CN114430077A - 电化学装置管理方法、电子设备及电化学装置 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供了一种电化学装置管理方法、电子设备及电化学装置，该方法用于对包括相串联的N个电芯的电化学装置进行管理，其中，N为大于或等于2的整数，该方法包括：在电化学装置放电过程中，当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，控制N个电芯中的A个电芯停止放电，控制N个电芯中的B个电芯继续放电，其中，A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N。本公开实施例能够减轻电化学装置无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端。
Description
技术领域
本公开实施例涉及电化学技术领域，尤其涉及一种电化学装置管理方法、电子设备及电化学装置。
背景技术
现如今，随着新能源技术的不断发展，用户对于电化学装置的续航能力提出了更高的要求。相关技术中的一种重要的方式来提高电化学装置的续航能力的方式是提高电化学装置的能量密度，例如将电化学装置的阳极材料从能量密度低的材料换成能量密度更高的材料。在实际生活中，用户在使用电子产品的电化学装置时，会尽量避免电化学装置的电量完全用尽，而经常是将电化学装置的电量用到一个较高的值上就开始对电化学装置进行充电，电化学装置会长期处于浅放状态。但对于一些电化学装置(例如负极材料包括有硅基材料的电化学装置)而言，长期无法深度放电会导致很多弊端，例如导致循环寿命衰减、容量减小等，这无疑极大地降低了用户在使用电化学装置时的使用体验，还增加了用户在使用电化学装置时的成本。
发明内容
为了解决上述问题，本公开实施例提供了一种电化学装置管理方法、电子设备及电化学装置，以至少部分地解决上述问题。
根据本公开的一方面，提供了一种电化学装置管理方法，用于对包括相串联的N个电芯的电化学装置进行管理，其中，N为大于或等于2的整数，所述电化学装置管理方法包括：在所述电化学装置放电过程中，当所述电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，控制所述N个电芯中的A个电芯停止放电，控制所述N个电芯中的B个电芯继续放电，其中，A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N。
本公开实施例中的电化学装置管理方法，由于其可以在电化学装置放电过程中当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时控制电芯中的A个电芯停止放电，并控制N个电芯中的B个电芯继续放电，且A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N，因此，在被本公开实施例中电化学装置管理方法所管理的电化学装置，在放电循环中至少可以保证一部分(即N个电芯中的B个电芯)电芯进行深度放电，因此至少能够保证电化学装置的一部分电芯不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的该部分电芯长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，进而也减小了电化学装置无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而在用户使用电化学装置时，能够很好地保证用户在使用电化学装置时的使用体验，不会增加用户在使用电化学装置时的成本。另外，本公开实施例中的电化学装置管理方法应用于对阳极材料包括硅基材料的电化学装置进行管理时，其减轻长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小的效果尤其明显。
在一些可选的实施方式中，B为1，且A与B的和等于N。本公开实施例中，通过这样可以使得电化学装置在放电循环中至少能保证1个电芯得到深度放电，从而保证电化学装置的1个电芯不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而提高用户使用电化学装置的使用体验，降低用户的使用电化学装置的成本。
在一些可选的实施方式中，所述控制所述N个电芯中的A个电芯停止放电，包括：在所述电化学装置的不同放电循环中，控制所述N个电芯中的不同的A个电芯停止放电。本公开实施例中，通过这样就能够使得在N个不同的放电循环中，电化学化学装置的N个电芯都能得到一次深度放电，显然更加能够保证电化学装置的多个电芯都不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而提高用户使用电化学装置的使用体验，降低用户的使用电化学装置的成本。
在一些可选的实施方式中，所述电化学装置管理方法还包括：当所述继续放电的电芯的SOC降低到第一阈值时，控制该电芯停止放电，并控制停止放电的所述A个电芯中的至少一个电芯开始放电。本公开实施例中，通过这样保证了电化学装置的电芯能够得到深度放电，以进一步减轻电化学装置的长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端。
在一些可选的实施方式中，所述第一阈值的取值范围为【0％，10％】。本公开实施例中，通过这样的第一阈值的取值范围能够有效保证电化学装置的电芯能够得到深度放电，以进一步减轻电化学装置的长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端。
在一些可选的实施方式中，所述电化学装置管理方法还包括：对所述继续放电的电芯进行充电，直至该电芯与停止放电的所述A个电芯的SOC相等；和，控制该电芯与所述A个电芯同步进行充电。本公开实施例中，通过这样能够更好地在使用电化学装置后对其进行充电，并且可以使得电化学装置充电时的充电效率更高。
在一些可选的实施方式中，所述电化学装置管理方法还包括：在电化学装置放电过程中，在电化学装置的SOC小于或等于第二SOC阈值且大于或等于第一SOC阈值时，控制N个电芯同步进行充电，其中，第二SOC阈值大于第一SOC阈值。本公开实施例中，通过这样的方式使得本公开实施例中的电化学装管理方法在管理电化学装置的充电时更加合理。
在一些可选的实施方式中，所述第一SOC阈值的取值范围为：【10％，40％】。本公开实施例中，通过这样的第一SOC阈值的取值范围可以更好地对电化学装置进行管理。
根据本公开实施例中的另一方面，提供了一种电子设备，包括电化学装置，所述电化学装置包括相串联的N个电芯，其中，N为大于或等于2的整数，所述电子设备包括管理单元，所述管理单元被配置为：在所述电化学装置放电过程中，当所述电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，控制所述电化学装置的N个电芯中的A个电芯停止放电，控制所述N个电芯中的B个电芯继续放电，其中，A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N。
根据本公开实施例中的再一方面，提供了一种电化学装置，包括：相串联的N个电芯，N为大于或等于2的整数，其中，所述电化学装置被前述任一项所述的电化学装置管理方法管理。
由此可见，本公开实施例中的电化学装置管理方案，由于其可以在电化学装置放电过程中当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时控制电芯中的A个电芯停止放电，并控制N个电芯中的B个电芯继续放电，且A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N，因此，在被本公开实施例中电化学装置管理方案所管理的电化学装置，在放电循环中至少可以保证一部分(即N个电芯中的B个电芯)电芯进行深度放电，因此至少能够保证电化学装置的一部分电芯不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的该部分电芯长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，进而也减小了电化学装置无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而在用户使用电化学装置时，能够很好地保证用户在使用电化学装置时的使用体验，不会增加用户在使用电化学装置时的成本。另外，本公开实施例中的电化学装置管理方法应用于对阳极材料包括硅基材料的电化学装置进行管理时，其减轻长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小的效果尤其显著。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本公开的一个示例性的电化学装置管理方法的流程图。
