CN111077465B - 电池特征参数提取方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电池特征参数提取方法、装置、计算机设备及存储介质，其中电池特征参数提取方法，包括以下步骤：分别对正极半电池的充放电曲线以及负极半电池的充放电曲线划分，得到正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间；根据正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间对所述全电池的差分电压曲线进行特征区域划分，得到全电池差分电压曲线的特征参数；根据容量增量曲线与差分电压的转化关系以及全电池差分电压曲线的特征参数，得到全电池特征容量增量曲线；根据所述全电池的特征容量增量曲线提取全电池的衰退特征参数，解决现有方法无法反应电池化学反应的技术问题。

Description

电池特征参数提取方法、装置、计算机设备及存储介质
技术领域
本发明涉及到锂离子电池的技术领域，特别是涉及到一种电池特征参数提取方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
近年来，随着各国激励新能源车辆发展政策的施行，动力锂离子电池及其相关产业迎来了蓬勃的发展，动力锂离子电池相关技术也得到了不断革新，其安全性、可靠性也引发领域内的广泛关注。能源汽车的整车性能很大程度上取决于车载动力电池系统的性能，比于其他类型的电池，锂离子电池相具有比能量高、使用寿命长、价格低廉、高低温性能优越等优点。作为电动汽车的核心能量来源，锂离子电池使用过程中表现出来的性能衰退、不一致性一直是制约电动汽车发展的关键因素。因此，监测并估计电动汽车动力电池组的健康状态是一项十分必要且有重要意义的研究。但实际使用过程中不能对电池进行满充满放，难以直接获取电池容量，因而需要某些能够表征电池健康状态的特征参数指标对电池进行健康状态评估。
现有特征参数提取方法算法一般是获取电池的容量增量曲线，并根据容量增量曲线的峰高或者峰面积之类的进行对电池健康的评估，这种参数提取方法比较简单，但是没有办法根据容量增量曲线知道电池具体内部健康状态，比如无法直接根据容量增量曲线直接得知电池内部各个反应的信息，限制了对电池健康评估的发展。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种电池特征参数提取方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在解决现有的特征参数提取方法无法直观反应电池内部化学反应的技术问题。
本发明提出一种电池特征参数提取方法，包括以下步骤：获取锂离子电池的正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线；分别对正极半电池的充放电曲线以及负极半电池的充放电曲线划分，得到正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间；根据所述正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间，对所述全电池的差分电压曲线进行特征区域划分，得到全电池差分电压曲线的特征参数；根据容量增量曲线与差分电压曲线的转化关系以及所述全电池差分电压曲线的特征参数，得到全电池特征容量增量曲线；根据所述全电池的特征容量增量曲线提取全电池的衰退特征参数。
进一步，所述获取全电池的差分电压曲线的步骤包括：获取锂离子电池的正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线，将所述正极半电池的差分电压曲线减去所述负极半电池的差分电压曲线得到所述全电池的差分电压曲线。
进一步，所述获取正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线的步骤包括：获取锂离子电池的正极半电池容量增量曲线以及负极半电池容量增量曲线；根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系以及所述正极半电池容量增量曲线得到所述正极半电池的差分电压曲线；根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系以及所述负极半电池容量增量曲线得到所述负极半电池的差分电压曲线。
进一步，所述将正极半电池的差分电压曲线减去负极半电池的差分电压曲线得到所述全电池的差分电压曲线的步骤包括：获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线；根据预设的公式，对所述正极半电池OCV-SOC曲线、负极半电池OCV-SOC曲线进行尺度变换和重构得到全电池OCV-SOC曲线；根据所述正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线、全电池的OCV-SOC曲线与全电池实测OCV-SOC曲线建立全电池与正极半电池、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系；根据所述匹配关系对所述正极半电池差分电压曲线以及所述负极半电池差分电压曲线进行确立，分别得到正极半电池确立差分电压曲线以及负极半电池确立差分电压曲线，将所述正极半电池确立差分电压曲线减去所述负极半电池确立差分电压曲线，得到所述全电池的差分电压曲线。
