CN112305433A - 电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质，涉及电池电力领域。该电池性能参数的估算方法包括：在第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段；在预设基准曲线中确定与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段；将第一目标曲线段对应的SOC区间确定为第一待标定曲线段的SOC区间；基于第一待标定曲线段的SOC区间估算电池的性能参数，性能参数包括当前SOC和/或当前电池容量。根据本发明实施例提供的电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质，能够准确的估算出电池性能参数。

Description

电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质
技术领域
本发明涉及电池电力领域，尤其涉及电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质。
背景技术
随着新能源的发展，越来越多的领域采用新能源作为动力。由于具有能量密度高、可循环充电、安全环保等优点，电池被广泛应用于新能源汽车、消费电子、储能系统等领域中。
为了能够比较有效、合理且安全的使用电池，需要在电池的使用过程中准确的计算电池的性能参数。因此，需要一种能够准确地计算出电池的性能参数的方案。
发明内容
本发明实施例提供的电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质，能够准确的估算出电池性能参数。
第一方面，本发明实施例提供了一种电池性能参数的估算方法，包括：在第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段，第一待标定曲线段表示在第一容量区间内的电池容量随电压的实际变化情况；在预设基准曲线中，确定与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，预设基准曲线表示在电池的输出电压范围内电池容量随电压的基准变化情况；将第一目标曲线段对应的SOC区间，确定为第一待标定曲线段的SOC区间；基于第一待标定曲线段的SOC区间估算电池的性能参数，性能参数包括当前SOC和/或当前电池容量。
第二方面，本发明实施例提供一种电池性能参数的估算装置，包括：第一曲线生成模块，用于在以第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段，第一待标定曲线段表示在第一容量区间内的电池容量随电压的实际变化情况；第一匹配模块，用于在预设基准曲线中确定与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，预设基准曲线表示在电池的输出电压范围内电池容量随电压的基准变化情况；第一SOC区间确定模块，用于将第一目标曲线段对应的SOC区间确定为第一待标定曲线段的SOC区间；第一性能参数估算模块，用于基于第一待标定曲线段的SOC区间估算电池的性能参数，性能参数包括当前SOC和/或当前电池容量。
第三方面，提供一种电池性能参数的估设备，包括：存储器，用于存储程序；
处理器，用于运行存储器中存储的程序，以执行第一方面或第一方面的任一可选的实施方式提供的电池性能参数的估算方法。
第四方面，提供一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面或第一方面的任一可选的实施方式提供的电池性能参数的估算方法。
根据本发明实施例中的电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质，可以通过调整电池容量的方式生成一段第一待标定曲线段，从基准曲线段中匹配出与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，并将第一目标曲线段的SOC区间作为第一待标定曲线段的SOC区间，再利用第一待标定曲线段的SOC区间估算电池的当前SOC、当前电池容量等参数。通过在基准曲线段中匹配出与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段的方式，能够准确的在预设基准曲线中找到第一待标定曲线段相对应的曲线段，进而能够准确的估算出电池性能参数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的第一种电池性能参数的估算方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的第二种电池性能参数的估算方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的第三种电池性能参数的估算方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的第四种电池性能参数的估算方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的第五种电池性能参数的估算方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的第六种电池性能参数的估算方法的流程示意图；
图7是本发明实施例提供的第七种电池性能参数的估算方法的流程示意图；
图8是本发明实施例提供的第七种电池性能参数的估算方法的流程示意图；
