CN111092470B - 获取电池组中各电池容量差的方法、装置以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种获取电池组中各电池容量差的方法，包括：获取以预设的恒流电流对目标电池组进行充电的目标数据，目标电池组由多个电池单体组成；依据目标数据从目标电池组中选取一电池单体作为基准电池，将基准电池在充满电结束时刻的实际电压记为第一电压；按预设规则变换恒流电流，并获取除却基准电池外的各电池单体在以变换后的恒流电流进行充电下结束时刻的第二电压；判断第一电压与各电池单体的第二电压的差值是否小于预设阀值；若是，依据变换后的恒流电流计算得到电池单体的容量以及基准电池的容量，以得到目标电池组的各电池单体的容量差，这样方便省事且准确，只需对目标电池组进行一次充电，即可得到目标电池组各电池单体的容量差。

Description

获取电池组中各电池容量差的方法、装置以及存储介质

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种获取电池组中各电池容量差的方法、装置、存储介质以及计算机设备。

背景技术

锂离子电池具有高功率性能和高能量密度，被广泛应用于电动汽车和储能等领域。出于安全性考虑，一般制造出厂的锂离子电池的容量并不是很大，所以为满足各种电池系统对能量和功率的要求，往往采取串联成组方式进行使用。电池成组之前，电池的初始性能主要受电池制造工艺的影响，锂离子电池制造过程中较易出现偏差，使得电池内部结构无法完全一致，从而导致同型号同批次的电池容量、内阻等性能参数不一致。在实际运行中，电池组中各电池单体还存在环境温度、散热条件、自放电程度等差异，从而使各电池单体的额定容量、内阻、电压、SOC等参数的不一致性在一定程度上有所增加。而电池组内的不一致性会影响电池组的可用容量和可用能量，其中影响电池组可用容量的因素可以分为两部分：一是由普遍的电池单体老化引起的整体可用容量下降；二是由电池组内不一致性扩大引起的整体可用容量下降。电池衰退是一个较长时间尺度的过程，即在相对较短时间尺度下，可认为容量并不发生明显衰退，因此电池单体之间的差异造成的影响就相对凸显。

目前，对于电池组各电池单体容量不一致性的分析和检测，一般采用拆解电池组后对电池单体进行容量测试的方式来获取电池单体的实际容量。但对于实际使用中的电池组(如应用于电动汽车或储能站等)，通过拆解检测的方法来获取电池组各电池单体容量差异数据，不但麻烦耗时且会影响电池系统的正常运行，较难获取电池单体的容量数据，也无法进一步为电池组容量一致性分析提供数据支撑。

发明内容

本申请的主要目的为提供一种获取电池组中各电池容量差的方法，旨在解决现有技术中获取电池组中电池单体容量差异数据较麻烦的技术问题。

基于上述发明目的，本申请提出一种获取电池组中各电池容量差的方法，包括：

获取以预设的恒流电流对目标电池组进行充电的目标数据，所述目标电池组由多个电池单体组成，所述目标数据包括各所述电池单体在充满电结束时刻的实际电压；

依据所述目标数据从所述目标电池组中选取一电池单体作为基准电池，并将所述基准电池在充满电结束时刻的实际电压记为第一电压；

按预设规则变换所述恒流电流，并获取除却所述基准电池外的各所述电池单体，在以所述变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，并将对应所述充电阶段结束时刻的模拟电压记为第二电压；

判断各所述电池单体的第二电压与所述基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值；

若是，则依据所述变换后的恒流电流计算得到所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量；

依据各所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量计算得到所述目标电池组的各所述电池单体的容量差。

进一步地，所述判断所述电池单体的第二电压与所述基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值的步骤之后，包括：

若否，则重新按所述预设规则变换所述恒流电流，并再次计算除却所述基准电池外的各所述电池单体，在重新变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，以得到对应的所述第二电压，并再次判断所述第二电压与所述第一电压的差值是否小于所述预设阀值，如此迭代变换所述恒流电流，直到判定所述差值小于预设阀值。

进一步地，所述按预设规则变换所述恒流电流的步骤，包括：

获取所述电池单体的目标电压，并依据所述第一电压以及所述目标电压确定所述恒流电流的变化量，其中，当所述恒流电流为第一次进行变换时，所述目标电压为所述电池单体在所述充满电结束时刻的实际电压，当所述恒流电流不为第一次进行变换时，所述目标电压为所述第二电压；