进一步，所述获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线的步骤包括：获取正极半电池小电流的充电曲线和正极半电池小电流的放电曲线，根据所述正极半电池小电流的充电曲线和正极半电池小电流的放电曲线，计算得到正极半电池的OCV-SOC曲线；获取负极半电池小电流的充电曲线和负极半电池小电流的放电曲线，根据所述负极半电池小电流的充电曲线和负极半电池小电流的放电曲线，计算得到负极半电池的OCV-SOC曲线；获取全电池小电流的充电曲线和全电池小电流的放电曲线，根据所述正极全电池小电流的充电曲线和全电池小电流的放电曲线，计算得到全电池电池实测OCV-SOC曲线。
进一步，所述预设的公式如下：
SOCPE＝KP(1-fPE(OCVPE))+SP＝fPE,cell(OCVPE)
SOCNE＝KNfNE(OCVNE)+SN＝fNE,cell(OCVNE)
Figure GDA0003378291580000032
式中，KP是正极的配置容量与全电池容量Q的比值，KN是负极的配置容量与全电池容量Q的比值。Sp、SN分别为正、负电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量。
进一步，所述根据所述正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线、全电池OCV-SOC曲线与全电池实测OCV-SOC曲线建立全电池与正极半电池、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系的步骤包括：根据以下公式在预设的匹配关系区间中识别待辨识匹配关系，得到所述匹配关系：
Figure GDA0003378291580000031
一种电池特征参数提取的装置，包括：获取模块，用于获取锂离子电池的正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线；第一划分模块，用于分别对正极半电池的充放电曲线以及负极半电池的充放电曲线划分，得到正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间；第二划分模块，用于根据所述正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间对所述全电池的差分电压曲线进行特征区域划分，得到全电池差分电压曲线的特征参数；转换模块，用于根据容量增量曲线与差分电压的转化关系以及所述全电池差分电压曲线的特征参数，得到全电池特征容量增量曲线；提取模块，用于根据所述全电池的特征容量增量曲线提取全电池的衰退特征参数。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以上所述的方法。
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以上所述的方法。
本发明带来的游戏效果：根据正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线得到对应的容量增量曲线，再对容量增量曲线进行划分，得到一个不同SOC区间的相变反应区间，再根据这个相变反应区间去匹配全电池的差分电压曲线，得到差分电压曲线的特征参数，将这些特征参数展现在全电池的容量增量曲线上，能够更好的体现正、负极半电池的反应情况，进而能够更好的、更直观的显示出电池内部化学反应的情况，便于评价电池的健康状态。
附图说明
图1为本发明的一实施例电池特征参数提取方法流程图；
图2为本发明的一实施例正极半电池容量增量曲线及对应的电化学反应；
图3为本发明的一实施例负极半电池容量增量曲线及对应的电化学反应；
图4为本发明的一实施例中电池正负极半电池及全电池差分电压曲线图；
图5为本发明的一实施例中锂离子电池全电池特征容量增量曲线示意图；
图6为本发明的一实施例中离子电池衰弱特征参数装置的结构示意图；
图7为一种计算机设备的结构示意图。
图中：1、获取模块；2、第一划分模块；3、第二划分模块；4、转换模块；5、提取模块。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图1-7做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，一种电池特征参数提取方法，基于电化学反应，适用于石墨作为负极的锂离子电池，包括以下步骤：
S1、获取锂离子电池的正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线；
