CN113484783A - 电池soh检测方法、装置、系统、介质及程序产品 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池SOH检测方法、装置、系统、介质及程序产品。方法包括：在根据目标电池在目标时长内各采集时刻的电压，从目标时长内获取到目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻时，根据目标电池在第一时刻的工况、在第二时刻的工况，获取目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。根据电量的变化量，以及，电量的变化量与SOH之间的映射关系，获取目标电池的健康状态SOH。映射关系为基于、不同SOH状态的与目标电池的类型相同的样本电池在第一电压阈值至第二电压阈值之间的工况得到的。本申请实现了实时获取工作过程中的电池的SOH。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术，尤其涉及一种电池SOH检测方法、装置、系统、介质及程序产品。
背景技术
随着电动汽车中电池使用时间的增长，电池存储电量的能力会逐渐降低。当电池存储电量的能力下降到一定程度时，该电池便不再适用于电动汽车(存储电量能力较低的电池可能会导致电动汽车产生续航问题等)。因此需要给该电动汽车更换新的电池，以使电动汽车能够正常工作。上述不再适用于电动汽车的电池则可以应用于对电池存储电量的能力要求较低的用电设备(例如电网、新能源发电等场景中的用电设备)，以实现电池全生命周期的梯次利用。
不同的用电设备对电池存储电量的能力要求不同，因此，在对电池进行梯次利用之前，可以对电池存储电量的能力进行评估，以提高电池的梯次利用的准确性。电池的健康状态(State of Health，SOH)能够表征电池存储电量的能力的大小。SOH可以通过电池的实际容量与额定容量的比值进行计算。电池的SOH越大，表示电池存储电量的能力越大。电池的SOH越小，表示电池存储电量的能力越小。
然而，如何实时获取工作过程中的电池的SOH是一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种电池SOH检测方法、装置、系统、介质及程序产品，以实现实时获取工作过程中的电池的SOH。
第一方面，本申请提供一种电池SOH检测方法，所述方法包括：
获取用电设备的目标电池在目标时长内各采集时刻的工况；所述工况包括：所述目标电池的电压，以及，所述目标电池的电流；
若根据所述目标电池在所述目标时长内各采集时刻的电压，从所述目标时长内获取到所述目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，所述目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻，则根据所述目标电池在所述第一时刻的工况、在所述第二时刻的工况，获取所述目标电池从所述第一时刻到所述第二时刻的电量的变化量；所述第一电压阈值不等于所述第二电压阈值；
根据所述电量的变化量，以及，所述电量的变化量与SOH之间的映射关系，获取所述用电设备的目标电池的健康状态SOH；所述映射关系为基于不同SOH状态的样本电池在所述第一电压阈值至所述第二电压阈值之间的工况得到的；所述样本电池与所述目标电池的类型相同。
可选的，所述目标电池的工况还包括：所述目标电池的温度；
所述映射关系为所述电量的变化量、电池的温度与SOH三者之间的映射关系。
可选的，若所述映射关系满足线性关系，则所述映射关系采用线性方程表示；其中，所述电量的变化量为所述线性方程的输入，所述SOH为所述线性方程的输出。
可选的，所述方法还包括：
接收来自云平台的更新后的映射关系。
可选的，所述用电设备包括至少一个电池组，每个所述电池组包括至少两个目标电池，在所述获取所述目标电池的SOH之后，还包括：
根据属于同一电池组的各目标电池的SOH，获取所述电池组的SOH。
可选的，在所述获取所述目标电池的SOH之后，所述方法还包括：
将所述目标电池的SOH发送至云平台。
第二方面，本申请提供一种电池SOH检测装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取用电设备的目标电池在目标时长内各采集时刻的工况；所述工况包括：所述目标电池的电压，以及，所述目标电池的电流；