依据所述变化量更改所述恒流电流，以得到变换后的恒流电流。

进一步地，所述依据所述第一电压以及目标电压确定所述恒流电流的变化量的步骤，包括：

依据所述第一电压以及所述目标电压计算得到第一值；

将所述第一值与预设的第二值进行比较，以选取所述第一值与所述第二值中数值最小的值作为所述恒流电流的变化量。

进一步地，所述依据所述第一电压以及目标电压计算得到第一值的步骤，包括：

通过以下公式计算得到所述第一值：

其中，d为所述第一值，V₁为所述第一电压，V₂为所述目标电压，N为指定的正整数。

进一步地，所述依据所述变换后的恒流电流计算得到所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量的步骤，包括：

依据所述变换后的恒流电流对目标时间段进行积分，得到所述电池单体的容量，以及依据所述恒流电流对所述目标时间段进行积分，得到所述基准电池的容量，其中，所述目标时间段为充电阶段中从充电起始时刻到结束时刻之间的时间段。

进一步地，所述基准电池为各所述电池单体在充满电结束时刻中电压最小或最大的电池单体。

本申请还提出了一种获取电池组中各电池容量差的装置，包括：

获取数据单元，用于获取以预设的恒流电流对目标电池组进行充电的目标数据，所述目标电池组由多个电池单体组成，所述目标数据包括各所述电池单体在充满电结束时刻的实际电压；

选取电池单元，用于依据所述目标数据从所述目标电池组中选取一电池单体作为基准电池，并将所述基准电池在充满电结束时刻的实际电压记为第一电压；

变换电路单元，用于按预设规则变换所述恒流电流，并获取除却所述基准电池外的各所述电池单体，在以所述变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，并将对应所述充电阶段结束时刻的模拟电压记为第二电压；

判断电压单元，用于判断各所述电池单体的第二电压与所述基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值；

计算容量单元，用于判定所述差值小于预设阀值时，依据所述变换后的恒流电流计算得到所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量；

计算容差单元，用于依据各所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量计算得到所述目标电池组的各所述电池单体的容量差。

本申请还提出了一种存储介质，其为计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述任一项所述的获取电池组中各电池容量差的方法。

本申请还提出了一种计算机设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的获取电池组中各电池容量差的方法。

本申请的有益效果：

本申请提出了一种获取电池组中各电池容量差的方法，该方法中，通过选取一个基准电池，并根据变换充电的恒流电流得到目标电池组中各电池单体的模拟电压，然后与该基准电池的实际电压进行对比，在模拟电压与实际电压小于预设阀值时，即可依据对应的电流以及时间计算得到两者容量，从而得到两者的容量差，该方法方便省事且准确，只需对目标电池组进行一次充电，无需拆卸检测，即可得到目标电池组各电池单体的容量差。

附图说明

图1是本申请一实施例的获取电池组中各电池容量差的方法的流程示意图；

图2是本申请一实施例的获取电池组中各电池容量差的装置的结构示意框图；

图3是本申请一实施例的电池单体的电压与充电时间的关系曲线图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

参照图1，本申请提供的一种获取电池组中各电池容量差的方法的流程示意图，该方法可以由获取电池组中各电池容量差的装置来执行，获取电池组中各电池容量差的装置具体可通过软件或硬件的形式实现。本申请实施例提供了一种获取电池组中各电池容量差的方法，包括：

步骤S1：获取以预设的恒流电流对目标电池组进行充电的目标数据，所述目标电池组由多个电池单体组成，所述目标数据包括各所述电池单体在充满电结束时刻的实际电压；

步骤S2：依据所述目标数据从所述目标电池组中选取一电池单体作为基准电池，并将所述基准电池在充满电结束时刻的实际电压记为第一电压；

步骤S3：按预设规则变换所述恒流电流，并获取除却所述基准电池外的各所述电池单体，在以所述变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，并将对应所述充电阶段结束时刻的模拟电压记为第二电压；

步骤S4：判断各所述电池单体的第二电压与所述基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值；

步骤S5：若是，则依据所述变换后的恒流电流计算得到所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量；

步骤S6：依据各所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量计算得到所述目标电池组的各所述电池单体的容量差。

如上述步骤S1所述，上述目标电池组由多个电池单体串联而成，每个电池单体型号规格一致，本实施例中，上述恒流电流为预设的恒流电流，可根据目标电池组的实际情况确定，首先以上述恒流电流对目标电池组进行充电，得到目标电池组在充满电后充电阶段的目标数据，该目标数据包括上述恒流电流、充电阶段中每个时刻的目标电池组电压以及各电池单体在充电时各时刻的实际电压。上述充电阶段各时刻包括目标电池组从充电起始时刻至目标电池组充满电量的结束时刻之间的所有时刻，该所有时刻汇合即为目标电池组的实际充电时间。另外，也可以直接对上述目标电池组进行充放电处理，然后获取充电阶段的数据，该数据即为上述目标数据。