图9是本发明实施例提供的一种电池性能参数的估算装置的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的一种电池性能参数的估算设备的示例性硬件架构的结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例提供了一种电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质，适用于对电池的当前荷电状态(State Of Charge，SOC)、当前电池容量等电池性能参数进行估算的场景中。例如，可以用于在对电池进行充电时进行当前SOC、当前电池容量等电池性能参数进行估算的具体场景中。其中，本发明实施例中的电池可以是锂离子动力电池。
图1是本发明实施例提供的第一种电池性能参数的估算方法的流程示意图。其中，本发明实施例的各步骤的执行主体可以是电池管理系统(Battery Management System，BMS)。如图1所示，电池性能参数的估算方法100包括下述步骤S101至S104。
S101，在以第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段。其中，第一待标定曲线段表示在第一容量区间内的电池容量随电压的实际变化情况，即第一待定曲线端可以是以电压为横坐标，以电池容量为纵坐标的曲线段。具体地，由于电池的实时电容与实时输出电压存在一定的正相关关系，相应地，第一待标定曲线段可以是一条递增曲线。也就是说，电池的容量值越大，对应的电压值越大
首先，针对第一容量区间，第一容量区间是一个以第一容量值Q1和第四容量值Q4为两个端点的容量区间。若第一容量值Q1为起点，第四容量值Q4为终点，第一容量区间可以表示为[Q1,Q4]。若第四容量值Q4为起点，第一容量值Q1为终点，第一容量区间可以表示为[Q4,Q1]。在一些实施例中，相对电池的最大容量来说，第一容量区间是一个小区间。具体地，第一容量值Q1与第四容量值Q4的差值，即第一容量区间的大小可以根据电池的额定容量Q0或者电池的最大容量确定，其中，电池的额定容量Q0可以表示电池能够存储的最大电量。可选的，第一容量值Q1与第四容量值Q4的差值至少比电池的额定容量Q0小一个量级，例如，第一容量值Q1与第四容量值Q4的差值等于5％Q0。
其次，针对第一待标定曲线段的具体生成方式，在一个实施例中，在第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中，可以采集多对电压-电池容量观测数据，然后基于多对电压-电池容量观测数据拟合出第一待标定曲线段。示例性的，可以利用最小二乘法、线性内插法等方法拟合第一待标定曲线段。具体地，以线性内插法为例，若获取的任意两对电压-电池容量观测数据分别为(X1，Y1)，(X2，Y2)，在选取X3之后，根据线性拟合公式(X3-X1)/(X2-X1)＝(Y0-Y1)/(Y2-Y1)，可以线性求导出Y3；在知道Y3的基础上，根据上述线性拟合公式可以线性求导出X3。通过线性内插法得到足够多的电压-电池容量观测数据对之后，可以拟合得到第一待标定曲线段。
然后，针对电池容量的调整过程，可以包括恒流充电的子过程和/或恒流放电的子过程，可选的，恒流充电可以指小电流恒流充电，例如，恒流充电速率可以是0.04C。针对电池容量的调整过程的具体说明如下。
第一、在第一容量区间内进行电池容量调整过程中，可以仅将电池容量调至第三容量值Q4，则电池容量的调整过程可能为下述两种情况之一。
(1)、若第一容量值Q1为第一容量区间的起点值，电池容量的调整过程可以为从第一容量值Q1恒流充电至第四容量值Q4的充电子过程。相应地，在该充电子过程中生成的第一待标定曲线段是一条充电曲线。
(3)、若第一容量值Q1为第一容量区间的终点值，电池容量的调整过程可以为从第一容量值Q1恒流放电至第四容量值Q4的放电子过程。相应地，在符合第一种情况的容量调整过程中生成的第一待标定曲线段是一条放电曲线。
第二、在第一容量区间内进行电池容量的调整过程中，为了提高第一待标定曲线段的准确性，可以将电池容量先调至第四容量值Q4，然后再调回第一容量值Q1，从而生成一条第一充电曲线段和一条第一放电曲线段，再利用第一充电曲线段和第一放电曲线段做平均处理，生成一条充放电曲线段。
相应地，在一些实施例中，图2为本发明实施例提供的第二种电池性能参数的估算方法的流程示意图。如图2所示，S101可以包括S1011至S1013。
S1011，通过恒流充电或者恒流放电，将电池容量从第一容量值Q1调整至第一容量区间的另一端点值Q4，生成第一待处理曲线段。具体地，若第一容量值Q1为第一容量区间的起点值，则第一待处理曲线段可以是一条充电曲线段。若第一容量值Q1为第一容量区间的终点值，则第一待处理曲线段可以是一条放电曲线段。
S1012，通过恒流充电或者恒流放电，将电池容量从另一端点值Q4调整至第一容量值Q1，生成第二待处理曲线段。具体地，若第一容量值Q1为第一容量区间的起点值，则第二待处理曲线段可以是一条放电曲线段。若第一容量值Q1为第一容量区间的终点值，则第二待处理曲线段可以是一条充电曲线段。
S1013，对第一待处理曲线段和第二待处理曲线段作平均处理，得到第一待标定曲线段。具体地，平均处理可以是先分别在第一待处理曲线段和第二待处理曲线段确定N个点，其中，在第一待处理曲线段上的N个点与在第二待处理曲线段的N个点一一对应。然后再对第一待处理曲线段和第二待处理曲线段上N组相对应的点分别作平均处理，得到N个平均处理后的点，再利用平均处理后的N个点C1、……、CN拟合出第一待标定曲线段。例如，可以是第一待处理曲线段上的第i个点Ai(Xi，Yi)的横坐标与第二待处理曲线段的第i个点Bi(Xi，Zi)的横坐标相等。则平均处理后的点Ci的坐标为(Xi，(Yi+Zi)/2)。其中，i为小于等于N的任意整数。又例如，可以是第一待处理曲线段上的第i个点的纵坐标与第二待处理曲线段的第i个点Bi的纵坐标相等。
S102，在预设基准曲线中确定与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，预设基准曲线表示在电池的输出电压范围内电池容量随电压的基准变化情况。其中，电池的输出电压范围也可称为电池的电压窗口。
