CN112955763A - 电池参数确定方法、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
一种电池参数确定方法,该方法包括:获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压(S101);根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息(S102);将所述电流信息发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态(S103)。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池参数确定方法、智能电池、可移动平台及存储介质。
背景技术
电池用于给电子设备供电,比如用于给农业无人机供电的锂电池。在电池的使用过程中,往往需要计算电池的剩余电量,而计算电池的剩余电量的方法常用到安时积分,使用安时积分的主要输入变量就是安的变量电流。由此可见电流的精度决定了安时积分的精度,同时决定了剩余电量的精度。此外,还有很多场景也都需要高精度的电流,比如电流保护,准确的电流是保护准确无误的前提。因此,如何提高电池的电流测量的准确度成为亟需解决的问题。
发明内容
基于此,本申请提供了一种电池参数确定方法、智能电池、可移动平台及存储介质,以提高电池参数确定准确率,确保使用该智能电池的可移动平台的运行安全。
第一方面,本申请提供了一种电池参数确定方法,所述电池包括校准装置,所述方法包括:
获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压;
根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息;
将所述电流信息发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态。
第二方面,本申请还提供了一种智能电池,所述智能电池包括处理器、存储器、校准装置、电池电芯和充放电电路;
所述充放电电路与所述电池电芯连接,用于对所述电池电芯进行充电或放电;
所述校准装置用于校准电池的电流;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时,实现如上所述的电池参数确定方法的步骤。
第三方面,本申请还提供了一种可移动平台,所述可移动平台安装上述的智能电池,所述智能电池用于给所述可移动平台供电。
第四方面,本申请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存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现上述的电池参数确定方法。
本申请的提供的电池参数确定方法、智能电池、可移动平台及存储介质,预先在电池中设置校准装置,通过获取校准装置对应的当前温度以及校准装置对应的电压;根据当前温度以及电压,确定电池的电流信息;将电流信息发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态。由此可以提高电池的荷电状态的精度,由此方便根据电池的荷电状态规划可移动平台的运行,进而提高可移动平台运行的安全性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的实施例提供的一种充电系统的示意性框图;
图2是本申请的实施例提供的一种电池的结构示意图;
图3是本申请的实施例提供的一种电池参数确定方法的步骤示意流程图;
图4是本申请的实施例提供的一种应用场景示意图;
图5是本申请的实施例提供的电池电量计的原理示意图;
图6是本申请的实施例提供的另一种电池参数确定方法的步骤示意流程图;
图7是本申请的实施例提供的计算电池的当前时刻可用总容量的原理示意图;
图8是本申请的实施例提供的一种智能电池的示意性框图
图9是本申请的实施例提供的一种可移动平台的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
本申请的实施例提供了一种电池参数确定方法、智能电池、充电系统及存储介质,电池参数包括电流和/荷电状态等等,可以提高电池参数确定的准确率和精度。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1,图1是本申请的实施例提供的一种充电系统的示意性框图。该充电系统100包括充电器10和电池20。充电器10用于连接外部电源以给电池20充电,该电池20用于电子设备供电,比如用于给可移动平台以及可移动平台上搭载的负载供电。
在本申请的实施例中,充电器10包括微控制单元(Microcontroller Unit,MCU),该微控制单元用于控制充电器10中的相关电路,以便给电池20进行充电。
其中,充电器10的微控制单元还可以用于获取电池的充电参数和/或电池参数。其中,充电参数包括充电时间、充电电流和/或充电电压等;电池参数包括电池电压、电池电流和/或荷电状态等。
在本申请的实施例中,电池20包括校准装置,校准装置用于校准电池的电流。具体通过获取校准装置的参数,比如温度和电压,对电池的电流进行校准以得到更为准确的电流。
在一些实施例中,该校准装置可以电流采集器件,比如为采用电阻和热敏电阻,或为采样电阻和温度传感器。
如图2所示,电池20包括微控制单元、电池电芯、充放电电路21、采样电阻22和热敏电阻23。其中,充放电电路21包括充电开关211和放电开关212。充放电电路21与电池电芯连接在微控制单元的控制作用下实现对电池电芯的充电或放电。采样电阻22串联在充放电电路21上,用采集充电电流或放电电流。热敏电阻23设置在靠近采样电阻22的附近。
具体地,充电开关211和放电开关212的控制端均与电池20的微控制单元连接,在该微控制单元的控制下,充电开关211和放电开关212实现导通或断开,进而实现对电池电芯的充电或放电。
该电池20还包括电压检测电路,该电压检测电路连接在采样电阻22的两端,并与电池20的微控制单元连接,用于采集采样电阻22两端的电压并将采集到的电压传输至电池20的微控制单元。
热敏电阻23设置在靠近采样电阻22的附近位置,在本申请的实施例中,该附近具体是指热敏电阻23与采样电阻22间隔预设距离,该预设距离比如为1mm等,当然也可以为其他值,在此不做限定,可以实现测量采样电阻22的温度或采样电阻22周围的温度即可。其中,热敏电阻23与电池20的微控制单元连接,以便微控制单元获取采样电阻22的温度。
需要说明的是,电池20可以包括多个电池电芯,如图2中的电池1和电池2,电池1和电池2为并联关系,电池1和电池2可以同时充电,进而实现电池20的快速充电。
其中,电池20的微控制单元还可用于获取电池的电池参数以及对电池参数进行处理,该电池参数比如充电电流、充电电压、充电时间、放电电流、放电电流、放电时间、恒压充电时间、恒压充电容量、充放电容量比值等等。
在一些实施例中,电池20还可包括电池管理系统(Battery Management System,BMS),该电池管理系统中包括微控制单元。
电池管理系统可以用于估测的荷电状态(State of Charge,SOC),即电池剩余电量,比如根据获取的电流利用安时积分估算电池的荷电状态。保证SOC维持在合理的范围内,防止由于过充电或过放电对电池造成损伤,进而提高电池的使用寿命。
在电池充电和放电过程中,电池管理系统还可以实时采集电池的电压、温度、充电电流以及放电电流等等,防止电池发生过充电或过放电现象。
其中,可移动平台包括飞行器、机器人、电动车或自动无人驾驶车辆等。
比如,电池20给飞行器的电机供电控制连接在该电机螺旋桨转动,进而实现飞行器的飞行;再比如,电池20给搭载飞行器拍摄装置供电,用于实现航拍等等。
其中,该飞行器包括无人机,该无人机包括旋翼型无人机,例如四旋翼无人机、六旋翼无人机、八旋翼无人机,也可以是固定翼无人机,还可以是旋翼型与固定翼无人机的组合,在此不作限定。
其中,机器人包括教育机器人,使用了麦克纳姆轮全向底盘,且全身设有多块智能装甲,每个智能装甲内置击打检测模块,可迅速检测物理打击。同时还包括两轴云台,可以灵活转动,配合发射器准确、稳定、连续地发射水晶弹或红外光束,配合弹道光效,给用户更为真实的射击体验。
由此可见,电池对可移动平台的运行和操作的重要性,因此电池参数确定的准确性和精度至关重要。
在电池的使用过程中,需要确定电池的电池参数,比如需要计算电池的剩余电量,而计算电池的剩余电量的方法常用到安时积分,使用安时积分的主要输入变量就是安的变量电流。由此可见电流的精度决定了安时积分的精度,同时决定了剩余电量的精度。此外,还有很多场景也都需要高精度的电流,比如电流保护,准确的电流是保护准确无误的前提。
目前,电流的采样一般是通过合金电阻,通过欧姆定律计算得到的,即I=U/R,已知电阻的阻值,通过测量电阻两端的电压就可以计算出流过电阻的电流。
然而,在实际应用中,电阻的阻抗往往是一个随着温度变化的值,根据电阻的材料不同,以及安装方式不同,使得同一类型的电阻在不同的电池中,随着使用过程中温度不同,阻值都会发生变化。这些变化会导致电流的计算误差,使得电流测量的精度不够,导致剩余电量的估算的精度也不够准确。
若电池应用在无人机中,由于电流测量出现误差,可能导致无人机无法完成作业,甚至出现坠机导致的炸机风险。
