec_i为所述待测电池单体的充电差异电量。t_i为所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻。t_max为电池组初始满充时刻。I₂为充电电流。

具体地，所述待测电池单体的充电差异电量Ec_i的物理意义是：从所述待测电池组达到满充状态起(即从最大端电压电池单体的端电压达到充电截止电压的时刻t_max起)，至某个所述待测电池单体达到充电截止电压的时刻(即t_i)为止，该待测电池单体充入的电量。

S123，获取所述待测电池单体的额定容量和所述待测电池单体的充电差异电量之差，得到所述待测电池单体的初始可放电量。

具体地，依据下列算式，获取所述待测电池单体的初始可放电量Ea_i：

Ea_i＝Q_i-Ec_i 公式3

其中，Ea_i为所述待测电池单体的初始可放电量。Q_i为所述待测电池单体的初始额定容量。Ec_i为所述待测电池单体的充电差异电量。

本实施例中，基于获取的充电时间数据和放电时间数据，计算得出所述待测电池单体的初始额定容量和所述待测电池单体的初始可放电量，确定了所述待测电池单体的初始额定容量和所述待测电池单体的初始可放电量的对应关系，从而为后续生成所述第一数据图表提供数据基础。

在本申请的一实施例中，所述步骤S300包括如下步骤S310至步骤S340：

S310，将所述待测电池组投入使用，在持续预设时间段后，获取所述待测电池组中各个待测电池单体的开路电压。

具体地，所述预设时间段不做限制。在获取所述待测电池组中各个待测电池单体的开路电压之前，在将所述待测电池组静置1小时以上，获取各个所述待测电池单体的端电压。此时，所述待测电池单体的端电压视为等于所述待测电池单体的开路电压。因为端电压和开路电压的区别，在待测电池单体处于稳态时，几乎为零。因此，可以在静置足够长的时间后，将述待测电池单体的端电压视为所述待测电池单体的开路电压。

S320，依据所述各个待测电池单体的开路电压，获取每一个所述待测电池单体的荷电状态值。

具体地，通过查询所述待测电池单体的电池出厂数据手册，可以获得所述待测电池单体的开路电压和荷电状态值的关系，进而得到每一个所述待测电池单体的荷电状态值。

S330，调取所述第一数据图表，获取所述第一数据图表中各个所述待测电池单体的初始额定容量。

具体地，所述待测电池单体的额定容量在一定使用时间内可认为是一个定值，并不会随着所述待测电池单体的使用时间增长，而产生显著变化。因此，可以视为所述待测电池单体的初始额定容量等于实际额定容量。可以理解，在所述第一数据图表中，唯一需要更新的数据是所述待测电池单体的初始可放电量。

S340，依据所述待测电池单体的荷电状态值和所述待测电池单体的初始额定容量，通过如下算式计算待测电池单体的实际可放电量：

Q_i'＝Q_i×SOC_i 公式4

其中，Q_i’为所述待测电池单体的实际可放电量。Q_i为待测电池单体的额定容量。SOC_i为所述待测电池单体的荷电状态值。

具体地，通过所述步骤S320中获取的所述待测电池单体的荷电状态值，可以计算得出所述待测电池单体的实际可放电量。当然，本申请并不仅限于使用本实施例中的计算方式计算所述待测电池单体的实际可放电量。

本实施例中，通过计算所述待测电池的实际可放电量，生成所述第二数据图表，实现了对所述第一数据图表的实时更新。所述第二数据图表可以反映所述待测电池单体的实时状态，便于用户根据所述待测电池单体的实时状态比对初始状态，判断电池组的一致性。

所述步骤S400中生成第二数据图表的原理与所述步骤S200中生成第一数据图表的原理相同，此处不再赘述。

图3为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法中的第二数据图表的示意图。具体地，如图3所示，更新后的所述第二数据图表在形式上和所述第一数据图表相似，只是所述待测电池单体的坐标点发生了变化。

在本申请的一实施例中，所述步骤S500包括如下步骤S510至步骤S520：

S510，分别获取所述第一数据图表中的最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标位置。

具体地，所述关键电池单体可以包括最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体。

S530，依据所述第一数据图表中的最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标位置，在所述第一数据图表上绘制电池单体分布区域边界线，划分形成所述待测电池组的初始电池单体分布区域。

具体地，图4为划分所述初始电池单体分布区域后的第一数据图表的示意图。如图4所示，所述最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标点均为电池单体散点分布区域的边界点。因此，上述四个坐标点划分形成的区域，可以代表所述电池组的初始容量电量状态。