在另一实施例中，分别对上述目标数据中各电池单体，在充电时各时刻的电压数据进行滑动平均滤波处理，使得每个电池单体在充电阶段的整个电压数据变得平滑，以便在后续以该电压数据作为基础进行迭代处理时更加方便。

如步骤S2所述，依据目标数据从目标电池组中选取一个电池单体作为基准电池，该基准电池用于在后续步骤中与各电池单体进行对比，并记录基准电池在充满电结束时刻的实际电压，为了便于描述此处记为第一电压，同时记录上述结束时刻。通常各电池单体以恒流电流进行充电时，由于充电的电流不变，在充电持续阶段，其对应的电压变化也较小，电压一般只有在结束时刻才会与其余时刻具有明显区别。故选取并记录基准电池在充电阶段结束时刻的实际电压。

在一个实施例中，由于以基准电池作为基准去与各电池单体进行对比，为使后续数据对比更方便，从目标电池组的各电池单体中，选取其中在充满电结束时刻电压最小或最大的电池单体，优选其中电压最小的电池单体作为基准电池。举例地，对目标电池组中的各电池单体编序号，在目标数据中，序号为10的电池单体电压在充电结束时刻第10000秒时的电压最低，则将10号电池单体记为基准电池，并将充电后第10000秒记为在上述恒流电流充电下的充电阶段结束时刻。

如上述步骤S3所述，按预设规则对上述恒流电流进行变换，例如将上述恒流电流减小一定电流量或增加一定电流量；然后获取除却所述基准电池外的各电池单体，在以变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，为了便于描述此处将各电池单体对应上述实际充电结束时刻的模拟电压记为第二电压。由于目标电池组的容量不变，而用于充电的恒流电流发生变化后，其对应的充电时间也会发生变化，例如变换后的恒流减小，则对应的充电时间会变长，若以上述恒流电流充电的结束时刻为第10000秒，目标电池组容量不变，则变换后的恒流电流充电的结束时刻为第15000秒。在一实施例中，可通过每个电池单体各时刻的实际电压、实际充电时间、充电的恒流电流、电池组容量以及变换后的恒流电流，计算得到该电池单体变换后的模拟充电时间以及模拟充电阶段各时刻的模拟电压。在另一实施例中，依据实际充电时间以及各时刻的实际电压得到电池单体在进行充电时的电压与充电时间的关系曲线图(如图3中的实线曲线)，在图3中，横轴表示充电时间，纵轴表示单体电池在充电各时刻的电压，由此可明显得出该电池单体在恒流电流充电下，其电压随时间发生变化，且在接近结束时刻以及结束时刻的电压变化较大；当根据变换后的电流以及电池组容量计算模拟充电时间后，将实际电压曲线(图3中的实线曲线)按模拟充电时间在横轴方向伸缩得到模拟电压曲线(图3中的虚线曲线)，即可得到单体电池各时刻的模拟电压。

值得注意的是，电池充电时，其外电压公式为：U_charge＝U_ocv+IR+U_p；其中U_charge为检测到的外电压，U_ocv为开路电压，U_p为极化电压，I为充电电流，R为内阻。根据以上公式可得，受电流影响的外电压变化主要表现在欧姆内阻与电池极化部分，故在一定电流基准上，小范围变动电流大小对外电压的影响较小，基本可忽略不计；且正常运行的电池组内电池单体各项参数(如：欧姆内阻和极化参数)呈现近似正态分布。因此对于同组电池充电时数据(如恒流过程)，在一个基准电流下对某一单体增减电流后电压曲线的变化，实际上等同于对该电池在基准电流下充电得到的电压曲线做横向的拉伸或压缩。

如上述步骤S4-S6所述，依次判断各电池单体的第二电压与基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值，该预设阀值可根据实际情况设定，例如当选取的基准电池为在结束时刻电压最小的电池单体时，预设阀值可设定为0.002v，当选取的基准电池不为在结束时刻电压最小的电池单体时，如处于电压最小与最大之间的中间值时，由于各电池单体均需要与基准电池作对比，故为了使电压最大与电压最小的电池单体之间的差异在设定范围内，上述预设阀值可设定为0.001v。若上述差值小于预设阀值，则说明满足了计算电池单体容量以及基准电池容量的条件，然后依据上述变换后的恒流电流以及上述充电时间计算出该电池单体的容量，以及依据上述恒流电流以及充电时间计算出基准电池的容量。然后计算上述两者的差值，即得到电池单体与基准电池的容量差，将各电池单体重复上述步骤，得到各个电池单体与基准电池的容量差，由于均是以基准电池作为基准去对比，故依据每个电池单体对应的容量差便可分析出各个电池单体之间的差异，从而为分析目标电池组容量一致性提供数据支撑。