图2示出了根据本公开的一个示例性的电子设备的示意图。
图3示出了根据本公开的一个示例性的电化学装置的示意图。
图4示出了根据本公开的一个示例性的充电装置的示意图。
图5示出了根据本公开的一个示例性的电池系统的示意图。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本公开实施例中的技术方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本公开实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开实施例保护的范围。
现如今，随着新能源技术的不断发展，用户对于电化学装置的续航能力提出了更高的要求。相关技术中的一种重要的方式来提高电化学装置的续航能力的方式是提高电化学装置的能量密度，例如将电化学装置的阳极材料从能量密度低的材料换成能量密度更高的材料。
例如，以常规的石墨负极的电化学装置而言，石墨材料的理论上的克容量为372mAh/g，而硅基材料(即硅以及含硅材料)的理论上的克容量为4200mAh/g，因此由于现在的石墨负极材料的电化学装置的能量密度已接近极限，为了提高电化学装置提高电化学装置的续航能力，可以将石墨替换或者掺杂硅基材料制成电化学装置的负极。此外，由于硅基材料的能量密度较高，随着研究的不断深入和不断进展，其是一种未来很有前途的电化学装置的负极材料。
在实际生活中，用户在使用电子产品的电化学装置时，会尽量避免电化学装置的电量完全用尽，而经常是将电化学装置的电量用到一个较高的值上就开始对电化学装置进行充电，电化学装置会长期处于浅放状态。但对于一些电化学装置(例如负极材料包括有硅基材料的电化学装置)而言，长期无法深度放电会导致很多弊端，例如导致循环寿命衰减、容量减小等，这无疑极大地降低了用户在使用电化学装置时的使用体验，还增加了用户在使用电化学装置时的成本。
下面先结合附图说明本公开实施例具体实现。
针对于此，根据本公开实施例中的一方面，参照图1的流程图，提供了本公开实施例中的一种电化学装置管理方法，用于对包括相串联的N个电芯的电化学装置进行管理，其中，N为大于或等于2的整数，其包括步骤S101和S102，具体地：
S101：在电化学装置放电过程中，当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，控制N个电芯中的A个电芯停止放电；
S102：控制N个电芯中的B个电芯继续放电，其中，A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N。
本公开实施例中的电化学装置管理方法，由于其可以在电化学装置放电过程中当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时控制电芯中的A个电芯停止放电，并控制N个电芯中的B个电芯继续放电，且A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N，因此，在被本公开实施例中电化学装置管理方法所管理的电化学装置，在放电循环中至少可以保证一部分(即N个电芯中的B个电芯)电芯进行深度放电，因此至少能够保证电化学装置的一部分电芯不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的该部分电芯长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，进而也减小了电化学装置无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而在用户使用电化学装置时，能够很好地保证用户在使用电化学装置时的使用体验，不会增加用户在使用电化学装置时的成本。
本公开实施例中的电化学装置管理方法可以由电化学装置的电池管理系统(BMS系统)执行，也可以由一台电子设备执行，在此不进行限制，下面对该上述电化学装置管理方法的各步骤进行详细的说明，应当理解的是，上述各步骤未必是按照顺序执行的。
需要说明的是，本公开实施例的内容中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本公开。但是本公开实施例中的电化学装置可以包括但不限于锂离子电池，其每个电芯都可以是锂离子电池。或者电化学装置也可以是其他类型的电池，在此不进行限制。
本公开实施例中，电化学装置的SOC(State of Charge，荷电状态)，可以表征电化学装置在使用时的剩余电量，其可以是指电化学装置的相串联的N个电芯的SOC的平均值，即，若电化学装置的SOC记为SOC0，则：
其中，
为第1个到第N个电芯的SOC的和。
在一个可选的实施例中，电化学装置中的N＝2，也即，电化学装置为双电芯的电化学装置，则电化学装置的SOC为两个电芯的SOC的平均值，即：SOC0＝(SOC1+SOC2)/2，这其中SOC0为电化学装置的SOC，SOC1和SOC2分别为两个电芯的SOC。
本公开实施例中，对于双电芯的电化学装置(即N＝2的电化学装置)具有较优的有益效果，能够有效保证双电芯的电化学装置的深度放电需求。
本公开实施例中，电化学装置的SOC可以被监测和计算得到，例如可以是在电化学装置的使用过程中，对电化学装置N个电芯的SOC分别进行实时监测，在监测后得到N个SOC值后再计算得到电化学装置的SOC。
对各个电芯的SOC进行监测时，一般不能直接测量，但可以通过电芯的端电压、充放电电流及内阻等参数来估算其大小。例如，本公开实施例中，可以通过内阻法获取充电初始SOC，内阻法是用不同频率的交流电激励电化学装置，测量电化学装置内部交流电阻，并通过建立的计算模型得到SOC估计值。当然，也可以是用其他方式获得各个电芯的SOC，本公开实施例中对此不进行任何限制。
本公开实施例中的电化学装置中的阳极材料(即相串联的各个电芯的阳极材料)可以是任意材质，例如石墨材质等，但优选地，本公开实施例中的阳极材料可以包括硅基材料，即硅以及含硅材质(例如，纯硅材质或者硅与石墨混合材质等等)。这是由于硅基材料的电化学装置对于深度放电的需求更高，其长期处于浅放状态下，更容易导致循环寿命衰减、容量减小，从而降低用户在使用电化学装置时的使用体验，增加用户在使用电化学装置时的成本，因此，本公开实施例中的电化学装置管理方法，优选地对阳极材料包括硅基材料的电化学装置进行管理。可以理解的是，电化学装置的相串联的N个电芯可以是N个电芯的阳极材料都包括硅基材料，也可以是N个电芯中的一部分电芯包括硅基材料，在此本公开实施例中不进行限制。
本公开实施例中的第一SOC阈值的值可以依据实际情况进行设置，例如，在一些可选的实施例中，第一SOC阈值的取值范围为：【10％，40％】，或者在其他实施例中，第一SOC阈值的取值范围也可以为【10％，30％】、【20％，45％】等等，在此不进行限制。例如当第一SOC阈值的取值范围为【10％，40％】时，第一SOC阈值的具体取值可以为10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％等。
本公开实施例中的电化学装置管理方法，当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时控制电芯中的A个电芯停止放电，并控制N个电芯中的B个电芯继续放电，且A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N。这样就在电化学装置的放电循环中至少可以保证一部分(即N个电芯中的B个电芯)电芯进行深度放电，因此至少能够保证电化学装置的一部分电芯不会长期处于浅放状态。
本公开实施例中，步骤S102中控制N个电芯中的B个电芯继续放电，可以是将该B个电芯放电直至这些电芯的SOC达到一个停止阈值，例如，这个停止阈值可以是0％，以最充分的对继续放电的该B个电芯进行深度放电。但由于在实际生活中一般很难使得一个电芯完全放电到0％，因此本公开实施例中的停止阈值可以是一个相对较小的SOC值，例如，停止阈值的取值范围在【0％，10％】，具体可以取值0％、1％、2％、5％、8％、10％等等。可以理解的是，这个范围并不作为对本公开实施例中的限制。