首先，对于预设基准曲线，预设基准曲线可以是预设的一条完成的容量-电压曲线。其中，预设基准曲线表示全容量范围内的电池容量随电压的基准变化情况。全容量范围表示从0至最大电池容量的容量范围。
具体地，预设基准曲线可以是在全容量范围内、通过恒流充电或者恒流放电调整电池容量的过程中生成的。其中，生成预设基准曲线的过程中采用的预设速度可以与生成第一待标定曲线段的过程中采用的预设速度相同，例如均为0.04C。
此外，预设基准曲线的具体类型可以是充电曲线、放电曲线或者充放电曲线。不同类型的预设基准曲线对应的第一待标定曲线段以及生成第一待标定曲线段的过程不同。下面分为三个实施例进行说明。
在一个实施例中，若预设基准曲线为充电曲线，则相应地，第一容量区间可以设置为一个以第一容量值Q1为起点值的容量曲线，且在生成第一待标定曲线段的过程中，需要以预设恒流充电的方式将电池容量调整至第四容量值Q4。
在另一个实施例中，若预设基准曲线为放电曲线，则相应地，第一容量区间可以设置为一个以第一容量值Q1为终点值的容量曲线，且在生成第一待标定曲线段的过程中，需要以预设恒流放电的方式将电池容量调整至第四容量值Q4。
在又一个实施例中，若预设基准曲线为充放电曲线，则相应地，则生成第一待标定曲线段的过程可以参见本发明上述实施例S1011至S1013的相关内容。
其次，针对S120的具体实施方式，在一些实施例中，由于预设基准曲线可以是一条比较长的曲线，例如，预设基准曲线对应的容量范围的长度为Q0，而S101获取的第一待标定曲线段是一条较短的曲线段，例如，第一待标定曲线段对应的第一容量区间的长度可以是5％Q0。相应地，在对第一待标定曲线段和预设基准曲线进行匹配时，可以先将预设基准曲线划分为多个小曲线段，再进行匹配。具体地，图3是本发明实施例提供的第三种电池性能参数的估算方法的流程示意图，图3所示，S102可以具体包括下述步骤S1021至S1025。
S1021，对第一待标定曲线段进行归一化处理，得到归一化处理后的第一待标定曲线段。
在S1021中，通过归一化处理可以将第一待标定曲线段上的各点的容量值映射到一个[0,1]的区间内。可选的，可以令映射得到的区间恰为[0,1]。示例性的，若第一待标定曲线段的对应的容量取值范围为[Q4,Q1]，则进行归一化处理后第一待标定曲线段的[0,1]，且归一化处理前后第一待标定曲线段对应的电压取值范围不变。也就是说，第一待标定曲线段上一点对应的电池容量值Qi变成了Qi/(Q1-Q4)+Q4(Q1-Q4)，但是第一待标定曲线段上各点对应的电压值均不发生改变。
在一些实施例中，为了提高准确率，可以第一待标定曲线段中截取一段曲线作为新的第一待标定曲线段，并对新的第一待标定曲线段进行归一化处理。例如，可以截取对应于第一容量区间的[20％，80％]的曲线段作为新的第一待标定曲线段。示例性的，若第一容量区间为[Q4,Q1]，则新的第一待标定曲线段对应的新的第一容量区间为[Q4+(Q1-Q4)×20％，Q1-(Q1-Q4)×20％]。
S1022，对预设基准曲线进行归一化处理，得到第一基准曲线，第一基准曲线段表示SOC随电压的基准变化情况。需要说明的是，对第一基准曲线进行归一化处理的具体实施方式可以与S1021中对第一待标定曲线段进行归一化处理的具体实施方式相同，在此不再赘述。示例性的，若预设基准曲线对应的容量取值范围为[0,Q0]，则对于预设基准曲线中任意一点的容量值Qi，归一化处理后，该点的纵坐标值变为了Qi/Q0。由于Qi/Q0恰为该点的SOC值，通过对预设基准曲线进行归一化处理，得到了以电压值为横坐标，以SOC为纵坐标的第一基准曲线。
S1023，在第一基准曲线上确定多个点，并在第一基准曲线上分别获取以多个点为起点的不同长度的多个第一基准曲线段。示例性的，若在第一基准曲线了确定了10个点，并在每个点截取5个不同长度的第一基准曲线段，则可以总共获取50个第一基准曲线段。具体地，为了便于对获取的第一基准曲线段进行计算处理，可以将获取的第一基准曲线段放置于曲线集合中。
在一个实施例中，S1023的具体实施方式包括下述两个步骤。
第一步骤，以第一基准曲线的起点开始，在第一基准曲线上每间隔预设SOC距离确定一个点。也就是说，在第一基准曲线上获取的多个点，在横坐标方向上是等间距的。示例性的，若第一个点M1第一基准曲线的起点的SOC的取值可以是a％，第i个点Mi的SOC的取值可以是a％+(i-1)b％。例如，若第一个点M1是第一基准曲线的起点，则a可以是0。若b的取值为5。则获取的多个点可以依次为M1(X1，0％)、M2(X2，5％)、……。
第二步骤，针对所确定的任意一点，在第一基准曲线上获取以任意一点为起点的多个第一基准曲线段。其中，以任意一点为起点的多个第一基准曲线段的长度为不同的预设长度。在一个实施例中，第i个点Mi为起点的多个第一基准曲线段的长度的取值范围可以在[2.5％，7.5％]之间。在纵坐标方向上，以第i个点Mi为起点的多个第一基准曲线段的长度可以构成一个等差数列，例如，多个长度的公差可以是0.5％，也就是说，以第i个点Mi为起点可以选取11个第一基准曲线段，第j个第一基准曲线段的长度分别为2.5％+(j-1)0.5％。j为不大于11的正整数。
S1024，对获取的多个第一基准曲线段进行归一化处理，使得归一化处理后的多个第一基准曲线段在纵坐标上的投影与归一化处理后的第一待标定曲线段在纵坐标上的投影相同。
其中，对第一基准曲线段进行归一化处理的方式与对第一待标定曲线段进行归一化处理的方式相同，在此不再赘述。示例性的，若第一基准曲线段对应的电池容量区间是[a,b]，则归一化处理后的电池容量区间为[0,1]。也就是对，对于基准曲线段上的任意一点的电容值k，将其转换为k/(b-a)-a(b-a)。