这样通过选取一个基准电池，并根据变换充电的恒流电流得到目标电池组中各电池单体的模拟电压，然后与该基准电池的实际电压进行对比，在模拟电压与实际电压小于预设阀值时，即可依据对应的电流以及时间计算得到两者容量，从而得到两者的容量差；也即计算出电池单体与基准电池的在相同的充电时间以及趋向于接近的充电电压情况下的容量，由于充电的恒流电流不一样，其对应的容量也有差别，此时两者的容量差也即该电池单体与基准电池之间的容量差异，依次将各个电池单体与基准电池计算出容量差，也即可以对比各个电池单体之间的容量差异。该方法方便省事且准确，只需对目标电池组进行一次充电，无需拆卸检测，即可得到目标电池组各电池单体的容量差。

进一步地，步骤S4之后，包括：

步骤S7：若否，则重新按所述预设规则变换所述恒流电流，并再次计算除却所述基准电池外的各所述电池单体，在重新变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，以得到对应的所述第二电压，并再次判断所述第二电压与所述第一电压的差值是否小于所述预设阀值，如此迭代变换所述恒流电流，直到判定所述差值小于预设阀值。

本实施例中，若判定电池单体的第二电压与基准电池的第一电压的差值不小于预设阀值，即说明不满足计算电池单体与基准电池容量的条件，这时返回执行步骤S3，即重新按预设规则再次变换恒流电流，并获取对相应的第二电压，然后再将各电池单体的第二电压与基准电池第一电压计算差值，并判断差值是否小于预设阀值，若差值不小于预设阀值，则重新返回步骤S3，如此迭代重复，直至上述差值小于预设阀值，再进入步骤S5-S6。

在一个实施例中，上述按预设规则变换恒流电流的步骤，包括：

步骤S31：获取所述电池单体的目标电压，并依据所述第一电压以及所述目标电压确定所述恒流电流的变化量，其中，当所述恒流电流为第一次进行变换时，所述目标电压为所述电池单体在所述充满电结束时刻的实际电压，当所述恒流电流不为第一次进行变换时，所述目标电压为所述第二电压；

步骤S32：依据所述变化量更改所述恒流电流，以得到变换后的恒流电流。

如上述步骤S31-S32所述，通过各电池单体的目标电压与基准电池的第一电压来确定恒流电流进行变换的变化量，其中，当上述恒流电流为第一次进行变换时，目标电压为电池单体在充满电结束时刻的实际电压，当恒流电流不为第一次进行变换时，目标电压为上次获得的第二电压，需知在不满足计算容量条件时，需要进行变换恒流电流，迭代重复上述步骤，而在第一次进行变换恒流电流时，还没有进入迭代重复环节，这时可先依据目标数据中的实际电压与基准电池的第一电压确定上述变化量，例如将上述实际电压与第一电压通过预设公式计算得到变化量，然后将恒流电流增加或者减小该变化量，得到变换后的恒流电流。当上述恒流电流不是第一次进行变换，即已经进入迭代环节，已经获得了前一次的模拟电压，也即获得了各电池单体在上述结束时刻的第二电压，这时可直接依据第一电压与第二电压确定上述变化量，然后再将恒流电流增加或者减小该变化量，得到变换后的恒流电流。例如上述变化量为d，变换后的恒流电流为I’，变换之前的恒流电流为I，则I’＝I-d。

在一个实施例中，上述步骤S31，包括：

步骤S311：依据所述第一电压以及所述目标电压计算得到第一值；

步骤S312：将所述第一值与预设的第二值进行比较，以选取所述第一值与所述第二值中数值最小的值作为所述恒流电流的变化量。

本实施例中，依据第一电压以及目标电压计算得到第一值，具体可通过预设的公式计算得到：

其中，d为第一值，V₁为第一电压，V₂为目标电压，N为指定的正整数，例如N为10，则

上述预设的第二值可根据实际情况设定，例如0.01，然后将第一值与第二值进行对比，选取其中数值较小的作为上述恒流电流的变化量，即变化量

值得注意的是，此处第二值设定为0.01，为了避免第一值d的数值过大，导致变换后的恒流电流变化过大，使得后续迭代次数过少，数据不准确，故在d大于0.01的情况下，以0.01作为变化量，在d小于0.01的情况下，以d作为变化量，从而使得迭代次数适当数据更精确。