为此,本申请的实施例提供了一种电池参数确定方法、智能电池、充电系统及存储介质,可以准确地确定电池的电池参数,比如电流、荷电状态等等。
请参阅图3,图3是本申请实施例提供的一种电池参数确定方法的步骤示意流程图。该电池参数确定方法应用于电池中,该电池至少包括采样电阻,用于准确地确定电池的电流。
如图3所示,该电池参数确定方法包括步骤S101至步骤S103。
S101、获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压;
S102、根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息;
S103、将所述电流信息发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态。
在本申请的实施例中,以校准装置包括采样电阻和热敏电阻为例进行介绍。
其中,获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压,具体为获取所述采样电阻的当前温度和所述采样电阻两端的电压。当前温度可通过热敏电阻获取,电压为采样电阻两端的电压,具体可通过电压检测电路获取。
其中,根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息,具体为:获取预设温度以及目标阻值,所述目标阻值为采样电阻在预设温度下的阻值;获取采样电阻在电池中对应的校准系数;根据校准系数、当前温度、预设温度以及目标阻值,确定采样电阻的变化阻值;根据采样电阻的目标阻值、变化阻值和采样电阻两端的电压,确定电池的电流。
预设温度可以选择的一个温度值,比如为室温25℃,当然可以为其他温度,选择25℃,方便测量采样电阻的阻值。所述目标阻值为所述采样电阻在所述预设温度下的阻值,比如所述采样电阻在25℃时的阻值。
采样电阻的当前温度可以使用温度传感器、热敏电阻进行测量。在本申请的实施例中,使用NTC热敏电阻测量采样电阻的当前温度,NTC热敏电阻设置在靠近采样电阻的位置。采样电阻两端的电压,可以通过电池中的电压检测电路测量。
在一些实施例中,目标阻值为所述采样电阻设置在所述电池中并在所述电池所处的环境温度为所述预设温度时测量对应的阻值。可以进一步地排除其他因素的影响,进而提高电池精度。
在一些实施例中,为了快速确定地确定电流,还可以在电池中预先存储预设温度以及目标阻值,具体为:获取预设温度以及采样电阻在预设温度经测量得到目标温度;存储预设温度和目标阻值,以便后续使用。
校准系数用于确定电阻阻值随温度变化量,在本申请的实施例中,该校准系数与所述采样电阻以及所述采样电阻的安装参数有关。
该校准系数与采样电阻有关,是指与采样电阻所采用的材料以及电阻相关参数有关,不同材料的采样电阻对应不同的校准系数。
该校准系数与采样电阻的安装参数有关,是指与采样电阻的放置位置、安装方式等有关,不同的放置位置或者不同的安装方式均会导致校准系数不同。
比如,若是焊接安装,不同焊接工艺,如锡膏印刷厚度、回流焊的温度设置均会造成安装方式细微不同,同时也会造成同一类型的采样电阻对应不同的校准系数。
同一类型可例如为采用相同材料,具有相同阻值和外观尺寸的采样电阻,可以理解为同一批次生成的电阻,电阻本身的差别几乎可以忽略。
由此可见,所述采样电阻在不同的电池中对应的校准系数不同,因此需要对每个电池的采样电阻进行校正,以提高电流的精度。
该电池中采样电阻的校准系数为通过对所述电池的采样电阻进行校准得到的。
在本申请的实施例中,具体校正过程为:获取采样电阻的多个电压值、多个电压值对应的电流值以及获取多个所电压值时采样电阻的温度值;根据多个电压值、多个电流值、多个温度值、预设温度以及目标阻值,确定所采样电阻对应的多个目标校准系数;根据所多个目标校准系数,确定采样电阻对应的校准系数。
比如,获取采样电阻的5个电压值,分别为U1、U2、U3、U4和U5,并在采集电压时同时采集电流值,分别为I1、I2、I3、I4和I5,同时又在采集电压时采集每个电压对应的温度值,分别T1、T2、T3、T4和T5。其中,电流I1、I2、I3、I4和I5,温度值T1、T2、T3、T4和T5,均与U1、U2、U3、U4和U5一一对应。
具体如表1所示,表1为采集多个电压值时同时采集的电流值和温度值的对应关系,以及对应的目标校正系数。
表1
电压值 | 电流值 | 温度值 | 目标校正系数 |
U<sub>1</sub> | I<sub>1</sub> | T<sub>1</sub> | k<sub>1</sub> |
U<sub>2</sub> | I<sub>2</sub> | T<sub>2</sub> | k<sub>2</sub> |
U<sub>3</sub> | I<sub>3</sub> | T<sub>3</sub> | k<sub>3</sub> |
U<sub>4</sub> | I<sub>4</sub> | T<sub>4</sub> | k<sub>4</sub> |
U<sub>5</sub> | I<sub>5</sub> | T<sub>5</sub> | k<sub>5</sub> |
其中,根据多个电压值、多个电流值、多个温度值、预设温度以及目标阻值,确定所采样电阻对应的多个目标校准系数,具体通过下述公式,即可以求解出对应的目标校正系数。
在公式(1)中,Ui为采样电阻的电压值,Ii为测量电压值Ui时对应的电流值,Ti为测量电压值Ui时对应的电流值,ki为待求解的目标校正系数,T0表示预设温度,比如为25℃,R0表示采样电阻的目标阻值。
在一些实施例中,根据多个目标校准系数,确定采样电阻对应的校准系数,具体可以确定多个目标校准系数的均值,将多个目标校准系数的均值作为采样电阻对应的校准系数。由此提高校准精度,进而提高电流的精度。
比如,计算k1、k2、k3、k4和k5的平均值,将平均值作为采样电阻对应的校准系数。
在一些实施例中,根据多个目标校准系数,确定采样电阻对应的校准系数,也可以选择多个目标校准系数中最小一个作为采样电阻对应的校准系数。
其中,根据校准系数、当前温度、预设温度以及目标阻值,确定采样电阻的变化阻值,具体为:确定当前温度与预设温度的差值;以及确定校准系数、目标阻值以及所述差值的乘积,作为采样电阻的变化阻值。
具体地,采样电阻的变化阻值表示为:
ΔR=R0k(T-T0) (2)
在公式(2)中,ΔR表示所述采样电阻的变化阻值;T0表示预设温度,比如为25℃;R0表示采样电阻的目标阻值,该目标阻值为所述采样电阻在预设温度下的阻值;T表示所述采样电阻的当前温度;k表示校准系数。
其中,根据采样电阻的目标阻值、变化阻值和采样电阻两端的电压,确定电池的电流,具体为:计算目标阻值和变化阻值的和,再计算采样电阻两端的电压与目标阻值和变化阻值的和的商,该商为电池的电流。
具体地,电池的电流用下式表示为:
I=U/(R0+ΔR)=U/[R0+R0k(T-T0)] (3)
在公式(3)中,I表示所述电池的电流;U表示采样电阻的所述采样电阻两端的电压;T0表示预设温度,比如为25℃;R0表示采样电阻的目标阻值,该目标阻值为采样电阻在预设温度下的阻值;T表示采样电阻的当前温度;k表示校准系数。
需要说明的是,确定电池的电流信息为流过采样电阻的电流,具体包括充电电流和放电电流。
由于电池的剩余电量(荷电状态)的精确估算,需要准确的电流,在得到电池的电流之后,该可以用该电流估算电池的荷电状态,进而提高电池的荷电状态估算的精度。
在本申请的实施例中,所述电池参数确定方法还包括:根据所述电池的电流,确定所述电池的当前荷电状态。利用高精度的电流,提高荷电状态的估算精度。
在本申请实施例中,在确定电池的电流信息后,将所述电流信息发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态。进而可以提高电池的当前荷电状态的精度。
需要说明的是,电量检测装置可以设置在电池中,具体可以为电池的微控制单元,由电池的电量检测装置根据电池的电流信息确定电池的当前荷电状态;当然也可以设置使用该电池的可移动平台中,具体为可移动平台的处理器,在可移动平台的电量检测装置接收到电池发送的电流信息后,根据该电流信息确定电池的当前荷电状态。
比如,如图4所示,在无人机根据电池的电流信息确定电池的当前荷电状态时,或者接收到电池根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态时,确认电池的当前荷电状态满足返航条件,比如电池的当前荷电状态小于预设电量阈值,控制飞行器进行返航。
由此,在本申请的实施例中,无人机可以在线准确估算电池的当前荷电状态,以及时提醒用户合理规划路径,防止电池过放,预防坠机等现象。进而解决了电池电量计不准导致供电不足、电池过放、坠机等现象一直是困扰无人机的难题,提高了无人机的飞行安全。
其中,根据所述电池的电流,确定电池的当前荷电状态,具体为:利用安时积分法对电池的电流进行积分,得到积分结果;获取电池的初始荷电状态;根据初始荷电状态和积分结果确定电池的当前荷电状态。
其中,根据初始荷电状态和积分结果确定电池的当前荷电状态,还需根据电池的工作状态,具体为:若电池处于充电状态,计算初始荷电状态与积分结果的和,作为电池的当前荷电状态;或者,若电池处于放电状态,计算初始荷电状态与积分结果的差,作为电池的当前荷电状态。
其中,电池的荷电状态可以通过安时积分法(Ah积分)来计算得到,安时积分法机理简单,运行可靠。但是,目前这种方式存在剩余电量计算不准确的问题。安时积分法的基本公式为:
