CN114065552A - 一种量化分析电池性能的方法、装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种量化分析电池性能的方法、装置及电子设备，其中，该方法包括：对待分析的电池簇执行完全充放电过程，确定电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分；确定电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态，并确定电芯单体的容量参数；根据多个电芯单体的容量参数对电池簇进行量化分析。通过本发明实施例提供的量化分析电池性能的方法、装置及电子设备，不需要拆除电池簇，避免了资源的浪费，且通过一次完全充放电过程即可快速准确地确定容量参数，该方法计算量小且容易实施，能够比较准确地对电池簇进行量化分析。

Description

一种量化分析电池性能的方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及量化分析电池性能的技术领域，具体而言，涉及一种量化分析电池性能的方法、装置及电子设备。
背景技术
随着电动汽车的发展使锂电池的价格急剧下降，使其性价比上在低速电动车和备用电源上出现了取代铅酸电池不可逆转的趋势。然而，这两类锂电池储能应用有一个共同的痛点，即暂时还缺乏一个有效的运维体系以保障全生命周期的安全和使用寿命，导致锂电池投资收益的不确定性。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种量化分析电池性能的方法、装置及电子设备。
第一方面，本发明实施例提供了一种量化分析电池性能的方法，包括：
对待分析的电池簇执行完全充放电过程，确定所述电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分；其中，至少部分时间段的所述完全充放电过程具有恒定电流；
确定所述电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态，并根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数；所述第二荷电状态大于所述第一荷电状态；
根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析。
第二方面，本发明实施例还提供了一种量化分析电池性能的装置，包括：
充放电模块，用于对待分析的电池簇执行完全充放电过程，确定所述电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分；其中，至少部分时间段的所述完全充放电过程具有恒定电流；
处理模块，用于确定所述电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态，并根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数；所述第二荷电状态大于所述第一荷电状态；
分析模块，用于根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括总线、收发器、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，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任意一项所述的量化分析电池性能的方法中的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的量化分析电池性能的方法中的步骤。
本发明实施例上述第一方面提供的方案中，利用容量电压微分到达峰值时的荷电状态比较固定的特性，利用充放电过程中的时间和荷电状态，能够准确确定电池簇中电芯单体的容量参数，实现各个电芯单体容量的量化，进而实现对电池簇的量化分析。该方法不需要拆除电池簇，避免了资源的浪费，且通过一次完全充放电过程即可快速准确地确定容量参数，该方法计算量小且容易实施，能够比较准确地对电池簇进行量化分析；且利用完全充放电过程能够确定多种容量参数，方便后续对电池簇进行均衡等运维处理时量化分析运维效果。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出了本发明实施例所提供的一种量化分析电池性能的方法的流程图；
图2示出了不同SOH下的容量电压微分与荷电状态之间的关系图；
图3示出了本发明实施例所提供的电芯单体的容量分布示意图；
图4示出了本发明实施例所提供的电池簇中部分电芯单体的容量分布示意图；
图5示出了本发明实施例所提供的替换电芯单体的容量提升效果示意图；
图6示出了本发明实施例所提供的对电芯单体进行单独放电的一种容量提升效果示意图；
图7示出了本发明实施例所提供的对电芯单体进行单独放电的另一种容量提升效果示意图；
图8示出了本发明实施例所提供的一种量化分析电池性能的装置的结构示意图；
图9示出了示出了本发明实施例所提供的一种用于执行量化分析电池性能的方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第二”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第二”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一般情况下，退役的储能电池不能再被用电设备使用，例如不能再用于电动汽车；如果直接将退役的储能电池拆解，虽然可以避免由于电池模组中单体电池性能差异造成的模组寿命快速削减，但会对资源造成极大的浪费。由于这些储能电池剩余容量大多在初始容量的60％—70％，因此可以通过量化分析电池具体参数后对其进行评估、维护，实现梯次利用，而如何评估、维护这些储能电池，是梯次利用过程中亟待解决的问题。
目前对储能电池的评估主要依据储能电池的性能参数来进行量化分析。目前的方案只能粗略地估计电池容量，例如，利用三元体系锂离子电池电压与容量对应的关系，通过三元体系锂离子电池充放电截止电压计算出单个模组所需的充电或放电的容量，从而达到对三元体系锂离子电池进行评估、均衡的目的。当前方案的评估效果较差，且难以评估均衡后电池容量的提升效果，无法实现对均衡效果的量化分析。
本发明实施例提供的一种量化分析电池性能的方法，利用充放电过程中的时间和荷电状态，准确确定电池簇的容量，进而实现对电池簇的量化分析。参见图1所示，该方法包括：
步骤101：对待分析的电池簇执行完全充放电过程，确定电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分；其中，至少部分时间段的完全充放电过程具有恒定电流。
本发明实施例中，电池簇是多个电芯的集合，电池簇中包含多个电芯，且电芯之间是串联的。其中，电池簇中的电芯可以被分为多个电池模组，每个电池模组中包含多个电芯。在分析电池簇时，本实施例将该电池簇中的一个或多个连续的电芯作为一个能够分析的单体，即电芯单体，通过分析电芯单体的性能来确定整个电池簇的性能。例如，可以将一个电芯作为一个电芯单体，或者将一个电池模组作为一个电芯单体，具体可基于实际情况而定。一般情况下，一个电芯对应一个电芯单体。
