CN114563712B - 一种电池容量估算方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种电池容量估算方法、装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电池容量估算方法、装置及电子设备，其中，该方法包括：从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程；选取基准电芯单元，并确定基准电压；确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段；基于所述目标电芯单元的时间段确定所述目标电芯单元的可优化容量。通过本发明实施例提供的电池容量估算方法、装置及电子设备，能够比较精确地对电池模组的优化容量进行估计和量化，随后能够提供预测数据以量化电池模组均衡处理操作的经济收益；并且，该方式不需要理想的实验环境，有效过程可以是非恒流的，能够准确分析更符合实际情况的工况，得到更宽的适用面和针对实际工况的精确度。

Description

一种电池容量估算方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及电池优化技术领域，具体而言，涉及一种电池容量估算方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着电动汽车的发展使锂电池的价格急剧下降，使锂电池在低速电动车和备用电源上出现了取代铅酸电池的趋势。但在电池模组中，电芯之间存在由于制造过程和使用环境差异引起的不一致。工程过程中，电池模组的实际充放电控制由充放电表现最差的电池决定，这种不一致性势必会造成储能电池的安全隐患和经济损失。
目前存在物理均衡手段可以调整改善电池模组内的不一致性，使得电池簇的运行状态能够重新回到良好状态。为了能够提高均衡效果和经济收益，可以先估计电池模组中每个电芯的可优化容量空间，以供判断选择均衡策略。
现有方法利用电池模组中恒流满充满放过程，来估计电芯的可优化容量空间。这中间存在的问题是：对于电池，尤其是动力电池，其工况必然相当一部分情况不是恒流工况或满充满放工况。若以现方法进行，一方面是恒流过程和满充满放的数据量少；另一方面是，以恒流工况的数据去预测非恒流情况，以满充满放工况的数据去预测非满充满的情况放势必引入误差。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种电池容量估算方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
第一方面，本发明实施例提供了一种电池容量估算方法，包括：
从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，所述有效过程为充电过程或放电过程；
从所述电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，并确定基准电压，所述基准电压为所述有效过程截止时所述基准电芯单元的电压；
确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段，所述目标电芯单元为所述电池模组中除所述基准电芯单元之外的其他电芯单元，所述目标电压为所述有效过程截止时所述目标电芯单元的电压；
基于所述目标电芯单元的时间段确定所述目标电芯单元的可优化容量。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电池容量估算装置，包括：
选取模块，用于从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，所述有效过程为充电过程或放电过程；
基准模块，用于从所述电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，并确定基准电压，所述基准电压为所述有效过程截止时所述基准电芯单元的电压；
处理模块，用于确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段，所述目标电芯单元为所述电池模组中除所述基准电芯单元之外的其他电芯单元，所述目标电压为所述有效过程截止时所述目标电芯单元的电压；
容量估算模块，用于基于所述目标电芯单元的时间段确定所述目标电芯单元的可优化容量。
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电池容量估算方法中的步骤。
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电池容量估算方法中的步骤。
本发明实施例提供的电池容量估算方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，不需要将待评估的电池模组运行在理想的实验环境中，而是直接从电池模组的日常运行过程中提取出一段或多段有效过程，基于该有效过程确定目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段，进而确定目标电芯单元的可优化容量。该方式能够比较精确地对电池模组的优化容量进行估计和量化，随后能够提供预测数据以量化电池模组均衡处理操作的经济收益；并且，该方式不需要理想的实验环境，有效过程可以是非恒流的，能够准确分析更符合实际情况的工况，得到更宽的适用面和针对实际工况的精确度；此外，这能够为如何物理处理电池模组所需采取策略提供依据，提高运行储能电池和动力电池等电池模组的经济效益和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1示出了本发明实施例所提供的一种电池容量估算方法的流程图；