第二获取模块，若根据所述目标电池在所述目标时长内各采集时刻的电压，从所述目标时长内获取到所述目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，所述目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻，则根据所述目标电池在所述第一时刻的工况、在所述第二时刻的工况，获取所述目标电池从所述第一时刻到所述第二时刻的电量的变化量；所述第一电压阈值不等于所述第二电压阈值；
第三获取模块，根据所述电量的变化量，以及，所述电量的变化量与SOH之间的映射关系，获取所述用电设备的目标电池的健康状态SOH；所述映射关系为基于不同SOH状态的样本电池在所述第一电压阈值至所述第二电压阈值之间的工况得到的；所述样本电池与所述目标电池的类型相同。
第三方面，本申请提供一种电池管理系统，包括：至少一个处理器、存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述电池管理系统执行第一方面任一项所述的方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机执行指令，当所述计算机执行指令被处理器执行时，实现第一方面任一项所述的方法。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述的方法。
本申请提供的电池SOH检测方法、装置、系统、介质及程序产品，通过采集到的目标电池在第一时刻的工况、在第二时刻的工况，可以获取实时获取目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。然后，根据该电量的变化量，以及，电量的变化量与SOH之间的映射关系，可以实时获取了目标电池的SOH。通过上述方法，避免了对目标电池进行拆卸之后在线下对电池的SOH进行检测。在目标电池工作过程中，即可实现SOH的实时检测，提高了对目标电池进行SOH检测的效率。进一步的，上述方法还避免了对目标电池进行深度放电，进而避免了对目标电池造成损坏，提高了目标电池的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种电池SOH检测方法的流程示意图；
图2为本申请提供的另一种电池SOH检测方法的流程示意图；
图3为样本电池在老化实验过程中的容量RPT保持率曲线示意图；
图4为不同SOH的样本电池在充电过程中电压与电量的曲线示意图；
图5为电量的变化量与电池SOH的曲线示意图；
图6为本申请提供的一种电池SOH检测装置的结构示意图；
图7为本申请提供的一种电池管理系统结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请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。
不同的用电设备对电池存储电量的能力要求不同。通常，电池存储电量的能力可以由电池的SOH表示。电池的SOH越大，表示电池存储电量的能力越大。电池的SOH越小，表示电池存储电量的能力越小。作为一种示例，不同的用电设备对电池的SOH的要求例如可以如下表1所示：
表1
| 序号 | 用电设备 | 对电池的SOH的要求 |
| 1 | 用电设备1 | SOH大于或等于80％ |
| 2 | 用电设备2 | SOH大于或等于70％ |
| 3 | 用电设备3 | SOH大于或等于60％ |
若电池的SOH为75％，则对该电池进行梯次利用时，该电池最合适的用电设备为用电设备2。若将该电池应用于用电设备1则可能导致在该用电设备1的续航能力较差。若将该电池应用于用电设备3，则可能造成资源的浪费。因此，在对电池进行梯次利用之前，可以检测电池的SOH，以提高电池的梯次利用的准确性。然而，如何获取电池的SOH是一个亟待解决的问题。
现有的检测电池的SOH的方法主要为直接放电法。该方法需要将待检测的电池从用电设备上卸下，然后在实验室环境下检测该电池的SOH。通过直接放电法检测电池的SOH，需要对电池进行充电，使得电池达到满电状态。然后，在固定放电倍率下，对该电池进行持续放电，直至放电深度为100％(表示电池电量为零)。然后根据电池开始放电到放电结束的放电时长，以及，上述放电倍率，获取电池的SOH。
然而，该方法只能在线下检测电池的SOH，不能在电池工作过程中(即在用电设备上的工作过程中)进行电池的SOH的检测，导致获取电池的SOH的效率较低。而且，通过该方法检测电池的SOH时，需要对电池进行深度放电，易导致电池损坏。
