CN112731173A - 一种电池包的电芯内阻变化检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种电池包的电芯内阻变化检测方法及装置，具体为，对于处于充电过程中的电池包，对于任一电芯，获得该电芯在第一充电过程对应的第一端电压以及电芯在第二充电过程中对应的第二端电压。其中，第二充电过程晚于第一充电过程。根据第二端电压和第一端电压确定该电芯的内阻变化值。也就是，当第二端电压相较于第一端电压变化较大时，表明该电芯的内阻变化较大，从而可以获得每个电芯的内阻变化大小，无需破坏电池包，提高测量效率。
Description
技术领域
本申请涉及自动控制技术领域，具体涉及一种电池包的电芯内阻变化检测方法及装置。
背景技术
随着电动汽车技术的不断发展以及其对环境影响相对传统汽车较小的优点，电动汽车越来越受到大众的关注。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车辆行驶。具体地，电动汽车使用存储在电池包中的电来驱动车辆行驶，因此电池包的使用寿命决定电动汽车的使用寿命。其中，电池包包括多个电芯，在电池包的长期使用中，电芯的内阻会发生变化，不同的电芯其内阻变化不同，如何测量电芯内阻变化的差异性是急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种电池包的电芯内阻变化检测方法及装置，以有效获取电芯的内阻变化。。
为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：
在本申请实施例第一方面，提供了一种电池包的电芯内阻变化检测方法，该方法可以包括：
针对电池包内任一电芯，获取所述电芯在第一充电过程对应的第一端电压，所述第一端电压为所述电芯的容量达到预设阈值时对应的电压；
获取所述电芯在第二充电过程对应的第二端电压，所述第二充电过程晚于所述第一充电过程，所述第二端电压为所述电芯的容量达到所述预设阈值时对应的电压；
根据所述第二端电压和所述第一端电压确定所述电芯的内阻变化。
在一种可能的实现方式中，所述第一充电过程和所述第二充电过程均为慢充过程，所述根据所述第二端电压和所述第二端电压确定所述电芯的内阻变化，包括：
根据所述电芯对应的第一端电压和所述第二端电压确定端电压差值；
根据所述端电压差值以及充电时对应的电流获取内阻变化值。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据每个所述电芯各自对应的所述第一端电压和所述第二端电压确定目标电芯，所述目标电芯为所述电池包内老化最严重的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述目标电芯为端电压差值最大的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述目标电芯为内阻变化值最大的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述第一端电压为所述电芯在所述第一充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压；所述第二端电压为所述电芯在所述第二充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压。
在一种可能的实现方式中，所述第二端电压大于所述第一端电压。
在本申请实施例第二方面，提供了一种电池包的电芯内阻变化检测装置，所述装置包括：
第一获取单元，用于针对电池包内任一电芯，获取所述电芯在第一充电过程对应的第一端电压，所述第一端电压为所述电芯的容量达到预设阈值时对应的电压；
第二获取单元，用于获取所述电芯在第二充电过程对应的第二端电压，所述第二充电过程晚于所述第一充电过程，所述第二端电压为所述电芯的容量达到所述预设阈值时对应的电压；
确定单元，用于根据所述第二端电压和所述第一端电压确定所述电芯的内阻变化。
在一种可能的实现方式中，所述确定单元，具体用于根据所述电芯对应的第一端电压和所述第二端电压确定端电压差值；根据所述端电压差值以及充电时对应的电流获取内阻变化值。
在一种可能的实现方式中，所述方法确定单元，还用于根据每个所述电芯各自对应的所述第一端电压和所述第二端电压确定目标电芯，所述目标电芯为所述电池包内老化最严重的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述目标电芯为端电压差值最大的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述目标电芯为内阻变化值最大的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述第一端电压为所述电芯在所述第一充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压；所述第二端电压为所述电芯在所述第二充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压。
在一种可能的实现方式中，所述第二端电压大于所述第一端电压。
在本申请实施例第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行第一方面所述的电池包的电芯内阻变化检测方法。
在本申请实施例第四方面，提供了一种设备，包括：存储器，处理器，及存储在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，执行第一方面所述的电池包的电芯内阻变化检测方法。
由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：