S1025，分别计算归一化处理后的第一待标定曲线段与归一化处理后的多个第一基准曲线段的偏差，并将与归一化处理后的第一待标定曲线段的偏差最小的归一化处理后的第一基准曲线段确定为第一目标曲线段。示例性的，若通过S1023获取了N个第一基准曲线段，则可以计算第一待标定曲线段分别与N个第一基准曲线段的偏差，Δδ1、……、ΔδN。其中，Δδi为第一待标定曲线段与第i个第一基准曲线段的偏差，i为不大于N的任意正整数。若Δδ1最小，则可以将第一个第一基准曲线段确定为第一目标曲线段。
具体地，在计算第一待标定曲线段与任意一条第一基准曲线段的偏差时，可以在第一待标定曲线段上选取L个点，并在第一基准曲线段上选取一一对应的L个点。示例性的，第一待标定曲线段上的第j个点的纵坐标与第一基准曲线段上第j个点的纵坐标相同，其中j为小于等于L的正整数。再根据相对应的点的差值确定两条曲线的差值。示例性的，第一待标定曲线段与第i个第一基准曲线段的偏差Δδi满足公式(1)：
Figure BDA0002431685600000101
其中，Δδi表示第一待标定曲线段与第i个第一基准曲线段的偏差，X0j表示第一待标定曲线段上第j个点的电压值，Xij表示第i个第一基准曲线段第j个点的电压值。
需要说明的是，本发明实施例S1021与S1022至S1024之间的执行先后次序不作限定。
S130，将第一目标曲线段对应的SOC区间确定为第一待标定曲线段的SOC区间。示例性的，第一目标曲线段对应的SOC区间是第一目标曲线段在归一化处理之前的第一基准曲线段的SOC区间。若第一目标曲线段的SOC区间为[SOCa，SOCb]，则第一待标定曲线段的SOC区间也为[SOCa，SOCb]。
S140，基于第一待标定曲线段的SOC区间估算电池的性能参数，性能参数包括当前SOC和/或当前电池容量。
根据本发明实施例中的电池性能参数的估算方法、装置、设备和介质，可以通过调整电池容量的方式生成一段第一待标定曲线段，从基准曲线段中匹配出与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，并将第一目标曲线段的SOC区间作为第一待标定曲线段的SOC区间，再利用第一待标定曲线段的SOC区间估算电池的当前SOC、当前电池容量等参数。通过在基准曲线段中匹配出与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段的方式，能够准确的在预设基准曲线中找到第一待标定曲线段相对应的曲线段，进而能够准确的估算出电池性能参数。
由于通过S140可以计算当前SOC和当前电池容量两种性能参数，本发明下述部分将分为两个实施例，分别对计算当前SOC时S140的具体实施方式和对计算当前电池容量时S140的具体实施方式展开具体的说明。
在一个实施例中，图4是本发明实施例提供的第四种电池性能参数的估算方法的流程示意图。如图4所示，在计算电池的当前SOC时，S140的具体实施方式可以包括S1041。
S1041，若第一电容值是第一容量区间的起点值，则将第一待标定曲线段的SOC区间的起点值作为电池的当前SOC。示例性的，若第一容量区间为[Q1,Q4]，第一目标曲线段的SOC区间为[SOCa，SOCb]，则电池的当前SOC为SOCa。
或者，若第一电容值是第一容量区间的终点值，将第一待标定曲线段的SOC区间的终点值作为电池的当前SOC。示例性的，若第一容量区间为[Q4,Q1]，第一目标曲线段的SOC区间为[SOCa，SOCb]，则电池的当前SOC为SOCb。
需要说明的是，若第一容量区间的长度相较于电池的标定容量Q0足够小，例如，第一容量区间的长度等于5％Q0，则可以不考虑第一容量值在第一容量区间的具体位置，可以在第一待标定曲线段的SOC区间上规定一个基准点，并将基准点的值作为当前SOC，示例性的，可以选取第一待标定曲线段的SOC区间的最小值作为当前SOC。
还需要说明的是，传统的SOC估算方法有：电荷累积法、开路电压法。
其中，电荷累积法主要存在两个问题。一是，对初始电荷值的依赖，由于初始值本身的误差无法校正，所以每次初始值的误差可能不断累积。二是，累积误差的问题，由于电流传感器的精度较差，且采样频率低，还会收到噪声信号的干扰，那么积分时的电流与真实电流可能有一定偏差，这会导致积累结果的误差。因此，本发明实施例提供的电池性能参数的估算方法相较于电荷累积法，能够提高SOC的计算精准度。
开路电压法主要有下述问题。一是，同一种材料如果来源于不同供应商或不同批次，其开路电压(open circuit voltage，OCV)曲线可能有一定差异，如果只用一条固定的OCV曲线，会影响SOC的计算精度。因此，本发明实施例提供的电池性能参数的估算方法相较于开路电压法，能够提高SOC的计算精准度。
在另一个实施例中，可以通过下述三种计算方法计算电池的当前电池容量。
第一种计算方法：图5是本发明实施例提供的第五种电池性能参数的估算方法的流程示意图，如图5所示，计算当前电池容量的方法可以具体实施为S1042。
S1042，若仅利用第一待标定曲线段计算当前电池容量，可以将第一容量区间的区间长度|Q1-Q4|与第一待标定曲线段的SOC区间[SOCa，SOCb]的区间长度|SOCa-SOCb|的比值作为电池的当前电池容量。
第二种计算方法：可以利用生成的第一待标定曲线段和第二待标定曲线段确定当前电池容量。相应地，图6是本发明实施例提供的第六种电池性能参数的估算方法的流程示意图，如图6所示，在计算当前电池容量之前，还包括生成第二待标定曲线段以及确定第二待标定曲线段的SOC区间的步骤S105至S107。
其中，S105，在第二容量值为端点值的第二容量区间内调整电池容量的过程中生成第二待标定曲线段，第二待标定曲线段表示在第二容量区间内的电池容量随电压的变化情况。
其中，S105的具体内容可参见S101的相关描述，在此不再赘述。可选的，第二容量值与第一容量值的差值要足够大，比如，两者之差可以大于30％Q0。示例性的，若第一容量值为95％Q0，则第二容量值可以选取区间可以是0～75％Q0。例如，为20％Q0或者60％Q0。