考虑到现有技术中的电池的SOH的检测方法无法实时获取在用电设备上的处于工作过程中的电池的SOH。本申请提出了一种能够实时检测工作过程中的电池的SOH的方法。通过该方法，实现了实时对工作过程中的电池进行SOH检测，提高了对电池进行SOH检测的效率。此外，该方法还避免了对电池进行深度放电，进而避免了在获取电池的SOH时对电池造成损坏，提高了电池的使用寿命。上述方法的执行主体为与电池连接的电池管理系统(Battery management system，BMS)，也可以为用电设备上其他能够对电池进行管理和/或控制的装置，本申请对此不进行限定。下述实施例均以BMS为例进行示例说明。
应理解，本申请对电池的类型，以及，使用电池的用电设备的类型不进行限定。上述电池例如可以是锂电池、或者铅酸电池等。其中，上述锂电池例如可以是三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂等其它锂电池。上述用电设备例如可以是电动汽车、储能集装箱、工程机械车、不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)等。此外，应理解，本申请提供的电池SOH检测方法，不仅可以应用于电动汽车领域，还可以应用于任何一个使用电池和电池管理系统的领域，例如油电混合车辆、电池储能系统等。
下面结合具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图1为本申请提供的一种电池SOH检测方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101、获取用电设备的目标电池在目标时长内各采集时刻的工况。
上述工况包括目标电池的电压，以及，目标电池的电流。可选的，该工况可以是目标电池的充电工况，和/或，目标电池的放电工况。
可选的，上述目标时长例如可以是“BMS开始执行该电池SOH检测方法的时刻，与获取目标电池SOH的时刻”之间的时长。在该实现方式下，该目标时长的具体取值不是固定的数值。例如，若BMS从开始执行该电池SOH检测方法，到获取目标电池的SOH共花费3小时，则该目标时长为3小时。若BMS从开始执行该电池SOH检测方法，到获取目标电池的SOH共花费2小时，则该目标时长为2小时。
或者，上述目标时长还可以是用户预先存储在BMS中的。示例性的，上述目标时长例如可以是BMS开始执行该电池SOH检测方法之前的一段时长。示例性的，该一段时长例如可以是24小时或者一周等。
S102、判断是否能够根据目标电池在目标时长内各采集时刻的电压，从目标时长内获取到目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻。
若是，则执行步骤S103。若否，可选的，BMS可以停止检测电池的SOH。
上述第一电压阈值不等于第二电压阈值。应理解，该第一电压阈值和第二电压阈值均在目标电池能够达到的电压范围内。
可选的，当目标电池的工况为目标电池的充电工况时，目标电池处于持续充电的状态，因此，上述第一电压阈值小于第二电压阈值。在该实现方式下，该第一电压阈值例如可以是目标电池的截止电压，该第二电压阈值例如可以是用户通过线下实验确定，并预先存储在BMS中的。其中，上述截止电压可以为电池出厂时标定好的。若电池放电时，电池的电压下降到截止电压之后仍然继续放电，则可能导致该电池损坏。应理解，不同类型的目标电池的截止电压可以不同，也可以相同。
当目标电池的工况为目标电池的放电工况时，目标电池处于持续放电的状态，因此，上述第一电压阈值大于第二电压阈值。在该实现方式下，该第二电压阈值例如可以是目标电池的截止电压，该第一电压阈值例如可以是用户通过线下实验确定，并预先存储在BMS中的。
或者，上述第一电压阈值和第二电压阈值例如还可以均为用户通过线下实验确定，并预先存储在BMS中的。
在上述目标时长内，若BMS能够获取多对第一时刻和第二时刻，可选的，BMS可以将距离“开始执行该电池SOH检测方法”的时刻最近的一对第一时刻和第二时刻作为目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻。
S103、根据目标电池在第一时刻的工况、在第二时刻的工况，获取目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。
作为一种可能的实现方式，若目标电池在第一时刻与第二时刻之间的为恒流充电，或者恒流放电，BMS可以通过下述公式(1)获取目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。