在一个实施例中，上述步骤S5，包括：

步骤S51：依据所述变换后的恒流电流对目标时间段进行积分，得到所述电池单体的容量，以及依据所述恒流电流对所述目标时间段进行积分，得到所述基准电池的容量，其中，所述目标时间段为充电阶段中从充电起始时刻到结束时刻之间的时间段。

本实施例中，当第一电压与第二电压的差值小于预设阀值时，也即相当于两者数值接近，而上述目标时间段即为实际充电时间，也即充电阶段中从充电起始时刻到结束时刻之间的时间段，这时可分别计算电池单体与基准电池的容量，即依据变换后的恒流电流对目标时间段进行积分，得到电池单体的容量：

其中Q_i为第i个电池单体的容量，I'_i为第i个电池单体的变换后的恒流电流，t为目标时间段；以及依据恒流电流对目标时间段进行积分，得到基准电池的容量：

其中Q_S为基准电池的容量，I为上述恒流电流。

在一实施例中，可对上述获取电池组中各电池容量差的方法的准确性进行检测，首先分别对多个电池单体进行容量检测，得到各个电池单体的容量，并记录；然后将这些电池单体编号并串联形成一试验电池组，然后对该试验电池组进行充电，得到各个该试验电池组的目标数据，然后执行上述步骤S1-S6，得到试验电池组中各个电池单体与基准电池的容量差，然后根据还没串联成试验电池组时检测到的各个电池单体的实际容量与基准电池的实际容量计算得到实际容量差，将上述实际容量差与上述容量差进行对比，经对比两者误差小于±3％，证明上述获取电池组中各电池容量差的方法的准确性较高。

本申请还提出了一种获取电池组中各电池容量差的装置，用于执行上述获取电池组中各电池容量差异的方法，获取电池组中各电池容量差异的装置具体可通过软件或硬件的形式实现。参照图2，上述获取电池组中各电池容量差异的装置包括：

获取数据单元100，用于获取以预设的恒流电流对目标电池组进行充电的目标数据，所述目标电池组由多个电池单体组成，所述目标数据包括各所述电池单体在充满电结束时刻的实际电压；

选取电池单元200，用于依据所述目标数据从所述目标电池组中选取一电池单体作为基准电池，并将所述基准电池在充满电结束时刻的实际电压记为第一电压；

变换电流单元300，用于按预设规则变换所述恒流电流，并获取除却所述基准电池外的各所述电池单体，在以所述变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，并将对应所述充电阶段结束时刻的模拟电压记为第二电压；

判断电压单元400，用于判断各所述电池单体的第二电压与所述基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值；

计算容量单元500，用于判定所述差值小于预设阀值时，依据所述变换后的恒流电流计算得到所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量；

计算容差单元600，用于依据各所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量计算得到所述目标电池组的各所述电池单体的容量差。

如上述获取数据单元100所述，上述目标电池组由多个电池单体串联而成，每个电池单体型号规格一致，本实施例中，上述恒流电流为预设的恒流电流，可根据目标电池组的实际情况确定，首先以上述恒流电流对上述目标电池组进行充电，得到目标电池组在充满电后充电阶段的目标数据，该目标数据包括上述恒流电流、充电阶段中每个时刻的目标电池组电压以及各电池单体在充电时各时刻的实际电压。上述充电阶段各时刻包括目标电池组从充电起始时刻至目标电池组充满电量的结束时刻之间的所有时刻，该所有时刻汇合即为目标电池组的实际充电时间。另外，也可以直接对上述目标电池组进行充放电处理，然后获取充电阶段的数据，该数据即为上述目标数据。

在另一实施例中，分别对上述目标数据中各电池单体，在充电时各时刻的电压数据进行滑动平均滤波处理，使得每个电池单体在充电阶段的整个电压数据变得平滑，以便在后续以该电压数据作为基础进行迭代处理时更加方便。

如选取电池单元200所述，依据目标数据从目标电池组中选取一个电池单体作为基准电池，该基准电池用于在后续步骤中与各电池单体进行对比，并记录基准电池在充满电结束时刻的实际电压，为了便于描述此处记为第一电压，同时记录上述结束时刻。通常各电池单体以恒流电流进行充电时，由于充电的电流不变，在充电持续阶段，其对应的电压变化也较小，电压一般只有在结束时刻才会与其余时刻具有明显区别。故选取并记录基准电池在充电阶段结束时刻的实际电压。

在一个实施例中，由于以基准电池作为基准去与各电池单体进行对比，为使后续数据对比更方便，从目标电池组的各电池单体中，选取其中在充满电结束时刻电压最小或最大的电池单体，优选其中电压最小的电池单体作为基准电池。举例地，对目标电池组中的各电池单体编序号，在目标数据中，序号为10的电池单体电压在充电结束时刻第10000秒时的电压最低，则将10号电池单体记为基准电池，并将充电后第10000秒记为在上述恒流电流充电下的充电阶段结束时刻。