举一些便于理解的例子进行简单说明，例如，以第一SOC阈值为20％为例，若电化学装置中有相串联的4个电芯，则在电化学装置的SOC低于20％时，控制4个电芯中的2个电芯停止放电，控制4个电芯中的剩余2个电芯(例如该继续放电的2个电芯中的至少一个电芯的阳极材料可以包括硅基材料)继续放电直至这剩余2个电芯的SOC降低到0％(例如停止阈值为0％)；又例如，以第一SOC阈值为10％为例，若电化学装置中有相串联的3个电芯，则在电化学装置的SOC低于10％时，控制3个电芯中的2个电芯停止放电，控制3个电芯中的剩余1个电芯继续放电(例如该继续放电的电芯的阳极材料可以包括硅基材料)直至这剩余1个电芯的SOC降低到0％(例如停止阈值为0％)；再例如，以第一SOC阈值为20％为例，若电化学装置中有相串联的2个电芯，则在电化学装置的SOC低于20％时，控制2个电芯中的1个电芯停止放电，控制2个电芯中的剩余1个电芯继续放电(例如该继续放电的电芯的阳极材料可以包括硅基材料)直至这剩余1个电芯的SOC降低到0％(例如停止阈值为0％)，等等。可见，这样就保证了N个电芯至少有B个电芯得到了深度放电。当然这些例子都是一些简单的示例，这样的例子还有很多，均可以依照本公开实施例中的电化学装置管理方法的步骤S101和S102的具体技术特征进行类推，因此不再进行赘述。
在本公开实施例的电化学装置管理方法的一些可选的实施例中，B为1，且A与B的和等于N。也就是说，在这些可选实施方式中，在电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，可以是控制N个电芯中的N-1(即A＝N-1)个电芯停止放电，控制N个电芯中的1(即B＝1)个电芯继续放电，这样可以使得电化学装置在放电循环中至少能保证1个电芯得到深度放电，从而保证电化学装置的1个电芯不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而提高用户使用电化学装置的使用体验，降低用户的使用电化学装置的成本。
例如，在这些可选实施方式中，该继续放电的电芯的阳极材料可以包括硅基材料，从而提高存在硅基材料阳极的电化学装置能够尽量减轻因长期处于浅放状态而导致的循环寿命衰减和容量减小。
仍举一些便于理解的例子进行简单说明，例如，以第一SOC阈值为20％为例，若电化学装置中有相串联的4个电芯，则在电化学装置的SOC低于20％时，控制4个电芯中的3个电芯停止放电，控制4个电芯中的剩余1个电芯继续放电(例如该继续放电的电芯的阳极材料可以包括硅基材料)直至这1个电芯的SOC降低到0％；又例如，以第一SOC阈值为10％为例，若电化学装置中有相串联的3个电芯，则在电化学装置的SOC低于10％时，控制3个电芯中的2个电芯停止放电，控制3个电芯中的剩余1个电芯继续放电(例如该继续放电的电芯的阳极材料可以包括硅基材料)直至这1个电芯的SOC降低到0％；再例如，以第一SOC阈值为20％为例，若电化学装置中有相串联的2个电芯，则在电化学装置的SOC低于20％时，控制2个电芯中的1个电芯停止放电，控制2个电芯中的剩余1个电芯继续放电(例如该继续放电的电芯的阳极材料可以包括硅基材料)直至这1个电芯的SOC降低到0％，等等。可见，这样就保证了N个电芯至少有1个电芯得到了深度放电。当然这些例子都是一些简单的示例，这样的例子还有很多，可以进行类推，因此不再进行赘述。
在一些可选的实施例中，步骤S101中的“控制N个电芯中的A个电芯停止放电”可以包括：在电化学装置的不同放电循环中，控制N个电芯中的不同的A个电芯停止放电。也就是说，在这些可选实施方式中，在不同充电循环下，可以在电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，使不同的电芯继续放电，从而保证电化学装置的多个电芯可以循环着在多个放电循环中得到深度放电，从而保证电化学装置的多个电芯都不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而提高用户使用电化学装置的使用体验，降低用户的使用电化学装置的成本。
进一步地，在一些可选的实施方式中，“在电化学装置的不同放电循环中，控制N个电芯中的不同的A个电芯停止放电”可以包括：在电化学装置的连续的每N个不同的放电循环中，控制N个电芯中的不同的A个电芯停止放电。这样就能够使得在N个不同的放电循环中，电化学化学装置的N个电芯都能得到一次深度放电，显然更加能够保证电化学装置的多个电芯都不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而提高用户使用电化学装置的使用体验，降低用户的使用电化学装置的成本。
仍举一些便于理解的例子进行简单说明，例如，以第一SOC阈值为20％为例，若电化学装置中有相串联的4个电芯(便于理解地，例如记为第1、2、3、4电芯，且这4个电芯的阳极材料可以包括硅基材料)，在不同的4个放电循环中(相当于1个不同的N(N＝4)个放电循环)，在第1个放电循环中，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第2电芯、第3电芯和第4电芯停止放电，并控制第1电芯继续放电直至第1电芯的SOC降低到0％；在第2个放电循环中，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第1电芯、第3电芯和第4电芯停止放电，并控制第2电芯继续放电直至第2电芯的SOC降低到0％；在第3个放电循环中，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第1电芯、第2电芯和第4电芯停止放电，并控制第3电芯继续放电直至第3电芯的SOC降低到0％；在第4个放电循环中，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第1电芯、第2电芯和第3电芯停止放电，并控制第4电芯继续放电直至第4电芯的SOC降低到0％；
又例如，以第一SOC阈值为20％为例，若电化学装置中有相串联的2个电芯(便于理解地，例如记为第1、2电芯，且这2个电芯的阳极材料可以包括硅基材料)，在不同的4个连续的放电循环中(相当于2个不同的N(N＝2)个放电循环)，在第1个放电循环中，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第2电芯停止放电，并控制第1电芯继续放电直至第1电芯的SOC降低到0％；在第2个放电循环中，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第1电芯停止放电，并控制第2电芯继续放电直至第2电芯的SOC降低到0％；在第3个放电循环中，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第2电芯停止放电，并控制第1电芯继续放电直至第1电芯的SOC降低到0％；在第4个放电循环中，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第1电芯停止放电，并控制第2电芯继续放电直至第2电芯的SOC降低到0％。可见，这样就保证了每一个电芯都在不同的放电循环下得到了深度放电。当然这些例子都是一些简单的示例，这样的例子还有很多，可以进行类推，因此不再进行赘述。
为了保证电化学装置的电芯能够得到深度放电，以进一步减轻电化学装置的长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，在一些可选的实施例中，该电化学装置管理方法还包括：当继续放电的电芯的SOC降低到第一阈值时，控制该电芯停止放电，并控制停止放电的A个电芯中的至少一个电芯开始放电。
本公开实施例中，第一阈值可以依据实际需要进行设置，例如，其可以与前述的停止阈值相似，即这个第一阈值可以是0％，以最充分的对继续放电的该继续放电的电芯进行深度放电。但由于在实际生活中一般很难使得一个电芯完全放电到0％，因此本公开实施例中的第一阈值可以是一个相对较小的SOC值，例如，第一阈值的取值范围在【0％，10％】，具体可以取值0％、1％、2％、5％、8％、10％等等。可以理解的是，这个范围并不作为对本公开实施例中的限制。