Q＝I×(t2-t1) (1)
其中，Q指的是目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。I指的是目标电池在第一时刻与第二时刻之间的充电电流或者放电电流。t1表示第一时刻，t2表示第二时刻。
或者，若在第一时刻与第二时刻之间，流经目标电池的电流是变化的(例如降流充电过程)，BMS可以通过下述公式(2)获取目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。
再或者，BMS还可以根据目标电池在第一时刻的工况，获取目标电池在第一时刻的电量。根据目标电池在第二时刻的工况，获取目标电池在第二时刻的电量。然后将目标电池在第二时刻的电量与目标电池在第一时刻的电量的差值，作为目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。
S104、根据电量的变化量，以及，电量的变化量与SOH之间的映射关系，获取用电设备的目标电池的SOH。
其中，上述映射关系为基于不同SOH状态的样本电池在第一电压阈值至第二电压阈值之间的工况得到的。上述样本电池为与目标电池的类型相同的电池，以保证BMS通过该映射关系获取目标电池的SOH的准确性。具体的，如何基于不同SOH状态的样本电池在第一电压阈值至第二电压阈值之间的工况得到上述映射关系，可以参见后续实施例的描述。
示例性的，上述电量的变化量与SOH之间的映射关系例如可以如下表2所示：
表2
| 序号 | 电量的变化量 | SOH |
| 1 | 变化量1 | SOH1 |
| 2 | 变化量2 | SOH2 |
| 3 | 变化量3 | SOH3 |
以表2所示内容为例，若目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量为变化量2，则BMS可以确定该用电设备的目标电池的SOH为SOH2。
作为一种可能的实现方式，若上述映射关系满足线性关系，可选的，该映射关系可以采用线性方程表示。其中，电量的变化量为该线性方程的输入，SOH为该线性方程的输出。通过使用线性方程表示上述映射关系，减少了映射关系占据的BMS的存储资源。
在该实现方式下，可选的，上述线性方程例如可以如下述公式(3)所示：
y＝kx+b (3)
其中，y表示目标电池的SOH，x表示电量的变化量。可选的，k和b可以是用户通过线下实验确定，并预先存储在BMS中的。
若上述映射关系不满足线性关系，则BMS可以通过电量的变化量与SOH之间的映射关系，获取用电设备的目标电池的SOH。
可选的，上述映射关系例如可以是用户预先存储在BMS中的。或者，在获取用电设备的目标电池的SOH之前，BMS还可以从云平台中获取该目标电池对应的电量的变化量与SOH之间的映射关系。该云平台为用于管理电池的云平台。
在本实施例中，通过采集到的目标电池在第一时刻的工况、在第二时刻的工况，可以获取实时获取目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。然后，根据该电量的变化量，以及，电量的变化量与SOH之间的映射关系，可以实时获取了目标电池的SOH。通过上述方法，避免了对目标电池进行拆卸之后在线下对电池的SOH进行检测。在目标电池工作过程中，即可实现SOH的实时检测，提高了对目标电池进行SOH检测的效率。进一步的，上述方法还避免了对目标电池进行深度放电，进而避免了对目标电池造成损坏，提高了目标电池的使用寿命。
此外，上述映射关系是基于与目标电池的类型相同的样本电池在第一电压阈值至第二电压阈值之间的工况得到的，通过上述映射关系获取目标电池的SOH，保证了获取目标电池的SOH的准确性。
目前，虽然也有一些现有技术提出通过在线测量电池的内阻，进而根据测量得到的内阻，内阻与SOH的映射关系，可以在线获取电池的SOH的方法。但是，由于电池的内阻通常较小(电池的内阻通常是毫欧姆级别的电阻)，因此，该方法测量得到的电池的内阻往往准确性较低。
而本申请通过在线获取目标电池的工况获取目标电池的电量的变化量，进而根据获取到的电量的变化量，以及，电量变化量与SOH之间的映射关系，获取目标电池的SOH。本申请中，电池工况获取便捷和准确，且无需测量目标电池的内阻。因此，通过本申请提供的方法，可以提高获取目标电池的SOH的准确性。
进一步地，作为一种可能的实现方式，在获取目标电池的SOH之后，BMS还可以将目标电池的SOH发送至云平台。用户可以通过访问该云平台，获取目标电池的SOH，提高了用户获取电池的SOH的便捷性。
