CN112550065A - 电池充电控制方法、装置、介质及电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池充电控制方法、装置、介质及电池管理系统。包括：以指定脉冲电流和指定充电时长为电池进行脉冲充电，并确定电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量，确定电池对应于指定脉冲电流、第一环境温度和第一剩余电量的第一电阻，根据预先存储的第一对应关系，确定与指定脉冲电流、第一环境温度、第一电压、第一剩余电量和第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态，再根据目标健康状态、第一对应关系和电池的充电需求，确定能够满足充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系，并按照目标对应关系，对电池进行充电控制。

Description

电池充电控制方法、装置、介质及电池管理系统

技术领域

本公开涉及电池控制领域，具体地，涉及一种电池充电控制方法、装置、介质及电池管理系统。

背景技术

近年来，随着新能源汽车、电动车等移动交通工具以及智能手机等便携电子设备大规模走进人们的日常生活，用户对各种用电设备的充电体验要求越来越高。无论是终端还是主机厂，都将快充体验视为产品性能的基础指标。目前，针对锂离子电池的快充策略的制定，其主要考虑因素为负极析锂情况，然而，这样获得的快充策略可能存在充电时电池温度急剧上升的问题，为车辆快充带来安全隐患。

发明内容

本公开的目的是提供一种电池充电控制方法、装置、介质及电池管理系统，以提升电池充电安全性。

为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供一种电池充电控制方法，所述方法包括：

以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电，并确定所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量；

根据所述指定脉冲电流、所述第一电压和所述第一剩余电量，确定所述电池对应于所述指定脉冲电流、所述第一环境温度和所述第一剩余电量的第一电阻；

根据预先存储的电池电阻、电池剩余电量、电池电流、环境温度和电池健康状态这五者之间的第一对应关系，确定与所述指定脉冲电流、所述第一环境温度、所述第一电压、所述第一剩余电量和所述第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态；

根据所述目标健康状态、所述第一对应关系和所述电池的充电需求，确定能够满足所述充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系；

按照所述目标对应关系，对所述电池进行充电控制。

可选地，在所述以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电的步骤之前，所述方法还包括：

获取所述电池的第二剩余电量；

所述确定所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量，包括：

获取所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度和第一电压；

根据所述第二剩余电量、所述指定脉冲电流和所述指定充电时长，确定所述第一剩余电量。

可选地，所述根据所述第二剩余电量、所述指定脉冲电流和所述指定充电时长，确定所述第一剩余电量，包括：

按照如下公式确定所述第一剩余电量x₀：

其中，x′₀为所述第二剩余电量，I₀为所述指定脉冲电流，τ为所述指定充电时长，Q_max为所述电池的电量最大值。

可选地，所述根据所述指定脉冲电流、所述第一电压和所述第一剩余电量，确定所述电池对应于所述指定脉冲电流、所述第一环境温度和所述第一剩余电量的第一电阻，包括：

获取电池电动势与电池剩余电量之间的第二对应关系；

根据所述第二对应关系，确定与所述第一剩余电量对应的目标电动势；

根据所述第一电压、所述目标电动势和所述指定脉冲电流，计算所述第一电阻。

可选地，所述第一对应关系通过如下方式获得：

获取多组历史电池参数，其中，每一组历史电池参数包括所述电池在历史充电过程中的历史电流、历史电压、历史环境温度和历史剩余电量；

根据所述历史电池参数，确定电池电动势、电池剩余电量与环境温度这三者之间的第三对应关系；

根据所述第三对应关系，确定与各组历史电池参数中的历史环境温度和历史剩余电量对应的历史电动势；

根据各组历史电池参数以及与各组历史电池参数对应的历史电动势，构建电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第四对应关系；

根据所述第四对应关系，以及电池容量损失与电池健康状态之间的第一函数关系，确定所述第一对应关系。

可选地，所述充电需求包括充电过程中的电池温度上限值与充电至所述电池温度上限值的预设时长；

所述根据所述目标健康状态、所述第一对应关系和所述电池的充电需求，确定能够满足所述充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系，包括：

获取所述电池当前的第二环境温度；

根据所述目标健康状态，从所述第一对应关系中提取出在所述目标健康状态下，电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第五对应关系；