在需要分析电池簇的性能时，本实施例对其执行完全充放电过程，该完全充放电过程包括完全充电过程和/或完全放电过程，即，可以对电池簇进行完全充电、完全放电。其中，完全充电指的是电池簇从满放状态充电至满充状态，完全放电指的是电池簇从满充状态放电至满放状态。并且，该完全充放电过程中的至少一部分具有恒定电流，即恒流充电或恒流放电；例如，整个的完全充放电过程均具有恒定电流。例如，完全充电过程为从电池簇到达放电截止电压后所开始、并在电池簇到达充电截止电压时结束的充电过程；完全放电过程为从电池簇到达充电截止电压后所开始、并在电池簇到达放电截止电压时结束的放电过程。基于完全充电过程或完全放电过程能够使得后续得到更多的容量参数。
在对电池簇执行完全充放电过程的情况下，可以利用现有的检测设备实时提取电池簇中每个电芯单体的电压、电流等充放电数据，从而可以确定电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分，即可以确定电芯单体的容量电压微分与时间之间的关系。对于磷酸铁锂电池，第i个电芯单体的容量电压微分采用dQi/dV，对于三元电池，第i个电芯单体的容量电压微分采用d2Qi/dV2。
步骤102：确定电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态，并根据第一时间、第一荷电状态、第二时间和第二荷电状态确定电芯单体的容量参数；第二荷电状态大于第一荷电状态。
其中，本发明实施例利用不同健康状态(State Of Health，SOH)的电芯单体的容量电压微分到达峰值具有一致性的特点，来确定相应电芯单体的容量参数。具体地，对于同一电池簇中的电芯，其在不同SOH下的容量电压微分与荷电状态(State of Charge，SOC)之间的关系可参见图2所示，图2以dq/dv表示容量电压微分。由图2可知，随着电芯的SOH逐渐下降，I峰和II峰所对应的SOC值几乎不变，可以认为SOC为固定值。因此，可以预先确定容量电压微分到达I峰、II峰时对应的SOC值。
对于待分析的电池簇，可以确定其中的电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态。其中，第一峰和第二峰为在不同SOH下容量电压微分均具有固定SOC的峰。该第一峰可以为：随荷电状态增加，容量电压微分到达的第一个峰；如图2中的I峰；第二峰可以为：容量电压微分达到最大值时的峰；如图2中的II峰。
在完全充放电过程中，用I表示电流，则电芯单体的电量Q＝∫Idt。由于充放电过程中为恒流充放电，随着时间的变化，荷电状态是线性变化的，故容量电压微分与荷电状态之间的关系、容量电压微分与时间之间的关系，二者具有相似性；因此，随着时间的变化，容量电压微分到达相应峰时，荷电状态也到达相应的峰。利用电芯单体在不同时间的容量电压微分，可以确定容量电压微分到达第一峰的时间，即第一时间，并能确定此时电芯单体的荷电状态，即第一荷电状态；同样地，也可以确定容量电压微分到达第二峰的时间，即第二时间，并能确定此时电芯单体的荷电状态，即第二荷电状态。其中，由于第一荷电状态和第二荷电状态是定值，二者可以预先确定。为了方便区分第一峰和第二峰，本实施例将荷电状态更大的峰称为第二峰，即第二荷电状态大于第一荷电状态。
在确定第一时间、第一荷电状态、第二时间和第二荷电状态等参数之后，即可基于该参数确定电芯单体的容量参数，该容量参数是与电芯单体的容量相关的参数，其可以表示电芯单体某种状态下的容量。
例如，将电池簇中需要分析的第k个电芯单体称为“k号电芯单体”，k＝1,2,…,n，n表示电芯单体的数量。若k号电芯单体到达第一峰的第一荷电状态为SOCk,I peak，到达第二峰的第二荷电状态为SOCk,II peak，则可以确定k号电芯单体到达第一峰与第二峰之间的荷电状态差值ΔSOCk，且ΔSOCk＝SOCk,II peak-SOCk,I peak。其中，由于第一荷电状态、第二荷电状态一般为定值，也可以预先确定二者之间的差值，即预先确定ΔSOCk，且对于不同的k值，该荷电状态差值ΔSOCk也是相同的。
并且，也可以确定k号电芯单体到达第一峰与第二峰之间的容量差ΔQk，进而能够确定k号电芯单体的最大容量Qkmax，且最大容量满足：Qkmax＝100％×ΔQk/ΔSOCk。其中，容量差ΔQk＝Qk2-Qk1，该Qk2表示k号电芯单体到达第二峰的容量，例如到达II峰时的容量，Qk1表示，k号电芯单体到达第一峰的容量，例如到达I峰时的容量。具体地，可以基于k号电芯单体的第一时间tk,I peak、第二时间tk,II peak以及完全充放电过程中的电流值I确定该容量差ΔQk。例如，确定k号电芯单体到达第一峰与第二峰之间的容量差ΔQk，包括：根据k号电芯单体到达第一峰的第一时间tk,I peak与到达第二峰的第二时间tk,II peak确定第一峰与第二峰之间的容量差ΔQk，且
Figure BDA0003440574630000071
I表示完全充放电过程中的电流值。
需要说明的是，为了能够准确地定位到第一峰和第二峰，需要从较小的荷电状态到第二峰(即第二荷电状态)之间为恒定电流。例如，若完全充放电过程包括完全充电过程，则可以从充电开始时间到所有电芯单体均到达第二峰(例如，第二时间的最大值)之间的时间段具有恒定电流；若完全充放电过程包括完全放电过程，则可以从多个电芯单体中第一个到达第二峰的时间(例如，第二时间的最小值)到放电结束时间之间的时间段具有恒定电流。
步骤103：根据多个电芯单体的容量参数对电池簇进行量化分析。
本发明实施例中，在确定多个电芯单体的容量参数之后，即可基于容量参数对电池簇的性能进行量化的分析，能够准确地分析电池簇的性能。例如，在确定多个电芯单体的最大容量后，基于电芯单体最大容量之间的差异，可以确定当前最大容量异常的电芯单体，进而能够提醒电池运维人员对异常的电芯单体进行处理。
本发明实施例提供的量化分析电池性能的方法，利用容量电压微分到达峰值时的荷电状态比较固定的特性，利用充放电过程中的时间和荷电状态，能够准确确定电池簇中电芯单体的容量参数，实现各个电芯单体容量的量化，进而实现对电池簇的量化分析。该方法不需要拆除电池簇，避免了资源的浪费，且通过一次完全充放电过程即可快速准确地确定容量参数，该方法计算量小且容易实施，能够比较准确地对电池簇进行量化分析；且利用完全充放电过程能够确定多种容量参数，方便后续对电池簇进行均衡等运维处理时量化分析运维效果。
电池簇在经过多次充放电循环后，其中的电芯单体的容量会表现出不一致性。一个电芯单体的容量分布可参见图3所示，图3示出了k号电芯单体的一种容量分布情况。由于电芯存在不可逆充放电区域，为了避免在不可逆充放电区域充电或者放电引起电芯寿命不可逆减小，一般为电池簇引入截止电压(包括充电截止电压和放电截止电压)进行充放电管理。图3中上下两端的深色区域表示不可逆充放电区域，除此之外，均为可逆充放电区域，k号电芯单体的可逆充放电区域对应图3中荷电状态SOCk从0至100％的区域。
电池簇满充时，即电池簇到达充电截止电压时，其中的电芯单体也应该满充，即SOC达到100％，例如，k号电芯单体的荷电状态SOCk＝100％；但由于电池簇的充电保护机制，此时只有少量甚至一个电芯单体满充，其余电芯单体的容量并未到顶；同样地，电池簇满放时，即电池簇到达放电截止电压时，其中的电芯单体也应该满放，即SOC为0，例如，k号电芯单体的荷电状态SOCk＝0；但由于电池簇的放电保护机制，此时只有少量甚至一个电芯单体满放，其余电芯单体的容量并未到底。实际中的“满充”、“满放”主要是针对电池簇而言，由于电芯单体的不一致性，并不能保证所有的电芯单体都能达到满充或满放。