本申请实施例针对电池包内的任一电芯，处理器获取该电芯在第一充电过程对应的第一端电压，以及该电芯在第二充电过程对应的第二端电压。其中，第二充电过程晚于第一充电过程，例如，第一充电过程为电池包第一次充电过程，第二充电过程为电池包第500次充电过程。同时，第一端电压为电芯在第一充电过程容量达到预设阈值时对应的电压，第二端电压为电芯在第二充电过程容量达到预设阈值时对应的电压。处理器根据该电芯的第一端电压和第二端电压确定出该电芯的内阻变化值。基于本申请实施例，处理器可以获得电池包内每个电芯的内阻变化，从而分析出不同电芯之间老化差异。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电池包的电芯内阻变化检测方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种容量增量曲线示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电池包的电芯内阻变化检测装置结构图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
电池包通常包括多个电芯，不同电芯之间往往存在不一致性，而电池包的性能受各个电芯的影响，为评估电池包的性能需要监测不同电芯的内阻差异。传统的分析方法是在实验室通过电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS)测量每一个电芯的绝对内阻。该分析方法需要花费大量的时间、效率低下，且无法对实际应用中的车辆进行有效分析。如果对实际应用车辆中的电池包的电芯老化程度进行分析，需要拆开电池包，该种方法具有破坏性。发明人在对电芯的容量增量曲线研究中发现，该容量增量曲线可以解释电池老化过程中内部的电阻变化。在充电过程中，电芯的端电压等于开路电压加上负载电压，其中，负载电压由充电电流和电芯内阻决定，通常情况下，电芯的开路电压不变或变动较小，内阻越大，该电芯对应的端电压越大。
基于此，本申请实施例提供了一种电池包的电芯内阻变化检测方法，具体为，对于处于充电过程中的电池包，对于任一电芯，获得该电芯在第一充电过程对应的第一端电压以及电芯在第二充电过程中对应的第二端电压。其中，第二充电过程晚于第一充电过程。根据第二端电压和第一端电压确定该电芯的内阻变化值。也就是，当第二端电压相较于第一端电压变化较大时，表明该电芯的内阻变化较大，从而可以获得每个电芯的内阻变化大小，无需破坏电池包，提高测量效率。
为便于理解本申请实施例提供的技术方案，下面将结合附图进行说明。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种电池包内电芯内阻变化检测方法流程图，如图1所示，该方法可以包括：
S101：针对电池包内任一电芯，获取该电芯在第一充电过程对应的第一端电压。
对于电池包内的每个电芯，在电池包进行充电时，获取电芯在该充电过程对应的第一端电压，该第一端电压为电芯在充电时电芯容量达到预设阈值时对应的电压。其中，预设阈值可以根据实际应用情况进行确定，例如，预设阈值为电芯满充时对应容量的60％，即第一端电压为电芯的容量到达满充容量的60％时对应的端电压。具体地，在第一充电过程中，获取每个电芯对应的第一端电压。
S102：获取电芯在第二充电过程对应的第二端电压。
在电池包进行第二充电过程时，获取电池包内每个电芯对应的第二端电压，该第二端电压为电芯的容量达到预设阈值时对应的电压。其中，预设阈值与获取第一端电压时对应的阈值相同。
需要说明的是，第二充电过程晚于第一充电过程，通常为更准确地反映电芯内阻的变化，第二充电过程对应的充电次数与第一充电过程对应的充电次数的差值要满足预设条件。例如，第二充电过程为电池包的第300次充电过程、第一充电过程为电池包的第1次充电过程。其中，第一充电过程和第二充电过程可以均为慢充过程。
通过前述可知，每个电芯可以对应一条容量增量曲线，该容量增量曲线表示增加单位电压所对应的容量增量，该容量增量曲线中可以包括三个峰值，本实施例中将最右侧峰对应的电压作为电芯的端电压。其中，最右侧峰可以反映锂电池电化学反应过程，其对应电芯正负极电动势(开路电压)不变或变动较小。则最右侧峰偏移主要是由于电芯内阻增加导致负载电压增加，进而造成端电压增加，最右侧峰向右偏移。因此，第一端电压为电芯在第一充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压，第二端电压为电芯在第二充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压。如图2所示，电芯对应的容量增量曲线包括第1峰、第2峰和第3峰，本实施例中的端电压为第3峰对应的电压。
S103：根据第二端电压和第一端电压确定电芯的内阻变化。
对于某一电芯，当获得该电芯对应的第二端电压和第一端电压后，可以根据该第二端电压和第一端电压确定该电芯的内阻变化。
具体地，由于无法获取电芯的开路电压(open circuit voltage，OCV)，使得无法直接获取电芯的绝对内阻值，但开路电压通常情况下变化较小或不变，因此，可以利用第二端电压和第一端电压的差值以及充电时对应的电流获取电芯内阻的变化值。在第一充电过程和第二充电过程均为慢充时，第一充电过程和第二充电过程对应的充电电流近似相等，可以获得每个电芯的内阻变化值。即，根据电芯的第二端电压和第一端电压确定端电压差值；将端电压差值除以慢充时的电流获取内阻变化值。
在一种可能的实现方式中，在第一充电过程和第二充电过程均为慢充时，第一充电过程和第二充电过程对应的充电电流近似相等，则可以通过第二端电压与第一端电压的电压差值来反映电芯内阻的变化程度。也就是，当某一电芯的第二端电压与第一端电压的电压差值大于其他电芯的第二端电压与第一端电压的电压差值时，表明该电芯的老化程度最严重。基于此，可以根据每个电芯的端电压差值确定出电池包内老化最严重的电芯。即，将端电压差值最大的电芯确定为老化最严重的电芯。
在一种可能的实现方式中，当可以获取每个电芯的内阻变化值时，可以根据每个电芯的内阻变化值确定出电池包内老化最严重的电芯。即，将内阻变化值最大的电芯确定为老化最严重的电芯。
可见，针对电池包内的任一电芯，处理器获取该电芯在第一充电过程对应的第一端电压，以及该电芯在第二充电过程对应的第二端电压。其中，第二充电过程晚于第一充电过程。同时，第一端电压为电芯在第一充电过程容量达到预设阈值时对应的电压，第二端电压为电芯在第二充电过程容量达到预设阈值时对应的电压。处理器根据该电芯的第一端电压和第二端电压确定出该电芯的内阻变化值。基于本申请实施例，处理器可以获得电池包内每个电芯的内阻变化，从而分析出不同电芯之间老化差异。