S2、分别对正极半电池的充放电曲线以及负极半电池的充放电曲线划分，得到正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间；
S3、根据所述正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间对所述全电池的差分电压曲线进行特征区域划分，得到全电池差分电压曲线的特征参数；
S4、根据容量增量曲线与差分电压的转化关系以及所述全电池差分电压曲线的特征参数，得到全电池特征容量增量曲线；
S5、根据所述全电池的特征容量增量曲线提取全电池的衰退特征参数。
在上述步骤S1中，获取相同锂离子电池正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线，可以通过实验数据进行得到，也可以从数据库查找现有的相同类型锂离子电池的正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线。
在上述步骤S2中，还包括通过电池的正、负极半电池的充放电曲线得到对应的容量增量曲线，再通过对容量增量曲线进行划分不同的SOC区间下的相变反应区间，半电池正、负极半电池的充放电曲线可以通过测试得到，通过对正、负极半电池的容量增量曲线进行划分，得到容量增量曲线更加容易实现，且对容量增量曲线划分更好的体现各个电压下的化学反应情况。
不同的SOC区间为正、负极充放电过程中相变反应对应的电压区间，具体至少包括：正极材料相变反应对应的电压区间、相变反应与固溶区反应之间容量增量曲线上曲率最高的点对应的电压、负极在充放电过程中相变反应对应的平台电压；将正、负极充放电过程中相变反应对应的电压区间作为SOC区间对正、负极半电池差分电压曲线进行划分，能够较好的反应正、负极半电池在充放电过程中各种反应。采取上述电压值，能够具体的反应各个电压对应的各种反应，便于在容量增量曲线上反应各种反应的情况。
在上述步骤S3中，全电池的差分电压曲线可以直接通过测试得到，也可以根据全电池的容量增量曲线得到，还可以通过正、负极半电池的差分电压曲线直接相减得到；对于不同SOC区间的相变反应区间对应的将差分电压曲线进行划分后，得到全电池差分电压曲线上一些表征电池健康的特征参数。
在上述步骤S4中，全电池差分电压曲线和容量增量曲线可以相互转换的关系，通过将全电池差分电压曲线的特征参数转换成为体现在容量增量曲线上，能更好的体现各个电压下的化学反应情况；差分电压曲线和容量增量曲线的相互转换公式如下式所示：
Figure GDA0003378291580000061
Figure GDA0003378291580000062
可以根据差分电压曲线进行变换得到容量增量曲线，取电压差值为5毫伏来计算容量增量的变化，得到容量增量曲线。
在上述步骤S5中，容量增量曲线或差分电压曲线区域划分的特征参数至少包括容量增量曲线的部分区域面积、曲线极值、部分区域曲线的斜率，差分电压曲线部分容量区间的距离、部分曲线所包络的面积、曲线极值等。
在本实施例中，采用商用114Ah三元锂离子电池作为参考，根据正、负极半电池的充放电曲线得到对应的容量增量曲线，再对容量增量曲线进行划分，得到一个SOC区间的相变反应区间(如图2和图3所示)，再根据这个相变反应区间去匹配全电池的差分电压曲线，得到差分电压曲线的特征参数(如图4所示)，将这些特征参数展现在全电池的容量增量曲线上(如图5所示)，能够更好的体现正、负极半电池的反应情况，进而能够更好的、更直观的显示出电池内部化学反应的情况，便于评价电池的健康状态。
在一实施例中，所述获取全电池的差分电压曲线的步骤包括：获取锂离子电池的正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线，将所述正极半电池的差分电压曲线减去所述负极半电池的差分电压曲线得到所述全电池的差分电压曲线。
在本实施例中，将两个半电池的差分电压曲线进行相减得到全电池的差分电压曲线，这样将正、负极半电池的各自在各个阶段的反应均考虑进全电池差分电压曲线中，可以得到更能反应整个电池在具体的各个化学反应，进而使最终的特征参数更加准确的反应各个阶段的电化学反应，进而便于评价电池的健康状态。
在一实施例中，所述获取正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线的步骤包括：获取锂离子电池的正极半电池容量增量曲线以及负极半电池容量增量曲线；根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系以及所述正极半电池容量增量曲线得到所述正极半电池的差分电压曲线；根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系以及所述负极半电池容量增量曲线得到所述负极半电池的差分电压曲线。