在公式(4)中,SOC表示电池的当前荷电状态,SOCinit表示电池的初始荷电状态,I表示电池的放电电流,t表示时间,Q表示电池的可用总容量。
由此可知,电池的剩余电量的准确度与电池的初始荷电状态、电流与时间的积分以及电池的可用总容量有关。其中,电流积分精度可通过校准装置进行校准以提高电流的精度,进而提高电池的当前荷电状态的精度。
此外,为了提高电池的当前荷电状态的确认精度,还可以调整电池的初始剩余电量以及电池的可用总容量中一项或多项。
在确定电池的当前荷电状态后,还可以根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量。下面对根据电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量的实现方案进行描述。
在一些实施例中,根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量的一种可能的实现方式为:根据所述电池的当前荷电状态、所述电池的上一时刻剩余电量信息、从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息,获取所述电池的实际可用总容量。
例如,获取根据所述电池的当前荷电状态与所述电池的上一时刻剩余电量信息的剩余电量信息差值,然后根据从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息以及所述剩余电量信息差值,获得所述电池的实际可用总容量。该电池的实际可用总容量例如为从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息与所述剩余电量信息差值的比值。
以当前荷电状态对应的当前时刻为j时刻为例,电池的当前荷电状态为SOCj,电池的上一时刻剩余电量信息为SOCj-1,从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息为Qj-1,j,因此,电池的实际可用总容量为FCC,其中,FCC=Qj-1,j/|SOCj-1-SOCj|。
在一些实施例中,根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量的另一种可能的实现方式为:根据所述电池的所述开路电压和所述电池的剩余电量信息之间的映射关系,由所述电池的所述当前荷电状态确定所述电池的当前时刻开路电压;根据所述电池的当前时刻放电电压和所述当前时刻开路电压,确定所述电池内阻的当前时刻电压;根据所述电池的开路电压与所述电池的放电容量的对应关系,利用所述电池内阻的当前时刻电压,确定所述电池的放电电压与所述电池的放电容量的对应关关系;根据所述电池的放电电压与所述电池的放电容量的对应关系,确定所述电池的放电截止电压对应的电池的放电容量为所述实际可用总容量。据此获得的实际可用总容量更加接近电池实际的可用总容量。
在本申请的实施例中,电池的开路电压与剩余电量信息之间存在映射关系,电池的当前荷电状态(SOCj)已经得到,根据SOCj根据电池的开路电压与剩余电量信息之间存在映射关系,可以确定SOCj所对应的开路电压,并将该开路电压确定为电池的当前时刻开路电压(OCVj)。
电池的当前时刻放电电压(Vj)可以得到,其中如何得到电池的当前时刻放电电压可以参见相关技术中的描述,此处不再赘述。由于电池也相当于一个电阻,电阻也具有内阻,内阻会产生压降,所以电池的当前时刻放电电压(Vj)与电池的当前时刻开路电压(OCVj)不相等,这个差值可以认为等于这个压降,即为电池内阻的当前时刻电压(ΔV),即ΔV=OCVj-Vj。
针对这同一电池内阻的当前时刻电压,也会存在电池的不同放电压与电池的放电容量的对应关系,又由于ΔV=OCV-V,而且电池的开路电压与所述电池的放电容量存在对应关系,每个开路电压所对应的放电容量即为每个开路电压减去电池内阻的当前时刻电压得到的电池的放电电压所对应的放电容量,也就是,OCVj所对应的放电容量等于Vj所对应的放电容量。从而确定所述电池的放电电压与所述电池的放电容量的对应关关系。
如图5所示,所述电池的开路电压与所述电池的放电容量的对应关系可以由虚曲线来表示,由此确定的电池的放电电压与所述电池的放电容量的对应关关系可以由实线来表示。
需要说明的是,由于本实施例的电池的可用总容量及时更新,相应地,电池的剩余电量是根据电池的可用总容量及时更新,相应地,电池的剩余电量所对应的所述电池内阻的电压也不全是同一值。所以由此获得该电池在放电过程中电池的放电电压与所述电池的放电容量的对应关关系(实线)与电池的开路电压与所述电池的放电容量的对应关系(虚线)并不是平移同一ΔV。
又由于,在理想状态下,当电池的开路电压等于电池的放电截止电压时,该开路电压对应的放电容量即为电池的可用总容量。但是由于各方面因素的影响,电池的实际可用总容量并不等于该开路电压对应的放电容量。所以在获得电池的放电电压与电池的放电容量的对应关系后,根据所述电池的放电电压与所述电池的放电容量的对应关系,确定电池的放电截止电压(VT)对应的电池的放电容量(即图5所示实曲线中当纵坐标等于VT时对应的横坐标的值,即FCC),并确定该电池的放电容量等于电池的实际可用总容量。
在一些实施例中,还可以根据电池的放电功率或电池的电放电流动态调整电池的放电截止电压。
判断电池的功率是否大于预设功率,电池的放电电压是否大于电池的放电截止电压。如果电池的功率小于等于预设功率并且电池的放电电压大于电池的放电截止电压,则调整电池的放电截止电压。或者,判断电池的放电电流是否大于预设电流,电池的放电电压是否大于电池的放电截止电压。如果电池的放电电流小于等于预设电流并且电池的放电电压大于电池的放电截止电压,则调整电池的放电截止电压。调整电池的放电截止电压例如可以调高电池的放电截止电压,也可以调低电池的放电截止电压。
在一些例子中,在电池的功率小于预设电功率,或者,电池的放电电流小于预设电流的情况下,如果电池的放电电压大于电池的放电截止电压,表示突然产生了一个脉冲,使得电池的放电电压突然升高,需要及时调高电池的放电截止电压,以避免放电电压持续大于放电截止电压,引起电池过放电,损坏电池。
可选的,在调整电池的放电截止电后,还可以根据调整后的电池的放电截止电压,更新电池的实际可用总容量。
例如:根据所述电池的放电电压与所述电池的放电容量的对应关系,确定调整后的电池的放电截止电压对应的电池的放电容量,并确定该电池的放电容量等于更新后的电池的实际可用总容量。
可选的,如果所述电池的放电功率小于等于预设功率且所述电池的放电电压小于等于所述电池的放电截止电压,则将所述电池的当前时刻剩余电量更新为预设剩余电量信息。或者,如果所述电池的放电电流小于等于预设电流且所述电池的放电电压小于等于所述电池的放电截止电压,则将所述电池的当前时刻剩余电量更新为预设剩余电量信息。该预设剩余电量信息例如为0%。
可选的,在通过上述任一实施例获得电池的当前荷电状态后,还可以输出电池的当前荷电状态。例如可以向电池供电的外部装置发送所述电池的当前荷电状态,由外部装置通过显示装置显示该电池的当前荷电状态。
由于电池一般会包括多节电芯,多节电芯会影响对电池的当前时刻可用总容量,因此如何根据多节电芯确定电池的当前时刻总容量,对提高电池的当前荷电状态的精度至关重要。
基于此,本申请提供了另一种电池参数确定方法的实施例,具体如图6所示,该电池参数确定方法包括以下步骤:
S201、获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压;
S202、根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息;
S203、获取关于所述多个电芯中的每个电芯的当前时刻放电电压;
S204、根据每个电芯的当前时刻放电电压,获取每个电芯的剩余电量信息;
S205、根据所述多个电芯中每个电芯的当前时刻可用容量和每个电芯的剩余电量信息,获取所述电池的当前时刻可用总容量;
S206、将所述电流信息和当前时刻可用总容量发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息和当前时刻可用总容量,确定所述电池的当前荷电状态。
在获取到每个电芯的当前时刻放电电压后,根据每个电芯的当前时刻放电电压,获取该每个电芯的剩余电量信息。例如:放电电压与剩余电量信息存在映射关系,因此,根据放电电压与剩余电量信息的映射关系以及电芯的当前时刻放电电压,可以确定该当前时刻放电电压对应的剩余电量信息,并将其确定为该电芯的剩余电量信息。
在获得每个电芯的剩余电量信息后,根据电池的多个电芯中每个电芯的当前时刻可用容量和每个电芯的剩余电量信息,获得电池的当前时刻可用总容量。
在获得电池的当前时刻可用总容量后,根据该电池的当前时刻可用总容量,获取电池的当前时刻剩余电量信息。
由于电池的当前时刻可用总容量主要受三方面影响,第一方面是电池中每个电芯的可用容量,也可称为电芯最大化学容量。第二方面是充电温度、内阻,如果电池是消费类型电池,通常采用恒流充电(CC)+恒压充电(CV)方式充电,充电末端电流小,温度、内阻对可用总容量的影响可忽略不计。第三方面是电池不均衡程度,可通过电芯的剩余电量信息来表示。因此,通过电芯的当前时刻剩余电量信息和电芯的当前时刻可用容量,可以得到准确的电池的当前时刻可用总容量。
