CN112240952A

CN112240952A - 功率测试方法、系统、计算机设备和存储介质

Info

Publication number: CN112240952A
Application number: CN201911014598.9A
Authority: CN
Inventors: 刘国刚; 原诚寅
Original assignee: Beijing New Energy Vehicle Technology Innovation Center Co Ltd
Current assignee: Beijing New Energy Vehicle Technology Innovation Center Co Ltd
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-01-19

Abstract

本申请涉及一种功率测试方法、系统、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵；以所述放电功率矩阵作为所述电池系统在下次放电过程中的边界条件，并获取所述电池系统在下次放电结束时的放电截止电压值；若所述放电截止电压值达到预设阈值，则返回执行所述获取电池系统在放电过程中的放电功率矩阵的步骤。采用本方法能够提高电池的充放电性能、可靠性以及延长寿命。

Description

功率测试方法、系统、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种功率测试方法、系统、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着电池技术的发展，电动车的保有量在逐年提升，早期的电动车电池已处于寿命末期，将逐渐进行淘汰和退役。但是，这些淘汰和退役的电池还具备储能和放电能力，还具备一定的梯次利用价值，可以在部分领域使用，例如各类储能电站等。

通常情况下，处于寿命终点的电动车电池经过千百次使用，电池内阻较大，放电性能较差。电池供应商的通常做法是将处于寿命终点的电池放电功率设定为初始能力的80％或者更低，在使用过程中，按照一定比例进行降低放电功率。或者，利用电池模型建立多维参数关系，以预测电池寿命。

然而，目前的方法，存在可靠性差或安全性低等问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高电池的充放电性能、可靠性以及延长寿命的功率测试方法、系统、计算机设备和存储介质。

一种功率测试方法，所述方法包括：

获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵；

以所述放电功率矩阵作为所述电池系统在下次放电过程中的边界条件，并获取所述电池系统在下次放电结束时的放电截止电压值；

若所述放电截止电压值达到预设阈值，则返回执行所述获取电池系统在放电过程中的放电功率矩阵的步骤。

在其中一个实施例中，所述获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵包括：

获取所述电池系统在初始放电过程中的最大放电电流值和电压值，直至所述电池系统中至少一个单体电池的电压值达到第一预设放电截止电压值；

将所述最大放电电流值和电压值输入放电功率矩阵模型，得到所述电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵。

在其中一个实施例中，所述获取所述电池系统在初始放电过程中的最大放电电流值包括：

获取所述电池系统在不同温度时所对应的荷电状态下的放电电流值，其中，所述放电电流值不超过初始最大电流值；

根据预设条件对所述放电电流值进行筛选，确定最大放电电流值。

在其中一个实施例中，所述根据预设条件对所述放电电流值进行筛选，确定最大放电电流值包括：

获取预设温度范围内的放电电流值；

选取所述电池系统温升不超过预设温升范围的放电电流值作为最大放电电流值，和/或，选取所述电池系统温升超过预设温升范围的放电电流值作为最大放电电流值，和/或，选取所述电池系统的放电截止电压达到第二预设放电截止电压值的放电电流值作为最大放电电流值。

一种功率测试系统，所述系统包括：

第一数据获取模块，用于获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵；

第二数据获取模块，用于以所述放电功率矩阵作为所述电池系统在下次放电过程中的边界条件，并获取所述电池系统在下次放电结束时的放电截止电压值；

执行模块，用于若所述放电截止电压值达到预设阈值，则返回执行所述获取电池系统在放电过程中的放电功率矩阵的步骤。

在其中一个实施例中，所述第一数据获取模块包括：

第三数据获取模块，用于获取所述电池系统在初始放电过程中的最大放电电流值和电压值，直至所述电池系统中至少一个单体电池的电压值达到第一预设放电截止电压值；

计算模块，用于将所述最大放电电流值和电压值输入放电功率矩阵模型，得到所述电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵。

在其中一个实施例中，所述第三数据获取模块包括：

第四数据获取模块，用于获取所述电池系统在不同温度时所对应的荷电状态下的放电电流值，其中，所述放电电流值不超过初始最大电流值；

数据筛选模块，用于根据预设条件对所述放电电流值进行筛选，确定最大放电电流值。

在其中一个实施例中，所述数据筛选模块包括：

第五数据获取模块，用于获取预设温度范围内的放电电流值；

数据选取模块，用于选取所述电池系统温升不超过预设温升范围的放电电流值作为最大放电电流值，和/或，选取所述电池系统温升超过预设温升范围的放电电流值作为最大放电电流值，和/或，选取所述电池系统的放电截止电压达到第二预设放电截止电压值的放电电流值作为最大放电电流值。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的方法的步骤。