若电池簇的完全充放电过程的开始时间为tk,begin，结束时间为tk,end，则该电池簇内每个电芯单体的完全充放电过程的开始时间也为tk,begin、结束时间也为tk,end。图3以对电池簇执行完全充电过程为例，即电池簇从放电截止电压充电至充电截止电压，如图3所示，tk,begin表示完全充电过程的开始时间，tk,end表示完全充电过程的结束时间。如图3所示，对于k号电芯单体，当电池簇满充、到达充电截止电压时，即位于tk,end时，k号电芯单体此时的电量表示为Ck,discharge，该电量Ck,discharge的值能够表示该k号电芯单体在电池簇满充后能够放电的容量，本实施例将其称为“可放电容量”。由于电芯单体的不一致性，k号电芯单体在电池簇的充电截止时刻(即tk,end)的荷电状态不一定为100％，本实施例将在电池簇的充电截止时刻k号电芯单体的荷电状态称为“充电结束荷电状态”，用SOCk,end表示。并且，在电池簇的充电截止时刻，k号电芯单体可能并未完全充满，其还可以继续充入一部分电量，即k号电芯单体还具有“充电截止时刻能够继续充入的容量”，本实施例用Ck,chrend表示k号电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量。
类似地，当电池簇满放、到达放电截止电压时，即位于tk,begin时，k号电芯单体此时还残余一部分未能放出的电量，即Ck,disend，该部分电量能够表示k号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量。并且，从电池簇的完全充电过程的开始时间tk,begin开始，若不考虑电芯单体之间的不一致性，则k号电芯单体应该能够充满，其荷电状态能够到达100％，本实施例利用k号电芯单体应该能够充入的电量表示k号电芯单体从电池簇的放电截止电压到充满所对应的容量，并称为“可充电容量”，用Ck,charge表示。
图3示意性表示了电芯单体的几种容量参数，以k号电芯单体为例，其容量参数包括：k号电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend、k号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend、k号电芯单体的可充电容量Ck,charge、k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge等。并且如图3所示，k号电芯单体的最大容量Qkmax为k号电芯单体的可充电容量Ck,charge与放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend之和，也为k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge与充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend之和；即，Qkmax＝Ck,charge+Ck,disend＝Ck,discharge+Ck,chrend。
本发明实施例中，基于完全充放电过程中k号电芯单体的时间、荷电状态等可以确定k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end，进而能够确定k号电芯单体的多种容量参数。具体地，上述步骤102中的“根据第一时间、第一荷电状态、第二时间和第二荷电状态确定电芯单体的容量参数”除了可以确定k号电芯单体的最大容量Qkmax这一容量参数之外，还可以包括：
步骤A1：根据k号电芯单体到达目标峰的目标时间、目标荷电状态和k号电芯单体的最大容量Qkmax，确定在电池簇的充电截止时刻k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end；目标峰为第一峰或第二峰，目标时间为相应的第一时间或第二时间。
在电池簇到达充电截止电压或放电截止电压时，由于电池簇内不同电芯单体的状态不一致，不能直接确定此时每个电芯单体的荷电状态；本发明实施例中，利用第一峰或第二峰的荷电状态是能够得到的这一特点，将第一峰或第二峰作为目标峰，基于完全充放电过程中的充放电数据以及最大容量Qkmax确定目标峰与电池簇的充电截止时刻之间的荷电状态，进而能够确定k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end。
可选地，在完全充放电过程包括完全充电过程的情况下，电池簇的充电截止时刻对应完全充电过程的充电结束时间tk,chrend，其也为k号电芯单体的充电结束时间，若完全充电过程的电流值为I，则从目标峰的目标时间tk,T peak到电池簇的充电截止时刻的电量为
Figure BDA0003440574630000111
此部分电量对应的荷电状态为
Figure BDA0003440574630000112
因此，k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足：
Figure BDA0003440574630000113
以目标峰为第二峰为例，即目标荷电状态为SOCk,II peak，目标时间为tk,II peak，则k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足：
Figure BDA0003440574630000114
类似地，在完全充放电过程包括完全放电过程的情况下，电池簇的充电截止时刻对应完全放电过程的放电开始时间tk,disbegin，若完全放电过程的电流值为I，则目标峰的目标时间tk,T peak与电池簇的充电截止时刻之间的电量为
Figure BDA0003440574630000115
此部分电量对应的荷电状态为
Figure BDA0003440574630000116
因此，k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足：
Figure BDA0003440574630000117
其中，SOCk,T peak表示目标峰的荷电状态，tk,T peak表示目标峰的目标时间，tk,disbegin表示k号电芯单体的放电开始时间。
步骤A2：基于k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end确定k号电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend，以及k号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend，且充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend和放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend满足：
Ck,chrend＝(1-SOCk,end)×Qkmax；
Figure BDA0003440574630000121
其中，tk,begin表示k号电芯单体的完全充放电过程的开始时间，tk,end表示k号电芯单体的完全充放电过程的结束时间，I表示完全充放电过程中的电流值。
本发明实施例中，在确定充电结束荷电状态SOCk,end之后，利用容量参数与SOCk,end、最大容量Qkmax之间的关系，可以确定相应的容量参数。具体地，基于图3可知，k号电芯单体的最大容量Qkmax对应其荷电状态为100％，其在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend对应的荷电状态为1-SOCk,end，容量Ck,chrend满足：Ck,chrend＝(1-SOCk,end)×Qkmax。
在完全充放电过程中，若其开始时间为tk,begin，结束时间为tk,end，则整个完全充放电过程对应的电量(充电电量或放电电量)为