在本实施例中，通过实验数据获取正极半电池的容量增量曲线、负极半电池的容量增量曲线较为容易实现，将正极半电池的容量增量曲线、负极半电池的容量增量曲线转化为正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线，既能够较容易得获得正、负极半电池的容量增量曲线，也能将正、负极半电池差分电压曲线进行划分。
在一实施例中，所述将正极半电池的差分电压曲线减去负极半电池的差分电压曲线得到所述全电池的差分电压曲线的步骤包括：获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线；根据预设的公式，对所述正极半电池OCV-SOC曲线、负极半电池OCV-SOC曲线进行尺度变换和重构得到全电池OCV-SOC曲线；根据所述正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线、全电池的OCV-SOC曲线与全电池实测OCV-SOC曲线建立全电池与正极半电池、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系；根据所述匹配关系对所述正极半电池差分电压曲线以及所述负极半电池差分电压曲线进行确立，分别得到正极半电池确立差分电压曲线以及负极半电池确立差分电压曲线，将所述正极半电池确立差分电压曲线减去所述负极半电池确立差分电压曲线；得到所述全电池的差分电压曲线。
在本实施例中，建立全电池与正半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系，得出四个匹配关系，包括：正极的配置容量与全电池容量Q的比值、负极的配置容量与全电池容量Q的比值、正极半电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量、负极半电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量。即可以计算出正、负极半电池在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量。在根据所述匹配关系对所述正极半电池差分电压曲线以及所述负极半电池差分电压曲线进行确立，分别得到正极半电池确立差分电压曲线以及负极半电池确立差分电压曲线，得到一个较为准确的全电池差分电压曲线，这样计算出的结果较为准确，使最终体现在全电池容量增量曲线上的特征参数更加准确的反应电池的各个化学反应。
在一实施例中，所述获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线的步骤包括：获取正极半电池小电流的充电曲线和正极半电池小电流的放电曲线，根据所述正极半电池小电流的充电曲线和正极半电池小电流的放电曲线，计算得到正极半电池的OCV-SOC曲线；获取负极半电池小电流的充电曲线和负极半电池小电流的放电曲线，根据所述负极半电池小电流的充电曲线和负极半电池小电流的放电曲线，计算得到负极半电池的OCV-SOC曲线；获取全电池小电流的充电曲线和全电池小电流的放电曲线，根据所述正极全电池小电流的充电曲线和全电池小电流的放电曲线，计算得到全电池电池实测OCV-SOC曲线。
在本实施例中，小电流充、放电曲线是电流倍率小于等于0.05C，在其他类型的电池获取的小电流充、放电曲线最大电流倍率通常不超过0.1C；获取正极半电池的小电流充、放电曲线，以及获取负极半电池小电流充放电、曲线，获取全电池小电流的充、放电曲线；对正极半电池的小电流充放、电曲线求平均得到正极半电池的OCV-SOC曲线，对负极半电池小电流充放、电曲线求平均得到负极半电池的OCV-SOC曲线，对全电池小电流的充、放电曲线求平均值得到全电池实测OCV-SOC曲线；考虑到电池充放电倍率的问题，获取小电流下的充放电曲线，使获得更为精准的OCV-SOC曲线。
在一实施例中，所述预设公式为：
SOCPE＝KP(1-fPE(OCVPE))+SP＝fPE,cell(OCVPE)
SOCNE＝KNfNE(OCVNE)+SN＝fNE,cell(OCVNE)
Figure GDA0003378291580000091
式中，KP是正极的配置容量与全电池容量Q的比值，KN是负极的配置容量与全电池容量Q的比值。Sp、SN分别为正、负电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量。
在本实施例中，经过上述公式对所述对正极半电池OCV-SOC曲线、负极半电池OCV-SOC曲线进行尺度变换和重构得到更加精准的全电池OCV-SOC曲线。
在一实施例中，所述根据所述正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线与全电池实测OCV-SOC曲线建立全电池与正极半电池、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系的步骤包括：根据以下公式在预设的匹配关系区间中识别待辨识匹配关系，得到所述匹配关系：
Figure GDA0003378291580000092