将所述电流信息和当前时刻可用总容量发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息和当前时刻可用总容量,通过安时积分确定所述电池的当前荷电状态,由此可以得到更为精确的当前荷电状态。
其中,根据所述多个电芯中每个电芯的当前时刻可用容量和每个电芯的剩余电量信息,获取所述电池的当前时刻可用总容量,具体过程为:根据每个电芯的当前时刻可用容量和每个电芯的剩余电量信息,获取每个电芯充电至满充状态所需的第一电量以及每个电芯放电至满放状态所放的第二电量;根据所述多个电芯中每个电芯的所述第一电量和每个电芯的所述第二电量,获取所述电池的所述当前时刻可用总容量。
其中,电芯i表示为电池中多个电芯的任一电芯,可以根据电芯i的当前时刻可用容量(Qmax[i])和电芯i的剩余电量信息(SOC[i]),获取电芯i充电至满充状态所需的电量,该电量称为第一电量(ToTopCap[i],简称为TTC[i]),比如TTC[i]=Qmax[i]*(1-SOC[i]),剩余电量信息为百分数的值;还获取电芯i放电至满放状态所放的电量,该电量称为第二电量(RemCap[i],简称为RC[i]),比如TTC[i]=Qmax[i]*SOC[i]。电芯i充电至满充状态表示电芯i无法再继续充电的状态。电芯i放电至满放状态表示电芯i无法再继续放电的状态。在获得每个电芯的第一电量和第二电量后,根据电池中每个电芯的第一电量和第二电量,获取电池的当前时刻可用总容量。
如图7所示,以电池包括3个电芯为例,本实施例并不限于3个电芯。根据电芯1的当前时刻可用容量(Qmax[1])和电芯1的剩余电量信息(SOC[1]),获取电芯1充电至满充状态所需的第一电量(TTC[1])以及电芯1放电至满放状态所放的第二电量(RC[1])。根据电芯2的当前时刻可用容量(Qmax[2])和电芯2的剩余电量信息(SOC[2]),获取电芯2充电至满充状态所需的第一电量(TTC[2])以及电芯2放电至满放状态所放的第二电量(RC[2])。根据电芯3的当前时刻可用容量(Qmax[3])和电芯3的剩余电量信息(SOC[3]),获取电芯3充电至满充状态所需的第一电量(TTC[3])以及电芯3放电至满放状态所放的第二电量(RC[3])。
然后根据电芯1的TTC[1]、RC[1],电芯2的TTC[2]、RC[2],电芯3的TTC[3]、RC[3],获得电池的当前时刻可用总容量(Qbat)。
在一些实施例中,还提供了另一种可能的实现方式,具体为:根据所述多个电芯中每个电芯的所述第一电量,确定最小第一电量(min(TTC));根据所述多个电芯中每个电芯的所述第二电量,确定最小第二电量(min(RC));根据所述最小第一电量和所述最小第二电量,获取所述电池的所述当前时刻可用总容量。
还以图7为例,根据电芯1的TTC[1]、电芯2的TTC[2]、电芯3的TTC[3],确定TTC[1]、TTC[2]、TTC[3]中的最小值为最小第一电量,例如为TTC[1]。以及根据电芯1的RC[1]、电芯2的RC[2]、电芯3的RC[3],确定RC[1]、RC[2]、RC[3]中的最小值为最小第二电量,例如为RC[3]。然后根据TTC[1]和RC[3],获得电池的当前时刻可用总容量(Qbat)。
可选的,可以将所述最小第一电量和所述最小第二电量的和值作为所述电池的所述当前时刻可用总容量。例如:Qbat=TTC[1]+RC[3]。
下面对如何获得每个电芯的当前时刻可用容量(Qmax[i])进行描述。
在一些实施例中,获取每个电芯的当前时刻可用总容量(Qmax[i])的一种可能的实现方式为:获取每个电芯的第一剩余电量信息和第二剩余电量信息,其中,所述第一剩余电量信息为每个电芯在第一时刻的剩余电量信息以及所述第二剩余电量信息为每个电芯在第二时刻的剩余电量信息。以及获取所述第一时刻到所述第二时刻的时间段内每个电芯的电量充放信息。然后根据每个电芯的电量充放信息、所述第一剩余电量信息和所述第二剩余电量信息,获得每个电芯的当前时刻可用容量。
以任一电芯i为例,获取电芯i在第一时刻的剩余电量信息,称为第一剩余电量信息(SOC1[i]),以及电芯i在第二时刻的剩余电量信息,称为第二剩余电量信息(SOC2[i])。还可以获取电芯i在第一时刻到第二时刻的时间段的电量充放信息(Qpassed[i])。再根据Qpassed[i]、SOC1[i]、SOC2[i],获得电芯i的当前时刻可用容量(Qmax[i])。
可选的,根据每个电芯的电量充放信息、所述第一剩余电量信息和所述第二剩余电量信息,获得每个电芯的当前时刻可用容量的一种可能的实现方式为:获取每个电芯的所述第一剩余电量信息与所述第二剩余电量信息的剩余电量信息差值;然后将所述每个电芯的所述电量充放信息与所述剩余电量信息差值的比值,确定为所述每个电芯的当前时刻可用容量。例如:获取|SOC1[i]-SOC2[i]|,然后获取Qmax[i]=Qpassed[i]/|SOC1[i]-SOC2[i]|。
可选的,上述获取电芯i的第一剩余电量信息的一种实现方式为:将电芯i在第一时刻的开路电压作为第一开路电压(OCV1[i]);根据预设的开路电压与剩余电量信息之间的对应关系,获取第一开路电压(OCV1[i])所对应的剩余电量信息,并将所述第一开路电压(OCV1[i])所对应的剩余电量信息作为所述第一剩余电量信息(SOC1[i])。可选的,上述对应关系可以存储在显示查找表(Look-Up-Table,LUT)中。
上述获取电芯i的第二剩余电量信息的一种实现方式为:将电芯i在第二时刻的开路电压作为第二开路电压(OCV2[i])以及将电芯i在第二时刻的开路电压作为第二开路电压(OCV2[i]);根据预设的开路电压与剩余电量信息之间的对应关系,获取第二开路电压(OCV2[i])所对应的剩余电量信息,并将所述第二开路电压(OCV2[i])所对应的剩余电量信息作为所述第二剩余电量信息(SOC2[i])。
可选的,电芯的开路电压例如可以通过电芯的放电电压来获得。
可选的,上述获取电芯i的第一剩余电量信息的一种实现方式为:将电芯i在第一时刻的放电电压作为第一放电电压(V1[i]);根据预设的放电电压与剩余电量信息之间的对应关系,获取第一放电电压(V1[i])所对应的剩余电量信息,并将所述第一放电电压(V1[i])所对应的剩余电量信息作为所述第一剩余电量信息(SOC1[i])。获取电芯i的第二剩余电量信息与获取电芯i的第一剩余电量信息类似,此处不再赘述。
下面对根据所述电流信息和当前时刻可用总容量,确定所述电池的当前荷电状态的具体实现过程进行描述,电流信息参考上述实施例,以下只考虑当前时刻可用总容量。
在一些实施例中,根据所述最小第二电量和所述电池的所述当前时刻可用总容量,获取所述电池的当前时刻剩余电量。
本实施例中,在获得电池的当前时刻可用总容量后,根据该电池的当前时刻可用总容量(Qbat)和前述的最小第二电量(min(RC)),获得电池的当前时刻剩余电量(SOC)。
例如:可以获取所述最小第二电量(min(RC))和所述电池的所述当前时刻可用总容量(Qbat)的比值为所述电池的当前时刻剩余电量信息(SOC),即SOC=min(RC)/Qbat。
由于电池的当前时刻剩余电量信息可由电池的当前时刻可用总容量和所有电芯中当前放电至满放状态所放的最小电量确定,所以获得的电池的当前时刻剩余电量信息更加贴近电池的实际剩余电量信息。
在一些实施例中,根据安时积分法获取电池的当前时刻剩余电量信息,其中,关于电池的可用总容量为所述电池的当前时刻可用总容量(Qbat)。
在一些实施例中,在执行上述S206之后,还可以执行如下所述方案:
根据安时积分法获取所述电池的下一时刻剩余电量信息,其中,关于下一时刻的初始剩余电量信息为所述电池的所述当前时刻剩余电量信息(当前荷电状态)。
本实施例中,根据安时积分法,获取的电池的下一时刻(即时刻j+1)剩余电量信息为:SOCj+1=SOCj+ΔCCj,j+1/Q,其中,SOCj+1为电池的时刻j+1剩余电量信息,SOCj为电池的时刻j剩余电量信息,ΔCCj,j+1表示时刻j到时刻j+1的时间段内电流与时间的积分,Q为电池的可用总容量,计算每个时刻的SOC对应的Q例如可以为同一值。
可选的,如果在j+h时刻,通过上述类似方式获取到电池的j+h时刻可用总容量,则电池的j+h时刻剩余电量信息由电池的j+h时刻可用总容量获得,例如:根据电池的j+h时刻可用总容量与电池的j+h时刻电芯放电至满放状态所放的电量来得到。如果在j+h时刻,未通过上述类似方式获取到电池的j+h时刻可用总容量,也未根据电池的j+h时刻剩余电量信息获取到电池的j+h时刻可用总容量,则电池的j+h时刻剩余电量信息根据安时积分法和j+h-1时刻剩余电量信息得到。
在一些实施例中,在执行上述S206之后,还可以执行如下所述方案:
根据安时积分法获取所述电池的下一时刻剩余电量信息,其中,关于下一时刻的初始剩余电量信息为所述电池的所述当前时刻剩余电量信息。
其中,SOCj+1为电池的时刻j+1剩余电量信息,SOCj为电池的时刻j剩余电量信息,ΔCCj,j+1表示时刻j到时刻j+1的时间段内电流与时间的积分,Qbat,j为电池的时刻j可用总容量。
可选的,如果在j+h时刻,通过上述类似方式获取到电池的j+h时刻可用总容量,则电池的j+h时刻剩余电量信息由电池的j+h时刻可用总容量获得,例如:根据电池的j+h时刻可用总容量与电池的j+h时刻电芯放电至满放状态所放的电量来得到。如果在j+h时刻,未通过上述类似方式获取到电池的j+h时刻可用总容量,也未根据电池的j+h时刻剩余电量信息获取到电池的j+h时刻可用总容量,则电池的j+h时刻剩余电量信息根据安时积分法和j+h-1时刻剩余电量信息和j时刻可用总容量得到。