Figure BDA0003440574630000122
其与放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend之和为可充电容量Ck,discharge，对应充电结束荷电状态SOCk,end，故容量Ck,disend满足：
Figure BDA0003440574630000123
类似地，若该容量参数包括可充电容量和可放电容量，则在上述步骤A1确定充电结束荷电状态之后，上述步骤102“根据第一时间、第一荷电状态、第二时间和第二荷电状态确定电芯单体的容量参数”还可以包括：
步骤A3：确定k号电芯单体的可充电容量Ck,charge和k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge，且可充电容量Ck,charge和可放电容量Ck,discharge满足：
Figure BDA0003440574630000131
Ck,discharge＝SOCk,end×Qkmax。
本发明实施例中，如图3所示，k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge对应充电结束荷电状态SOCk,end，故可放电容量Ck,discharge满足：Ck,discharge＝SOCk,end×Qkmax。相应地，可充电容量Ck,charge包括在完全充放电过程对应的电量以及充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend，故可充电容量Ck,charge满足，
Figure BDA0003440574630000132
即
Figure BDA0003440574630000133
需要说明的是，由于最大容量Qkmax能够被划分为多个部分，本实施例所确定的容量参数能够使用多种表现形式表达，由于不同表现形式之间是等价的，本实施例只是描述并限定容量参数需要满足的逻辑关系，而不限定在实际应用中必须采用上述式子计算得到相应的容量参数。例如，可放电容量Ck,discharge满足：Ck,discharge＝SOCk,end×Qkmax，在确定k号电芯单体的Qkmax、SOCk,end之后，利用该式可以直接确定Ck,discharge；或者，如图3所示，
Figure BDA0003440574630000134
故也可以在确定Ck,disend之后，再计算得到Ck,discharge。上述计算得到Ck,discharge的实际过程虽然不同，但二者本质上是相同的，计算得到的可放电容量Ck,discharge均满足：Ck,discharge＝SOCk,end×Qkmax。
本发明实施例提供的量化分析电池性能的方法，能够比较准确地确定每个电芯单体的充电结束荷电状态，进而基于电芯单体在完全充放电过程中的充放电数据以及各自的最大容量，可以进一步准确地得到电芯单体的可充电容量、可放电容量、充电截止时刻能够继续充入的容量，以及放电截止时刻能够继续放出的容量等容量参数，基于这些容量参数能够对电池簇的性能进行更准确地量化分析，且方便后续对电池簇的均衡、替换等运维处理的效果进行量化评估。
可选地，当电池簇中某个电芯单体异常时，此时可以对电芯单体进行运维处理，例如替换该电芯单体，或者对该电芯单体进行充电或放电，以实现均衡，从而提高电池簇整体的充放电性能。本发明实施例中，基于上述的容量参数可以量化分析电池簇的运维效果。上述步骤103“根据多个电芯单体的容量参数对电池簇进行量化分析”可以包括：
步骤B1：根据每个电芯单体的充电截止时刻能够继续充入的容量的大小，确定电池簇中最先满充的j号电芯单体和除j号电芯单体之外最先满充的j'号电芯单体。
步骤B2：若对j号电芯单体进行替换，电池簇的有效充电容量提升Cj',chrend。
步骤B3：若在电池簇放电截止后对j号电芯单体单独放电到截止电压，电池簇的有效充电容量提升min[Cj',chrend,Cj,disend]。
或者，上述步骤103“根据多个电芯单体的容量参数对电池簇进行量化分析”也可以包括：
步骤C1：根据每个电芯单体的放电截止时刻能够继续放出的容量的大小，确定电池簇中最先满放的i号电芯单体和除i号电芯单体之外最先满放的i'号电芯单体。
步骤C2：若对i号电芯单体进行替换，电池簇的有效放电容量提升Ci',disend。
步骤C3：若在电池簇充电截止后对i号电芯单体单独充电到截止电压，电池簇的有效放电容量提升min[Ci',disend,Ci,chrend]。
电池簇中不同电芯单体的不一致性主要表现为：不同电芯单体的可充电容量、可放电容量不同，或者，到达在电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量、到达在电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量不同。即对于不同的k号电芯单体，Ck,charge、Ck,discharge、Ck,chrend、Ck,disend均可能存在差异。本发明实施例中，对电池簇进行一次完全充电过程或完全放电过程后，可以确定其中多个电芯单体的容量参数，进而利用每个电芯单体的容量参数能够确定对电池簇进行充电时哪个电芯单体先满充、以及对电池簇进行放电时哪个电芯单体先满放。
其中，电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量越小，则该电芯单体越能够最先到达满充，即容量Ck,chrend最小的电芯单体先到达满充，例如，若j号电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Cj,chrend最小，则电池簇中最先满充的电芯单体为j号电芯单体。类似地，电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量越小，则该电芯单体越能够最先到达满放，即容量Ck,disend最小的电芯单体先到达满放，例如，若i号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ci,disend最小，则电池簇中最先满放的电芯单体为i号电芯单体。一般情况下，若j号电芯单体最先满充，则Cj,chrend＝0；若i号电芯单体最先满放，则Ci,disend＝0。基于同样的原理，可以确定次满充的电芯单体，即除j号电芯单体之外最先满充的j'号电芯单体，Cj',chrend第二小；也可以确定次满放的电芯单体，即除i号电芯单体之外最先满放的i'号电芯单体，Ci',disend也是第二小。电芯单体j、j'、i、i'的一种容量示意图可参见图4所示。本领域技术人员可以理解，由于在电池簇的完全充放电过程中，不同电芯单体的电流I是相同的，完全充放电过程的开始时间tk,begin、结束时间tk,end也相同，故不同电芯单体的容量
Figure BDA0003440574630000151
也是相同的；但与整个电芯单体的容量相比，在开始时间或结束时间，不同电芯单体的电量可能是不同的，图4只是为了方便对比，将不同电芯单体的容量
Figure BDA0003440574630000161
进行了对齐。
其中，j号电芯单体最先满充，其可能是正常的，也可能是异常的。若j号电芯单体异常，且对j号电芯单体进行替换，即用新的健康的电芯单体new替换该j号电芯单体，则替换后的电池簇中最先满充的电芯单体为j'号电芯单体。对替换后的电池簇进行充电时，j'号电芯单体可以达到满充，即此时的j'号电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量为零；相当于替换后的电池簇比之前的电池簇能够多充入Cj',chrend的电量，即电池簇的有效充电容量能够提升Cj',chrend。将j号电芯单体替换为新的电芯单体new后，电池簇的有效充电容量的提升效果可参见图5所示。