根据所述第二环境温度和所述第五对应关系，构建环境温度变化量与充电电流之间的第二函数关系；

根据所述第二函数关系、所述电池温度上限值和所述预设时长，分别针对第一充电时段和第二充电时段内，确定所述目标对应关系；

其中，所述第一充电时段为自当前开始经过预设时长所构成的时段，所述第二充电时段为所述第一充电时段后的时段，并且，在所述第一充电时段内，所述电池的温度由所述第二环境温度升高至所述电池温度上限值，以及，在所述第二充电时段内，所述电池的温度处于包含所述电池温度上限值在内的温度范围内。

可选地，目标对应关系I(t)在所述第一充电时段内满足如下等式：

和/或，

目标对应关系I(t)在所述第二充电时段内满足如下等式：

其中，C为所述电池的热容，m为所述电池的质量，T_g为所述电池温度上限值，T_a为所述第二环境温度，t₀为所述预设时长，

为所述电池实时的剩余电量，T为所述电池实时的环境温度，

为通过所述第一对应关系确定的电池的电阻，EMF为所述电池的电动势，h为传热系数，A为散热面积，σ为常数，ε为材料表面热辐射率。

根据本公开的第二方面，提供一种电池充电控制装置，所述装置包括：

第一确定模块，用于以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电，并确定所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量；

第二确定模块，用于根据所述指定脉冲电流、所述第一电压和所述第一剩余电量，确定所述电池对应于所述指定脉冲电流、所述第一环境温度和所述第一剩余电量的第一电阻；

第三确定模块，用于根据预先存储的电池电阻、电池剩余电量、电池电流、环境温度和电池健康状态这五者之间的第一对应关系，确定与所述指定脉冲电流、所述第一环境温度、所述第一电压、所述第一剩余电量和所述第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态；

第四确定模块，用于根据所述目标健康状态、所述第一对应关系和所述电池的充电需求，确定能够满足所述充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系；

充电控制模块，用于按照所述目标对应关系，对所述电池进行充电控制。

可选地，所述装置还包括：

获取模块，用于在所述第一确定模块以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电之前，获取所述电池的第二剩余电量；

所述第一确定模块包括：

第一获取子模块，用于获取所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度和第一电压；

第一确定子模块，用于根据所述第二剩余电量、所述指定脉冲电流和所述指定充电时长，确定所述第一剩余电量。

可选地，所述第一确定子模块用于按照如下公式确定所述第一剩余电量x₀：

其中，x′₀为所述第二剩余电量，I₀为所述指定脉冲电流，τ为所述指定充电时长，Q_max为所述电池的电量最大值。

可选地，所述第二确定模块包括：

第二获取子模块，用于获取电池电动势与电池剩余电量之间的第二对应关系；

第二确定子模块，用于根据所述第二对应关系，确定与所述第一剩余电量对应的目标电动势；

计算子模块，用于根据所述第一电压、所述目标电动势和所述指定脉冲电流，计算所述第一电阻。

可选地，所述第一对应关系通过如下方式获得：

获取多组历史电池参数，其中，每一组历史电池参数包括所述电池在历史充电过程中的历史电流、历史电压、历史环境温度和历史剩余电量；

根据所述历史电池参数，确定电池电动势、电池剩余电量与环境温度这三者之间的第三对应关系；

根据所述第三对应关系，确定与各组历史电池参数中的历史环境温度和历史剩余电量对应的历史电动势；

根据各组历史电池参数以及与各组历史电池参数对应的历史电动势，构建电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第四对应关系；

根据所述第四对应关系，以及电池容量损失与电池健康状态之间的第一函数关系，确定所述第一对应关系。

可选地，所述充电需求包括充电过程中的电池温度上限值与充电至所述电池温度上限值的预设时长；

所述第四确定模块包括：

第三获取子模块，用于获取所述电池当前的第二环境温度；

关系提取子模块，用于根据所述目标健康状态，从所述第一对应关系中提取出在所述目标健康状态下，电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第五对应关系；

关系构建子模块，用于根据所述第二环境温度和所述第五对应关系，构建环境温度变化量与充电电流之间的第二函数关系；

第三确定子模块，用于根据所述第二函数关系、所述电池温度上限值和所述预设时长，分别针对第一充电时段和第二充电时段内，确定所述目标对应关系；

其中，所述第一充电时段为自当前开始经过预设时长所构成的时段，所述第二充电时段为所述第一充电时段后的时段，并且，在所述第一充电时段内，所述电池的温度由所述第二环境温度升高至所述电池温度上限值，以及，在所述第二充电时段内，所述电池的温度处于包含所述电池温度上限值在内的温度范围内。