因此,通过上述方案,得到的电池的剩余电量信息更加准确。
此外,目前的电池在使用时经常会出现短路的情况,比如微短路,微短路会造成电池失效或着火等事故。由于,电池内部发生微短路具有一定的偶然性,因此给检测带来了难度,同时还存在检测到微短路后,如何对电池进行有效的保护等问题。
在一些实施例中,在确定电池的电流之后,所述电池参数确定方法还包括:根据所述电池的电流,确定电池的充放电容量比值;根据电池的充放电容量比值确定电池是否出现短路;若电池出现短路,确定与电池出现短路对应的电池保护策略;控制电池执行电池保护策略。
其中,充放电容量比值为充电容量和放电容量的比值,充电容量和放电容量根据电池的电流通过安时积分计算得到的。
示例性的,确定电池是否出现短路,具体为:确定充放电容量比值是否大于标准充放电容量比值;若充放电容量比值大于标准充放电容量比值,则确定电池出现短路;若充放电容量比值小于或等于标准充放电容量比值,则确定电池未出现短路。
在正常状态时,电池的充放电容量比值一般在一个固定范围,而出现短路的电池的充放电容量比值较大,由此可以根据充放电容量比值的变化确定电池是否出现短路。由于在本申请的实施例中,电池的电流精度较高,因此可以准确快速地识别到电池是否出现短路。
比如,锂离子电池,在正常状态下充放电容量比值会在1.01-1.05范围内波动,而出现微短路的锂离子电池,充放电容量比值会远远大于1,由此根据充放电容量比值的变化,确定电池是否出现短路。比如,当充放电容量比值大于1.1时,即可以判定电池已经出现微短路。
与电池出现短路对应的电池保护策略为预先设置电池保护策略,该电池保护策略为在电池出现短路时对电池进行保护的策略方式。可由充电器控制电池执行该电池保护策略。
其中,该电池保护策略包括如下至少一种:将电池放电至电池安全存储对应预设电压范围内、控制电池处于锁死状态。
当然,电池保护策略还可以包括其他策略方式。比如,输出提示信息,以提示用于按照提示信息会电池进行处理,该提示信息可以为语音提示信息、文字提示信息、指示灯提示信息等。
在一些实施例中,电池保护策略包括多级电池保护策略,多级电池保护策略中的每一级电池保护策略的保护方式不同,且每一级电池保护策略对应的短路的短路程度也不同,以便根据电池的短路程度确定对应保护策略,进而对电池进行有效合理的保护。
示例性的,多级电池保护策略包括如下至少一种:第一级电池保护策略、第二级电池保护策略和第三级电池保护策略。
其中,第一级电池保护策略包括:输出用于提示用户返修保养的提示信息。
其中,第二级电池保护策略包括:控制所述电池进入自放电程序对所述电池进行放电,和/或,输出用于提示用户所述电池不可使用的提示信息。
其中,第三级电池保护策略包括:控制所述电池处于锁死状态,和/或,输出用于提示用户所述电池已报废的提示信息。
具体地,可以先确定电池的短路对应的短路程度;再根据短路程度确定短路对应的多级电池保护策略。
比如,短路程度包括短路程度a、短路程度b和短路程度c,分别对应第一级电池保护策略、第二级电池保护策略和第三级电池保护策略。
其中,确定所述短路的短路程度,具体为:确定电池参数与标准参数之间的差异程度,根据差异程度确定短路程度。
示例性的,电池的充放电容量比值超过标准充放电容量比值在0.05至0.1范围内,定义为短路程度a;电池的充放电容量比值超过标准充放电容量比值在0.1至0.2范围内,定义为短路程度b;电池的充放电容量比值超过标准充放电容量比值在0.2以上,定义为短路程度c。
比如,电池的充放电容量比值1.20,标准恒压充电时间为1.01-1.05,则可以确定电池的短路程度为短路程度b,因此确定该电池出现短路对应的多级电池保护策略为第二级电池保护策略。
具体地,通过电池管理系统中预置的放电电阻对电池进行放电,并放电至预设电压范围;和/或,控制电池的充电开关和放电开关处于断开状态,以使电池处于锁死状态,即永久失效。
其中,预设电压范围为安全电压范围,可以设置0V附近范围值,具体范围值在此不做限定。
在一些实施例中,当然还可以采用其他电池保护策略,比如输出提示信息,用于提示用户电池出现短路。提示信息包括语音提示信息、文字提示信息和/或指示灯提示信息,指示灯提示信息比如用不同LED组成灯语以提示用户电池出现短路。
可以理解的是,当电池在充电状态时,检测当电池出现短路,停止充电后再执行所述电池保护策略;当电池处于放电状态时,在确保使用该电池的可移动平台安全时,执行所述电池保护策略。
示例性的,若在电池充电过程中,确定电池出现短路,停止对电池充电,并执行所述电池保护策略。
上述各实施例提供的电池参数确定方法,不仅可以提高电流的精度,还可以提高剩余电量的估算准确度,同时又可以在线准确地快速地识别到电池是否出现短路,并在电池出现短路时,通过电池保护策略实现对电池的保护,由此提高了电池使用的安全性。
请参阅图8,图8是本申请的实施例提供的一种智能电池的示意性框图。该智能电池包括处理器301、存储器302、电池电芯303及电池电路304,电池电路304与电池电芯303连接,电池电路304还与处理器301连接,用于控制电池充电或放电。
具体地,处理器301可以是微控制单元(Micro-controller Unit,MCU)、中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)或数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)等。
具体地,存储器302可以是Flash芯片、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)磁盘、光盘、U盘或移动硬盘等。
其中,所述处理器用于运行存储在存储器中的计算机程序,并在执行所述计算机程序时实现如本申请实施例提供的任意一种电池参数确定方法。
示例性的,所述处理器用于运行存储在存储器中的计算机程序,并在执行所述计算机程序时实现如下步骤:
获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压;根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息;将所述电流信息发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量,包括:
根据所述电池的当前荷电状态、所述电池的上一时刻荷电状态、从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息,获取所述电池的实际可用总容量。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据所述上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电流与所述时间段的时长的积分,获取从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量,包括:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的当前时刻开路电压;根据所述电池的当前时刻电压和所述当前时刻开路电压,获取所述电池的当前时刻压降;获取所述电池的放电截止电压和所述压降的和值;根据预设的开路电压和可用总容量的对应关系,获取大小等于所述和值的开路电压所对应的可用总容量为所述实际可用总容量。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据预设的开路电压和可用总容量的对应关系,获取所述电池的当前时刻可用总容量对应的开路电压为所述电池的放电截止电压。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
若所述电池的功率小于等于预设功率且所述电池的电压大于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流小于等于预设电流且所述电池的电压大于所述电池的放电截止电压,则调整所述电池的放电截止电压。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据调整后的所述电池的放电截止电压,更新所述电池的实际可用总容量。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
若所述电池的功率小于等于预设功率且所述电池的电压小于等于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流小于等于预设电流且所述电池的电压小于等于所述电池的放电截止电压,则将所述电池的当前时刻剩余电量更新为预设荷电状态。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的当前时刻开路电压;根据预设的开路电压与可用总容量的对应关系,获取所述当前时刻开路电压对应的可用总容量;将所述电池的实际可用总容量更新为所述当前时刻开路电压对应的可用总容量。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