通过识别四个待识别的匹配关系参数，在上述的式子上进行识别，具体的为：预设多组匹配关系数据在上述式子中进行识别，当得出的结果最小时，确认当组数据为最适配的全电池和正极半电池、负极半电池的OCV-SOC的匹配关系，即可以得出KP、KN、Sp、SN的值。
一种电池特征参数提取装置，适用于石墨作为负极的锂离子电池，包括(如图6所示)：
获取模块1，用于获取锂离子电池的正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线；
第一划分模块2，用于分别对正极半电池的充放电曲线以及负极半电池的充放电曲线划分，得到正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间；
第二划分模块3，用于根据所述正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间对所述全电池的差分电压曲线进行特征区域划分，得到全电池差分电压曲线的特征参数；
转换模块4，用于根据容量增量曲线与差分电压的转化关系以及所述全电池差分电压曲线的特征参数，得到全电池特征容量增量曲线；
提取模块5，用于根据所述全电池的特征容量增量曲线提取全电池的衰退特征参数。
获取相同锂离子电池正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线，可以通过实验数据进行得到，也可以从数据库查找现有的相同类型锂离子电池的正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线。
第一划分模块2，还用于通过电池的正、负极半电池的充放电曲线得到对应的容量增量曲线，再通过对容量增量曲线进行划分不同的SOC区间下的相变反应区间，半电池正、负极半电池的充放电曲线可以通过测试得到，通过对正、负极半电池的容量增量曲线进行划分，得到容量增量曲线更加容易实现，且对容量增量曲线划分更好的体现各个电压下的化学反应情况。
不同的SOC区间为正、负极充放电过程中相变反应对应的电压区间，具体至少包括：正极材料相变反应对应的电压区间、相变反应与固溶区反应之间容量增量曲线上曲率最高的点对应的电压、负极在充放电过程中相变反应对应的平台电压；将正、负极充放电过程中相变反应对应的电压区间作为SOC区间对正、负极半电池差分电压曲线进行划分，能够较好的反应正、负极半电池在充放电过程中各种反应。采取上述电压值，能够具体的反应各个电压对应的各种反应，便于在容量增量曲线上反应各种反应的情况。
全电池的差分电压曲线可以直接通过测试得到，也可以根据全电池的容量增量曲线得到，还可以通过正、负极半电池的差分电压曲线直接相减得到；对于不同SOC区间的相变反应区间对应的将差分电压曲线进行划分后，得到全电池差分电压曲线上一些表征电池健康的特征参数。
全电池差分电压曲线和容量增量曲线可以相互转换的关系，通过将全电池差分电压曲线的特征参数转换成为体现在容量增量曲线上，能更好的体现各个电压下的化学反应情况；差分电压曲线和容量增量曲线的相互转换公式如下式所示：
Figure GDA0003378291580000111
Figure GDA0003378291580000112
可以根据差分电压曲线进行变换得到容量增量曲线，取电压差值为5毫伏来计算容量增量的变化，得到容量增量曲线。
容量增量曲线或差分电压曲线区域划分的特征参数至少包括容量增量曲线的部分区域面积、曲线极值、部分区域曲线的斜率，差分电压曲线部分容量区间的距离、部分曲线所包络的面积、曲线极值等。
在本实施例中，采用商用114Ah三元锂离子电池作为参考，根据正、负极半电池的充放电曲线得到对应的容量增量曲线，再对容量增量曲线进行划分，得到一个SOC区间的相变反应区间(如图2和图3所示)，再根据这个相变反应区间去匹配全电池的差分电压曲线，得到差分电压曲线的特征参数(如图4所示)，将这些特征参数展现在全电池的容量增量曲线上(如图5所示)，能够更好的体现正、负极半电池的反应情况，进而能够更好的、更直观的显示出电池内部化学反应的情况，便于评价电池的健康状态。
在一实施例中，获取模块1包括：第一获取子单元，用于获取锂离子电池的正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线；计算单元，用于将所述正极半电池的差分电压曲线减去所述负极半电池的差分电压曲线得到所述全电池的差分电压曲线。
在本实施例中，将两个半电池的差分电压曲线进行相减得到全电池的差分电压曲线，这样将正、负极半电池的各自在各个阶段的反应均考虑进全电池差分电压曲线中，可以得到更能反应整个电池在具体的各个化学反应，进而使最终的特征参数更加准确的反应各个阶段的电化学反应，进而便于评价电池的健康状态。
在一实施例中，所述第一获取子单元包括：第二获取子单元，用于获取锂离子电池的正极半电池容量增量曲线以及负极半电池容量增量曲线；第一转换单元，用于根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系以及所述正极半电池容量增量曲线得到所述正极半电池的差分电压曲线；根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系以及所述负极半电池容量增量曲线得到所述负极半电池的差分电压曲线。