在该实现方式下，该云平台还可以根据该目标电池的SOH，确定是否对该目标电池进行梯次利用。若该目标电池的SOH满足使用该目标电池的用电设备对电池的SOH的要求，则云平台可以确定不需对该目标电池进行梯次利用。若该目标电池的SOH不满足使用该目标电池的用电设备对电池的SOH的要求，则云平台可以根据该目标电池的SOH，确定该目标电池的梯次利用的用电设备。
或者，在获取目标电池的SOH之后，BMS还可以根据该目标电池的SOH，确定是否对该目标电池进行梯次利用，并将该目标电池的SOH，以及，该目标电池是否需要进行梯次利用的信息发送给云平台。
仍然以前述表1为例，若使用该目标电池的用电设备为用电设备1。假设通过上述实施例提供的方法，获取该目标电池的SOH为67％，说明该目标电池不再适用于用电设备1。该目标电池可以应用于用电设备3，实现目标电池的梯次利用，且不会造成资源浪费。
作为一种可能的实现方式，上述用电设备可以包括至少一个电池组。其中，每个电池组包括至少两个上述目标电池。在该实现方式下，在获取目标电池的SOH之后，BMS还可以根据属于同一电池组的各目标电池的SOH，获取电池组的SOH。
针对任意一个电池组，应理解，本申请对该电池组中各目标电池的连接方式不进行限定。可选的，该电池组中各目标电池之间可以是串联连接，和/或，并联连接。可选的，以电池组中各目标电池之间均为串联连接，或者，电池组中的目标电池的连接方式存在串联和并联为例，BMS可以将该电池组中SOH最小的目标电池的SOH，作为该电池组的SOH。
不同温度下，电池的内阻、电池中的电化学反应速度等均不同，进而可能导致不同温度下的电池的实际容量不同。而电池的SOH与电池的实际容量相关(如前述所说，SOH为电池的实际容量与额定容量的比值)。因此，作为一种可能的实现方式，上述目标电池的工况还可以包括目标电池的温度。在该实现方式下，上述映射关系可以为电量的变化量、电池的温度与SOH三者之间的映射关系。通过该三者之间的映射关系获取目标电池的SOH，考虑温度对电池的实际容量的影响，进而进一步提高了获取目标电池的SOH的准确性。
示例性的，上述电量的变化量、电池的温度与SOH三者之间的映射关系例如可以如下述表3所示：
表3
以表3所示的映射关系为例，若目标电池的电量的变化量为变化量1，电池的温度为温度3，则BMS可以确定该目标电池的SOH为SOH13。
若目标电池电量的变化量与SOH之间的映射关系可以采用线性方程表示，以该线性方程为上述公式(3)为例，BMS中还可以存储有该线性方程中k、b，以及，电池的温度三者之间的映射关系。示例性的，k、b，以及，电池的温度三者之间的映射关系例如可以如下表4所示：
表4
| 序号 | 电池的温度 | 线性方程中k、b |
| 1 | 温度1 | k1、b1 |
| 2 | 温度2 | k2、b2 |
| 3 | 温度3 | k3、b3 |
以表4所示的映射关系为例，若目标电池的温度为温度2，则BMS可以基于下述公式(4)，获取目标电池的SOH。
y＝k2×x+b2 (4)
随着电池的老化，电池在充电过程或者放电过程中，可能无法达到上述第一电压阈值和/或第二电压阈值。因此，随着电池的使用时间增长，BMS可以对上述第一电压阈值和/或第二电压阈值进行更新。若对第一电压阈值和/或第二电压阈值进行更新，则根据电池在第一时刻的工况和在第二时刻的工况，获取的电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量可能发生变化。因此，作为一种可能的实现方式，BMS还可以对前述电量的变化量与SOH之间的映射关系，或者，电量的变化量、电池的温度与SOH三者之间的映射关系进行更新，以进一步提高获取目标电池的SOH的准确性。可选的，BMS可以接收来自云平台的更新后的映射关系。其中，云平台中的更新后的映射关系可以是云平台根据与目标电池的类型相同的电池的工况，以及，电池的SOH确定的。
在BMS接收到来自云平台的更新后的映射关系之后，可以基于该更新后的映射关系，以及，目标电池的电量的变化量，获取目标电池的SOH。
在该实现方式下，可选的，BMS可以在获取目标电池的SOH之前，向上述云平台发送用于请求获取上述更新后映射关系的请求信息。该请求信息例如可以包括目标电池的类型。或者，BMS还可以按照预设的周期，向上述云平台发送用于请求获取上述映射关系的请求信息。
基于上述实施例，以目标电池的工况为充电工况为例，图2为本申请提供的另一种电池SOH检测方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