可选地，目标对应关系I(t)在所述第一充电时段内满足如下等式：

和/或，

目标对应关系I(t)在所述第二充电时段内满足如下等式：

其中，C为所述电池的热容，m为所述电池的质量，T_g为所述电池温度上限值，T_a为所述第二环境温度，t₀为所述预设时长，

为所述电池实时的剩余电量，T为所述电池实时的环境温度，

为通过所述第一对应关系确定的电池的电阻，EMF为所述电池的电动势，h为传热系数，A为散热面积，σ为常数，ε为材料表面热辐射率。

根据本公开的第三方面，提供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本公开第一方面所述方法的步骤。

根据本公开的第四方面，提供一种电池管理系统，所述电池管理系统用于执行本公开第一方面所述的方法。

通过上述技术方案，以指定脉冲电流和指定充电时长为电池进行脉冲充电，并确定电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量，确定电池对应于指定脉冲电流、第一环境温度和第一剩余电量的第一电阻，根据预先存储的第一对应关系，确定与指定脉冲电流、第一环境温度、第一电压、第一剩余电量和第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态，再根据目标健康状态、第一对应关系和电池的充电需求，确定能够满足充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系，并按照目标对应关系，对电池进行充电控制。这样，在为电池充电时，结合电池的健康状态、电阻等因素确定充电电流，既能保证电池的充电速度，又能将充电时的电池温度维持在一个比较稳定的区域，提升充电效率与安全性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开的一种实施方式提供的电池充电控制方法的流程图；

图2是根据本公开的一种实施方式提供的电池充电控制装置的框图；

图3是根据本公开的一种实施方式提供的电池管理系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是根据本公开的一种实施方式提供的电池充电控制方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤。

在步骤11中，以指定脉冲电流和指定充电时长为电池进行脉冲充电，并确定电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量；

在步骤12中，根据指定脉冲电流、第一电压和第一剩余电量，确定电池对应于指定脉冲电流、第一环境温度和第一剩余电量的第一电阻；

在步骤13中，根据预先存储的电池电阻、电池剩余电量、电池电流、环境温度和电池健康状态这五者之间的第一对应关系，确定与指定脉冲电流、第一环境温度、第一电压、第一剩余电量和第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态；

在步骤14中，根据目标健康状态、第一对应关系和电池的充电需求，确定能够满足充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系；

在步骤15中，按照目标对应关系，对电池进行充电控制。

如上所述，在步骤11中，会为电池施加脉冲电流，以为电池进行脉冲充电，以获得电池的实际参数，便于后续评估电池当前的健康状态(SoH，State of Health)。其中，指定脉冲电流和指定充电时长一般较小。例如，指定脉冲电流可以为0.5C。再例如，指定充电时长可以小于5min。

在一种可能的实施方式中，由于电池的剩余电量无法实时采集，因此，可以利用电池在脉冲充电之前的剩余电量，间接计算出电池在脉冲充电期间的第一剩余电量。在这一实施方式中，在步骤11之前，本公开提供的方法还可以包括以下步骤：