S106，在预设基准曲线中确定与第二待标定曲线段相匹配的第二目标曲线段。其中，S106的具体内容可参见S102的相关描述，在此不再赘述。
S107，将第二目标曲线段对应的SOC区间确定为第二待标定曲线段的SOC区间。其中，S107的具体内容可参见S103的相关描述，在此不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例对S101至S103与S105至S107之间的执行次序不作限定，可选的，可以同步执行，或者异步执行。例如，先执行S105至S107，再执行S101至S103。
相应地，通过S105至107获取了第二待标定曲线段的SOC区间之后，计算当前电池容量的方法可以具体实施为S1043至S1046。
S1043，在第一待标定曲线段的SOC区间内确定与第一容量值Q1对应的第一SOC。其中，S1043的具体实施方式可以参照S1041，在此不再赘述。
S1044，在第二待标定曲线段的SOC区间内确定与第二容量值Q2对应的第二SOC。其中，S1044的具体实施方式可以参照S1041，在此不再赘述。
S1045，计算第一容量值Q1和第二容量值Q2的容量差值Q1-Q2，并计算第一SOC与第二SOC的SOC差值SOC1-SOC2。
S1046，将容量差值与SOC差值的比值作为电池的当前电池容量。也就是说，当前电池容量Qc＝(Q1-Q2)/(SOC1-SOC2)。
第三种计算方法：为了进一步提高计算精度，在第二种方法的基础上可以延伸出了第三种计算方法。即除了第一待标定曲线段和第二待标定曲线段之外，还可以生成一条或多条待标定曲线段。其中，若共生成了N条待标定曲线段，对N条待标定曲线段进行两两组合，则共有
Figure BDA0002431685600000131
种组合方式，可以将每一种组合中的两条待标定曲线段称为一个曲线段对。若基于N条待标定曲线段确定M个曲线段对，并利用每个曲线段对计算一个当前电池容量，则可以将M个当前电池容量的平均值作为当前电池容量。示例性的，若共生成了三条待标定曲线段，则可以最多组成3个曲线段对，分别为第一待标定曲线段与第二待标定曲线段组成的曲选段对、第一待标定曲线段与第三待标定曲线段组成的曲选段对、第二待标定曲线段与第三待标定曲线段组成的曲选段对。
在一个实施例中，可以基于第一待标定曲线段、第二待标定曲线段和第三曲线段计算当前电池容量。图7是本发明实施例提供的第七种电池性能参数的估算方法的流程示意图，如图7所示，在计算当前电池容量之前，还包括生成第三待标定曲线段以及确定第三待标定曲线段的SOC区间的步骤S108至S110。
S108，在第三容量值为端点值的第三容量区间内调整电池容量的过程中生成第三待标定曲线段。其中，第三待标定曲线段表示在第三容量区间内的电池容量随电压的变化情况。
其中，S108的具体内容可参见S101的相关描述，在此不再赘述。可选的，第一容量值、第二容量值、第三容量值的取值要尽量分散在0至最大电池容量的范围内。可选的，第二容量值的容量范围第二容量值与第一容量值的差值要足够大，例如，第一容量值的取值范围可以是70％Q0～100Q0，第二容量值的取值范围可以是30％～70％Q0，第三容量值的取值范围可以是0％～40％Q0。例如，若第一容量值为95％Q0，则第二容量值可以选取为60％Q0、第三容量值可以选取为20％Q0。
S109，在预设基准曲线中确定与第三待标定曲线段相匹配的第三目标曲线段。其中，S109的具体内容可参见S102的相关描述，在此不再赘述。
S110，将第三目标曲线段对应的SOC区间确定为第三待标定曲线段的SOC区间。其中，S110的具体内容可参见S103的相关描述，在此不再赘述。
需要说明的是，本发明实施例对S101至S103、S105至S107、S108至S110三者之间的执行次序不作限定，可选的，可以同步执行，或者异步执行。例如，先执行S108至S110，再执行S105至S107，最后执行S101至S103。
相应地，通过S108至S110获取了第二待标定曲线段的SOC区间之后，计算当前电池容量的方法可以具体实施为S1043、S1044、S1047至S1049。
S1043，在第一待标定曲线段的SOC区间内确定与第一容量值对应的第一SOC。其中，S1043的具体实施方式可以参照S1041，在此不再赘述。
S1044，在第二待标定曲线段的SOC区间内确定与第二容量值对应的第二SOC。其中，S1044的具体实施方式可以参照S1041，在此不再赘述。
S1047，在第三待标定曲线段的SOC区间内确定与第三容量值对应的第三SOC。其中，S1047的具体实施方式可以参照S1041，在此不再赘述。
S1048，根据第一容量值与第一SOC、第二容量值与第二SOC、第三容量值与第三SOC三对第一待计算数据，确定多组第二待计算数据，每组第二待计算数据包括三对第一待计算数据中的任意两对。示例性的，若将第一容量值与第一SOC、第二容量值与第二SOC、第三容量值与第三SOC三对第一待计算数据两两组合，最多可得到三组第二待计算数据，分别为，由第一容量值与第一SOC、第二容量值与第二SOC组成的一组第二待计算数据，第一容量值与第一SOC、第三容量值与第三SOC组成的另一组第二待计算数据，和由第二容量值与第二SOC、第三容量值与第三SOC组成的又一组第二待计算数据。可选的，可以选择两组第二待计算数据。
S1049，对多组第二待计算数据的当前电池容量作平均处理，得到电池的当前电池容量。其中，每组第二待计算数据的当前电池容量为所包含的两对第一待计算数据的容量值的差值与所包含的两对第一待计算数据的SOC的差值的比值。
其中，每组第二待计算数据的当前电池容量的计算方法可参见S1042的具体内容，在此不再赘述。示例性的，可以利用由第一容量值与第一SOC、第二容量值与第二SOC组成的一组第二待计算数据计算一个当前电池容量Q1，再利用第一容量值与第一SOC、第三容量值与第三SOC组成的另一组第二待计算数据计算一个当前电池容量Q2。最后，将Q1和Q2的平均值作为当前电池容量Qc。