若所述电池的功率大于预设功率且所述电池的电压小于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流大于预设电流且所述电池的电压小于所述电池的放电截止电压,则调整所述电池的放电功率。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据所述电池的当前时刻可用总容量,获取所述电池的当前时刻功率或所述电池的当前时刻电流。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
输出所述电池的实际可用总容量;和/或,输出所述电池的当前荷电状态。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
根据所述实际可用总容量,更新所述电池的当前荷电状态。
在一些实施例中,所述校准装置包括采样电阻。
在一些实施例中,所述处理器实现所述获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压,包括:
获取所述采样电阻的当前温度和所述采样电阻两端的电压。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息,包括:
获取预设温度以及目标阻值,所述目标阻值为所述采样电阻在所述预设温度下的阻值;获取所述采样电阻在所述电池中对应的校准系数;根据所述校准系数、当前温度、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻的变化阻值;根据所述采样电阻的目标阻值、变化阻值和所述采样电阻两端的电压,确定所述电池的电流。
在一些实施例中,所述校准系数与所述采样电阻以及所述采样电阻的安装参数有关。
在一些实施例中,所述采样电阻在不同的电池中对应的校准系数不同。
在一些实施例中,所述处理器实现所述目标阻值为所述采样电阻设置在所述电池中并在所述电池所处的环境温度为所述预设温度时对应的阻值。
在一些实施例中,所述预设温度为25℃。
在一些实施例中,所述处理器实现所述获取所述采样电阻的当前温度,包括:
通过热敏电阻获取所述采样电阻的当前温度;其中,所述热敏电阻设置所述电池中靠近所述采样电阻的位置。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述校准系数、当前温度、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻的变化阻值,包括:
确定所述当前温度与所述预设温度的差值;以及确定所述校准系数、所述目标阻值以及所述差值的乘积,作为所述采样电阻的变化阻值。
在一些实施例中,所述校准系数为通过对所述电池的采样电阻进行校准得到的。
在一些实施例中,所述处理器还实现:
获取所述采样电阻的多个电压值、多个所述电压值对应的电流值以及获取多个所述电压值时所述采样电阻的温度值;根据所述多个电压值、多个电流值、多个温度值、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻对应的多个目标校准系数;根据所述多个目标校准系数,确定所述采样电阻对应的校准系数。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述多个目标校准系数,确定所述采样电阻对应的校准系数,包括:
确定所述多个目标校准系数的均值,将所述多个目标校准系数的均值作为所述采样电阻对应的校准系数。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述电池的电流信息,确定所述电池的当前荷电状态,包括:
利用安时积分法对所述电池的电流进行积分,得到积分结果;获取所述电池的初始荷电状态;根据所述初始荷电状态和所述积分结果确定所述电池的当前荷电状态。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述初始荷电状态和所述积分结果确定所述电池的当前荷电状态,包括:
若所述电池处于充电状态,计算所述初始荷电状态与所述积分结果的和,作为所述电池的当前荷电状态;或者,若所述电池处于放电状态,计算所述初始荷电状态与所述积分结果的差,作为所述电池的当前荷电状态。
在一些实施例中,所述处理器实现所述获取预设温度以及目标阻值之前,还实现:
获取预设温度以及所述采样电阻在所述预设温度经测量得到目标温度;存储所述预设温度和所述目标阻值。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息之后,还实现:
根据所述电池的电流,确定所述电池的充放电容量比值;根据所述电池的充放电容量比值确定所述电池是否出现短路;若所述电池出现短路,确定与所述电池出现短路对应的电池保护策略;控制所述电池执行所述电池保护策略;
其中,所述电池保护策略包括如下至少一种:将电池放电至电池安全存储对应预设电压范围内、控制电池处于锁死状态。
在一些实施例中,所述处理器实现所述根据所述电池的充放电容量比值确定所述电池是否出现短路,包括:
确定所述充放电容量比值是否大于标准充放电容量比值;若所述充放电容量比值大于标准充放电容量比值,则确定所述电池出现短路;若所述充放电容量比值小于或等于标准充放电容量比值,则确定所述电池未出现短路。
请参阅图13,图13是本申请一实施例提供的一种可移动平台的示意性框图。该可移动平台400包括处理器401、存储器402和智能电池403,智能电池403中包括微控制单元,处理器401和存储器402、智能电池403通过总线连接,该总线比如为I2C(Inter-integratedCircuit)总线。
具体地,处理器401可以是微控制单元(Micro-controller Unit,MCU)、中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)或数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)等。
具体地,存储器402可以是Flash芯片、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)磁盘、光盘、U盘或移动硬盘等。
示例性的,所述处理器用于运行存储在存储器中的计算机程序,并在执行所述计算机程序时实现如下步骤:
接收智能电池发送的电流信息,其中所述电流信息为根据智能电池中的校准装置的当前温度以及电压确定的;根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态。
本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序中包括程序指令,所述处理器执行所述程序指令,实现上述实施例提供的电池参数确定方法的步骤。
其中,所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的智能电池的内部存储单元,例如所述智能电池的存储器或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述智能电池的外部存储设备,例如所述智能电池上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart MediaCard,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (64)
1.一种电池参数确定方法,其特征在于,所述电池包括校准装置,所述方法包括:
获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压;
根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息;
将所述电流信息发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量,包括:
根据所述电池的当前荷电状态、所述电池的上一时刻荷电状态、从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息,获取所述电池的实际可用总容量。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
根据所述上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电流与所述时间段的时长的积分,获取从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量,包括:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的当前时刻开路电压;
根据所述电池的当前时刻电压和所述当前时刻开路电压,获取所述电池的当前时刻压降;
获取所述电池的放电截止电压和所述压降的和值;
根据预设的开路电压和可用总容量的对应关系,获取大小等于所述和值的开路电压所对应的可用总容量为所述实际可用总容量。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,还包括:
根据预设的开路电压和可用总容量的对应关系,获取所述电池的当前时刻可用总容量对应的开路电压为所述电池的放电截止电压。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,还包括:
