CN111665443A - 电池性能公式的拟合方法、装置、存储介质和计算机设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种电池性能公式的拟合方法、装置、存储介质和计算机设备。该方法包括：获取电池在第一温度范围内多个温度对应的实测性能数据；将多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数；根据所述拟合常数和所述Arrhenius公式，生成电池性能公式；根据所述电池性能公式对多个温度进行计算，生成每个温度对应的拟合数据；根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功，确定出所述电池性能公式合格。从而减少了实验数据检测量，提高电池管理系统的精度。

Description

电池性能公式的拟合方法、装置、存储介质和计算机设备
【技术领域】
本发明涉及汽车制造领域，尤其涉及一种电池性能公式的拟合方法、装置、存储介质和计算机设备。
【背景技术】
随着经济的发展，能源与环保问题越来越成为社会关注的热点问题。近年来，新能源汽车逐渐走入人们的视野，而车用锂离子电池是新能源汽车不可或缺的重要配件。
随着车用锂离子电池应用越来越广泛，如何提高电池管理系统的精度，以使锂离子电池在使用时可以更加安全、高效，成为困扰人们的问题之一。而提高电池管理系统的精度必须要掌握锂离子电池的主要技术参数，锂离子电池的主要技术参数包括电池的容量、功率、内阻、充放电电压等，而在对这些参数进行实际测量的过程中又存在着数据点采集有限、数据测试耗时等问题。从而导致实验数据检测量大，电池管理系统的精度低。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池性能公式的拟合方法、装置、存储介质和计算机设备，用以减少实验数据检测量，提高电池管理系统的精度。
一方面，本发明实施例提供了一种电池性能公式的拟合方法，包括：
获取电池在第一温度范围内多个温度对应的实测性能数据；
将多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数；
根据所述拟合常数和所述Arrhenius公式，生成电池性能公式；
根据所述电池性能公式对多个温度进行计算，生成每个温度对应的拟合数据；
根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功，确定出所述电池性能公式合格。
可选地，还包括：
若验证失败，获取电池在第二温度范围内多个温度对应的实测性能数据，并继续执行所述将多个温度以及多个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数的步骤。
可选地，所述实测性能数据包括功率、荷电状态、直流内阻或者交流内阻。
可选地，所述Arrhenius公式包括：k1＝A*exp(-Ea/RT)或者lnk1＝-Ea/RT+lnA，其中，k1为实测性能数据，A为指前因子，Ea为活化能，R为摩尔气体常量，T为温度。
可选地，所述根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，包括：
根据多个温度对应的实测性能数据和对应的拟合数据，计算出拟合度；
判断所述拟合度是否位于指定阈值范围内。可选地，所述温度的数量包括至少三个。
另一方面，本发明实施例提供了一种电池性能公式的拟合装置，包括：
获取模块，用于获取电池在第一温度范围内多个温度对应的实测性能数据；
拟合模块，用于将多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数；
生成模块，用于根据所述拟合常数和所述Arrhenius公式，生成电池性能公式；
计算模块，用于根据所述电池性能公式对多个温度进行计算，生成每个温度对应的拟合数据；
验证模块，用于根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证；
确定模块，用于若所述验证模块验证成功，确定出所述电池性能公式合格。
可选地，所述获取模块还用于若所述验证模块验证失败，获取电池在第二温度范围内多个温度对应的实测性能数据，并触发所述拟合模块继续执行所述将多个温度以及多个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数的步骤。
另一方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述电池性能公式的拟合方法。
另一方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指定的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行时实现上述电池性能公式的拟合方法的步骤。