上述功率测试方法、系统、计算机设备和存储介质，通过获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵，并以所述放电功率矩阵作为所述电池系统在下次放电过程中的边界条件，并获取所述电池系统在下次放电结束时的放电截止电压值，进而判断若所述放电截止电压值达到预设阈值，则返回执行所述获取电池系统在放电过程中的放电功率矩阵的步骤。基于上述方法可提高电池的充放电性能、可靠性以及延长寿命。

附图说明

图1为一个实施例中一种功率测试方法的应用环境图；

图2为一个实施例中一种功率测试方法的流程示意图；

图3为一个实施例中一种功率测试系统的结构框图；

图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

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。

本申请提供的功率测试方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104进行通信。终端102获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵，并将所述放电功率矩阵通过网络传输至服务器104。服务器104以所述放电功率矩阵作为所述电池系统在下次放电过程中的边界条件，并获取所述电池系统在下次放电结束时的放电截止电压值。进而判断若所述放电截止电压值达到预设阈值，则返回执行所述获取电池系统在放电过程中的放电功率矩阵的步骤。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种功率测试方法，以该方法应用于图1中的服务器104为例进行说明，包括以下步骤：

步骤S1：获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵；

步骤S2：以所述放电功率矩阵作为所述电池系统在下次放电过程中的边界条件，并获取所述电池系统在下次放电结束时的放电截止电压值；

步骤S3：若所述放电截止电压值达到预设阈值，则返回执行所述获取电池系统在放电过程中的放电功率矩阵的步骤。

在步骤S1-S3中，由于电池系统在放电过程中单体电池的电压不断下降，电池系统的功率也随放电时间的变化而变化。以锂离子电池为例，锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，整个电池的化学动力来自于它两个电极化学反应，锂离子电池的容量随着充放电次数的增加而衰减。

具体地，初始放电过程与下次放电过程的外部环境相同，如温度、SOC(荷电状态)、湿度等。例，电池系统在初始放电过程中，即随着时间以及外部环境的变化，可得到电池系统的放电功率矩阵A，相应地，电池系统在下次放电过程中也会得到放电功率矩阵B。由于初始放电过程中电池系统随着时间变化，每个时刻均存在对应的放电功率值，将每个时间对应的放电功率值P1作为电池系统下次放电对应时刻的放电功率P2的最大值，即P2小于等于P1。

在其中一个实施例中，所述步骤S1包括：

步骤S11：获取所述电池系统在初始放电过程中的最大放电电流值和电压值，直至所述电池系统中至少一个单体电池的电压值达到第一预设放电截止电压值；

步骤S12：将所述最大放电电流值和电压值输入放电功率矩阵模型，得到所述电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵。

在步骤S11-S12中，电池放电功率矩阵模型为：

Pmax＝Vocv×Imax (1)

其中，Pmax为电池系统放电功率，Vocv为电池系统电压值，Imax为电池系统的最大放电电流。

此外，只要电池系统中有一个单体电池的电压值达到第一预设放电截止电压值时，那么电池系统的就结束放电，即结束对放电功率的测量。其中，电压值在放电截止电压值和最大电压值之间。第一预设放电截止电压值根据需要进行调整，此处不作具体限定。

在其中一个实施例中，所述步骤S11包括：

步骤S111：获取所述电池系统在不同温度时所对应的荷电状态下的放电电流值，其中，所述放电电流值不超过初始最大电流值；

步骤S112：根据预设条件对所述放电电流值进行筛选，确定最大放电电流值。

在步骤S111-S112中，对电池系统在不同温度以及不同SOC条件下的放电测试，即可以获得电池系统不同温度对应的SOC条件下的放电电流值。为了获得更加精确的放电功率，需要对得到的多个放电电流值进行筛选，并将选取的多个电流值作为最大放大电流值，以确定放电功率。其中，放电电流值不超过电池供应商设定的初始最大电流值。预设条件根据具体情况进行调整，此处不作具体限定。