S201、获取用电设备的目标电池在目标时长内各采集时刻的工况。
该工况包括目标电池的电压、目标电池的电流，以及，目标电池的温度。
S202、判断是否能够根据目标电池在目标时长内各采集时刻的电压，从目标时长内获取到目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻。
若是，则执行步骤S203，若否，则BMS可以停止检测电池的SOH。
其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。第一电压阈值和第二电压阈值为用户预先储存在BMS中的。
S203、根据目标电池在第一时刻的工况、在第二时刻的工况，获取目标电池从第一时刻到第二时刻的电量的变化量。
可选的，BMS可以通过上述公式(1)获取电量的变化量。
S204、根据电量的变化量，以及，电量的变化量、电池的温度与SOH三者之间的映射关系，获取用电设备的目标电池的SOH。
该映射关系为基于不同SOH状态的样本电池在第一电压阈值至第二电压阈值之间的工况得到的。下面以上述样本电池为锂离子电池为例，对如何基于不同SOH状态的样本电池在第一电压阈值至第二电压阈值之间的工况得到上述映射关系，进行详细说明：
步骤1、对多个锂离子电池进行老化实验，得到多个不同SOH状态下的锂离子样品电池。
其中，上述锂离子电池例如可以是LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(一种电池材料体系，简称NMC-333)41Ah的软包电池等。上述老化实验例如可以是循环老化、日历老化等老化实验方法。下面以采用循环老化实验方法为例，对老化实验的过程进行说明：
电池的老化可分为两个阶段：老化初期，电池的容量衰减与循环圈数呈线性关系，称为线性老化区。当电池老化到一定程度时，电池内部的老化机理发生变化，电池容量衰减速率变快。
老化实验环境温度为45℃±2℃(锂离子电池正常工作的温度范围内)，测试工步为：1C(表示电池一小时完全放电时的电流强度)。对样本电池进行恒流恒压充电至4.15V。静置60分钟，对样本电池进行1C恒流放电至样本电池的电压达到3.0V。静置60分钟，然后，按照1C的工步对样本电池进行循环测试。循环100圈后，将上述老化实验环境温度调整为25℃±2℃，对样本电池进行容量标定实验(RPT，Reference Performance Test)，以获取电池在25℃下的真实容量。示例性的，图3为样本电池在老化实验过程中的容量RPT保持率曲线示意图。如图3所示，老化初期，电池的容量衰减与循环圈数呈线性关系。当电池老化到一定程度时，电池内部的老化机理发生变化，电池容量衰减速率变快。
步骤2、在不同温度下，对上述老化后的样本电池进行充电实验，得到不同温度、不同SOH状态下的样本电池的充电工况。上述温度在样本电池的正常工作温度范围内。例如10摄氏度(℃)、25℃、35℃和45℃等温度点。
步骤3、获取样本电池的充电工况中第一电压阈值与第二电压阈值之间的工况。然后，获取样本电池从电压等于第一电压阈值的第一时刻，到电压等于第二电压阈值的第二时刻的电量的变化量。同时，记录该第一时刻与第二时刻之间的样本电池的充电温度。
以上述样本电池为电池容量为41Ah的三元NMC-333软包锂离子电池为例，图4为不同SOH的样本电池在充电过程中电压与电量的曲线示意图。如图4所示，针对不同的SOH，随着电池的电压增加，电池的电量(单位为安时，英文为Ah)增加。如图4所示，若上述第一电压阈值为4.0V，上述第二电压阈值为4.1V，在该电压区间范围内，SOH越大的样本电池电量增加的速率越大，在该电压区间范围内，电量的变化量越大。
在第一电压阈值与第二电压阈值之间，图5为电量的变化量与电池SOH的曲线示意图。如图5所示，当样本电池SOH较高时(SOH≥55.80％)，样本电池从放电截止电压充电至4.0V和4.1V的电量的变化量随着电池SOH的降低呈线性下降趋势。随着样本电池SOH的进一步下降，电量的变化量偏离前期衰减趋势。
S205、根据属于同一电池组的各目标电池的SOH，获取电池组的SOH。
具体的，BMS如何根据各目标电池的SOH，获取电池组的SOH，可以参照前述实施例所述的方法，本申请在此不再赘述。
S206、将目标电池的SOH，以及，电池组的SOH发送至云平台。
应理解，本申请对BMS执行上述步骤S205和S206先后顺序不进行限定。如图2所示，BMS可以先执行上述步骤S205，再执行步骤S206。或者，BMS还可以先执行上述步骤S206，再执行步骤S205。再或者，BMS还可以同时执行上述步骤S206和S205。