本发明实施例提供的电池性能公式的拟合方法、装置、存储介质和计算机设备的技术方案中，将电池在第一温度范围内多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合得到Arrhenius公式中的拟合常数，根据拟合常数和Arrhenius公式生成电池性能公式，根据电池性能公式对多个温度进行计算生成每个温度对应的拟合数据，根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功时确定出电池性能公式合格，通过拟合出的电池性能公式可以得出大量拟合数据，得出的大量拟合数据可代替实测性能数据，实现对电池实测性能数据的估算，实现了将离散的实测性能数据连续化，从而减少了实验数据检测量，提高电池管理系统的精度。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种电池性能公式的拟合方法的流程图；
图2为本发明又一实施例提供的一种电池性能公式的拟合方法的流程图；
图3为本发明一实施例提供的一种电池性能公式的拟合装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种计算机设备的示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1为本发明实施例提供的一实施例提供的一种电池性能公式的拟合方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤101、获取电池在第一温度范围内多个温度对应的实测性能数据。
步骤102、将多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到阿伦尼乌斯公式(Arrhenius)公式中的拟合常数。
步骤103、根据拟合常数和所Arrhenius公式，生成电池性能公式。
步骤104、根据电池性能公式对多个温度进行计算，生成每个温度对应的拟合数据。
步骤105、根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功，确定出电池性能公式合格。
本实施例提供的电池性能公式的拟合方法中，将电池在第一温度范围内多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合得到Arrhenius公式中的拟合常数，根据拟合常数和Arrhenius公式生成电池性能公式，根据电池性能公式对多个温度进行计算生成每个温度对应的拟合数据，根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功时确定出电池性能公式合格，通过拟合出的电池性能公式可以得出大量拟合数据，得出的大量拟合数据可代替实测性能数据，实现对电池实测性能数据的估算，实现了将离散的实测性能数据连续化，从而减少了实验数据检测量，提高电池管理系统的精度。
图2为本发明又一实施例提供的一种电池性能公式的拟合方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
步骤201、获取电池在第一温度范围内多个温度对应的实测性能数据。
本发明实施例中各步骤可由计算机设备执行。
本发明实施例中，可设置预设温度范围并从预设温度范围中选取第一温度范围。
作为一种可选方案，预设温度范围包括-20℃至40℃；作为另一种可选方案，预设温度范围包括-10℃至55℃。
本发明实施例中，温度的数量包括至少三个，则本步骤中可获取电池在第一温度范围内的至少三个温度对应的实测性能数据。
本实施例中，例如：第一温度范围可包括20℃至40℃，则第一温度范围内的多个温度可包括25℃、30℃和38℃。
本实施例中，电池包括车用锂离子电池。
本发明实施例中，实测性能数据包括功率、荷电状态-开路电压(State ofCharge-open circuit voltage，SOC-OCV)、直流内阻(DC internal resistance，简称DCIR)或者交流内阻(AC internal resistance，简称ACIR)。例如：若实测性能数据包括功率时，预设温度范围-20℃至40℃；又例如：若实测性能数据包括直流内阻时，预设温度范围包括-10℃至55℃。
步骤202、将多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到Arrhenius公式中的拟合常数。
其中，Arrhenius公式包括k1＝A*exp(-Ea/RT)或者lnk1＝-Ea/RT+lnA，其中，k1为实测性能数据，A为指前因子，Ea为活化能，R为摩尔气体常量，T为温度。
具体地，将多个温度T和每个温度T对应的实测性能数据代入Arrhenius公式中，得到多个拟合公式；根据多个拟合公式，求解出Arrhenius公式中的拟合常数A、Ea和R。
步骤203、根据拟合常数和Arrhenius公式，生成电池性能公式。
具体地，将拟合常数代入Arrhenius公式中，得出电池性能公式。其中，电池性能公式可包括k＝A*exp(-Ea/RT)或者lnk＝-Ea/RT+lnA，其中，k为拟合数据，拟合常数A、Ea和R为已知参数。
步骤204、根据电池性能公式对多个温度进行计算，生成每个温度对应的拟合数据。
具体地，可将不同的温度T代入电池性能公式中，求解出每个温度T对应的拟合数据k。例如：可求解出25℃对应的拟合数据k、30℃对应的拟合数据k和38℃对应的拟合数据k。
步骤205、根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功，执行步骤206；若验证失败，执行步骤207。
本发明实施例中，可通过实验测量出多个温度对应的实测性能数据。
本实施例中，步骤205具体可包括：