如上述变换电路单元300所述，按预设规则对上述恒流电流进行变换，例如将上述恒流电流减小一定电流量或增加一定电流量；然后获取除却所述基准电池外的各电池单体，在以变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，为了便于描述此处将各电池单体对应上述实际充电结束时刻的模拟电压记为第二电压。由于目标电池组的容量不变，而用于充电的恒流电流发生变化后，其对应的充电时间也会发生变化，例如变换后的恒流减小，则对应的充电时间会变长，若以上述恒流电流充电的结束时刻为第10000秒，目标电池组容量不变，则变换后的恒流电流充电的结束时刻为第15000秒。在一实施例中，可通过每个电池单体各时刻的实际电压、实际充电时间、充电的恒流电流、电池组容量以及变换后的恒流电流，计算得到该电池单体变换后的模拟充电时间以及模拟充电阶段各时刻的模拟电压。在另一实施例中，依据实际充电时间以及各时刻的实际电压得到电池单体在进行充电时的电压与充电时间的关系曲线图(如图3中的实线曲线)，在图3中，横轴表示充电时间，纵轴表示单体电池在充电各时刻的电压，由此可明显得出该电池单体在恒流电流充电下，其电压随时间发生变化，且在接近结束时刻以及结束时刻的电压变化较大；当根据变换后的电流以及电池组容量计算模拟充电时间后，将实际电压曲线(图3中的实线曲线)按模拟充电时间在横轴方向伸缩得到模拟电压曲线(图3中的虚线曲线)，即可得到单体电池各时刻的模拟电压。

值得注意的是，电池充电时，其外电压公式为：U_charge＝U_ocv+IR+U_p；其中U_charge为检测到的外电压，U_ocv为开路电压，U_p为极化电压，I为充电电流，R为内阻。根据以上公式可得，受电流影响的外电压变化主要表现在欧姆内阻与电池极化部分，故在一定电流基准上，小范围变动电流大小对外电压的影响较小，基本可忽略不计；且正常运行的电池组内电池单体各项参数(如：欧姆内阻和极化参数)呈现近似正态分布。因此对于同组电池充电时数据(如恒流过程)，在一个基准电流下对某一单体增减电流后电压曲线的变化，实际上等同于对该电池在基准电流下充电得到的电压曲线做横向的拉伸或压缩。

如上述判断电压单元400、计算容量单元500以及计算容差单元600所述，依次判断各电池单体的第二电压与基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值，该预设阀值可根据实际情况设定，例如当选取的基准电池为在结束时刻电压最小的电池单体时，预设阀值可设定为0.002v，当选取的基准电池不为在结束时刻电压最小的电池单体时，如处于电压最小与最大之间的中间值时，由于各电池单体均需要与基准电池作对比，故为了使电压最大与电压最小的电池单体之间的差异在设定范围内，上述预设阀值可设定为0.001v。若上述差值小于预设阀值，则说明满足了计算电池单体容量以及基准电池容量的条件，然后依据上述变换后的恒流电流以及上述充电时间计算出该电池单体的容量，以及依据上述恒流电流以及充电时间计算出基准电池的容量。然后计算上述两者的差值，即得到电池单体与基准电池的容量差，将各电池单体重复上述步骤，得到各个电池单体与基准电池的容量差，由于均是以基准电池作为基准去对比，故依据每个电池单体对应的容量差便可分析出各个电池单体之间的差异，从而为分析目标电池组容量一致性提供数据支撑。

这样通过选取一个基准电池，并根据变换充电的恒流电流得到目标电池组中各电池单体的模拟电压，然后与该基准电池的实际电压进行对比，在模拟电压与实际电压小于预设阀值时，即可依据对应的电流以及时间计算得到两者容量，从而得到两者的容量差；也即计算出电池单体与基准电池的在相同的充电时间以及趋向于接近的充电电压情况下的容量，由于充电的恒流电流不一样，其对应的容量也有差别，此时两者的容量差也即该电池单体与基准电池之间的容量差异，依次将各个电池单体与基准电池计算出容量差，也即可以对比各个电池单体之间的容量差异。该方法方便省事且准确，只需对目标电池组进行一次充电，无需拆卸检测，即可得到目标电池组各电池单体的容量差。