仍举一些便于理解的例子进行简单说明，例如，以第一SOC阈值为20％为例，以第一SOC阈值为20％、第一阈值为0％为例，若电化学装置中有相串联的2个电芯(便于理解地，例如记为第1、2电芯，且这2个电芯的阳极材料可以包括硅基材料)，在第1个放电循环中，可以是：在电化学装置的SOC低于20％时，控制第2电芯停止放电，并控制第1电芯继续放电直至第1电芯的SOC降低到0％，之后停止第1电芯的放电，继续控制第2电芯继续放电直至第2电芯的SOC降低到0％；在第2个放电循环中，则可以是：在电化学装置的SOC低于20％时，在电化学装置的SOC低于20％时，控制第1电芯停止放电，并控制第2电芯继续放电直至第2电芯的SOC降低到0％，之后停止第2电芯的放电，继续控制第1电芯继续放电直至第1电芯的SOC降低到0％。可见，这样就保证了每一个电芯都得到了深度放电。当然这些例子都是一些简单的示例，这样的例子还有很多，可以进行类推，因此不再进行赘述。
由于在使用电化学装置后，往往需要对电化学装置进行充电，本公开实施例中为了能够更好地在使用电化学装置后对其进行充电，在一些可选的实施例中，该电化学装置管理方法还包括：
对继续放电的电芯进行充电，直至该电芯与停止放电的A个电芯的SOC相等；和，控制该电芯与A个电芯同步进行充电。
可以理解的是，该继续充电的电芯即为所述N个电芯中的所述B个电芯。在前述的一些可选实施例中，B＝1，因此可以是对该B＝1个继续放电的电芯进行充电，直至该电芯与停止放电的A个电芯的SOC相等，之后可以控制该B＝1个电芯与A个电芯同步进行充电。
本公开实施例中，在电化学装置的放电过程中未低于第一SOC阈值前，N个相串联的电芯是同步放电的，因此各电芯的SOC均相同。
可以理解的是，电化学装置进行充电，可以是在得到充电指令后开始，例如，该充电指令可以是用户将电化学装置插上充电器、电源等自动产生。
举例来说，以第一SOC阈值为20％，在电化学装置放电至电化学装置的SOC为20％时，N个电芯的SOC都为20％，也即电化学装置的SOC(例如记为SOC0)，则SOC0＝N*20％/N＝20％。由于本公开实施例中停止放电的A个电芯的SOC在停止放电时相等，例如都为20％，则可以控制该B个电芯充电至20％之后，再将SOC均为20％的N个电芯同步进行充电，直至充电结束。可以理解的是，充电结束未必是指充电到电化学装置的SOC为100％，例如充电结束的时刻可以是在电化学装置被从充电器拆下的时刻。
可以看出，在电化学装置的相串联的N个电芯的SOC均为相同的SOC之后在对N个电芯进行同步充电，可以使得电化学装置充电时的充电效率更高。
在一些可选的实施例中，该电化学装置管理方法还包括：在电化学装置放电过程中，在电化学装置的SOC小于或等于第二SOC阈值且大于或等于第一SOC阈值时，控制N个电芯同步进行充电，其中，第二SOC阈值大于第一SOC阈值。通过这样的方式，使得本公开实施例中的电化学装管理方法在管理电化学装置的充电时更加合理。
本公开实施例中，第二SOC阈值可以根据第一SOC阈值来按照需要进行确定，第二SOC阈值大于第一SOC阈值，例如，第一SOC阈值取值为20％，则第二SOC阈值的取值范围可以是【40％，100％】，或者也可以是【60％，100％】、【80％，100％】、【90％，100％】等。优选地，第二SOC阈值可以稍大一些，例如第二SOC阈值的取值范围为【80％，100％】时，可以为100％、98％、95％、93％、90％、85％、80％等等，在此本公开实施例中不进行限制。
举例来说，以第一SOC阈值为20％、第二SOC阈值为100％为例，若电化学装置中有相串联的2个电芯(便于理解地，例如记为第1、2电芯，且这2个电芯的阳极材料可以包括硅基材料)，则在电化学装置的放电过程中，在电化学装置的SOC为60％时控制电化学装置进行充电，由于40％≤60％≤100％，则直接控制电化学装置的N个电芯同步进行充电，直至充电结束，可以理解的是，充电结束未必是指充电到电化学装置的SOC为100％，例如充电结束的时刻可以是在电化学装置被从充电器拆下的时刻。可以看出，这样的充电方式，使得本公开实施例中的电化学装管理方法在管理电化学装置的充电时更加合理。
前面提到，第一SOC阈值取值范围可以为【10％，40％】，在一些可选的实施例中，第一SOC阈值可以是根据用户使用电化学装置的习惯确定的，可以基于用户的不同使用习惯而动态改变。举例进行说明，如果电化学装置包括两个相串联的电芯(即N＝2，记为第1电芯和第2电芯)，且用户如果在多次使用过程中，更倾向于在将电化学装置的SOC使用到20％以下(即放电至电化学装置的SOC为20％)再进行充电，则可以是在电化学装置的SOC降到40％时(即第一SOC阈值调整到40％)，控制第1电芯停止放电，控制第2电芯继续放电直至第2电芯的SOC为0％，此时，电化学装置的SOC为[(40％+0％)/2]＝20％，之后控制第2电芯进行放电，直至用户开始对电化学装置进行充电停止对第2电芯的放电，这种情况下，可以将第一SOC阈值根据用户习惯设置为40％；同理，若用户在多次使用过程中，更倾向于在将电化学装置的SOC使用到10％以下，则可以是在电化学装置的SOC降到20％时(即第一SOC阈值调整到20％)，若用户在多次使用过程中，更倾向于在将电化学装置的SOC使用到5％以下，则可以是在电化学装置的SOC降到10％时(即第一SOC阈值调整到10％)，可以理解的是，这些示例仅作为一些便于理解的示例，而不作为对本公开实施例中的限制。例如，动态调整第一SOC阈值的过程可以是基于机器学习算法完成，通过学习用户的使用习惯，来进行调整第一SOC的具体数值，这样显然十分灵活可靠。
下面，再结合上述各种可选的实施例，并以本公开实施例中的电化学装置管理方法的一些实际的情景进行进一步的示例性说明，应当说明的是，下文中的内容并不作为对本公开实施例中的任何限制。
另外，首先需要说明的是，下面的情景1、2、3、4可以是用户在电化学装置时，可以是指对手机等移动终端中的锂离子电池(即电化学装置)进行放电以及充电进行的不同的一些情景。为了便于进行各情景的示例性说明，以下均以电化学装置为用户使用的手机中的锂离子电池，且以电化学装置为双电芯的锂离子电池(即N＝2，相串联的两个电芯分别记为第一电芯和第二电芯，第一电芯和第二电芯的阳极材料可以包括硅基材料)、第一SOC阈值为20％(为便于进行描述，将第一SOC阈值记为Q，则Q＝20％)、第一阈值为0％(以理想情况将电芯完全放电为例)、第二SOC阈值为100％(以理想情况将锂离子电池完全充满为例)为例进行说明。
情景1：用户持续使用手机，以将锂离子电池满电用至其完全放电(即SOC为0％)，之后再对其进行充电直至充满(这其中，电化学装置的SOC从：100％到0％到100％)。
可选的，该锂离子电池被基于本公开实施例中的电化学装置管理方法管理，其放电和充电过程可以是如下情况：
在用户使用手机时，第一个放电循环中，持续对锂离子电池(即电化学装置)进行放电，将电化学装置的第一电芯和第二电芯同步进行放电，在电化学装置使用到放电至其SOC小于20％(即第一SOC阈值Q)时，控制第一电芯断开电路停止放电，控制第二电芯保持接入电路单独继续放电；等到第二电芯放电至第二电芯的SOC为0％，则控制第二电芯断开电路停止放电，控制第一电芯接入电路单独继续放电直至第一电芯的SOC为0％；之后开始对电化学装置进行充电，将第一电芯和第二电芯同步进行充电，直至电化学装置充满电量(即充电至电化学装置的SOC为100％)。
进一步地，在第二个放电循环中，持续对锂离子电池(即电化学装置)进行放电，将电化学装置的第一电芯和第二电芯同步进行放电，在电化学装置使用到放电至其SOC小于20％(即第一SOC阈值Q)时，控制第二电芯断开电路停止放电，控制第一电芯保持接入电路单独继续放电；等到第一电芯放电至第一电芯的SOC为0％，则控制第一电芯断开电路停止放电，控制第二电芯接入电路单独继续放电直至第二电芯的SOC为0％；之后开始对电化学装置进行充电，将第一电芯和第二电芯同步进行充电，直至电化学装置充满电量(即充电至电化学装置的SOC为100％)。
进一步地，在第三个放电循环中与前述第一个放电循环中的放电和充电过程相同，在第四个放电循环中与前述第二个放电循环中的放电和充电过程相同。
情景2：用户持续使用手机，以将锂离子电池满电用至其SOC为X(举例来说X＝5％)，之后再对其进行充电直至充满(这其中，电化学装置的SOC从：100％到X(0<X<0.5Q)到100％)。
可选的，该锂离子电池被基于本公开实施例中的电化学装置管理方法管理，其放电和充电过程可以是如下情况：
在用户使用手机时，第一个放电循环中，持续对锂离子电池(即电化学装置)进行放电，将电化学装置的第一电芯和第二电芯同步进行放电，在电化学装置使用到放电至其SOC小于20％(即第一SOC阈值Q)时，控制第一电芯断开电路停止放电，控制第二电芯保持接入电路单独继续放电；等到第二电芯放电至第二电芯的SOC为0％，则控制第二电芯断开电路停止放电，控制第一电芯接入电路单独继续放电直至第一电芯的SOC为2X(对应于此示例，2X＝2*5％＝10％)；之后开始对电化学装置进行充电，控制第一电芯断开电路停止充电，再控制第二电芯单独充电至2X(即10％)，以与第一电芯的SOC相同，之后控制第一电芯接入电路，并控制第一电芯和第二电芯同步进行充电，直至电化学装置充满电量(即充电至电化学装置的SOC为100％)。