在一些实施例中，图8是本发明实施例提供的第七种电池性能参数的估算方法的流程示意图。如图8所示，在S101之前，电池性能参数的估算方法还包括S111。
S111，若电池的实时容量大于第一容量值，对电池恒流放电，直至电池的实时容量降至第一容量值。或者，若电池的实时容量小于第一容量值，对电池恒流充电，直至电池的实时容量升至第一容量值。
通过S111，可以将电池的实时容量调整至预设的第一容量值，便于后续的电池性能参数计算。可选的，S111中的恒流充放电速率与S101中的恒流充放电速率相同。
基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种电池性能参数的估算装置。图9是本发明实施例提供的一种电池性能参数的估算装置的结构示意图。如图9所示，电池性能参数的估算装置900，包括：第一曲线生成模块910、
第一曲线生成模块910，用于在以第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段，第一待标定曲线段表示在第一容量区间内的电池容量随电压的实际变化情况。
第一匹配模块920，用于在预设基准曲线中确定与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，预设基准曲线表示在电池的输出电压范围内电池容量随电压的基准变化情况。
第一SOC区间确定模块930，用于将第一目标曲线段对应的SOC区间确定为第一待标定曲线段的SOC区间。
第一性能参数估算模块940，用于基于第一待标定曲线段的SOC区间估算电池的性能参数，性能参数包括当前SOC和/或当前电池容量。
在一些实施例中，性能参数包括当前SOC。相应地，第一性能参数估算模块940，具体用于：若第一电容值是第一容量区间的起点值，将第一待标定曲线段的SOC区间的起点值作为电池的当前SOC。或者，若第一电容值是第一容量区间的终点值，将第一待标定曲线段的SOC区间的终点值作为电池的当前SOC。
在一些实施例中，性能参数包括当前电池容量。相应地，第一性能参数估算模块940，具体用于：将第一容量区间的区间长度与第一待标定曲线段的SOC区间的区间长度的比值作为电池的当前电池容量。
在一些实施例中，电池性能参数的估算装置900还包括第二曲线生成模块、第二匹配模块、第二SOC区间确定模块。
其中，第二曲线生成模块，用于在以第二容量值为端点值的第二容量区间内调整电池容量的过程中生成第二待标定曲线段。其中，第二待标定曲线段表示在第二容量区间内的电池容量随电压的变化情况。
第二匹配模块，用于在预设基准曲线中确定与第二待标定曲线段相匹配的第二目标曲线段。
第二SOC区间确定模块，用于将第二目标曲线段对应的SOC区间确定为第二待标定曲线段的SOC区间。
在一些实施例中，性能参数包括当前电池容量。相应地，第一性能参数估算模块940，具体用于执行以下步骤。
在第一待标定曲线段的SOC区间内确定与第一容量值对应的第一SOC。
以及，在第二待标定曲线段的SOC区间内确定与第二容量值对应的第二SOC。
以及，计算第一容量值与第二容量值的容量差值，并计算第一SOC与第二SOC的SOC差值。
以及，将容量差值与SOC差值的比值作为电池的当前电池容量。
在一些实施例中，电池性能参数的估算装置900还包括第三曲线生成模块、第三匹配模块、第三SOC区间确定模块。
其中，第三曲线生成模块，用于在以第三容量值为端点值的第三容量区间内调整电池容量的过程中生成第三待标定曲线段。其中，第三待标定曲线段表示在第三容量区间内的电池容量随电压的变化情况。
第三匹配模块，用于在预设基准曲线中确定与第三待标定曲线段相匹配的第三目标曲线段。
第三SOC区间确定模块，用于将第三目标曲线段对应的SOC区间确定为第三待标定曲线段的SOC区间。
在一些实施例中，性能参数包括当前电池容量。相应地，第一性能参数估算模块940，具体用于执行以下步骤。
在第一待标定曲线段的SOC区间内确定与第一容量值对应的第一SOC。
以及，在第二待标定曲线段的SOC区间内确定与第二容量值对应的第二SOC。
以及，在第三待标定曲线段的SOC区间内确定与第三容量值对应的第三SOC。
以及，根据第一容量值与第一SOC、第二容量值与第二SOC、第三容量值与第三SOC三对第一待计算数据，确定多组第二待计算数据，每组第二待计算数据包括三对第一待计算数据中的任意两对。
以及，对多组第二待计算数据的当前电池容量作平均处理，得到电池的当前电池容量，其中，每组第二待计算数据的当前电池容量为所包含的两对第一待计算数据的容量值的差值与所包含的两对第一待计算数据的SOC的差值的比值。
在一些实施例中，电池性能参数的估算装置900还包括调整模块。
其中，调整模块用于若电池的实时容量大于第一容量值，对电池恒流放电，直至电池的实时容量降至第一容量值；或者，用于若电池的实时容量小于第一容量值，对电池恒流充电，直至电池的实时容量升至第一容量值。
在一些实施例中，第一曲线生成模块910，具体用于执行以下步骤。
通过恒流充电或者恒流放电，将电池容量从第一容量值调整至第一容量区间的另一端点值，生成第一待处理曲线段。
以及，通过恒流充电或者恒流放电，将电池容量从另一端点值调整至第一容量值，生成第二待处理曲线段。
以及，对第一待处理曲线段和第二待处理曲线段作平均处理，得到第一待标定曲线段。
在一些实施例中，第一匹配模块920具体用于执行以下步骤。
对第一待标定曲线段进行归一化处理，得到归一化处理后的第一待标定曲线段。
以及，对预设基准曲线进行归一化处理，得到第一基准曲线，第一基准曲线段表示SOC随电压的基准变化情况。
以及，在第一基准曲线上确定多个点，并在第一基准曲线上分别获取以多个点为起点的不同长度的多个第一基准曲线段。
以及，对获取的多个第一基准曲线段进行归一化处理，使得归一化处理后的多个第一基准曲线段在纵坐标上的投影与归一化处理后的第一待标定曲线段在纵坐标上的投影相同。