在其中一个实施例中，所述步骤S112包括：

步骤S1121：获取预设温度范围内的放电电流值；

步骤S1122：选取所述电池系统温升不超过预设温升范围的放电电流值作为最大放电电流值，和/或，选取所述电池系统温升超过预设温升范围的放电电流值作为最大放电电流值，和/或，选取所述电池系统的放电截止电压达到第二预设放电截止电压值的放电电流值作为最大放电电流值。

在步骤S1121-S1122中，以电池系统温度低于55℃时(下表1号区域)为例，对电池进行30s放电。当电池的温升不超过5℃或电池的温度超过60℃或放电截止电压达到放电截止电压Vmin1时的放电电流作为此条件下的最大放电电流Imax。其中，预设温升范围和第二预设放电截止电压值根据具体情况进行调整，不作具体限定。

为了保护电池，将放电截止电压Vmin1设定为电池供应商确定的放电截止电+0.2V。

表1电池系统在55℃以下对应不同SOC条件下的放电功率

对于温度值在25℃-55℃以及SOC条件为10％-20％的电池系统的放电功率值根据两点间的线性差值来计算。例，电池系统在25℃以及SOC条件为10％时的放电功率值为P02，电池系统在55℃以及SOC条件为20％时的放电功率值为P11，则电池系统在40℃以及SOC条件为15％时的放电功率为P99＝(P11-P02)/20％-10％。

上述功率测试方法，通过获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵，并以所述放电功率矩阵作为所述电池系统在下次放电过程中的边界条件，并获取所述电池系统在下次放电结束时的放电截止电压值，进而判断若所述放电截止电压值达到预设阈值，则返回执行所述获取电池系统在放电过程中的放电功率矩阵的步骤。基于上述方法可提高电池的充放电性能、可靠性以及延长寿命。使用本方法对电池放电功率进行测量，形成放电功率矩阵，限制放电功率，能够有效地避免过放现象发生。经过一段时间的充放电运行后，当电池系统状态达到重新进行防电功率测试的阈值时，进行再次测量，可以在整个使用过程中，避免过放现象发生，有利于电池系统寿命的延长。

应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种功率测试系统，包括：第一数据获取模块10、第二数据获取模块20和执行模块30，其中：

第一数据获取模块10，用于获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵；

第二数据获取模块20，用于以所述放电功率矩阵作为所述电池系统在下次放电过程中的边界条件，并获取所述电池系统在下次放电结束时的放电截止电压值；

执行模块30，用于若所述放电截止电压值达到预设阈值，则返回执行所述获取电池系统在放电过程中的放电功率矩阵的步骤。

在其中一个实施例中，所述第一数据获取模块10包括：

第三数据获取模块101，用于获取所述电池系统在初始放电过程中的最大放电电流值和电压值，直至所述电池系统中至少一个单体电池的电压值达到第一预设放电截止电压值；

计算模块102，用于将所述最大放电电流值和电压值输入放电功率矩阵模型，得到所述电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵。

在其中一个实施例中，所述第三数据获取模块101包括：

第四数据获取模块1011，用于获取所述电池系统在不同温度时所对应的荷电状态下的放电电流值，其中，所述放电电流值不超过初始最大电流值；

数据筛选模块1012，用于根据预设条件对所述放电电流值进行筛选，确定最大放电电流值。

在其中一个实施例中，所述数据筛选模块1012包括：

第五数据获取模块1012a，用于获取预设温度范围内的放电电流值；

数据选取模块1012b，用于选取所述电池系统温升不超过预设温升范围的放电电流值作为最大放电电流值，和/或，选取所述电池系统温升超过预设温升范围的放电电流值作为最大放电电流值，和/或，选取所述电池系统的放电截止电压达到第二预设放电截止电压值的放电电流值作为最大放电电流值。

关于一种功率测试装置的具体限定可以参见上文中对于一种功率测试方法的限定，在此不再赘述。上述一种功率测试中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储相关数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种功率测试方法。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵；

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵；

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，本申请所提供的各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)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、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发明专利范围的限制。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，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种功率测试方法，其特征在于，所述方法包括：

获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电池系统在初始放电过程中的放电功率矩阵包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述电池系统在初始放电过程中的最大放电电流值包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设条件对所述放电电流值进行筛选，确定最大放电电流值包括：

获取预设温度范围内的放电电流值；

5.一种功率测试系统，其特征在于，所述系统包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一数据获取模块包括：

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第三数据获取模块包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据筛选模块包括：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。

10.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的方法的步骤。