进一步地，在第二个放电循环中，持续对锂离子电池(即电化学装置)进行放电，将电化学装置的第一电芯和第二电芯同步进行放电，在电化学装置使用到放电至其SOC小于20％(即第一SOC阈值Q)时，控制第二电芯断开电路停止放电，控制第一电芯保持接入电路单独继续放电；等到第一电芯放电至第一电芯的SOC为0％，则控制第一电芯断开电路停止放电，控制第二电芯接入电路单独继续放电直至第二电芯的SOC为2X(对应于此示例，2X＝2*5％＝10％)；之后开始对电化学装置进行充电，控制第二电芯断开电路停止充电，再控制第一电芯单独充电至2X(即10％)，以与第二电芯的SOC相同，之后控制第二电芯接入电路，并控制第一电芯和第二电芯同步进行充电，直至电化学装置充满电量(即充电至电化学装置的SOC为100％)。
进一步地，在第三个放电循环中与前述第一个放电循环中的放电和充电过程相同，在第四个放电循环中与前述第二个放电循环中的放电和充电过程相同。
情景3：用户持续使用手机，以将锂离子电池满电用至其SOC为Y(举例来说Y＝15％)，之后再对其进行充电直至充满(这其中，电化学装置的SOC从：100％SOC到Y(0.5Q<Y<Q)到100％)。
可选的，该锂离子电池被基于本公开实施例中的电化学装置管理方法管理，其放电和充电过程可以是如下情况：
在用户使用手机时，第一个放电循环中，持续对锂离子电池(即电化学装置)进行放电，将电化学装置的第一电芯和第二电芯同步进行放电，在电化学装置使用到放电至其SOC小于20％(即第一SOC阈值Q)时，控制第一电芯断开电路停止放电，控制第二电芯保持接入电路单独继续放电；控制第二电芯单独放电至2Y-Q(对应于此示例，2Y-Q＝2*15％-20％＝10％)；之后开始对电化学装置进行充电，控制第二电芯单独充电至Q(对应于此示例，Q＝20％)，以与第一电芯的SOC相同，此时控制第一电芯接入电路，并控制第一电芯和第二电芯同步进行充电，直至电化学装置充满电量(即充电至电化学装置的SOC为100％)。
进一步地，在第二个放电循环中，持续对锂离子电池(即电化学装置)进行放电，将电化学装置的第一电芯和第二电芯同步进行放电，在电化学装置使用到放电至其SOC小于20％(即第一SOC阈值Q)时，控制第二电芯断开电路停止放电，控制第一电芯保持接入电路单独继续放电；控制第一电芯单独放电至2Y-Q(对应于此示例，2Y-Q＝2*15％-20％＝10％)；之后开始对电化学装置进行充电，控制第一电芯单独充电至Q(对应于此示例，Q＝20％)，以与第二电芯的SOC相同，此时控制第二电芯接入电路，并控制第一电芯和第二电芯同步进行充电，直至电化学装置充满电量(即充电至电化学装置的SOC为100％)。
进一步地，在第三个放电循环中与前述第一个放电循环中的放电和充电过程相同，在第四个放电循环中与前述第二个放电循环中的放电和充电过程相同。
情景4：用户持续使用手机，以将锂离子电池满电用至其SOC为Z(举例来说Z＝40％)，之后再对其进行充电直至充满(这其中，电化学装置的SOC从：100％到Z(Q<Z<100％)到100％)。
可选的，该锂离子电池被基于本公开实施例中的电化学装置管理方法管理，其放电和充电过程可以是如下情况：
在用户使用手机时，第一个放电循环中，持续对锂离子电池进行放电，将锂离子电池的第一电芯和第二电芯同步进行放电，在电化学装置的SOC使用到放电至Z(对应于此示例，Z＝40％)，之后控制第一电芯和第二电芯同步进行充电直至充满(即电化学装置的SOC为100％)。
进一步地，在第二、三、四个放电循环中，仍与该第一个放电循环中的过程相同，不在赘述。
从以上4个情景的示例可以看出，本公开实施例中的电化学装置管理方法，可以很好的保证电化学装置至少能有一个电芯得到深度放电，从而减轻电化学装置长期处于浅放状态的弊端，而且对于用户使用电化学装置的不同情景而言，具有较好的灵活性，从而能够更好地适应用户的需求，以提升用户使用电化学装置的体验。
需要说明的是，上述说明仅示出了本公开实施例中的电化学装置管理方法的一些可选的实施方式，本公开实施例中的电化学装置管理方法还可以有更多的发散性实施例，对此本公开实施例中均不进行限制。
由以上内容可以看出，本公开实施例中的电化学装置管理方法，由于其可以在电化学装置放电过程中当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时控制电芯中的A个电芯停止放电，并控制N个电芯中的B个电芯继续放电，且A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N，因此，在被本公开实施例中电化学装置管理方案所管理的电化学装置，在放电循环中至少可以保证一部分(即N个电芯中的B个电芯)电芯进行深度放电，因此至少能够保证电化学装置的一部分电芯不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的该部分电芯长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，进而也减小了电化学装置无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而在用户使用电化学装置时，能够很好地保证用户在使用电化学装置时的使用体验，不会增加用户在使用电化学装置时的成本。另外，本公开实施例中的电化学装置管理方法应用于对阳极材料包括硅基材料的电化学装置进行管理时，其减轻长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小的效果尤其显著。
参照图2，根据本公开实施例中的另一方面提供了一种电子设备1000，其包括：电化学装置101，电化学装置101包括相串联的N个电芯，其中，N为大于或等于2的整数，电子设备1000包括管理单元102，管理单元102被配置为：在电化学装置101放电过程中，当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，控制电化学装置101的N个电芯中的A个电芯停止放电，控制N个电芯中的B个电芯继续放电，其中，A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N。
在一些可选的实施例中，B为1，且A与B的和等于N。
在一些可选的实施例中，管理单元102具体用于：在电化学装置的不同放电循环中，控制N个电芯中的不同的A个电芯停止放电。
在一些可选的实施例中，管理单元102具体用于：当继续放电的电芯的SOC降低到第一阈值时，控制该电芯停止放电，并控制停止放电的A个电芯中的至少一个电芯开始放电。
在一些可选的实施例中，第一阈值的取值范围为【0％，10％】。
在一些可选的实施例中，管理单元102具体用于：对继续放电的电芯进行充电，直至该电芯与停止放电的A个电芯的SOC相等；和控制该电芯与A个电芯同步进行充电。
在一些可选的实施例中，管理单元102具体用于：在电化学装置放电过程中，在电化学装置的SOC小于第二SOC阈值且不小于第一SOC阈值时，控制N个电芯同步进行充电，其中，第二SOC阈值大于第一SOC阈值。
在一些可选的实施例中，第一SOC阈值的取值范围为：【10％，40％】。
本公开实施例的电子设备1000中可以包括电化学装置101。示例性地，该电子设备1000可以是新能源车、移动电话、平板电脑等内置电化学装置(例如锂离子电池)、具有数据处理能力的设备。本公开实施例对电化学装置101、管理单元102的具体结构没有特别限制，只要能够实现相应功能即可。
本公开实施例中的电子设备1000可用于实现前述多个方法实施例中相应的电化学装置管理方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。此外，本公开实施例的电子设备1000中的各个装置的功能实现均可参照前述方法实施例中的相应部分的描述，在此亦不再赘述。