步骤2051、根据多个温度对应的实测性能数据和对应的拟合数据，计算出拟合度；
其中，拟合度的计算公式为：R2＝[∑yi 2-∑(yi-Yi)2]/∑yi 2,其中yi为第i个温度对应的实测性能数据，Yi为第i个温度对应的拟合数据，R2为拟合度。其中，i为正整数。
步骤2052、判断拟合度是否位于指定阈值范围内。
作为一种可选方案，拟合度R2的指定阈值范围包括0.9800至0.9999。
若判断出拟合度位于指定阈值范围内时，表明拟合数据和实测性能数据差异较小，即：拟合数据与实测性能数据接近，则验证成功；若判断出拟合度不位于指定阈值范围内时，表明拟合数据和实测性能数据差异较大，验证失败。
步骤206、确定电池性能公式合格，流程结束。
本发明实施例中，若实测性能数据包括功率，则确定出功率的电池性能公式；若实测性能数据包括荷电状态-开路电压，则确定出荷电状态-开路电压的电池性能公式；若实测性能数据包括直流内阻，则确定出直流内阻的电池性能公式；若实测性能数据包括交流内阻，则确定出交流内阻的电池性能公式。
步骤207、获取电池在第二温度范围内多个温度对应的实测性能数据，并继续执行步骤202。
本发明实施例中，可从预设温度范围中选取第二温度范围。第二温度范围与第一温度范围不同。例如：第二温度范围可包括-20℃至0℃，则第二温度范围内的多个温度可包括-20℃、-10℃和-5℃。
本发明实施例中，温度的数量包括至少三个，则本步骤中可获取电池在第二温度范围内的至少三个温度对应的实测性能数据。
本实施例提供的电池性能公式的拟合方法中，将电池在第一温度范围内多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合得到Arrhenius公式中的拟合常数，根据拟合常数和Arrhenius公式生成电池性能公式，根据电池性能公式对多个温度进行计算生成每个温度对应的拟合数据，根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功时确定出电池性能公式合格，通过拟合出的电池性能公式可以得出大量拟合数据，得出的大量拟合数据可代替实测性能数据，实现对电池实测性能数据的估算，实现了将离散的实测性能数据连续化，从而减少了实验数据检测量，提高电池管理系统的精度。本发明实施例的方案易于实现，通过电池性能公式有利于实测性能数据的推测。
本发明一实施例提供了一种电池性能公式的拟合装置，装置应用于计算机设备，图3为本发明一实施例提供的一种电池性能公式的拟合装置电池性能公式的拟合的结构示意图，如图3所示，该装置包括：获取模块11、拟合模块12、生成模块13、计算模块14、验证模块15、确定模块16。
获取模块11用于获取电池在第一温度范围内多个温度对应的实测性能数据。拟合模块12用于将多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所Arrhenius公式中的拟合常数；生成模块13用于根据拟合常数和Arrhenius公式，生成电池性能公式。计算模块14用于根据电池性能公式对多个温度进行计算，生成每个温度对应的拟合数据。验证模块15用于根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证。确定模块16用于根据若验证模块15验证成功，确定出电池性能公式合格。
本发明实施例中，获取模块11还用于若验证模块验证失败，获取电池在第二温度范围内多个温度对应的实测性能数据，并触发拟合模块12继续执行将多个温度以及多个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到Arrhenius公式中的拟合常数的步骤。
本发明实施例中，验证模块15具体用于判断每个温度对应的实测性能数据和对应的拟合数据之间的拟合度是否位于指定阈值范围内。
本实施例提供的电池性能公式拟合装置可用于实现上述图1或图2中的电池性能公式的拟合方法，具体描述可参见上述电池性能公式的拟合方法的实施例，此处不再重复描述。
本发明实施例提供的技术方案中，将电池在第一温度范围内多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合得到Arrhenius公式中的拟合常数，根据拟合常数和Arrhenius公式生成电池性能公式，根据电池性能公式对多个温度进行计算生成每个温度对应的拟合数据，根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功时确定出电池性能公式合格，通过拟合出的电池性能公式可以得出大量拟合数据，得出的大量拟合数据可代替实测性能数据，实现对电池实测性能数据的估算，实现了将离散的实测性能数据连续化，从而减少了实验数据检测量，提高电池管理系统的精度。本发明实施例的方案易于实现，通过电池性能公式有利于实测性能数据的推测。
本发明实施例提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述电池性能公式的拟合方法的实施例的各步骤，具体描述可案件上述电池性能公式的拟合方法的实施例。
本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器用于存储包括程序指令的信息，处理器用于控制程序指令的执行，程序指令被处理器加载并执行时实现上述电池性能公式的拟合方法的实施例的各步骤，具体描述可案件上述电池性能公式的拟合方法的实施例。