获取电池的第二剩余电量；

其中，第二剩余电量为电池在脉冲充电之前的剩余电量，第二剩余电量可以根据电池容量计算，例如，通过电池容量对电流进行积分，获得剩余电量。

在这一实施方式中，步骤11可以包括以下步骤：

获取电池在脉冲充电期间的第一环境温度和第一电压；

根据第二剩余电量、指定脉冲电流和指定充电时长，确定第一剩余电量。

其中，在脉冲充电器件，环境温度和电压均可以直接采集到，因此，容易获得第一环境温度和第一电压。

而第一剩余电量需要进行计算，示例地，可以按照如下公式确定第一剩余电量x₀：

其中，x′₀为第二剩余电量，I₀为指定脉冲电流，τ为指定充电时长，Q_max为电池的电量最大值。

在步骤12中，根据指定脉冲电流、第一电压和第一剩余电量，确定电池对应于指定脉冲电流、第一环境温度和第一剩余电量的第一电阻。

在一种可能的实施方式中，步骤12可以包括以下步骤：

获取电池电动势与电池剩余电量之间的第二对应关系；

根据第二对应关系，确定与第一剩余电量对应的目标电动势；

根据第一电压、目标电动势和指定脉冲电流，计算第一电阻。

其中，第二对应关系可以通过采集电池在历史充电过程中的相关参数(例如，采集不同电池剩余电量所对应的电动势)进行构建。

在获得第二对应关系后，根据第一剩余电量，容易从第二对应关系中找到与第一剩余电量对应的电动势，将查找到的电动势作为目标电动势即可。

在获得目标电动势后，可以进一步确定第一电阻。示例地，可以将第一电压与目标电动势的的差值再除以指定脉冲电流，将获得的比值确定为第一电阻。

在步骤13中，根据预先存储的电池电阻、电池剩余电量、电池电流、环境温度和电池健康状态这五者之间的第一对应关系，确定与指定脉冲电流、第一环境温度、第一电压、第一剩余电量和第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态。

其中，第一对应关系可以通过如下步骤获得：

获取多组历史电池参数；

根据历史电池参数，确定电池电动势、电池剩余电量与环境温度这三者之间的第三对应关系；

根据第三对应关系，确定与各组历史电池参数中的历史环境温度和历史剩余电量对应的历史电动势；

根据各组历史电池参数以及与各组历史电池参数对应的历史电动势，构建电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第四对应关系；

根据第四对应关系，以及电池容量损失与电池健康状态之间的第一函数关系，确定第一对应关系。

其中，每一组历史电池参数可以包括电池在历史充电过程中的历史电流、历史电压、历史环境温度和历史剩余电量。

第一对应关系需要预先构建，它可以表现为电阻在不同电流、SoC(State ofCharge，剩余电量)、温度和健康状态下的图谱R(x，I_ch，T，SoH)。其中，x表示剩余电量，I_ch表示电流，T表示温度，SoH表示电池健康状态。

电阻与SoC、实时充电电流I_ch的关系可以表示为：

其中，V_ch(x,I_ch)表示不同SoC和充电电流下的充电电压，EMF(x)表示不同SoC下的电动势。

通常，电阻随温度的变化规律符合阿伦尼乌斯公式：

其中，B为指前因子，Ea为活化能，Rg为气体常数，T为温度。

电阻随健康状态的变化可以表示为：R＝f(x,I_ch,T,SoH)。

电阻不仅仅是温度、SoC、充电电流的函数，还会随着电池健康状态发生变化。电阻随健康状态的变化趋势与电池的老化机理密切相关，一般认为电阻随健康状态的老化趋势与容量损失随老化的趋势一致，即：

R(x,I_ch,T,SoH)＝f(SoH)R(x,I_ch,T)

f(SoH)为描述容量损失随健康状态变化趋势的函数。根据电池体系的不同以及老化机理的不同，f(SoH)可以是任意形式的数学表达式。例如，在NMC电池体系中，部分电池容量损失随老化时间的变化规律是线性的，此时f(SoH)可以表示为f(SoH)＝δ(1-SoH)，δ为系数。

通过上述方式，能够逐步构建出第一对应关系，也就是电阻在不同电流、剩余电量、温度和健康状态下的图谱，以便于后续查找使用。

在步骤14中，根据目标健康状态、第一对应关系和电池的充电需求，确定能够满足充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系。

其中，充电需求可以包括充电过程中的电池温度上限值与充电至电池温度上限值的预设时长。本公开的目的在于，在为电池充电过程中，通过控制充电的电流，使电池的温度稳定在电池温度上限值，以从温度方面，保证充电安全性。充电温度上限值可以根据电池本身的属性获得。

预设时长可以根据经验值设定，且预设时长可以从一个指定的数值范围内选取。一般情况下，数值范围的下限不宜过小，应考虑电池在短时间内能够承受的最大电流，避免选用较小的预设时长导致充电时电池温度瞬间升高，无法承受，造成电池损坏。同时，数值范围的上限不宜过大，应考虑电池的充电时长，满足快充对于充电速度的需求。

在一种可能的实施方式中，步骤14可以包括以下步骤：

获取电池当前的第二环境温度；

根据目标健康状态，从第一对应关系中提取出在目标健康状态下，电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第五对应关系；