进一步地，上述获取电池组中各电池容量差异的装置包括：

迭代单元，用于判定差值是不小于预设阀值时，重新按所述预设规则变换所述恒流电流，并再次计算除却所述基准电池外的各所述电池单体，在重新变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，以得到对应的所述第二电压，并再次判断所述第二电压与所述第一电压的差值是否小于所述预设阀值，如此迭代变换所述恒流电流，直到判定所述差值小于预设阀值。

本实施例中，若判定电池单体的第二电压与基准电池的第一电压的差值不小于预设阀值，即说明不满足计算电池单体与基准电池容量的条件，这时返回执行变换电路单元300，即重新按预设规则再次变换恒流电流，并获取对相应的第二电压，然后再将各电池单体的第二电压与基准电池第一电压计算差值，并判断差值是否小于预设阀值，若差值不小于预设阀值，则重新返回步骤S3，如此迭代重复，直至上述差值小于预设阀值，再进入计算容量单元500以及计算容差单元600。

在一个实施例中，上述变换电路单元300，包括：

获取电压子单元，用于获取所述电池单体的目标电压，并依据所述第一电压以及所述目标电压确定所述恒流电流的变化量，其中，当所述恒流电流为第一次进行变换时，所述目标电压为所述电池单体在所述充满电结束时刻的实际电压，当所述恒流电流不为第一次进行变换时，所述目标电压为所述第二电压；

更改电流子单元，用于依据所述变化量更改所述恒流电流，以得到变换后的恒流电流。

本实施例中，通过各电池单体的目标电压与基准电池的第一电压来确定恒流电流进行变换的变化量，其中，当上述恒流电流为第一次进行变换时，目标电压为电池单体在充满电结束时刻的实际电压，当恒流电流不为第一次进行变换时，目标电压为上次获得的第二电压，需知在不满足计算容量条件时，需要进行变换恒流电流，迭代重复上述步骤，而在第一次进行变换恒流电流时，还没有进入迭代重复环节，这时可先依据目标数据中的实际电压与基准电池的第一电压确定上述变化量，例如将上述实际电压与第一电压通过预设公式计算得到变化量，然后将恒流电流增加或者减小该变化量，得到变换后的恒流电流。当上述恒流电流不是第一次进行变换，即已经进入迭代环节，已经获得了前一次的模拟电压，也即获得了各电池单体在上述结束时刻的第二电压，这时可直接依据第一电压与第二电压确定上述变化量，然后再将恒流电流增加或者减小该变化量，得到变换后的恒流电流。例如上述变化量为d，变换后的恒流电流为I’，变换之前的恒流电流为I，则I’＝I-d。

在一个实施例中，上述获取电压子单元，包括：

计算数值模块，用于依据所述第一电压以及所述目标电压计算得到第一值；

比较数值模块，用于将所述第一值与预设的第二值进行比较，以选取所述第一值与所述第二值中数值最小的值作为所述恒流电流的变化量。

本实施例中，依据第一电压以及目标电压计算得到第一值，具体可通过预设的公式计算得到：

其中，d为第一值，V₁为第一电压，V₂为目标电压，N为指定的正整数，例如N为10，则

上述预设的第二值可根据实际情况设定，例如0.01，然后将第一值与第二值进行对比，选取其中数值较小的作为上述恒流电流的变化量，即变化量

值得注意的是，此处第二值设定为0.01，为了避免第一值d的数值过大，导致变换后的恒流电流变化过大，使得后续迭代次数过少，数据不准确，故在d大于0.01的情况下，以0.01作为变化量，在d小于0.01的情况下，以d作为变化量，从而使得迭代次数适当数据更精确。

在一个实施例中，上述计算容量单元500，包括：

积分子单元，用于依据所述变换后的恒流电流对目标时间段进行积分，得到所述电池单体的容量，以及依据所述恒流电流对所述目标时间段进行积分，得到所述基准电池的容量，其中，所述目标时间段为充电阶段中从充电起始时刻到结束时刻之间的时间段。

本实施例中，当第一电压与第二电压的差值小于预设阀值时，也即相当于两者数值接近，而上述目标时间段即为实际充电时间，也即充电阶段中从充电起始时刻到结束时刻之间的时间段，这时可分别计算电池单体与基准电池的容量，即依据变换后的恒流电流对目标时间段进行积分，得到电池单体的容量：

其中Q_i为第i个电池单体的容量，I'_i为第第i个电池单体的变换后的恒流电流，t为目标时间段；以及依据恒流电流对目标时间段进行积分，得到基准电池的容量：

其中Q_S为基准电池的容量，I为上述恒流电流。

本申请还提供了一种计算机可读的存储介质，存储介质中存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行以上实施例所描述的获取电池组中各电池容量差的方法。