本实施例中，通过确定所述第一数据图表中的电池关键单体，实现了所述述待测电池组的初始电池单体分布区域划分，代表了所述电池组的初始容量电量状态。

在本申请的一实施例中，所述步骤S500还包括如下步骤S520至步骤S540：

S520，分别获取所述第二数据图表中的最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标位置。

具体地，本步骤的原理与所述步骤S510相同，此处不再赘述。

S540，依据所述第二数据图表中的最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标位置，在所述第二数据图表上绘制所述电池单体分布区域边界线，划分形成所述待测电池组的实际电池单体分布区域。

具体地，本步骤的原理与所述步骤S530相同，此处不再赘述。

本实施例中，通过确定所述第一数据图表中的电池关键单体，实现了所述述待测电池组的初始电池单体分布区域划分，代表了所述电池组的初始容量电量状态。

在本申请的一实施例中，所述第一数据图表和所述第二数据图表均基于平面直角坐标系绘制。

具体地，所述第一数据图表和所述第二数据图表均为基于屏幕直角坐标系统绘制的散点图。所述第一数据图表包括横轴和纵轴。在所述第一数据图表中，横坐标为所述待测电池单体的初始额定容量，纵坐标为所述待测电池单体的初始可放电量。在所述第二数据图表中，横坐标为所述待测电池单体的实际额定容量，纵坐标为所述待测电池单体的实际可放电量。

请继续参阅图2和图3。图2为本申请一实施例提供的数据图表生成方法中的第一数据图表的示意图。图3为本申请一实施例提供的电池组一致性评价方法中的第二数据图表的示意图。如图2所示，图2和图3中的每一个坐标点为一个待测电池单体。在图2中，每一个待测电池单体具有一个与之对应的初始额定容量和一个初始可放电量。在图3中，每一个待测电池单体具有一个与之对应的初始额定容量和一个初始可放电量.在所述第一数据图表中，横坐标为所述待测电池单体的初始额定容量，纵坐标为所述待测电池单体的初始可放电量。在所述第二数据图表中，横坐标为所述待测电池单体的实际额定容量，纵坐标为所述待测电池单体的实际可放电量。

本实施例中，通过基于平面直角坐标系绘制所述第一数据图表和所述第二数据图表，使得所述第一数据图表和所述第二数据图表更直观，便于用户划分所述初始电池单体分布区域与所述实际电池单体分布区域。

在本申请的一实施例中，所述电池单体分布区域边界线包括最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线。所述最大额定容量线为穿过所述最大额定容量电池单体的坐标点，且与横轴垂直的直线。所述最小额定容量线为穿过所述最小额定容量电池的坐标点，且与所述横轴垂直的直线。所述等充电线为穿过所述最小可放电量电池单体的坐标点，且与所述横轴平行的直线。所述等放电线为穿过所述最大可放电量电池单体的坐标点，且与所述横轴呈45度角的直线。

具体地，所述初始单体分布区域和所述实际单体分布区域可以均使用上述四条边界线进行划分。继续参阅图4，设置所述最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线，可以使得所有的待测电池单体的坐标点均落在上述四条边界线包围形成的区域内。进一步地，上述四条电池单体分布区域边界线的划分，使得划分后形成的电池单体分布区域代表了所述电池组的容量电量状态。

本实施例中，通过设置所述最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线，可以使得所有的待测电池单体的坐标点均落在上述四条边界线包围形成的区域内。

在本申请的一实施例中，所述第一数据图表中的所述最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线包围形成所述初始电池单体分布区域。所述第二数据图表中的所述最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线包围形成所述实际电池单体分布区域。

具体地，将所述最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线包围的区域设置为所述初始电池单体分布区域何所述实际电池单体分布区域，可以使得所有的待测电池单体的坐标点均落在上述四条边界线包围形成的区域内。

本实施例中，将所述最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线包围的区域设置为所述初始电池单体分布区域何所述实际电池单体分布区域，可以使得所有的待测电池单体的坐标点均落在上述四条边界线包围形成的区域内，直观且划分操作简单。