根据第二环境温度和第五对应关系，构建环境温度变化量与充电电流之间的第二函数关系；

根据第二函数关系、电池温度上限值和预设时长，分别针对第一充电时段和第二充电时段内，确定目标对应关系。

其中，第一充电时段为自当前开始经过预设时长所构成的时段，第二充电时段为第一充电时段后的时段，并且，在第一充电时段内，电池的温度由第二环境温度升高至电池温度上限值，以及，在第二充电时段内，电池的温度处于包含电池温度上限值在内的温度范围内。

示例地，目标对应关系I(t)在所述第一充电时段内满足如下等式：

其中，C为电池的热容，m为电池的质量，T_g为电池温度上限值，T_a为第二环境温度，t₀为预设时长，

为电池实时的剩余电量，T为电池实时的环境温度，

为通过第一对应关系确定的电池的电阻，EMF为电池的电动势，h为传热系数，A为散热面积，σ为常数，ε为材料表面热辐射率。

再例如，目标对应关系I(t)在所述第二充电时段内满足如下等式：

其中，相关参数的释义与前文中给出的一致。

上述等式的获得过程可以描述如下：

电池充电时，会产生焦耳热、熵变热等，使得电池的温度上升；与此同时，电池还会与周围环境产生热交换，进一步影响电池的实际温度。电池的温度变化与各种热量的关系可以表示如下：

其中，C为电池的热容，m为电池的质量，Q_in为充电时产生的热量，Q_out为充电时向环境散发的热量。

Q_in为焦耳热(Qη)和熵变热(QS)的和，即：

Q_in＝Q_η+Q_s

在老化状态为SoH＝N时，Qη可以计算为：

Q_S可以计算为：

Q_out也包含两部分，即对流热Q_conv和辐射热Q_rad，且Q_out为Q_conv和Q_rad之和，其中：

Q_conv＝hA(T-T_a)

h为传热系数，A为散热面积，σ为常数，ε为材料表面热辐射率。

由此，可得：

根据第一充电阶段和第二充电阶段的两种情况，可得上述等式。

这样，在确定第一充电阶段和第二充电阶段的目标对应关系后，即可按照目标对应关系，在某个充电时刻供给相应的充点电流。

通过上述技术方案，以指定脉冲电流和指定充电时长为电池进行脉冲充电，并确定电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量，确定电池对应于指定脉冲电流、第一环境温度和第一剩余电量的第一电阻，根据预先存储的第一对应关系，确定与指定脉冲电流、第一环境温度、第一电压、第一剩余电量和第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态，再根据目标健康状态、第一对应关系和电池的充电需求，确定能够满足充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系，并按照目标对应关系，对电池进行充电控制。这样，在为电池充电时，结合电池的健康状态、电阻等因素确定充电电流，既能保证电池的充电速度，又能将充电时的电池温度维持在一个比较稳定的区域，提升充电效率与安全性。

图2是根据本公开的一种实施方式提供的电池充电控制装置的框图。如图2所示，所述装置20包括：

第一确定模块21，用于以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电，并确定所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量；

第二确定模块22，用于根据所述指定脉冲电流、所述第一电压和所述第一剩余电量，确定所述电池对应于所述指定脉冲电流、所述第一环境温度和所述第一剩余电量的第一电阻；

第三确定模块23，用于根据预先存储的电池电阻、电池剩余电量、电池电流、环境温度和电池健康状态这五者之间的第一对应关系，确定与所述指定脉冲电流、所述第一环境温度、所述第一电压、所述第一剩余电量和所述第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态；

第四确定模块24，用于根据所述目标健康状态、所述第一对应关系和所述电池的充电需求，确定能够满足所述充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系；

充电控制模块25，用于按照所述目标对应关系，对所述电池进行充电控制。

可选地，所述装置还包括：

获取模块，用于在所述第一确定模块以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电之前，获取所述电池的第二剩余电量；