本公开实施例中的电子设备，由于其管理单元可以在电化学装置放电过程中当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时控制电芯中的A个电芯停止放电，并控制N个电芯中的B个电芯继续放电，且A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N，因此，在被本公开实施例中的电子设备所管理的电化学装置，在放电循环中至少可以保证一部分(即N个电芯中的B个电芯)电芯进行深度放电，因此至少能够保证电化学装置的一部分电芯不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的该部分电芯长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，进而也减小了电化学装置无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而在用户使用电化学装置时，能够很好地保证用户在使用电化学装置时的使用体验，不会增加用户在使用电化学装置时的成本。另外，本公开实施例中的电子设备应用于对阳极材料包括硅基材料的电化学装置进行管理时，其减轻长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小的效果尤其显著。
参照图3，根据本公开实施例中的再一方面，提供了一种电化学装置101，其包括：相串联的N个电芯1011，N为大于或等于2的整数，其中，所述电化学装置101被前述任一项的电化学装置管理方法管理。
在一些可选的实施例中，该电化学装置为双电芯的电化学装置，即N＝2。
在一些可选的实施例中，该电化学装置中的N个电芯中的一个或者多个电芯的阳极材料包括硅基材料。
例如，该电化学装置可以是被配置了前述电化学装置管理方法的BMS系统(例如设置于电化学装置101上)、充电装置、电子设备或者云服务器管理，在此不进行限制。
根据本公开实施例中的再一方面，提供了一种充电装置，其包括：处理器、机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令时，实现前述任一项的电化学装置管理方法。
如图4所示，该充电装置200包括处理器201和机器可读存储介质202，该充电装置200还可以包括充电电路模块203、接口204、电源接口205、整流电路206。其中，充电电路模块203用于接收处理器201发出的指令，对锂离子电池2000(即电化学装置)进行充电；充电电路模块203还可以获取锂离子电池2000的相关参数，并将其发送至处理器201；接口204用于与锂离子电池2000电连接，以将锂离子电池2000连接到充电装置200上；电源接口205用于与外部电源连接；整流电路206用于对输入电流进行整流；机器可读存储介质202存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，处理器201执行机器可执行指令时，实现上述任一实施方案所述的电化学装置管理方法步骤。
根据本公开实施例中的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项的电化学装置管理方法。
根据本公开实施例中的再一方面，提供了一种电池系统，如图5所示，该电池系统300包括第二处理器301和第二机器可读存储介质302，该电池系统300还可以包括充电电路模块303、锂离子电池304(即电化学装置)以及第二接口305。其中，充电电路模块303用于接收第二处理器301发出的指令，对电化学装置进行充电；充电电路模块303还可以获取锂离子电池304(即电化学装置)的相关参数，并将其发送至第二处理器301。第二接口305用于与外部充电器400的接口连接；外部充电器400用于提供电力；第二机器可读存储介质302存储有能够被处理器执行的机器可执行指令，第二处理器301执行机器可执行指令时，实现上述任一实施方案所述的电化学装置管理方法步骤。外部充电器400可以包括第一处理器401、第一机器可读存储介质402、第一接口403及相应的整流电路，该外部充电器可以是市售充电器，本公开实施例对其结构不做具体限定。
机器可读存储介质可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
对于电子设备/电化学装置/充电装置/存储介质/电池系统实施例而言，由于其基本相似于上述电化学装置管理方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见上述电化学装置管理方法实施例的部分说明即可，在此不再进行赘述。
下面对本公开实施例中的一些实验例以及对比例进行具体说明，通过这些实验例和对比例，可以更方便且明确地看出本公开实施例中提供的电化学装置管理方法、电子设备及电化学装置相对于现有技术的显著优势。应当理解，该实验例和对比例并非对本公开实施例中的限制。
【实验例1】
实验材料：本实验例1中，取额定的电池容量为5000mAh的锂离子电池进行实验，该锂离子电池为包括相互串联的两个同容量的电芯(为便于进行说明，将其记为第一电芯和第二电芯，则第一电芯和第二电芯满电时的额定的电池容量均为2500mAh)。
实验参数：实验温度控制在25℃，第一SOC阈值设置为20％，第一阈值设置为0％，第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为10％。
实验过程：
对于单个锂离子电池而言，实验时按照下面的过程利用相同充放电参数(即相同充电倍率、充放电电流和充放电电压等)进行100个充放电循环的充放电循环测试，但在充放电循环测试前，为避免锂离子电池的电池容量的个体差异而导致误差，先测定测试前锂离子电池的电池容量R1；
充放电循环测试：在第奇数(即1、3、5、...、99)个充放电循环中，使该锂离子电池的第一电芯和第二电芯从锂离子电池满电(5000mAh，即100％SOC)同步进行放电，持续放电到锂离子电池的SOC降低到20％(即第一SOC阈值)以下，控制第一电芯停止放电，控制第二电芯单独继续放电，直至第二电芯放电至0％，再停止第二电芯放电，控制第一电芯单独继续放电直至第一电芯的SOC为0％，之后对锂离子电池进行充电，控制SOC都为0％的第一电芯和第二电芯同步进行充电直至该锂离子电池的SOC为100％；
在第偶数(即2、4、6、...、100)个充放电循环中，使该锂离子电池的第一电芯和第二电芯从锂离子电池满电(5000mAh，即100％SOC)同步进行放电，持续放电到锂离子电池的SOC降低到20％(即第一SOC阈值)以下，控制第二电芯停止放电，控制第一电芯单独继续放电，直至第一电芯放电至0％，再停止第一电芯放电，控制第二电芯单独继续放电直至第二电芯的SOC为0％，之后对锂离子电池进行充电，控制SOC都为0％的第一电芯和第二电芯同步进行充电直至该锂离子电池的SOC为100％。
之后在100次充放电循环后，重新测定测试结束后的该锂离子电池的电池容量R2，并记录相关数据。
例如，下表1示出了实验例1中第偶数个(例如第2个)充放电循环中对第一电芯和第二电芯进行放电和充电的一个示例性的前后过程，可以结合下表1对实验例1中的充放电循环测试进行理解。
表1
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5026mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4994mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4994mAh/5026mAh)*100％＝99.36％。
【实验例2】
本实验例2中，除了以下不同，其余与实验例1均相同：本实验例2中的第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为40％而不是10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5006mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4990mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4990mAh/5006mAh)*100％＝99.68％。
【实验例3】
本实验例3中，除了以下不同，其余与实验例1均相同：本实验例3中的第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为90％而不是10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝4998mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4988mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4988mAh/4998mAh)*100％＝99.80％。