图2示出了本发明实施例所提供的电池容量估算方法中，电压曲线的一种示意图；
图3示出了本发明实施例所提供变换目标电芯单元电压曲线的一种示意图；
图4示出了本发明实施例所提供的一种电池容量估算装置的结构示意图；
图5示出了本发明实施例所提供的一种用于执行电池容量估算方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图对本发明实施例进行描述。
本发明实施例所提供的一种电池容量估算方法，不需要将电池置于理想的实验环境中，而是利用电池在日常运行过程中的数据即可实现容量估算。图1示出了本发明实施例所提供的一种电池容量估算方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤101：从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，有效过程为充电过程或放电过程。
本发明实施例中，电池模组(例如锂电池)在日常运行过程中，该电池模组会被充电、被放电，或者静置(不使用该电池模组)，即电池模组会处于充电状态、放电状态或静置状态，本实施基于电池模组所处的状态，可以将该电池模组的日常运行过程分为多个时段，每个时段对应一个过程，每个时段的过程可能是充电过程、放电过程或静置过程。为了能够对该电池模组的容量进行估算，本实施例选取其中的充电过程和/或放电过程，将一段充电过程或一段放电过程作为一段有效过程，基于一段或多段有效过程对该电池模组进行容量估算，对于每段有效过程，均可执行后续的处理。
步骤102：从电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，并确定基准电压，基准电压为有效过程截止时基准电芯单元的电压。
本发明实施例中，电池模组包含多个串联的电芯，为了方便对电池模组进行优化，本实施例将电池模组分为多个电芯单元，每个电芯单元包括一个电芯，或者包括多个连续的电芯，具体可基于实际情况而定，该电芯单元可以作为优化该电池模组时的最小优化单元。其中，该电池模组包括多个电芯单元，本实施例将其中的一个电芯单元作为基准电芯单元，其他的电芯单元作为待处理的目标电芯单元。
由于有效过程可以为充电过程，也可以为放电过程，在该有效过程中，电池模组处于充电状态或放电状态，电池模组中的电芯单元的电压会发生变化，为了实现容量估算，本发明实施例主要关注在有效过程截止时电芯单元的电压。对于基准电芯单元，有效过程截止时的电压称为“基准电压”；对于目标电芯单元，有效过程截止时的电压称为“目标电压”。即基准电压、目标电压都是在有效过程截止时的电压，其中的“基准”、“目标”主要为了方便区分不同电芯单元的电压。
本发明实施例中，有效过程截止指的是该有效过程中充放电截止；例如，若该有效过程为充电过程，则该有效过程截止指的是充电截止；若该有效过程为放电过程，则该有效过程截止指的是放电截止。在理想情况下，若有效过程只包含充电状态的过程(即不存在放电状态或静置状态的过程)，或者只包含放电状态的过程(即不存在充电状态或静置状态的过程)，即该有效过程是纯粹的充电过程或放电过程，此时该有效过程截止也为有效果过程结束，即有效过程截止对应的时刻为该有效过程最后的结束时刻。而在实际情况下，由于有效过程是在日程运行过程中提取出的一段过程，该有效过程中可能包含多种过程；例如，某段过程除了包含充电状态的过程之外，还包括少量的放电状态或静置状态的过程，只是该过程以充电状态为主，此时仍然可以将该过程称为充电过程，并将其作为一个有效过程。虽然此时该有效过程中充放电截止时刻并不是该过程的结束时刻，但为了方便处理，仍然可以将有效过程结束当做有效过程截止。
对于选取基准电芯单元的过程，本发明实施例可以从电池模组的多个电芯单元中，随机选取一个电芯单元作为该基准电芯单元，以该基准电芯单元作为参考，处理其他的目标电芯单元。可选地，为了方便处理目标电芯单元，本实施例将在有效过程截止时的具有最高或低压的电芯单元作为基准电芯单元。例如，上述步骤102“从电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元”可以包括步骤A1-A2：
步骤A1：在有效过程为充电过程的情况下，将在有效过程的充电截止时刻，电池模组的多个电芯单元中电压最高的电芯单元作为基准电芯单元。即，若有效过程为充电过程，基准电芯单元为电压最高的电芯单元，该基准电芯单元最先满充。
步骤A2：在有效过程为放电过程的情况下，将在有效过程的放电截止时刻，电池模组的多个电芯单元中电压最低的电芯单元作为基准电芯单元。即，若有效过程为放电过程，基准电芯单元为电压低的电芯单元，该基准电芯单元最先满放。
步骤103：确定目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段，目标电芯单元为电池模组中除基准电芯单元之外的其他电芯单元，目标电压为有效过程截止时目标电芯单元的电压。