或者，在j号电芯单体仍然可用的情况下，例如在j号电芯单体的健康度仍然符合使用要求的情况下，可以不替换j号电芯单体，此时可以通过对j号电芯单体进行放电，以减小电池簇中电芯单体之间的不一致性效应，从而实现均衡。具体地，可以对j号电芯单体单独放电，例如，可以先将电池簇放电至该电池簇的放电截止电压，此时电池簇放电截止，之后再对j号电芯单体单独放电，并放电到j号电芯单体的截止电压，使得j号电芯单体的荷电状态SOCj＝0。之后再对该电池簇进行充电时，j号电芯单体能够从荷电状态为零开始充电，直至电池簇满充；此时，电池簇满充由在对j号电芯单体单独放电之前，j号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Cj,disend、j'号电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Cj',chrend之间的大小关系决定。参见图6所示，若Cj,disend大于Cj',chrend，则j'号电芯单体先到达满充，电池簇的有效充电容量提升了Cj',chrend。或者，参见图7所示，若Cj,disend小于Cj',chrend，则j号电芯单体先到达满充，电池簇的有效充电容量提升了Cj,disend。即，电池簇的有效充电容量提升min[Cj',chrend,Cj,disend]。这种能够提升电池簇有效充电容量的均衡方式也可以称为充电均衡。
类似地，对于最先满放的i号电芯单体进行替换或者单独充电，可以提高电池簇的有效放电容量，且通过本实施例所确定的容量参数，可以量化分析有效放电容量的提升效果。
若对i号电芯单体进行替换，即用新的健康的电芯单体替换该i号电芯单体，则替换后的电池簇中最先满放的电芯单体为i'号电芯单体。对替换后的电池簇进行放电时，i'号电芯单体可以达到满放，即此时的i'号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量为零；相当于替换后的电池簇比之前的电池簇能够多放出Ci',chrend的电量，即电池簇的有效放电容量能够提升Ci',chrend。
或者，在i号电芯单体仍然可用的情况下，例如在i号电芯单体的健康度仍然符合使用要求的情况下，可以不替换i号电芯单体，此时可以通过对i号电芯单体进行充电，以减小电池簇中电芯单体之间的不一致性效应，从而实现均衡。具体地，可以对i号电芯单体单独充电，例如，可以先将电池簇充电至该电池簇的充电截止电压，此时电池簇充电截止，之后再对i号电芯单体单独充电，并充电到i号电芯单体的截止电压，使得i号电芯单体的荷电状态SOCi＝100％。之后再对该电池簇进行放电时，i号电芯单体能够从荷电状态为100％开始放电，直至电池簇满放；此时，电池簇满放由在对i号电芯单体单独充电之前，i号电芯单体在到达电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ci,chrend、i'号电芯单体在到达电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ci',disend之间的大小关系决定。若Ci,chrend大于Ci',disend，则i'号电芯单体先到达满放，电池簇的有效放电容量提升了Ci',disend。或者，若Ci,chrend小于Ci',disend，则i号电芯单体先到达满放，电池簇的有效放电容量提升了Ci,chrend。即，电池簇的有效放电容量提升min[Ci,chrend,Ci',disend]。这种能够提升电池簇有效放电容量的均衡方式也可以称为放电均衡。
其中，电池簇的有效充电容量指的是对满放后的电池簇进行充电所能充入的容量，电池簇的有效放电容量指的是对满充后的电池簇进行放电所能放出的容量。
此外需要说明的是，在部分电池簇中，对单一的电芯单体进行替换或者充放电是存在困难的，此时可以对异常的电芯单体所在电池模组进行替换或者充放电。此时确定的第二个满充的j'号电芯单体、或者第二个满放的i'号电芯单体指的是除异常电芯单体所在电池模组之外的电芯单体。例如，“除j号电芯单体之外最先满充的j'号电芯单体”指的是除j号电芯单体所在电池模组之外最先满充的j'号电芯单体，即j号电芯单体与j'号电芯单体不在同一电池模组中。“除i号电芯单体之外最先满放的i'号电芯单体”指的是除i号电芯单体所在电池模组之外最先满放的i'号电芯单体，即i号电芯单体与i'号电芯单体不在同一电池模组中。
下面举几个本发明的具体应用实例：
应用实例一：
采用的测试对象为万向的2并12串磷酸铁锂梯次电池包(包括1号、2号......11号、12号)，容量为33.8Ah，充、放电截止电压分别为3.6V、2.7V，充、放电电流分别为1C、0.2C。测试时选用arbin evts 600V/300A的测试设备及TU410-5温控箱，温度范围为-20℃—+130℃。整个测试过程中的温度为恒定的25℃。
从dQ/dV获取每个电芯单体的容量参数，经分析发现，2号电芯单体的内阻有问题，2号电芯单体为最先满充且最先满放的电芯单体，其难以实现均衡，此时需要替换2号电芯单体。其中，除2号电芯单体之外最先满放的为5号电芯单体，且其放电截止时刻能够继续放出的容量C5,disend＝4.141180371Ah，故替换2号电芯单体后，该磷酸铁锂梯次电池包的有效放电容量提升4.141180371Ah，其可多放出电量4.141180371Ah，电池包放电容量提高了4.141180371/33.8＝12.57％。并且，5号电芯单体也是除2号电芯单体之外最先满充的电芯单体，其充电截止时刻能够继续充入的容量C5,chrend＝9.101463607Ah，该电池包充电容量提高9.101463607/33.8＝26.96％。
应用实例二：
采用的测试对象为国网的1并16串磷酸铁锂梯次电池包(包括1号、2号......15号、16号)，容量为21.7Ah，充、放电截止电压分别为3.6V、2.7V，充、放电电流分别为0.7C、0.7C。测试时选用青岛迪卡龙100V/300A的电池模块充放电测试系统及爱斯佩克电池模块环境模拟试验箱，温度范围为-40℃—+100℃。整个测试过程中的温度为恒定的25℃。
从dQ/dV获取每个电芯单体的容量参数，经分析发现，13号电芯单体最先满放，其放电截止时刻能够继续放出的容量C13,disend＝0Ah，除13号电芯单体之外16号电芯单体最先满放，且16号电芯单体放电截止时刻能够继续放出的容量C16,disend＝7.8Ah。13号电芯单体充电截止时刻能够继续充入的容量C13,chrend＝9.165Ah，其大于C16,disend。经计算，发现通过均衡13号电芯单体，即当电池包充电到截止电压后(此时13号电芯单体未达到满充状态，其能够继续充入9.165Ah)，再单独对13号单体进行充电，使其多充入电量高于7.8Ah，例如将13号电芯单体充电至截止电压。此时，再对整个电池包进行放电，整体的放电容量可以提升7.8Ah，能够提升整体电池包放电容量的7.8/21.7＝35.9％。
上文详细描述了本发明实施例提供的量化分析电池性能的方法，该方法也可以通过相应的装置实现，下面详细描述本发明实施例提供的量化分析电池性能的装置。
图8示出了本发明实施例所提供的一种量化分析电池性能的装置的结构示意图。如图8所示，该量化分析电池性能的装置包括：
充放电模块81，用于对待分析的电池簇执行完全充放电过程，确定所述电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分；其中，至少部分时间段的所述完全充放电过程具有恒定电流；