【实验例4】
本实验例4中，除了以下不同，其余与实验例1均相同：本实验例4中的第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量为100％而不是10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5010mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4984mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4984mAh/5010mAh)*100％＝99.48％。
【实验例5】
本实验例5中，除了以下不同，其余与实验例1均相同：本实验例5中的第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为0％而不是10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5002mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4994mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4994mAh/5002mAh)*100％＝99.84％。
【实验例6】
本实验例6中，除了以下不同，其余与实验例1均相同：本实验例6中的第一电芯的阳极材料的硅含量为40％和第二电芯的阳极材料的硅含量为90％，而不是第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝4988mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4964mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4964mAh/4988mAh)*100％＝99.52％。
【实验例7】
本实验例7中，除了以下不同，其余与实验例1均相同：本实验例7中的第一电芯的阳极材料的硅含量为0％和第二电芯的阳极材料的硅含量为90％，而不是第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5018mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4988mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4988mAh/5018mAh)*100％＝99.40％。
【对比例1】
实验材料：本对比例1中，取额定的电池容量为5000mAh的锂离子电池进行实验，该锂离子电池为包括相互串联的两个同容量的电芯(为便于进行说明，将其记为第一电芯和第二电芯，则第一电芯和第二电芯满电时的额定的电池容量均为2500mAh)。
实验参数：实验温度控制在25℃，第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为10％。
实验过程：
对于单个锂离子电池而言，实验时按照下面的过程利用相同充放电参数(即相同充电倍率、充放电电流和充放电电压等)进行100个充放电循环的充放电循环测试，但在充放电循环测试前，为避免锂离子电池的电池容量的个体差异而导致误差，先测定测试前锂离子电池的电池容量R1；
充放电循环测试：在每个充放电循环测试中，放电过程中，控制第一电芯和第二电芯同步放电直至锂离子电池的SOC为10％，之后在充电过程中，控制第一电芯和第二电芯同步充电直至锂离子电池的SOC为100％。
例如，下表2示出了对比例1中对第一电芯和第二电芯进行放电和充电的一个示例性的前后过程，可以结合下表2对对比例1中的充放电循环测试进行理解。
表2
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5008mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4494mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4494mAh/5008mAh)*100％＝89.74％。
【对比例2】
本对比例2中，除了以下不同，其余与对比例1均相同：本对比例2中的第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为40％而不是10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝4996mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4480mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4480mAh/4996mAh)*100％＝89.67％。
【对比例3】
本对比例3中，除了以下不同，其余与对比例1均相同：本对比例3中的第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为90％而不是10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5004mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4506mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4506mAh/5004mAh)*100％＝90.05％。
【对比例4】
本对比例4中，除了以下不同，其余与对比例1均相同：本对比例4中的第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为100％而不是10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5022mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4510mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4510mAh/5022mAh)*100％＝89.81％。
【对比例5】
本对比例5中，除了以下不同，其余与对比例1均相同：本对比例5中的第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为0％而不是10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝4996mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4898mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4898mAh/4996mAh)*100％＝98.04％。
【对比例6】
本对比例6中，除了以下不同，其余与对比例1均相同：本对比例6中的第一电芯的阳极材料的硅含量为40％和第二电芯的阳极材料的硅含量为90％，而不是第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝4990mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4502mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4502mAh/4990mAh)*100％＝90.22％。
【对比例7】
本对比例7中，除了以下不同，其余与对比例1均相同：本对比例7中的第一电芯的阳极材料的硅含量为0％和第二电芯的阳极材料的硅含量为90％，而不是第一电芯和第二电芯的阳极材料的硅含量均为10％。
实验结果：
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环前，R1＝5000mAh；
在对该单个锂离子电池进行100次充放电循环后，R2＝4676mAh；
因此100次深度的充放电循环下，该锂离子电池的电池容量保持率：
P＝(R2/R1)*100％＝(4676mAh/5000mAh)*100％＝93.52％。