在本实施例中，通过实验数据获取正极半电池的容量增量曲线、负极半电池的容量增量曲线较为容易实现，将正极半电池的容量增量曲线、负极半电池的容量增量曲线转化为正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线，既能够较容易得获得正、负极半电池的容量增量曲线，也能将正、负极半电池差分电压曲线进行划分。
在一实施例中，计算单元包括：第三获取子单元，用于获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线；重构子单元，用于根据预设的公式，对所述正极半电池OCV-SOC曲线、负极半电池OCV-SOC曲线进行尺度变换和重构得到全电池OCV-SOC曲线；建立子单元，用于根据所述正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线、所述全电池OCV-SOC曲线与全电池实测OCV-SOC曲线建立全电池与正极半电池、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系；确立子单元，根据所述匹配关系对所述正极半电池差分电压曲线以及所述负极半电池差分电压曲线进行确立，分别得到正极半电池确立差分电压曲线以及负极半电池确立差分电压曲线，将所述正极半电池确立差分电压曲线减去所述负极半电池确立差分电压曲线；得到所述全电池的差分电压曲线。
在本实施例中，建立全电池与正半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系，得出四个匹配关系，包括：正极的配置容量与全电池容量Q的比值、负极的配置容量与全电池容量Q的比值、正极半电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量、负极半电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量。即可以计算出正、负极半电池在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量。在根据所述匹配关系对所述正极半电池差分电压曲线以及所述负极半电池差分电压曲线进行确立，分别得到正极半电池确立差分电压曲线以及负极半电池确立差分电压曲线，得到一个较为准确的全电池差分电压曲线，这样计算出的结果较为准确，使最终体现在全电池容量增量曲线上的特征参数更加准确的反应电池的各个化学反应。
在一实施例中，所述获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线的步骤包括：获取正极半电池小电流的充电曲线和正极半电池小电流的放电曲线，根据所述正极半电池小电流的充电曲线和正极半电池小电流的放电曲线，计算得到正极半电池的OCV-SOC曲线；获取负极半电池小电流的充电曲线和负极半电池小电流的放电曲线，根据所述负极半电池小电流的充电曲线和负极半电池小电流的放电曲线，计算得到负极半电池的OCV-SOC曲线；获取全电池小电流的充电曲线和全电池小电流的放电曲线，根据所述正极全电池小电流的充电曲线和全电池小电流的放电曲线，计算得到全电池电池实测OCV-SOC曲线。
在本实施例中，获取正极半电池的小电流充、放电曲线，以及获取负极半电池小电流充放电、曲线，获取全电池小电流的充、放电曲线；对正极半电池的小电流充放、电曲线求平均得到正极半电池的OCV-SOC曲线，对负极半电池小电流充放、电曲线求平均得到负极半电池的OCV-SOC曲线，对全电池小电流的充、放电曲线求平均值得到全电池实测OCV-SOC曲线；考虑到电池充放电倍率的问题，获取小电流下的充放电曲线，使获得更为精准的OCV-SOC曲线。
在一实施例中，所述预设公式为：
SOCPE＝KP(1-fPE(OCVPE))+SP＝fPE,cell(OCVPE)
SOCNE＝KNfNE(OCVNE)+SN＝fNE,cell(OCVNE)
Figure GDA0003378291580000131
式中，KP是正极的配置容量与全电池容量Q的比值，KN是负极的配置容量与全电池容量Q的比值。Sp、SN分别为正、负电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量。
在本实施例中，经过上述公式对所述对正极半电池OCV-SOC曲线、负极半电池OCV-SOC曲线进行尺度变换和重构得到更加精准的全电池OCV-SOC曲线。
在一实施例中，建立子单元包括：辨识子单元，用于根据以下公式在预设的匹配关系区间中识别待辨识匹配关系，得到所述匹配关系：
Figure GDA0003378291580000141
通过识别四个待识别的匹配关系参数，在上述的式子上进行识别，具体的为：预设多组匹配关系数据在上述式子中进行识别，当得出的结果最小时，确认当组数据为最适配的全电池和正极半电池、负极半电池的OCV-SOC的匹配关系，即可以得出KP、KN、Sp、SN的值。