所述第一确定模块包括：

第一获取子模块，用于获取所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度和第一电压；

第一确定子模块，用于根据所述第二剩余电量、所述指定脉冲电流和所述指定充电时长，确定所述第一剩余电量。

可选地，所述第一确定子模块用于按照如下公式确定所述第一剩余电量x₀：

其中，x′₀为所述第二剩余电量，I₀为所述指定脉冲电流，τ为所述指定充电时长，Q_max为所述电池的电量最大值。

可选地，所述第二确定模块包括：

第二获取子模块，用于获取电池电动势与电池剩余电量之间的第二对应关系；

第二确定子模块，用于根据所述第二对应关系，确定与所述第一剩余电量对应的目标电动势；

计算子模块，用于根据所述第一电压、所述目标电动势和所述指定脉冲电流，计算所述第一电阻。

可选地，所述第一对应关系通过如下方式获得：

获取多组历史电池参数，其中，每一组历史电池参数包括所述电池在历史充电过程中的历史电流、历史电压、历史环境温度和历史剩余电量；

根据所述历史电池参数，确定电池电动势、电池剩余电量与环境温度这三者之间的第三对应关系；

根据所述第三对应关系，确定与各组历史电池参数中的历史环境温度和历史剩余电量对应的历史电动势；

根据各组历史电池参数以及与各组历史电池参数对应的历史电动势，构建电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第四对应关系；

根据所述第四对应关系，以及电池容量损失与电池健康状态之间的第一函数关系，确定所述第一对应关系。

可选地，所述充电需求包括充电过程中的电池温度上限值与充电至所述电池温度上限值的预设时长；

所述第四确定模块包括：

第三获取子模块，用于获取所述电池当前的第二环境温度；

关系提取子模块，用于根据所述目标健康状态，从所述第一对应关系中提取出在所述目标健康状态下，电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第五对应关系；

关系构建子模块，用于根据所述第二环境温度和所述第五对应关系，构建环境温度变化量与充电电流之间的第二函数关系；

第三确定子模块，用于根据所述第二函数关系、所述电池温度上限值和所述预设时长，分别针对第一充电时段和第二充电时段内，确定所述目标对应关系；

其中，所述第一充电时段为自当前开始经过预设时长所构成的时段，所述第二充电时段为所述第一充电时段后的时段，并且，在所述第一充电时段内，所述电池的温度由所述第二环境温度升高至所述电池温度上限值，以及，在所述第二充电时段内，所述电池的温度处于包含所述电池温度上限值在内的温度范围内。

可选地，目标对应关系I(t)在所述第一充电时段内满足如下等式：

和/或，

目标对应关系I(t)在所述第二充电时段内满足如下等式：

其中，C为所述电池的热容，m为所述电池的质量，T_g为所述电池温度上限值，T_a为所述第二环境温度，t₀为所述预设时长，

为所述电池实时的剩余电量，T为所述电池实时的环境温度，

为通过所述第一对应关系确定的电池的电阻，EMF为所述电池的电动势，h为传热系数，A为散热面积，σ为常数，ε为材料表面热辐射率。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本公开还提供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本公开任意实施例所提供的电池充电控制方法的步骤。

本公开还提供一种电池管理系统，所述电池管理系统用于执行本公开任意实施例所提供的电池充电控制的方法。示例地，电池管理系统可以如图3所示。其中，电子管理系统的从控设备进行信号采集，采集电池(或电池包)的电流、电压、温度信息，从控将电池的上述信息发送到主控设备，主控设备中基于从控设备发送的上述信息，通过恒温充电算法(也就是本公开提供的方法的一系列步骤)、结合电阻四维图谱(也就是本公开所使用的电池电阻、电池剩余电量、电池电流、环境温度和电池健康状态这五者之间的第一对应关系)，确定应以何种电流为电池充电(也就是生成充电电流控制策略)，进而将上述充电电流控制策略发送至充电器，以使充电器按照确定的策略为电池充电。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电池充电控制方法，其特征在于，所述方法包括：

以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电，并确定所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量；

根据所述指定脉冲电流、所述第一电压和所述第一剩余电量，确定所述电池对应于所述指定脉冲电流、所述第一环境温度和所述第一剩余电量的第一电阻；

根据预先存储的电池电阻、电池剩余电量、电池电流、环境温度和电池健康状态这五者之间的第一对应关系，确定与所述指定脉冲电流、所述第一环境温度、所述第一电压、所述第一剩余电量和所述第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态；

根据所述目标健康状态、所述第一对应关系和所述电池的充电需求，确定能够满足所述充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系；

按照所述目标对应关系，对所述电池进行充电控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电的步骤之前，所述方法还包括：