以及，分别计算归一化处理后的第一待标定曲线段与归一化处理后的多个第一基准曲线段的偏差，并将与归一化处理后的第一待标定曲线段的偏差最小的归一化处理后的第一基准曲线段确定为第一目标曲线段。
在一些实施例中，第一匹配模块920，具体用于：
以第一基准曲线的起点开始，在第一基准曲线上每间隔预设SOC距离确定一个点。
针对所确定的任意一点，在第一基准曲线上获取以任意一点为起点的多个第一基准曲线段，其中，以任意一点为起点的多个第一基准曲线段的长度为不同的预设长度。
在一些实施例中，归一化处理后的第一待标定曲线段的容量区间为[0,1]。
根据本发明实施例中的电池性能参数的估算装置，可以通过调整电池容量的方式生成一段第一待标定曲线段，从基准曲线段中匹配出与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，并将第一目标曲线段的SOC区间作为第一待标定曲线段的SOC区间，再利用第一待标定曲线段的SOC区间估算电池的当前SOC、当前电池容量等参数。通过在基准曲线段中匹配出与第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段的方式，能够准确的在预设基准曲线中找到第一待标定曲线段相对应的曲线段，进而能够准确的估算出电池性能参数。
根据本发明实施例的电池性能参数的估算装置的其他细节与以上结合图1至图8描述的根据本发明实施例的电池性能参数的估算方法类似，在此不再赘述。
图10是本发明实施例提供的一种电池性能参数的估算设备的示例性硬件架构的结构图。
如图10所示，电池性能参数的估算设备1000包括输入设备1001、输入接口1002、中央处理器1003、存储器1004、输出接口1005、以及输出设备1006。其中，输入接口1002、中央处理器1003、存储器1004、以及输出接口1005通过总线1010相互连接，输入设备1001和输出设备1006分别通过输入接口1002和输出接口1005与总线1010连接，进而与电池性能参数的估算设备1000的其他组件连接。
具体地，输入设备1001接收来自外部的输入信息，并通过输入接口1002将输入信息传送到中央处理器1003；中央处理器1003基于存储器1004中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器1004中，然后通过输出接口1005将输出信息传送到输出设备1006；输出设备1006将输出信息输出到电池性能参数的估算设备1000的外部供用户使用。
也就是说，图10所示的电池性能参数的估算设备也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1至图8描述的电池性能参数的估算方法。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现本发明实施例的电池性能参数的估算方法。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
以上，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块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。

Claims (15)

1.一种电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述方法包括：
在第一容量值为端点值的第一容量区间内，调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段，所述第一待标定曲线段表示在所述第一容量区间内的电池容量随电压的实际变化情况；
在预设基准曲线中，确定与所述第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，所述预设基准曲线表示在电池的输出电压范围内，电池容量随电压的基准变化情况；
将所述第一目标曲线段对应的荷电状态SOC区间，确定为第一待标定曲线段的SOC区间；
基于所述第一待标定曲线段的SOC区间估算所述电池的性能参数，所述性能参数包括当前SOC和/或当前电池容量。
2.根据权利要求1所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述性能参数包括所述当前SOC；
基于所述第一待标定曲线段的SOC区间估算所述电池的性能参数，包括：
若所述第一电容值是所述第一容量区间的起点值，将所述第一待标定曲线段的SOC区间的起点值作为所述电池的当前SOC；
或者，
若所述第一电容值是所述第一容量区间的终点值，将所述第一待标定曲线段的SOC区间的终点值作为所述电池的当前SOC。
3.根据权利要求1所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述性能参数包括所述当前电池容量，基于所述第一待标定曲线段的SOC区间估算所述电池的性能参数，包括：
将所述第一容量区间的区间长度与所述第一待标定曲线段的SOC区间的区间长度的比值，作为所述当前电池容量。
4.根据权利要求1所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第二容量值为端点值的第二容量区间内，调整电池容量过程中生成第二待标定曲线段，所述第二待标定曲线段表示在所述第二容量区间内的电池容量随电压的变化情况；
在所述预设基准曲线中，确定与所述第二待标定曲线段相匹配的第二目标曲线段；
将所述第二目标曲线段对应的SOC区间确定为所述第二待标定曲线段的SOC区间。
5.根据权利要求4所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述性能参数包括所述当前电池容量，所述基于所述第一待标定曲线段的SOC区间估算所述电池的性能参数，包括：
在所述第一待标定曲线段的SOC区间内，确定与所述第一容量值对应的第一SOC；