处理模块82，用于确定所述电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态，并根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数；所述第二荷电状态大于所述第一荷电状态；
分析模块83，用于根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析。
在上述实施例的基础上，所述电池簇中k号电芯单体的所述容量参数包括：所述k号电芯单体在到达所述电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend，以及所述k号电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend。
在上述实施例的基础上，所述分析模块83根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析，包括：
根据每个电芯单体的充电截止时刻能够继续充入的容量的大小，确定所述电池簇中最先满充的j号电芯单体和除所述j号电芯单体之外最先满充的j'号电芯单体；
若对所述j号电芯单体进行替换，所述电池簇的有效充电容量提升Cj',chrend；
若在所述电池簇放电截止后对所述j号电芯单体单独放电到截止电压，所述电池簇的有效充电容量提升min[Cj',chrend,Cj,disend]。
在上述实施例的基础上，所述分析模块83根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析，包括：
根据每个电芯单体的放电截止时刻能够继续放出的容量的大小，确定所述电池簇中最先满放的i号电芯单体和除所述i号电芯单体之外最先满放的i'号电芯单体；
若对所述i号电芯单体进行替换，所述电池簇的有效放电容量提升Ci',disend；
若在所述电池簇充电截止后对所述i号电芯单体单独充电到截止电压，所述电池簇的有效放电容量提升min[Ci',disend,Ci,chrend]。
在上述实施例的基础上，在所述完全充放电过程包括完全充电过程的情况下，所述完全充电过程中至少从充电开始时间到多个所述电芯单体的所述第二时间的最大值之间的时间段具有恒定电流；所述完全充电过程为从所述电池簇到达放电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达充电截止电压时结束的充电过程；
在所述完全充放电过程包括完全放电过程的情况下，所述完全放电过程中至少从多个所述电芯单体的所述第二时间的最小值到放电结束时间之间的时间段具有恒定电流；所述完全放电过程为从所述电池簇到达充电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达放电截止电压时结束的放电过程。
在上述实施例的基础上，所述处理模块82根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数，包括：
根据所述电池簇中k号电芯单体的所述第一荷电状态SOCk,I peak和所述第二荷电状态SOCk,II peak确定所述k号电芯单体到达所述第一峰与所述第二峰之间的荷电状态差值ΔSOCk，且ΔSOCk＝SOCk,II peak-SOCk,I peak；
确定所述k号电芯单体到达所述第一峰与所述第二峰之间的容量差ΔQk，并确定所述k号电芯单体的最大容量Qkmax，且Qkmax＝100％×ΔQk/ΔSOCk。
在上述实施例的基础上，所述处理模块82根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数，还包括：
根据所述k号电芯单体到达目标峰的目标时间、目标荷电状态和所述k号电芯单体的最大容量Qkmax，确定在所述电池簇的充电截止时刻所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end；所述目标峰为所述第一峰或所述第二峰，所述目标时间为相应的所述第一时间或所述第二时间；
基于所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end确定所述k号电芯单体在到达所述电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend，以及所述k号电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend，且充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend和放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend满足：
Ck,chrend＝(1-SOCk,end)×Qkmax；
Figure BDA0003440574630000211
其中，tk,begin表示k号电芯单体的完全充放电过程的开始时间，tk,end表示k号电芯单体的完全充放电过程的结束时间，I表示所述完全充放电过程中的电流值。
在上述实施例的基础上，所述处理模块82根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数，还包括：
确定所述k号电芯单体的可充电容量Ck,charge和所述k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge，且所述可充电容量Ck,charge和所述可放电容量Ck,discharge满足：
Figure BDA0003440574630000221
Ck,discharge＝SOCk,end×Qkmax。
在上述实施例的基础上，在所述完全充放电过程包括完全充电过程的情况下，所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足：
Figure BDA0003440574630000222
在所述完全充放电过程包括完全放电过程的情况下，所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足：
Figure BDA0003440574630000223
其中，SOCk,T peak表示目标峰的荷电状态，tk,T peak表示目标峰的目标时间，tk,chrend表示k号电芯单体的充电结束时间，tk,disbegin表示k号电芯单体的放电开始时间。
此外，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该收发器、该存储器和处理器分别通过总线相连，计算机程序被处理器执行时实现上述量化分析电池性能的方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
具体的，参见图9所示，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括总线1110、处理器1120、收发器1130、总线接口1140、存储器1150和用户接口1160。
在本发明实施例中，该电子设备还包括：存储在存储器1150上并可在处理器1120上运行的计算机程序，计算机程序被处理器1120执行时实现上述量化分析电池性能的方法实施例的各个过程。
收发器1130，用于在处理器1120的控制下接收和发送数据。