基于此，本申请实施例还提供了一种电池包的电芯内阻变化检测装置，下面将结合附图进行说明。
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种电池包的电芯内阻变化检测装置结构图，如图3所示，该装置可以包括：第一获取单元301、第二获取单元302和确定单元303。
第一获取单元301，用于针对电池包内任一电芯，获取所述电芯在第一充电过程对应的第一端电压，所述第一端电压为所述电芯的容量达到预设阈值时对应的电压。其中，关于获取单元301的具体实现可以参见S101的相关描述。
第二获取单元302，用于获取所述电芯在第二充电过程对应的第二端电压，所述第二充电过程晚于所述第一充电过程，所述第二端电压为所述电芯的容量达到所述预设阈值时对应的电压。关于第二获取单元302的具体实现可以参见S102的相关描述。
确定单元303，用于根据所述第二端电压和所述第一端电压确定所述电芯的内阻变化。关于确定单元303的具体实现可以参见S103的相关描述。
在一种可能的实现方式中，所述确定单元303，具体用于根据所述电芯对应的第一端电压和所述第二端电压确定端电压差值；根据所述端电压差值以及充电时对应的电流获取内阻变化值。
在一种可能的实现方式中，所述方法确定单元303，还用于根据每个所述电芯各自对应的所述第一端电压和所述第二端电压确定目标电芯，所述目标电芯为所述电池包内老化最严重的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述目标电芯为端电压差值最大的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述目标电芯为内阻变化值最大的电芯。
在一种可能的实现方式中，所述第一端电压为所述电芯在所述第一充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压；所述第二端电压为所述电芯在所述第二充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压。
在一种可能的实现方式中，所述第二端电压大于所述第一端电压。
需要说明的是，本实施例中各个单元的实现可以参见上述方法实施例的相关描述，本实施例在此不再赘述。
另外，另外，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行所述的电池包的电芯内阻变化检测方法。
本申请实施例提供了一种实现用户使用行为对电池包老化影响评估的设备，包括：存储器，处理器，及存储在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，实现所述电池包的电芯内阻变化检测方法。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
还需要说明的是，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“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种电池包的电芯内阻变化检测方法，其特征在于，所述方法包括：
针对电池包内任一电芯，获取所述电芯在第一充电过程对应的第一端电压，所述第一端电压为所述电芯的容量达到预设阈值时对应的电压；
获取所述电芯在第二充电过程对应的第二端电压，所述第二充电过程晚于所述第一充电过程，所述第二端电压为所述电芯的容量达到所述预设阈值时对应的电压；
根据所述第二端电压和所述第一端电压确定所述电芯的内阻变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一充电过程和所述第二充电过程均为慢充过程，所述根据所述第二端电压和所述第二端电压确定所述电芯的内阻变化，包括：
根据所述电芯对应的第一端电压和所述第二端电压确定端电压差值；
根据所述端电压差值以及充电时对应的电流获取内阻变化值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据每个所述电芯各自对应的所述第一端电压和所述第二端电压确定目标电芯，所述目标电芯为所述电池包内老化最严重的电芯。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标电芯为所述电池包内端电压差值最大的电芯。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标电芯为所述电池包内内阻变化值最大的电芯。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一端电压为所述电芯在所述第一充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压；所述第二端电压为所述电芯在所述第二充电过程对应的容量增量曲线中最右侧峰对应的电压。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二端电压大于所述第一端电压。
8.一种电池包的电芯内阻变化检测装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于针对电池包内任一电芯，获取所述电芯在第一充电过程对应的第一端电压，所述第一端电压为所述电芯的容量达到预设阈值时对应的电压；
第二获取单元，用于获取所述电芯在第二充电过程对应的第二端电压，所述第二充电过程晚于所述第一充电过程，所述第二端电压为所述电芯的容量达到所述预设阈值时对应的电压；
确定单元，用于根据所述第二端电压和所述第一端电压确定所述电芯的内阻变化。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行权利要求1-7任一项所述的电池包的电芯内阻变化检测方法。
10.一种设备，其特征在于，包括：存储器，处理器，及存储在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，执行权利要求1-7任一项所述的电池包的电芯内阻变化检测方法。
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