在本申请的一实施例中，所述初始电池单体分布区域与所述实际电池单体分布区域的形状均为矩形。

具体地，不限制所述初始电池单体分布区域与所述实际电池单体分布区域的形状。在本申请的一实施例中，所述初始电池单体分布区域与所述实际电池单体分布区域的形状均为矩形。

在本申请的一实施例中，所述步骤S600包括如下步骤S610至步骤S630：

S610，获取所述第一数据图表中，所述最大额定容量电池单体的额定容量、所述最小额定容量电池单体的额定容量以及初始电池组额定容量。

具体地，所述步骤S121已经提供了所述待测电池单体的初始额定容量的计算公式--公式1。通过公式1可以计算所有待测电池单体的初始额定容量。在所有待测电池单体的初始额定容量中，选取最大值，作为所述最大额定容量电池单体的额定容量。在所有待测电池单体的初始额定容量中，选取最小值，作为所述最小额定容量电池单体的额定容量。

可选地，依据下列算式，获取所述初始电池组额定容量：

Q_pack＝(t_min-t₀)×I₁ 公式5

其中，Q_pack为所述初始电池组额定容量。t_min为电池组初始满放时刻。t₀为电池组静置结束的时刻。I₁为放电电流。

具体地，所述初始电池组额定容量的定义是：从所述待测电池组开始放电起(即从所述待测电池组静置结束的时刻起)至满放状态为止(即放电至最小端电压电池单体的端电压达到放电截止电压的时刻t_min为止)，整个待测电池组放出的电量。

S630，依据以下公式计算所述初始电池单体分布区域的面积：

其中，S为所述初始电池组分布区域的面积。Q_max为所述第一数据图表中所述最大额定容量电池单体的额定容量。Q_min为所述第一数据图表中所述最小额定容量电池单体的额定容量。Q_pack为所述初始电池组额定容量。

具体地，请继续参阅图4，所述第一数据图表中的i点为最小可充电量电池单体。j点为最小可放电量电池单体。m点为最小额定容量电池单体。n点为最大额定容量电池单体。P点为待测电池组的状态点。P点与i点的连线与横轴呈45度角。P点和j点的连接与横轴平行。所述初始电池单体分布区域的梯形的可以视为一个等腰三角形的一部分。则梯形的短边长度为Q_min-Q_pack。梯形的长边长度为Q_max-Q_pack。梯形的高的长度为Q_max-Q_min。依据梯形面积的计算公式即可计算出S。

在本实施例中，通过获取所述第一数据图表中，所述最大额定容量电池单体的额定容量、所述最小额定容量电池单体的额定容量以及初始电池组额定容量，实现了所述初始电池单体分布区域的面积的计算，为后续电池组一致性的评价提供了数据基础。

在本申请的一实施例中，所述步骤S600还包括如下步骤S620至步骤S640：

S620，获取所述第二数据图表中，所述最大额定容量电池单体的额定容量、所述最小额定容量电池单体的额定容量以及实际电池组额定容量。

具体地，所述步骤S620的原理与所述步骤S610相同。

S640，依据以下公式计算所述初始电池单体分布区域的面积：

其中，S'为所述实际电池单体分布区域的面积。Q_max'为所述第二数据图表中所述最大额定容量电池单体的额定容量。Q_min'为所述第二数据图表中所述最小额定容量电池单体的额定容量。Q_pack'为所述实际电池组额定容量。

具体地，所述步骤S640的原理与所述步骤S630相同。

在本实施例中，通过获取所述第二数据图表中，所述最大额定容量电池单体的额定容量、所述最小额定容量电池单体的额定容量以及实际电池组额定容量，实现了所述实际电池单体分布区域的面积的计算，为后续电池组一致性的评价提供了数据基础。

如图5所示，在本申请的一实施例中，所述步骤S700包括如下步骤S710至步骤S750：

S710，判断所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积是否一致。

具体地，可以理解，电池单体分布区域的面积越大，电池组一致性越差。电池单体分布区域的面积越小，电池组一致性越好。刚出厂未使用过的电池组，一般电池组的一致性较为优良。而电池组在使用过程中，一致性必然是逐渐变差的。可以通过判断所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积是否一致，确定待测电池组的一致性是否产生变化。

S730，若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积一致，则确定所述待测电池组具有良好的一致性。

具体地，若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积一致，则说明所述待测电池组的一致性未产生变化。

S750，若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积不一致，则确定所述待测电池组具有较差的一致性。

具体地，如图6所示，若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积不一致，则说明所述待测电池组的一致性产生了变化，且一致性变差。