本申请还提供了一种包含指令的计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以上实施例所描述的获取电池组中各电池容量差的方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种获取电池组中各电池容量差的方法，其特征在于，包括：

获取以预设的恒流电流对目标电池组进行充电的目标数据，所述目标电池组由多个电池单体组成，所述目标数据包括各所述电池单体在充满电结束时刻的实际电压；

依据所述目标数据从所述目标电池组中选取一电池单体作为基准电池，并将所述基准电池在充满电结束时刻的实际电压记为第一电压；

按预设规则变换所述恒流电流，并获取除却所述基准电池外的各所述电池单体，在以所述变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，并将对应充电阶段结束时刻的模拟电压记为第二电压；所述预设规则为将所述恒流电流增加或减小预设电流量；

判断各所述电池单体的第二电压与所述基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值；

若是，则依据所述变换后的恒流电流计算得到所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量；

依据各所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量计算得到所述目标电池组的各所述电池单体的容量差。

2.如权利要求1所述的获取电池组中各电池容量差的方法，其特征在于，所述判断所述电池单体的第二电压与所述基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值的步骤之后，包括：

若否，则重新按所述预设规则变换所述恒流电流，并再次计算除却所述基准电池外的各所述电池单体，在重新变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，以得到对应的所述第二电压，并再次判断所述第二电压与所述第一电压的差值是否小于所述预设阀值，如此迭代变换所述恒流电流，直到判定所述差值小于预设阀值。

3.如权利要求2所述的获取电池组中各电池容量差的方法，其特征在于，所述按预设规则变换所述恒流电流的步骤，包括：

获取所述电池单体的目标电压，并依据所述第一电压以及所述目标电压确定所述恒流电流的变化量，其中，当所述恒流电流为第一次进行变换时，所述目标电压为所述电池单体在所述充满电结束时刻的实际电压，当所述恒流电流不为第一次进行变换时，所述目标电压为所述第二电压；

依据所述变化量更改所述恒流电流，以得到变换后的恒流电流。

4.如权利要求3所述的获取电池组中各电池容量差的方法，其特征在于，所述依据所述第一电压以及目标电压确定所述恒流电流的变化量的步骤，包括：

依据所述第一电压以及所述目标电压计算得到第一值；

将所述第一值与预设的第二值进行比较，以选取所述第一值与所述第二值中数值最小的值作为所述恒流电流的变化量。

5.如权利要求4所述的获取电池组中各电池容量差的方法，其特征在于，所述依据所述第一电压以及目标电压计算得到第一值的步骤，包括：

通过以下公式计算得到所述第一值：

其中，d为所述第一值，V₁为所述第一电压，V₂为所述目标电压，N为指定的正整数。

6.如权利要求1所述的获取电池组中各电池容量差的方法，其特征在于，所述依据所述变换后的恒流电流计算得到所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量的步骤，包括：

依据所述变换后的恒流电流对目标时间段进行积分，得到所述电池单体的容量，以及依据所述恒流电流对所述目标时间段进行积分，得到所述基准电池的容量，其中，所述目标时间段为充电阶段中从充电起始时刻到结束时刻之间的时间段。

7.如权利要求1所述的获取电池组中各电池容量差的方法，其特征在于，所述基准电池为各所述电池单体在充满电结束时刻中电压最小或最大的电池单体。

8.一种获取电池组中各电池容量差的装置，其特征在于，包括：

获取数据单元，用于获取以预设的恒流电流对目标电池组进行充电的目标数据，所述目标电池组由多个电池单体组成，所述目标数据包括各所述电池单体在充满电结束时刻的实际电压；

选取电池单元，用于依据所述目标数据从所述目标电池组中选取一电池单体作为基准电池，并将所述基准电池在充满电结束时刻的实际电压记为第一电压；

变换电路单元，用于按预设规则变换所述恒流电流，并获取除却所述基准电池外的各所述电池单体，在以所述变换后的恒流电流进行充电下各时刻的模拟电压，并将对应充电阶段结束时刻的模拟电压记为第二电压；所述预设规则为将所述恒流电流增加或减小预设电流量；

判断电压单元，用于判断各所述电池单体的第二电压与所述基准电池的第一电压的差值是否小于预设阀值；

计算容量单元，用于判定所述差值小于预设阀值时，依据所述变换后的恒流电流计算得到所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量；

计算容差单元，用于依据各所述电池单体的容量以及所述基准电池的容量计算得到所述目标电池组的各所述电池单体的容量差。

9.一种存储介质，其特征在于，其为计算机可读的存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1～7任一项所述的获取电池组中各电池容量差的方法。

10.一种计算机设备，其特征在于，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7任一项所述的获取电池组中各电池容量差异的方法。

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