【对于锂离子电池电池容量测定方式的说明】
上述实验例1-7和对比例1-7测定锂离子电池100次充放电循环前后的电池容量R1和R2的方式可以依据相关技术中测定方式，只需保证该对应的14个示例中所采取的方式均相同即可，以避免电池容量测定上产生的误差。
例如，本实验例中具体也可以通过以下可选的方式来测定100次充放电循环前后的电池容量R1和R2：
在25℃下，以0.2C恒定电流将锂离子电池(即电化学装置)充电至4.48V，然后以4.48V的恒定电压充电至电流为0.05C，静置5min，然后再以不同倍率S(例如S＝0.2C、05C、1C等)的恒定电流放电至不同截止电压U(例如U＝2.5V、3.0V、3.2V、3.4V等)，静置2min，本实验例和对比例中取S＝1C、U＝3.4V。取此时的放电容量为锂离子电池的电池容量(即100次充放电循环前为R1、100次充放电循环前为R2)。
【实验结果分析与结论】
汇总上述实验例1-7和对比例1-7的相关实验数据，如下表3和表4所示：
表3
| 实验例 | 阳极材料的硅含量 | 电池容量保持率 |
| 实验例1 | 第一电芯和第二电芯均为10％ | 99.36％ |
| 实验例2 | 第一电芯和第二电芯均为40％ | 99.68％ |
| 实验例3 | 第一电芯和第二电芯均为90％ | 99.80％ |
| 实验例4 | 第一电芯和第二电芯均为100％ | 99.48％ |
| 实验例5 | 第一电芯和第二电芯均为0％ | 99.84％ |
| 实验例6 | 第一电芯为40％且第二电芯为90％ | 99.52％ |
| 实验例7 | 第一电芯为0％且第二电芯为90％ | 99.40％ |
表4
基于上述结果进行分析，结论如下：
A：将实验例1-7与对比例1-7的实验结果进行对比，可以看出实验例1-7中的各个实验例中基于本方案的电化学装置管理方法对锂离子电池进行管理在100次充放电循环后的电池容量保持率，相对于对比例1-7中的充放电循环测试方式在100次充放电循环后的电池容量保持率均要高。
结论1：本公开实施例的电化学装置管理方案可以有效地减轻电化学装置无法深
度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小的弊端。
B：将实验例5、实验例6、实验例7分别与实验例1-4的实验结果进行对比，再结合对比例5、对比例6、对比例7分别与对比例1-4的实验结果进行对比；可以看出，不管锂离子电池中的两个电芯有多少个电芯的阳极材质存在硅基材料，每个电芯的硅含量大小是多少，本电化学装置管理方案均可以在一定程度上降低循环寿命衰减和容量减少的弊端。
结论2：本公开实施例中的电化学装置管理方案的适用性更好，可以实现对多种类
型的电化学装置进行妥善管理。
C：将实验例1和对比例1、实验例2和对比例2、实验例3和对比例3、实验例4和对比例4、实验例6和对比例6、实验例7和对比例7分别进行对比，除实验例7和对比例7的实验结果中的电池容量保持率相差大于5％以外，其余实验结果的电池容量保持率相差均大于9％；
再将实验例5和对比例5的实验结果进行对比，实验结果中的电池容量保持率相差小于2％；
可以看出，2％(即锂离子电池阳极材料不包括硅基材料时)显著小于5％(即锂离子电池的相串联的双电芯的阳极材料一个包括硅基材料另一个不包括硅基材料时)以及9％(即锂离子电池的相串联的双电芯的阳极材料均包括硅基材料时)。
结论3：本公开实施例中的电化学管理方案对于阳极材料包括硅基材料的电化学
装置应用于对阳极材料包括硅基材料的电化学装置进行管理时，其减轻长期无法深度放电
而导致的循环寿命衰减和容量减小的效果尤其显著。
进一步地，本公开实施例中，以上述实验例1-7和对比例1-7共14个实验为一个实验组，再次取其他锂离子电池相对应地进行了若干个实验组，这些实验组的实验结果大同小异，但最终均可以很好地符合上述结论1、2、3，因此佐证了上述结论1、2、3的可靠性。
由此可见，本公开实施例中的电化学装置管理方案，由于其可以在电化学装置放电过程中当电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时控制电芯中的A个电芯停止放电，并控制N个电芯中的B个电芯继续放电，且A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N，因此，在被本公开实施例中电化学装置管理方案所管理的电化学装置，在放电循环中至少可以保证一部分(即N个电芯中的B个电芯)电芯进行深度放电，因此至少能够保证电化学装置的一部分电芯不会长期处于浅放状态，减轻了电化学装置的该部分电芯长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，进而也减小了电化学装置无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小等弊端，从而在用户使用电化学装置时，能够很好地保证用户在使用电化学装置时的使用体验，不会增加用户在使用电化学装置时的成本。另外，本公开实施例中的电化学装置管理方法应用于对阳极材料包括硅基材料的电化学装置进行管理时，其减轻长期无法深度放电而导致的循环寿命衰减和容量减小的效果尤其显著。
可以理解的是，上述实验例仅作为本公开实施例中的一些示例的实验例，而非对本公开实施例中的电化学装置管理方案的限制。
需要说明的是，本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，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公开各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电化学装置管理方法，用于对包括相串联的N个电芯的电化学装置进行管理，其中，N为大于或等于2的整数，所述电化学装置管理方法包括：在所述电化学装置放电过程中，当所述电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，控制所述N个电芯中的A个电芯停止放电，控制所述N个电芯中的B个电芯继续放电，其中，A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，B为1，且A与B的和等于N。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述控制所述N个电芯中的A个电芯停止放电，包括：
在所述电化学装置的不同放电循环中，控制所述N个电芯中的不同的A个电芯停止放电。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括：
当所述继续放电的电芯的SOC降低到第一阈值时，控制该电芯停止放电，并控制停止放电的所述A个电芯中的至少一个电芯开始放电。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一阈值的取值范围为【0％，10％】。
6.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对所述继续放电的电芯进行充电，直至该电芯与停止放电的所述A个电芯的SOC相等；和，
控制该电芯与所述A个电芯同步进行充电。
7.根据权利要求1所述的所述的方法，还包括：
在所述电化学装置放电过程中，在所述电化学装置的SOC小于或等于第二SOC阈值且大于或等于所述第一SOC阈值时，控制所述N个电芯同步进行充电，其中，所述第二SOC阈值大于所述第一SOC阈值。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述第一SOC阈值的取值范围为：【10％，40％】。
9.一种电子设备，包括电化学装置，所述电化学装置包括相串联的N个电芯，其中，N为大于或等于2的整数，所述电子设备包括管理单元，所述管理单元被配置为：在所述电化学装置放电过程中，当所述电化学装置的SOC小于第一SOC阈值时，控制所述电化学装置的N个电芯中的A个电芯停止放电，控制所述N个电芯中的B个电芯继续放电，其中，A为小于N的正整数，B为小于N的正整数，且A与B的和不大于N。
10.一种电化学装置，包括：相串联的N个电芯，N为大于或等于2的整数，其中，所述电化学装置被权利要求1-8任一项所述的电化学装置管理方法管理。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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