在所述第二待标定曲线段的SOC区间内，确定与所述第二容量值对应的第二SOC；
计算所述第一容量值与所述第二容量值的容量差值，并计算所述第一SOC与所述第二SOC的SOC差值；
将所述容量差值与所述SOC差值的比值，作为所述电池的当前电池容量。
6.根据权利要求4所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第三容量值为端点值的第三容量区间内，调整电池容量过程中生成第三待标定曲线段，所述第三待标定曲线段表示在所述第三容量区间内的电池容量随电压的变化情况；
在所述预设基准曲线中，确定与所述第三待标定曲线段相匹配的第三目标曲线段；
将所述第三目标曲线段对应的SOC区间确定为所述第三待标定曲线段的SOC区间。
7.根据权利要求5或6所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述性能参数包括所述当前电池容量，所述基于所述第一待标定曲线段的SOC区间估算所述电池的性能参数，包括：
在所述第三待标定曲线段的SOC区间内，确定与所述第三容量值对应的第三SOC；
根据第一容量值与第一SOC、第二容量值与第二SOC、第三容量值与第三SOC三对第一待计算数据，确定多组第二待计算数据，每组第二待计算数据包括所述三对第一待计算数据中的任意两对；
对所述多组第二待计算数据的当前电池容量作平均处理，得到所述电池的当前电池容量，其中，每组第二待计算数据的当前电池容量为所包含的两对第一待计算数据的容量值的差值与所包含的两对第一待计算数据的SOC的差值的比值。
8.根据权利要求1所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，在通过在以所述第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段之前，所述方法还包括：
若电池的实时容量大于所述第一容量值，对所述电池放电，直至所述电池的实时容量降至所述第一容量值；
或者，
若电池的实时容量小于所述第一容量值，对所述电池充电，直至所述电池的实时容量升至所述第一容量值。
9.根据权利要求1所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述在以所述第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段，包括：
通过恒流充电或者恒流放电，将所述电池容量从所述第一容量值调整至所述第一容量区间的另一端点值，生成第一待处理曲线段；
通过恒流充电或者恒流放电，将所述电池容量从所述另一端点值调整至所述第一容量值，生成第二待处理曲线段；
对所述第一待处理曲线段和所述第二待处理曲线段作平均处理，得到所述第一待标定曲线段。
10.根据权利要求1所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述在预设基准曲线中确定与所述第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，包括：
对所述第一待标定曲线段进行归一化处理，得到归一化处理后的第一待标定曲线段；
对所述预设基准曲线进行归一化处理，得到第一基准曲线，所述第一基准曲线段表示SOC随电压的基准变化情况；
在所述第一基准曲线上确定多个点，并在所述第一基准曲线上分别获取以所述多个点为起点的不同长度的多个第一基准曲线段；
对获取的所述多个第一基准曲线段进行归一化处理，使得归一化处理后的所述多个第一基准曲线段在纵坐标上的投影与所述归一化处理后的第一待标定曲线段在纵坐标上的投影相同；
分别计算所述归一化处理后的第一待标定曲线段与归一化处理后的所述多个第一基准曲线段的偏差，并将与所述归一化处理后的第一待标定曲线段的偏差最小的归一化处理后的第一基准曲线段确定为所述第一目标曲线段。
11.根据权利要求10所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，所述在所述第一基准曲线上确定多个点，并在所述第一基准曲线上分别获取以所述多个点为起点的不同长度的多个第一基准曲线段，包括：
以所述第一基准曲线的起点开始，在所述第一基准曲线上每间隔预设SOC距离确定一个点；
针对所确定的任意一点，在所述第一基准曲线上获取以所述任意一点为起点的多个第一基准曲线段，其中，以所述任意一点为起点的多个第一基准曲线段的长度为不同的预设长度。
12.根据权利要求10所述的电池性能参数的估算方法，其特征在于，归一化处理后的第一待标定曲线段的容量区间为[0,1]。
13.一种电池性能参数的估算装置，其特征在于，所述装置包括：
第一曲线生成模块，用于在第一容量值为端点值的第一容量区间内调整电池容量的过程中生成第一待标定曲线段，所述第一待标定曲线段表示在所述第一容量区间内的电池容量随电压的实际变化情况；
第一匹配模块，用于在预设基准曲线中，确定与所述第一待标定曲线段相匹配的第一目标曲线段，所述预设基准曲线表示在电池的输出电压范围内电池容量随电压的基准变化情况；
第一SOC区间确定模块，用于将所述第一目标曲线段对应的SOC区间，确定为第一待标定曲线段的SOC区间；
第一性能参数估算模块，用于基于所述第一待标定曲线段的SOC区间估算所述电池的性能参数，所述性能参数包括当前SOC和/或当前电池容量。
14.一种电池性能参数的估算设备，其特征在于，所述设备包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以执行权利要求1-12任一权利要求所述的电池性能参数的估算方法。
15.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1-12任一权利要求所述的电池性能参数的估算方法。
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