本实施例将电池单体分布区域的面积作为电池组一致性评价的量化指标，直观性好，获取数据少。

如图7所示，在本申请的一实施例中，所述步骤S700包括如下步骤S720至步骤S780：

S720，计算所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积的差值，作为一致性差值。

具体地，并不直接比对面积是否一致，确定一致性，而是比对一致性的差值。

S740，判断所述一致性差值是否小于预设一致性差值。

具体地，所述预设一致性差值由用户预先设定。

S760，若所述一致性差值小于所述预设一致性差值，则确定所述待测电池组具有良好的一致性。

具体地，由于电池组在使用过程中不可避免的会产生一致性下降的问题。本实施例中，若所述一致性差值小于所述预设一致性差值，则确定一致性下降的程度不大，可以接受，仍然认为所述待测电池组具有良好的一致性。

S780，若所述一致性差值大于所述预设一致性差值，则确定所述待测电池组具有较差的一致性。

具体地，若所述一致性差值小于所述预设一致性差值，则确定一致性下降的程度过大，认为所述待测电池组具有较差的一致性。

本实施例中，通过设置所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积的差值作为一致性差值，并比较一致性差值与预设一致性差值的大小，可以更准确的对电池组的一致性进行评价。

本申请还提供一种电池组均衡策略。

如图8所示，在本申请的一实施例中，所述电池组均衡策略包括如下步骤S900至S990：

S900，在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量。

S910，依据所述待测电池单体的初始额定容量与所述待测电池单体的初始可放电量的关系，生成第一数据图表。

S920，将所述待测电池组投入使用，在持续预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际额定容量和实际可放电量。

S930，依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第二数据图表。

S940，对所述第一数据图表进行处理，获取所述第一数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域。对所述第二数据图表进行处理，获取所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的实际电池单体分布区域。

S950，分别计算所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积；

S960，判断所述初始电池单体分布区域的面积是否与所述实际电池单体分布区域的面积相同。

S970，若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积不同，则确定所述待测电池组具有较差的一致性.

S980，将所述初始电池单体分布区域作为所述待测电池组的均衡目标，对所述待测电池组进行电量均衡。

具体地，所述待测电池组的保养可以通过均衡各个待测电池单体的电量来实现。所述均衡策略包括主动均衡和被动均衡。主动均衡的原理为能量的转移。主动均衡通过可控器件和储能元件将电量较多的电池单体的电量转移至电量较少的电池单体中。被动均衡的原理为能量的消耗。被动均衡通过电阻将高端电压或高电量的电池单体的电量消耗掉，实现电池单体电量的均衡。

电量均衡需要制定均衡策略，即需要确定所述待测电池单体的均衡目标。将所述初始电池单体分布区域作为所述待测电池组的均衡目标，具有科学性和简便性。

本申请涉及一种电池组均衡策略，通过获取待测电池组经历充放电循环后，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量，可以建立初始额定容量与初始可放电量的关系图。在所述待测电池组投入使用后，本申请可以随时建立实际额定容量与实际可放电量的关系图。进一步地，本申请分别获取两张关系图中的关键电池单体信息，即可划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域和实际电池单体分布区域，得到一致性评价的量化指标，即电池单体分布区域的面积。在确定初始电池单体分布区域的面积与实际电池单体分布区域的面积不同后，将所述初始电池单体分布区域作为所述待测电池组的均衡目标，对所述待测电池组进行电量均衡。申请提供的电池组均衡策略操作简单，获取数据少，计算过程简单，均衡效果好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种电池组一致性评价方法，其特征在于，包括：

在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量；

依据所述待测电池单体的初始额定容量与所述待测电池单体的初始可放电量的关系，生成第一数据图表；

将所述待测电池组投入使用，在持续预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际额定容量和实际可放电量；

依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第二数据图表；

对所述第一数据图表进行处理，获取所述第一数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域，对所述第二数据图表进行处理，获取所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的实际电池单体分布区域；

分别计算所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积；

依据所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积，评价所述待测电池组的一致性。

2.根据权利要求1所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量的步骤包括：

在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始电池数据；

依据所述各个待测电池单体的电池数据分别计算每一个所述待测电池单体的初始额定容量，以及每一个所述待测电池单体的初始可放电量。

3.根据权利要求2所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述对所述第一数据图表进行处理，获取所述第一数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域，对所述第二数据图表进行处理，获取所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的实际电池单体分布区域的步骤，包括：

分别获取所述第一数据图表中的最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标位置；

依据所述第一数据图表中的最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标位置，在所述第一数据图表上绘制电池单体分布区域边界线，划分形成所述待测电池组的初始电池单体分布区域。

4.根据权利要求3所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述对所述第一数据图表进行处理，获取所述第一数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域，对所述第二数据图表进行处理，获取所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的实际电池单体分布区域的步骤，还包括：