参照图7，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以上所述的方法。
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以上所述的方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的和实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双速据率SDRAM(SSRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种电池特征参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取锂离子电池的正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线；
分别对正极半电池的充放电曲线以及负极半电池的充放电曲线划分，得到正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间；
根据所述正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间，对所述全电池的差分电压曲线进行特征区域划分，得到全电池差分电压曲线的特征参数；
根据容量增量曲线与差分电压的转化关系以及所述全电池差分电压曲线的特征参数，得到全电池特征容量增量曲线；
根据所述全电池的特征容量增量曲线提取全电池的衰退特征参数；
其中，所述容量增量曲线与差分电压的转化关系为：
Figure FDA0003378291570000011
Figure FDA0003378291570000012
所述获取全电池的差分电压曲线的步骤包括：
获取锂离子电池的正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线；
将所述正极半电池的差分电压曲线减去所述负极半电池的差分电压曲线得到所述全电池的差分电压曲线；
所述获取正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线的步骤包括：
获取锂离子电池的正极半电池容量增量曲线以及负极半电池容量增量曲线；
根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系将所述正极半电池容量增量曲线转换得到所述正极半电池的差分电压曲线；
根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系将所述负极半电池容量增量曲线转换得到所述负极半电池的差分电压曲线；
所述将正极半电池的差分电压曲线减去负极半电池的差分电压曲线得到所述全电池的差分电压曲线的步骤包括：
获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线；
根据预设的公式，对所述正极半电池OCV-SOC曲线、负极半电池OCV-SOC曲线进行尺度变换和重构得到全电池OCV-SOC曲线；
根据所述正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线、全电池的OCV-SOC曲线与全电池实测OCV-SOC曲线建立全电池与正极半电池、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系；
根据所述匹配关系对所述正极半电池差分电压曲线以及所述负极半电池差分电压曲线进行确立，分别得到正极半电池确立差分电压曲线以及负极半电池确立差分电压曲线；
将所述正极半电池确立差分电压曲线减去所述负极半电池确立差分电压曲线，得到所述全电池的差分电压曲线；
所述预设的公式如下：
SOCPE＝KP(1-fPE(OCVPE))+SP＝fPE,cell(OCVPE)
SOCNE＝KNfNE(OCVNE)+SN＝fNE,cell(OCVNE)
Figure FDA0003378291570000021
式中，KP是正极的配置容量与全电池容量Q的比值，KN是负极的配置容量与全电池容量Q的比值，Sp、SN分别为正、负电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量；
所述根据所述正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线、全电池的OCV-SOC曲线与全电池实测OCV-SOC曲线建立全电池与正极半电池、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系步骤包括：
根据以下公式在预设的匹配关系区间中识别待辨识匹配关系，得到所述匹配关系：
Figure FDA0003378291570000031