云平台在接收目标电池的SOH，以及，电池组的SOH之后，可以根据目标电池的SOH确定是否对该目标电池进行梯次利用。还可以根据该电池组的SOH确定是否对该电池组进行梯次利用。以云平台确定需要对该目标电池，以及，该目标电池所在电池组进行梯次利用为例，云平台可以根据目标电池的SOH，以及，该目标电池所在电池组的SOH，确定目标电池，以及，该目标电池所在电池组的梯次利用的用电设备。
图6为本申请提供的一种电池SOH检测装置的结构示意图。如图6所示，该装置包括：第一获取模块31、第二获取模块32、第三获取模块33。其中，
第一获取模块31，用于获取用电设备的目标电池在目标时长内各采集时刻的工况。其中，所述工况包括：所述目标电池的电压，以及，所述目标电池的电流。
第二获取模块32，用于在根据所述目标电池在所述目标时长内各采集时刻的电压，从所述目标时长内获取到所述目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，所述目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻时，根据所述目标电池在所述第一时刻的工况、在所述第二时刻的工况，获取所述目标电池从所述第一时刻到所述第二时刻的电量的变化量。其中，所述第一电压阈值不等于所述第二电压阈值。
第三获取模块33，用于根据所述电量的变化量，以及，所述电量的变化量与SOH之间的映射关系，获取所述用电设备的目标电池的健康状态SOH。其中，所述映射关系为基于不同SOH状态的样本电池在所述第一电压阈值至所述第二电压阈值之间的工况得到的；所述样本电池与所述目标电池的类型相同。
可选的，所述目标电池的工况还包括：所述目标电池的温度。在该实现方式下，所述映射关系为所述电量的变化量、电池的温度与SOH三者之间的映射关系。
可选的，若所述映射关系满足线性关系，则所述映射关系采用线性方程表示。其中，所述电量的变化量为所述线性方程的输入，所述SOH为所述线性方程的输出。
可选的，所述装置还可以包括：接收模块34，用于接收来自云平台的更新后的映射关系。
可选的，所述用电设备包括至少一个电池组，每个所述电池组包括至少两个目标电池。在该实现方式下，第三获取模块33，还用于在获取所述目标电池的SOH之后，根据属于同一电池组的各目标电池的SOH，获取所述电池组的SOH。
可选的，所述装置还可以包括：发送模块35，用于在获取所述目标电池的SOH之后，将所述目标电池的SOH发送至云平台。
本申请提供的电池SOH检测装置，用于执行前述电池SOH检测方法实施例，其实现原理与技术效果类似，对此不再赘述。
图7为本申请提供的一种电池管理系统结构示意图。如图7所示，该电池管理系统400可以包括：至少一个处理器401和存储器402。
存储器402，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。
存储器402可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
处理器401用于执行存储器402存储的计算机执行指令，以实现前述方法实施例所描述的电池SOH检测方法。其中，处理器401可能是一个中央处理器(Central ProcessingUnit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
可选的，该电池管理系统400还可以包括通信接口403。在具体实现上，如果通信接口403、存储器402和处理器401独立实现，则通信接口403、存储器402和处理器401可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果通信接口403、存储器402和处理器401集成在一块芯片上实现，则通信接口403、存储器402和处理器401可以通过内部接口完成通信。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，具体的，该计算机可读存储介质中存储有程序指令，程序指令用于上述实施例中的方法。
本申请还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。电池管理系统的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得电池管理系统实施上述的各种实施方式提供的电池SOH检测方法。