本发明实施例中，总线架构(用总线1110来代表)，总线1110可以包括任意数量互联的总线和桥，总线1110将包括由处理器1120代表的一个或多个处理器与存储器1150代表的存储器的各种电路连接在一起。
总线1110表示若干类型的总线结构中的任何一种总线结构中的一个或多个，包括存储器总线以及存储器控制器、外围总线、加速图形端口(Accelerate Graphical Port，AGP)、处理器或使用各种总线体系结构中的任意总线结构的局域总线。作为示例而非限制，这样的体系结构包括：工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、微通道体系结构(Micro Channel Architecture，MCA)总线、扩展ISA(Enhanced ISA，EISA)总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)、外围部件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。
处理器1120可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中硬件的集成逻辑电路或软件形式的指令完成。上述的处理器包括：通用处理器、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable LogicDevice，CPLD)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或其他可编程逻辑器件、分立门、晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或执行本发明实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。例如，处理器可以是单核处理器或多核处理器，处理器可以集成于单颗芯片或位于多颗不同的芯片。
处理器1120可以是微处理器或任何常规的处理器。结合本发明实施例所公开的方法步骤可以直接由硬件译码处理器执行完成，或者由译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、闪存(FlashMemory)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、寄存器等本领域公知的可读存储介质中。所述可读存储介质位于存储器中，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
总线1110还可以将，例如外围设备、稳压器或功率管理电路等各种其他电路连接在一起，总线接口1140在总线1110和收发器1130之间提供接口，这些都是本领域所公知的。因此，本发明实施例不再对其进行进一步描述。
收发器1130可以是一个元件，也可以是多个元件，例如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。例如：收发器1130从其他设备接收外部数据，收发器1130用于将处理器1120处理后的数据发送给其他设备。取决于计算机系统的性质，还可以提供用户接口1160，例如：触摸屏、物理键盘、显示器、鼠标、扬声器、麦克风、轨迹球、操纵杆、触控笔。
应理解，在本发明实施例中，存储器1150可进一步包括相对于处理器1120远程设置的存储器，这些远程设置的存储器可以通过网络连接至服务器。上述网络的一个或多个部分可以是自组织网络(ad hoc network)、内联网(intranet)、外联网(extranet)、虚拟专用网(VPN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)、无线广域网(WWAN)、城域网(MAN)、互联网(Internet)、公共交换电话网(PSTN)、普通老式电话业务网(POTS)、蜂窝电话网、无线网络、无线保真(Wi-Fi)网络以及两个或更多个上述网络的组合。例如，蜂窝电话网和无线网络可以是全球移动通信(GSM)系统、码分多址(CDMA)系统、全球微波互联接入(WiMAX)系统、通用分组无线业务(GPRS)系统、宽带码分多址(WCDMA)系统、长期演进(LTE)系统、LTE频分双工(FDD)系统、LTE时分双工(TDD)系统、先进长期演进(LTE-A)系统、通用移动通信(UMTS)系统、增强移动宽带(Enhance Mobile Broadband，eMBB)系统、海量机器类通信(massive Machine Type of Communication，mMTC)系统、超可靠低时延通信(UltraReliable Low Latency Communications，uRLLC)系统等。
应理解，本发明实施例中的存储器1150可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性存储器和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器包括：只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存(Flash Memory)。
易失性存储器包括：随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如：静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本发明实施例描述的电子设备的存储器1150包括但不限于上述和任意其他适合类型的存储器。
在本发明实施例中，存储器1150存储了操作系统1151和应用程序1152的如下元素：可执行模块、数据结构，或者其子集，或者其扩展集。
具体而言，操作系统1151包含各种系统程序，例如：框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序1152包含各种应用程序，例如：媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序1152中。应用程序1152包括：小程序、对象、组件、逻辑、数据结构以及其他执行特定任务或实现特定抽象数据类型的计算机系统可执行指令。
此外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述量化分析电池性能的方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
计算机可读存储介质包括：永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，是可以保留和存储供指令执行设备所使用指令的有形设备。计算机可读存储介质包括：电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备以及上述任意合适的组合。计算机可读存储介质包括：相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带存储、磁带磁盘存储或其他磁性存储设备、记忆棒、机械编码装置(例如在其上记录有指令的凹槽中的穿孔卡或凸起结构)或任何其他非传输介质、可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本发明实施例中的界定，计算机可读存储介质不包括暂时信号本身，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如穿过光纤电缆的光脉冲)或通过导线传输的电信号。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种量化分析电池性能的方法，其特征在于，包括：