获取所述电池的第二剩余电量；

所述确定所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量，包括：

获取所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度和第一电压；

根据所述第二剩余电量、所述指定脉冲电流和所述指定充电时长，确定所述第一剩余电量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二剩余电量、所述指定脉冲电流和所述指定充电时长，确定所述第一剩余电量，包括：

按照如下公式确定所述第一剩余电量x₀：

其中，x′₀为所述第二剩余电量，I₀为所述指定脉冲电流，τ为所述指定充电时长，Q_max为所述电池的电量最大值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述指定脉冲电流、所述第一电压和所述第一剩余电量，确定所述电池对应于所述指定脉冲电流、所述第一环境温度和所述第一剩余电量的第一电阻，包括：

获取电池电动势与电池剩余电量之间的第二对应关系；

根据所述第二对应关系，确定与所述第一剩余电量对应的目标电动势；

根据所述第一电压、所述目标电动势和所述指定脉冲电流，计算所述第一电阻。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一对应关系通过如下方式获得：

获取多组历史电池参数，其中，每一组历史电池参数包括所述电池在历史充电过程中的历史电流、历史电压、历史环境温度和历史剩余电量；

根据所述历史电池参数，确定电池电动势、电池剩余电量与环境温度这三者之间的第三对应关系；

根据所述第三对应关系，确定与各组历史电池参数中的历史环境温度和历史剩余电量对应的历史电动势；

根据各组历史电池参数以及与各组历史电池参数对应的历史电动势，构建电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第四对应关系；

根据所述第四对应关系，以及电池容量损失与电池健康状态之间的第一函数关系，确定所述第一对应关系。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充电需求包括充电过程中的电池温度上限值与充电至所述电池温度上限值的预设时长；

所述根据所述目标健康状态、所述第一对应关系和所述电池的充电需求，确定能够满足所述充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系，包括：

获取所述电池当前的第二环境温度；

根据所述目标健康状态，从所述第一对应关系中提取出在所述目标健康状态下，电池电阻、电池剩余电量、电池电流和环境温度这四者之间的第五对应关系；

根据所述第二环境温度和所述第五对应关系，构建环境温度变化量与充电电流之间的第二函数关系；

根据所述第二函数关系、所述电池温度上限值和所述预设时长，分别针对第一充电时段和第二充电时段内，确定所述目标对应关系；

其中，所述第一充电时段为自当前开始经过预设时长所构成的时段，所述第二充电时段为所述第一充电时段后的时段，并且，在所述第一充电时段内，所述电池的温度由所述第二环境温度升高至所述电池温度上限值，以及，在所述第二充电时段内，所述电池的温度处于包含所述电池温度上限值在内的温度范围内。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，目标对应关系I(t)在所述第一充电时段内满足如下等式：

和/或，

目标对应关系I(t)在所述第二充电时段内满足如下等式：

其中，C为所述电池的热容，m为所述电池的质量，T_g为所述电池温度上限值，T_a为所述第二环境温度，t₀为所述预设时长，

为所述电池实时的剩余电量，T为所述电池实时的环境温度，

为通过所述第一对应关系确定的电池的电阻，EMF为所述电池的电动势，h为传热系数，A为散热面积，σ为常数，ε为材料表面热辐射率。

8.一种电池充电控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一确定模块，用于以指定脉冲电流和指定充电时长为所述电池进行脉冲充电，并确定所述电池在脉冲充电期间的第一环境温度、第一电压和第一剩余电量；

第二确定模块，用于根据所述指定脉冲电流、所述第一电压和所述第一剩余电量，确定所述电池对应于所述指定脉冲电流、所述第一环境温度和所述第一剩余电量的第一电阻；

第三确定模块，用于根据预先存储的电池电阻、电池剩余电量、电池电流、环境温度和电池健康状态这五者之间的第一对应关系，确定与所述指定脉冲电流、所述第一环境温度、所述第一电压、所述第一剩余电量和所述第一电阻对应的电池健康状态，作为目标健康状态；

第四确定模块，用于根据所述目标健康状态、所述第一对应关系和所述电池的充电需求，确定能够满足所述充电需求的充电电流与充电时长之间的目标对应关系；

充电控制模块，用于按照所述目标对应关系，对所述电池进行充电控制。

9.一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权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。

10.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统用于执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

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