若所述电池的功率小于等于预设功率且所述电池的电压大于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流小于等于预设电流且所述电池的电压大于所述电池的放电截止电压,则调整所述电池的放电截止电压。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括:
根据调整后的所述电池的放电截止电压,更新所述电池的实际可用总容量。
9.根据权利要求5-8任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述电池的功率小于等于预设功率且所述电池的电压小于等于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流小于等于预设电流且所述电池的电压小于等于所述电池的放电截止电压,则将所述电池的当前时刻剩余电量更新为预设荷电状态。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的当前时刻开路电压;
根据预设的开路电压与可用总容量的对应关系,获取所述当前时刻开路电压对应的可用总容量;
将所述电池的实际可用总容量更新为所述当前时刻开路电压对应的可用总容量。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
若所述电池的功率大于预设功率且所述电池的电压小于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流大于预设电流且所述电池的电压小于所述电池的放电截止电压,则调整所述电池的放电功率。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,还包括:
根据所述电池的当前时刻可用总容量,获取所述电池的当前时刻功率或所述电池的当前时刻电流。
13.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
输出所述电池的实际可用总容量;和/或,输出所述电池的当前荷电状态。
14.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:
根据所述实际可用总容量,更新所述电池的当前荷电状态。
15.根据权利要求1至14任一项所述的方法,其特征在于,所述校准装置包括采样电阻。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压,包括:
获取所述采样电阻的当前温度和所述采样电阻两端的电压。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息,包括:
获取预设温度以及目标阻值,所述目标阻值为所述采样电阻在所述预设温度下的阻值;
获取所述采样电阻在所述电池中对应的校准系数;
根据所述校准系数、当前温度、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻的变化阻值;
根据所述采样电阻的目标阻值、变化阻值和所述采样电阻两端的电压,确定所述电池的电流。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述校准系数与所述采样电阻以及所述采样电阻的安装参数有关。
19.根据权利要求18所述的方法,其特征在于,所述采样电阻在不同的电池中对应的校准系数不同。
20.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述目标阻值为所述采样电阻设置在所述电池中并在所述电池所处的环境温度为所述预设温度时对应的阻值。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述预设温度为25℃。
22.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述获取所述采样电阻的当前温度,包括:
通过热敏电阻获取所述采样电阻的当前温度;其中,所述热敏电阻设置所述电池中靠近所述采样电阻的位置。
23.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述根据所述校准系数、当前温度、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻的变化阻值,包括:
确定所述当前温度与所述预设温度的差值;以及
确定所述校准系数、所述目标阻值以及所述差值的乘积,作为所述采样电阻的变化阻值。
24.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述校准系数为通过对所述电池的采样电阻进行校准得到的。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述采样电阻的多个电压值、多个所述电压值对应的电流值以及获取多个所述电压值时所述采样电阻的温度值;
根据所述多个电压值、多个电流值、多个温度值、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻对应的多个目标校准系数;
根据所述多个目标校准系数,确定所述采样电阻对应的校准系数。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个目标校准系数,确定所述采样电阻对应的校准系数,包括:
确定所述多个目标校准系数的均值,将所述多个目标校准系数的均值作为所述采样电阻对应的校准系数。
27.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池的电流信息,确定所述电池的当前荷电状态,包括:
利用安时积分法对所述电池的电流进行积分,得到积分结果;
获取所述电池的初始荷电状态;
根据所述初始荷电状态和所述积分结果确定所述电池的当前荷电状态。
28.根据权利要求27所述的方法,其特征在于,所述根据所述初始荷电状态和所述积分结果确定所述电池的当前荷电状态,包括:
若所述电池处于充电状态,计算所述初始荷电状态与所述积分结果的和,作为所述电池的当前荷电状态;或者,
若所述电池处于放电状态,计算所述初始荷电状态与所述积分结果的差,作为所述电池的当前荷电状态。
29.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述获取预设温度以及目标阻值之前,所述方法还包括:
获取预设温度以及所述采样电阻在所述预设温度经测量得到目标温度;
存储所述预设温度和所述目标阻值。
30.根据权利要求1至14任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息之后,所述方法还包括:
根据所述电池的电流,确定所述电池的充放电容量比值;
根据所述电池的充放电容量比值确定所述电池是否出现短路;
若所述电池出现短路,确定与所述电池出现短路对应的电池保护策略;
控制所述电池执行所述电池保护策略;
其中,所述电池保护策略包括如下至少一种:将电池放电至电池安全存储对应预设电压范围内、控制电池处于锁死状态。
31.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,所述根据所述电池的充放电容量比值确定所述电池是否出现短路,包括:
确定所述充放电容量比值是否大于标准充放电容量比值;
若所述充放电容量比值大于标准充放电容量比值,则确定所述电池出现短路;
若所述充放电容量比值小于或等于标准充放电容量比值,则确定所述电池未出现短路。
32.一种智能电池,其特征在于,所述智能电池包括处理器、存储器、校准装置、电池电芯和充放电电路;
所述充放电电路与所述电池电芯连接,用于对所述电池电芯进行充电或放电;
所述校准装置用于校准电池的电流;
所述存储器用于存储计算机程序;
所述处理器用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时,实现如下步骤:
获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压;
根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息;
将所述电流信息发送至电量检测装置,以使所述电量检测装置能够根据所述电流信息,确定所述电池的当前荷电状态。
33.根据权利要求32所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量。
34.根据权利要求33所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量,包括:
根据所述电池的当前荷电状态、所述电池的上一时刻荷电状态、从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息,获取所述电池的实际可用总容量。
35.根据权利要求34所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
根据所述上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电流与所述时间段的时长的积分,获取从上一时刻到当前时刻的时间段内所述电池的电量充放信息。