分别获取所述第二数据图表中的最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标位置；

依据所述第二数据图表中的最小可充电量电池单体、最小可放电量电池单体、最小额定容量电池单体和最大额定容量电池单体的坐标位置，在所述第二数据图表上绘制所述电池单体分布区域边界线，划分形成所述待测电池组的实际电池单体分布区域。

5.根据权利要求4所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述第一数据图表和所述第二数据图表均基于平面直角坐标系绘制。

6.根据权利要求5所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述电池单体分布区域边界线包括最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线；

所述最大额定容量线为穿过所述最大额定容量电池单体的坐标点，且与横轴垂直的直线；所述最小额定容量线为穿过所述最小额定容量电池的坐标点，且与所述横轴垂直的直线；所述等充电线为穿过所述最小可放电量电池单体的坐标点，且与所述横轴平行的直线；所述等放电线为穿过所述最大可放电量电池单体的坐标点，且与所述横轴呈45度角的直线。

7.根据权利要求6所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述第一数据图表中的所述最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线包围形成所述初始电池单体分布区域；

所述第二数据图表中的所述最大额定容量线、最小额定容量线、等充电线和等放电线包围形成所述实际电池单体分布区域。

8.根据权利要求7所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述初始电池单体分布区域与所述实际电池单体分布区域的形状均为矩形。

9.根据权利要求8所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述分别计算所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积的步骤，包括：

获取所述第一数据图表中，所述最大额定容量电池单体的额定容量、所述最小额定容量电池单体的额定容量以及初始电池组额定容量；

依据以下公式计算所述初始电池单体分布区域的面积：

其中，S为所述初始电池组分布区域的面积，Q_max为所述第一数据图表中所述最大额定容量电池单体的额定容量，Q_min为所述第一数据图表中所述最小额定容量电池单体的额定容量，Q_pack为所述初始电池组额定容量。

10.根据权利要求9所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述分别计算所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积的步骤，还包括：

获取所述第二数据图表中，所述最大额定容量电池单体的额定容量、所述最小额定容量电池单体的额定容量以及实际电池组额定容量；

依据以下公式计算所述初始电池单体分布区域的面积：

其中，S'为所述实际电池单体分布区域的面积，Q_max'为所述第二数据图表中所述最大额定容量电池单体的额定容量，Q_min'为所述第二数据图表中所述最小额定容量电池单体的额定容量，Q_pack'为所述实际电池组额定容量。

11.根据权利要求10所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述依据所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积，评价所述待测电池组的一致性的步骤，包括：

判断所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积是否一致；

若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积一致，则确定所述待测电池组具有良好的一致性；

若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积不一致，则确定所述待测电池组具有较差的一致性。

12.根据权利要求10所述的电池组一致性评价方法，其特征在于，所述依据所述初始电池组分布区域的面积与所述实际电池组分布区域的面积，评价所述待测电池组的一致性的步骤，包括：

计算所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积的差值，作为一致性差值；

判断所述一致性差值是否小于预设一致性差值；

若所述一致性差值小于所述预设一致性差值，则确定所述待测电池组具有良好的一致性；

若所述一致性差值大于所述预设一致性差值，则确定所述待测电池组具有较差的一致性。

13.一种电池组均衡策略，其特征在于，包括：

在待测电池组经历充放电循环后，分别获取所述待测电池组中，各个待测电池单体的初始额定容量和初始可放电量；

依据所述待测电池单体的初始额定容量与所述待测电池单体的初始可放电量的关系，生成第一数据图表；

将所述待测电池组投入使用，在持续预设时间段后，分别获取所述待测电池组中，各个所述待测电池单体的实际额定容量和实际可放电量；

依据所述待测电池单体的额定容量与所述待测电池单体的可放电量的关系，生成第二数据图表；

对所述第一数据图表进行处理，获取所述第一数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的初始电池单体分布区域，对所述第二数据图表进行处理，获取所述第二数据图表中的关键电池单体信息，划分所述待测电池组的实际电池单体分布区域；

分别计算所述初始电池单体分布区域的面积，以及所述实际电池单体分布区域的面积；

判断所述初始电池单体分布区域的面积是否与所述实际电池单体分布区域的面积相同；

若所述初始电池单体分布区域的面积与所述实际电池单体分布区域的面积不同，则确定所述待测电池组具有较差的一致性；

将所述初始电池单体分布区域作为所述待测电池组的均衡目标，对所述待测电池组进行电量均衡。