图4为本发明实施例提供的一种计算机设备的示意图。如图4所示，该实施例的计算机设备20包括：处理器21、存储器22以及存储在存储22中并可在处理器21上运行的计算机程序23，该计算机程序23被处理器21执行时实现实施例中的应用于电池性能公式的拟合方法，为避免重复，此处不一一赘述。或者，该计算机程序被处理器21执行时实现实施例中应用于电池性能公式的拟合装置中各模型/单元的功能，为避免重复，此处不一一赘述。
计算机设备20包括，但不仅限于，处理器21、存储器22。本领域技术人员可以理解，5仅仅是计算机设备20的示例，并不构成对计算机设备20的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算机设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器21可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器22可以是计算机设备20的内部存储单元，例如计算机设备20的硬盘或内存。存储器22也可以是计算机设备20的外部存储设备，例如计算机设备20上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器22还可以既包括计算机设备20的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器22用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器22还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(Processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池性能公式的拟合方法，其特征在于，包括：
获取电池在第一温度范围内多个温度对应的实测性能数据；
将多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数；
根据所述拟合常数和所述Arrhenius公式，生成电池性能公式；
根据所述电池性能公式对多个温度进行计算，生成每个温度对应的拟合数据；
根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，若验证成功，确定出所述电池性能公式合格。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若验证失败，获取电池在第二温度范围内多个温度对应的实测性能数据，并继续执行所述将多个温度以及多个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实测性能数据包括功率、荷电状态、直流内阻或者交流内阻。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Arrhenius公式包括：k1＝A*exp(-Ea/RT)或者lnk1＝-Ea/RT+lnA，其中，k1为实测性能数据，A为指前因子，Ea为活化能，R为摩尔气体常量，T为温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证，包括：
根据多个温度对应的实测性能数据和对应的拟合数据，计算出拟合度；
判断所述拟合度是否位于指定阈值范围内。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述温度的数量包括至少三个。
7.一种电池性能公式的拟合装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取电池在第一温度范围内多个温度对应的实测性能数据；
拟合模块，用于将多个温度以及每个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数；
生成模块，用于根据所述拟合常数和所述Arrhenius公式，生成电池性能公式；
计算模块，用于根据所述电池性能公式对多个温度进行计算，生成每个温度对应的拟合数据；
验证模块，用于根据多个温度对应的实测性能数据对拟合数据进行验证；
确定模块，用于若所述验证模块验证成功，确定出所述电池性能公式合格。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块还用于若所述验证模块验证失败，获取电池在第二温度范围内多个温度对应的实测性能数据，并触发所述拟合模块继续执行所述将多个温度以及多个温度对应的实测性能数据，通过Arrhenius公式进行拟合，得到所述Arrhenius公式中的拟合常数的步骤。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述的电池性能公式的拟合方法。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指定的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行时实现权利要求1至6任意一项所述的电池性能公式的拟合方法的步骤。
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