36.根据权利要求33所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的实际可用总容量,包括:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的当前时刻开路电压;
根据所述电池的当前时刻电压和所述当前时刻开路电压,获取所述电池的当前时刻压降;
获取所述电池的放电截止电压和所述压降的和值;
根据预设的开路电压和可用总容量的对应关系,获取大小等于所述和值的开路电压所对应的可用总容量为所述实际可用总容量。
37.根据权利要求36所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
根据预设的开路电压和可用总容量的对应关系,获取所述电池的当前时刻可用总容量对应的开路电压为所述电池的放电截止电压。
38.根据权利要求36或37所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
若所述电池的功率小于等于预设功率且所述电池的电压大于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流小于等于预设电流且所述电池的电压大于所述电池的放电截止电压,则调整所述电池的放电截止电压。
39.根据权利要求38所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
根据调整后的所述电池的放电截止电压,更新所述电池的实际可用总容量。
40.根据权利要求36-39任一项所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
若所述电池的功率小于等于预设功率且所述电池的电压小于等于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流小于等于预设电流且所述电池的电压小于等于所述电池的放电截止电压,则将所述电池的当前时刻剩余电量更新为预设荷电状态。
41.根据权利要求40所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
根据所述电池的当前荷电状态,获取所述电池的当前时刻开路电压;
根据预设的开路电压与可用总容量的对应关系,获取所述当前时刻开路电压对应的可用总容量;
将所述电池的实际可用总容量更新为所述当前时刻开路电压对应的可用总容量。
42.根据权利要求41所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
若所述电池的功率大于预设功率且所述电池的电压小于所述电池的放电截止电压,或者,所述电池的电流大于预设电流且所述电池的电压小于所述电池的放电截止电压,则调整所述电池的放电功率。
43.根据权利要求42所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
根据所述电池的当前时刻可用总容量,获取所述电池的当前时刻功率或所述电池的当前时刻电流。
44.根据权利要求33所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
输出所述电池的实际可用总容量;和/或,输出所述电池的当前荷电状态。
45.根据权利要求33所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
根据所述实际可用总容量,更新所述电池的当前荷电状态。
46.根据权利要求32至45任一项所述的智能电池,其特征在于,所述校准装置包括采样电阻。
47.根据权利要求46所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述获取所述校准装置对应的当前温度、以及所述校准装置对应的电压,包括:
获取所述采样电阻的当前温度和所述采样电阻两端的电压。
48.根据权利要求47所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息,包括:
获取预设温度以及目标阻值,所述目标阻值为所述采样电阻在所述预设温度下的阻值;
获取所述采样电阻在所述电池中对应的校准系数;
根据所述校准系数、当前温度、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻的变化阻值;
根据所述采样电阻的目标阻值、变化阻值和所述采样电阻两端的电压,确定所述电池的电流。
49.根据权利要求48所述的智能电池,其特征在于,所述校准系数与所述采样电阻以及所述采样电阻的安装参数有关。
50.根据权利要求49所述的智能电池,其特征在于,所述采样电阻在不同的电池中对应的校准系数不同。
51.根据权利要求48所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述目标阻值为所述采样电阻设置在所述电池中并在所述电池所处的环境温度为所述预设温度时对应的阻值。
52.根据权利要求51所述的智能电池,其特征在于,所述预设温度为25℃。
53.根据权利要求48所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述获取所述采样电阻的当前温度,包括:
通过热敏电阻获取所述采样电阻的当前温度;其中,所述热敏电阻设置所述电池中靠近所述采样电阻的位置。
54.根据权利要求48所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述校准系数、当前温度、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻的变化阻值,包括:
确定所述当前温度与所述预设温度的差值;以及
确定所述校准系数、所述目标阻值以及所述差值的乘积,作为所述采样电阻的变化阻值。
55.根据权利要求48所述的智能电池,其特征在于,所述校准系数为通过对所述电池的采样电阻进行校准得到的。
56.根据权利要求55所述的智能电池,其特征在于,所述处理器还实现:
获取所述采样电阻的多个电压值、多个所述电压值对应的电流值以及获取多个所述电压值时所述采样电阻的温度值;
根据所述多个电压值、多个电流值、多个温度值、预设温度以及目标阻值,确定所述采样电阻对应的多个目标校准系数;
根据所述多个目标校准系数,确定所述采样电阻对应的校准系数。
57.根据权利要求56所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述多个目标校准系数,确定所述采样电阻对应的校准系数,包括:
确定所述多个目标校准系数的均值,将所述多个目标校准系数的均值作为所述采样电阻对应的校准系数。
58.根据权利要求32所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述电池的电流信息,确定所述电池的当前荷电状态,包括:
利用安时积分法对所述电池的电流进行积分,得到积分结果;
获取所述电池的初始荷电状态;
根据所述初始荷电状态和所述积分结果确定所述电池的当前荷电状态。
59.根据权利要求58所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述初始荷电状态和所述积分结果确定所述电池的当前荷电状态,包括:
若所述电池处于充电状态,计算所述初始荷电状态与所述积分结果的和,作为所述电池的当前荷电状态;或者,
若所述电池处于放电状态,计算所述初始荷电状态与所述积分结果的差,作为所述电池的当前荷电状态。
60.根据权利要求48所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述获取预设温度以及目标阻值之前,还实现:
获取预设温度以及所述采样电阻在所述预设温度经测量得到目标温度;
存储所述预设温度和所述目标阻值。
61.根据权利要求32至45任一项所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述当前温度、以及所述电压,确定所述电池的电流信息之后,还实现:
根据所述电池的电流,确定所述电池的充放电容量比值;
根据所述电池的充放电容量比值确定所述电池是否出现短路;
若所述电池出现短路,确定与所述电池出现短路对应的电池保护策略;
控制所述电池执行所述电池保护策略;
其中,所述电池保护策略包括如下至少一种:将电池放电至电池安全存储对应预设电压范围内、控制电池处于锁死状态。
62.根据权利要求61所述的智能电池,其特征在于,所述处理器实现所述根据所述电池的充放电容量比值确定所述电池是否出现短路,包括:
确定所述充放电容量比值是否大于标准充放电容量比值;
若所述充放电容量比值大于标准充放电容量比值,则确定所述电池出现短路;
若所述充放电容量比值小于或等于标准充放电容量比值,则确定所述电池未出现短路。
63.一种可移动平台,其特征在于,所述可移动平台安装有如权利要求32至62任一项所述的智能电池,所述智能电池用于给所述可移动平台供电。
64.一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存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如权利要求1至31中任一项所述的电池参数确定方法的步骤。
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