对待分析的电池簇执行完全充放电过程，确定所述电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分；其中，至少部分时间段的所述完全充放电过程具有恒定电流；
确定所述电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态，并根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数；所述第二荷电状态大于所述第一荷电状态；
根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池簇中k号电芯单体的所述容量参数包括：所述k号电芯单体在到达所述电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend，以及所述k号电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析，包括：
根据每个电芯单体的充电截止时刻能够继续充入的容量的大小，确定所述电池簇中最先满充的j号电芯单体和除所述j号电芯单体之外最先满充的j'号电芯单体；
若对所述j号电芯单体进行替换，所述电池簇的有效充电容量提升Cj',chrend；
若在所述电池簇放电截止后对所述j号电芯单体单独放电到截止电压，所述电池簇的有效充电容量提升min[Cj',chrend,Cj,disend]。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析，包括：
根据每个电芯单体的放电截止时刻能够继续放出的容量的大小，确定所述电池簇中最先满放的i号电芯单体和除所述i号电芯单体之外最先满放的i'号电芯单体；
若对所述i号电芯单体进行替换，所述电池簇的有效放电容量提升Ci',disend；
若在所述电池簇充电截止后对所述i号电芯单体单独充电到截止电压，所述电池簇的有效放电容量提升min[Ci',disend,Ci,chrend]。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，
在所述完全充放电过程包括完全充电过程的情况下，所述完全充电过程中至少从充电开始时间到多个所述电芯单体的所述第二时间的最大值之间的时间段具有恒定电流；所述完全充电过程为从所述电池簇到达放电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达充电截止电压时结束的充电过程；
在所述完全充放电过程包括完全放电过程的情况下，所述完全放电过程中至少从多个所述电芯单体的所述第二时间的最小值到放电结束时间之间的时间段具有恒定电流；所述完全放电过程为从所述电池簇到达充电截止电压后所开始、并在所述电池簇到达放电截止电压时结束的放电过程。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数，包括：
根据所述电池簇中k号电芯单体的所述第一荷电状态SOCk,Ipeak和所述第二荷电状态SOCk,IIpeak确定所述k号电芯单体到达所述第一峰与所述第二峰之间的荷电状态差值ΔSOCk，且ΔSOCk＝SOCk,IIpeak-SOCk,Ipeak；
确定所述k号电芯单体到达所述第一峰与所述第二峰之间的容量差ΔQk，并确定所述k号电芯单体的最大容量Qkmax，且Qkmax＝100％×ΔQk/ΔSOCk。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数，还包括：
根据所述k号电芯单体到达目标峰的目标时间、目标荷电状态和所述k号电芯单体的最大容量Qkmax，确定在所述电池簇的充电截止时刻所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end；所述目标峰为所述第一峰或所述第二峰，所述目标时间为相应的所述第一时间或所述第二时间；
基于所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end确定所述k号电芯单体在到达所述电池簇的充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend，以及所述k号电芯单体在到达所述电池簇的放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend，且充电截止时刻能够继续充入的容量Ck,chrend和放电截止时刻能够继续放出的容量Ck,disend满足：
Ck,chrend＝(1-SOCk,end)×Qkmax；
Figure FDA0003440574620000031
其中，tk,begin表示k号电芯单体的完全充放电过程的开始时间，tk,end表示k号电芯单体的完全充放电过程的结束时间，I表示所述完全充放电过程中的电流值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数，还包括：
确定所述k号电芯单体的可充电容量Ck,charge和所述k号电芯单体的可放电容量Ck,discharge，且所述可充电容量Ck,charge和所述可放电容量Ck,discharge满足：
Figure FDA0003440574620000032
Ck,discharge＝SOCk,end×Qkmax。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述完全充放电过程包括完全充电过程的情况下，所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足：
Figure FDA0003440574620000033
在所述完全充放电过程包括完全放电过程的情况下，所述k号电芯单体的充电结束荷电状态SOCk,end满足：
Figure FDA0003440574620000034
其中，SOCk,Tpeak表示目标峰的荷电状态，tk,Tpeak表示目标峰的目标时间，tk,chrend表示k号电芯单体的充电结束时间，tk,disbegin表示k号电芯单体的放电开始时间。
10.一种量化分析电池性能的装置，其特征在于，包括：
充放电模块，用于对待分析的电池簇执行完全充放电过程，确定所述电池簇中多个电芯单体在不同时间的容量电压微分；其中，至少部分时间段的所述完全充放电过程具有恒定电流；
处理模块，用于确定所述电芯单体的容量电压微分到达第一峰的第一时间、第一荷电状态以及到达第二峰的第二时间、第二荷电状态，并根据所述第一时间、所述第一荷电状态、所述第二时间和所述第二荷电状态确定所述电芯单体的容量参数；所述第二荷电状态大于所述第一荷电状态；
分析模块，用于根据多个所述电芯单体的容量参数对所述电池簇进行量化分析。
11.一种电子设备，包括总线、收发器、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，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的量化分析电池性能的方法中的步骤。
12.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的量化分析电池性能的方法中的步骤。
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