本申请还提供一种用电设备，该用电设备包括至少一个电池，以及上述电池管理系统。该电池管理系统实施上述的各种实施方式提供的电池SOH检测方法。可选的，该用电设备例如可以为电动汽车。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电池SOH检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取用电设备的目标电池在目标时长内各采集时刻的工况；所述工况包括：所述目标电池的电压，以及，所述目标电池的电流；
若根据所述目标电池在所述目标时长内各采集时刻的电压，从所述目标时长内获取到所述目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，所述目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻，则根据所述目标电池在所述第一时刻的工况、在所述第二时刻的工况，获取所述目标电池从所述第一时刻到所述第二时刻的电量的变化量；所述第一电压阈值不等于所述第二电压阈值；
根据所述电量的变化量，以及，所述电量的变化量与SOH之间的映射关系，获取所述用电设备的目标电池的健康状态SOH；所述映射关系为基于不同SOH状态的样本电池在所述第一电压阈值至所述第二电压阈值之间的工况得到的；所述样本电池与所述目标电池的类型相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标电池的工况还包括：所述目标电池的温度；
所述映射关系为所述电量的变化量、电池的温度与SOH三者之间的映射关系。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，若所述映射关系满足线性关系，则所述映射关系采用线性方程表示；其中，所述电量的变化量为所述线性方程的输入，所述SOH为所述线性方程的输出。
4.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：
接收来自云平台的更新后的映射关系。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述用电设备包括至少一个电池组，每个所述电池组包括至少两个目标电池，在所述获取所述目标电池的SOH之后，还包括：
根据属于同一电池组的各目标电池的SOH，获取所述电池组的SOH。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述获取所述目标电池的SOH之后，所述方法还包括：
将所述目标电池的SOH发送至云平台。
7.一种电池SOH检测装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取用电设备的目标电池在目标时长内各采集时刻的工况；所述工况包括：所述目标电池的电压，以及，所述目标电池的电流；
第二获取模块，若根据所述目标电池在所述目标时长内各采集时刻的电压，从所述目标时长内获取到所述目标电池的电压等于第一电压阈值的第一时刻，以及，所述目标电池的电压等于第二电压阈值的第二时刻，则根据所述目标电池在所述第一时刻的工况、在所述第二时刻的工况，获取所述目标电池从所述第一时刻到所述第二时刻的电量的变化量；所述第一电压阈值不等于所述第二电压阈值；
第三获取模块，根据所述电量的变化量，以及，所述电量的变化量与SOH之间的映射关系，获取所述用电设备的目标电池的健康状态SOH；所述映射关系为基于不同SOH状态的样本电池在所述第一电压阈值至所述第二电压阈值之间的工况得到的；所述样本电池与所述目标电池的类型相同。
8.一种电池管理系统，其特征在于，包括：至少一个处理器、存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述电池管理系统执行权利要求1-6任一项所述的方法。
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上存储有计算机执行指令，当所述计算机执行指令被处理器执行时，实现权利要求1-6任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，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1-6任一项所述的方法。
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