2.根据权利要求1所述的电池特征参数提取方法，其特征在于，所述获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线的步骤包括：
获取正极半电池小电流的充电曲线和正极半电池小电流的放电曲线，根据所述正极半电池小电流的充电曲线和正极半电池小电流的放电曲线，计算得到正极半电池的OCV-SOC曲线；
获取负极半电池小电流的充电曲线和负极半电池小电流的放电曲线，根据所述负极半电池小电流的充电曲线和负极半电池小电流的放电曲线，计算得到负极半电池的OCV-SOC曲线；
获取全电池小电流的充电曲线和全电池小电流的放电曲线，根据所述正极全电池小电流的充电曲线和全电池小电流的放电曲线，计算得到全电池电池实测OCV-SOC曲线。
3.一种电池特征参数提取装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取锂离子电池的正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线以及全电池的差分电压曲线；
第一划分模块，用于分别对正极半电池的充放电曲线以及负极半电池的充放电曲线划分，得到正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间；
第二划分模块，用于根据所述正极半电池的充放电曲线、负极半电池的充放电曲线在不同SOC区间的相变反应区间对所述全电池的差分电压曲线进行特征区域划分，得到全电池差分电压曲线的特征参数；
转换模块，用于根据容量增量曲线与差分电压的转化关系以及所述全电池差分电压曲线的特征参数，得到全电池特征容量增量曲线；
提取模块，用于根据所述全电池的特征容量增量曲线提取全电池的衰退特征参数；
其中，所述容量增量曲线与差分电压的转化关系为：
Figure FDA0003378291570000041
Figure FDA0003378291570000042
所述获取模块包括：
第一获取子单元，用于获取锂离子电池的正极半电池的差分电压曲线、负极半电池的差分电压曲线；
计算单元，用于将所述正极半电池的差分电压曲线减去所述负极半电池的差分电压曲线得到所述全电池的差分电压曲线；
所述第一获取子单元包括：
第二获取子单元，用于获取锂离子电池的正极半电池容量增量曲线以及负极半电池容量增量曲线；
第一转换单元，用于根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系将所述正极半电池容量增量曲线转换得到所述正极半电池的差分电压曲线；根据所述容量增量曲线和差分电压曲线的转换关系将所述负极半电池容量增量曲线转换得到所述负极半电池的差分电压曲线；
所述计算单元包括：
第三获取子单元，用于获取锂离子电池的正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线以及全电池实测OCV-SOC曲线；
重构子单元，用于根据预设的公式，对所述正极半电池OCV-SOC曲线、负极半电池OCV-SOC曲线进行尺度变换和重构得到全电池OCV-SOC曲线；
建立子单元，用于根据所述正极半电池的OCV-SOC曲线、负极半电池的OCV-SOC曲线、全电池的OCV-SOC曲线与全电池实测OCV-SOC曲线建立全电池与正极半电池、负极半电池的OCV-SOC曲线的匹配关系；
确立子单元，用于根据所述匹配关系对所述正极半电池差分电压曲线以及所述负极半电池差分电压曲线进行确立，分别得到正极半电池确立差分电压曲线以及负极半电池确立差分电压曲线，将所述正极半电池确立差分电压曲线减去所述负极半电池确立差分电压曲线，得到所述全电池的差分电压曲线；
其中，所述预设的公式如下：
SOCPE＝KP(1-fPE(OCVPE))+SP＝fPE,cell(OCVPE)
SOCNE＝KNfNE(OCVNE)+SN＝fNE,cell(OCVNE)
Figure FDA0003378291570000051
式中，KP是正极的配置容量与全电池容量Q的比值，KN是负极的配置容量与全电池容量Q的比值，Sp、SN分别为正、负电池的OCV-SOC曲线在全电池SOC尺度上相对于全电池实测OCV-SOC曲线的偏移量；
所述建立子单元包括：
辨识子单元，用于根据以下公式在预设的匹配关系区间中识别待辨识匹配关系，得到所述匹配关系：
Figure FDA0003378291570000052
4.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在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程序时实现如权利要求1～2中任意一项所述的方法。
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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～2中任意一项所述的方法。
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