本发明实施例中，在实际的有效过程中，目标电芯单元到达该目标电压后，并不存在继续到达基准电压的过程，即目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的过程并不是实际存在的，其是为了能够实现容量估计而假设的一个过程。本实施中，在确定基准电压以及目标电芯单元的目标电压之后，基于该有效过程中目标电芯单元的电池参数数据(电流数据、电压数据等)与基准电芯单元的电池参数数据之间的差异，来确定目标电芯单元到达目标电压后，其继续运行到基准电压的时间。
例如，在电池模组的日常运行过程中，实时采集电池模组的电池参数数据，在从中选取出有效过程时，即可确定该有效过程的电池参数数据，该电池参数数据包括电池模组的多个电芯单元的电池参数数据，基于该电芯单元的电池参数数据可以绘制电芯单元的运行曲线，例如电压曲线等。若基准电芯单元为能够最先满充或满放的电芯单元(充电过程，该基准电芯单元的电压最高；放电过程，该基准电芯单元的电压最低)，则该基准电芯单元的电池参数数据是比较完整的，此时可以基于该基准电芯单元的电池参数数据来确定目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段。
例如，在不要求高精度或电池模组的电芯单元差异不大的情况下，可以认为基准电芯单元和目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的过程是相同的，此时可以将基准电芯单元从该目标电压运行到基准电压的时间段作为该目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段。在这种情况下，目标电芯单元到达目标电压的时间为基准电芯单元到达目标电压的时间，目标电芯单元到达基准电压的时间为基准电芯单元到达基准电压的时间(即有效过程的截止时间)。
或者，也可以基于基准电芯单元的运行曲线对目标电芯单元到达目标电压后的运行曲线进行预测，基于预测的方式可以得到目标电芯单元从目标电压(有效果过程截止)运行到基准电压的过程，该过程是一种预测得到的虚拟过程，其并不真实存在。在这种情况下，目标电芯单元到达目标电压的时间为基准电芯单元到达截止电压的时间(即有效过程的截止时间)，目标电芯单元到达基准电压的时间为基于预测后的运行曲线所确定时间，该时间在有效过程截止之后。
步骤104：基于该目标电芯单元的时间段确定目标电芯单元的可优化容量。
电池模组中不同的电芯单元存在不一致性，例如电池模组满充或满放时，不同的电芯单元的电压、容量可能是不同的，通过分析在电池模组满充或满放时不同电芯单元之间的差异，可以实现容量估计。而在本发明实施例中，由于有效过程是日常运行过程的一部分，故该有效过程可能并不是满充或满放的过程；例如，若该有效过程为充电过程，其结束时电池模组可能并未满充。而由于电池模组中电芯单元都是串联的，其充电电流或放电电流相同，故在该有效过程中，不同电芯单元所充入的电量相同或者所放出的电量相同，即在有效过程中，不同电芯单元之间的容量差可以认为是固定不变的；因此，在有效过程的截止时刻(例如有效过程的结束时刻)，此时对电芯单元的容量进行分析，一样可以达到在电池模组满充满放时分析的效果。
本发明实施例中，目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段，对应的是目标电芯单元的容量从有效过程截止时目标电芯单元的容量值变至有效过程截止时基准电芯单元的容量值的过程；该时间段内目标电芯单元所能够充入或放出的容量，即为该目标电芯单元的可优化容量。该目标电芯单元的可优化容量能够表示在优化该目标电芯单元时，电池模组所能够提升的容量。在确定每个目标电芯单元的可优化容量之后，即可对该电池模组的不同优化策略进行决策，选出性能较好或性价比较高的优化策略。
其中，可以将目标电芯单元在该时间段内的可继续充放电容量作为该目标电芯单元的可优化容量。例如，若有效过程为充电过程，则将目标电芯单元在该时间段内的可继续充电容量作为该目标电芯单元的可优化容量；若有效过程为放电过程，则将目标电芯单元在该时间段内的可继续放电容量作为该目标电芯单元的可优化容量。
本发明实施例提供的一种电池容量估算方法，不需要将待评估的电池模组运行在理想的实验环境中，而是直接从电池模组的日常运行过程中提取出一段或多段有效过程，基于该有效过程确定目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段，进而确定目标电芯单元的可优化容量。该方式能够比较精确地对电池模组的优化容量进行估计和量化，随后能够提供预测数据以量化电池模组均衡处理操作的经济收益；并且，该方式不需要理想的实验环境，有效过程可以是非恒流的，能够准确分析更符合实际情况的工况，得到更宽的适用面和针对实际工况的精确度；此外，这能够为如何物理处理电池模组所需采取策略提供依据，提高运行储能电池和动力电池等电池模组的经济效益和安全性。
可选地，由于电池模组的日常运行过程比较复杂，为了避免较差的运行工况影响最终的估算准确度，本发明实施例从日常运行过程中选取满足特定条件的过程作为有效过程。具体地，上述步骤“从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程”包括步骤B1-B2：
步骤B1：确定在日常运行过程中电池模组的多个电芯单元的电池参数数据，电池参数数据包括多个时间点离散的数据点。
本发明实施例中，定在日常运行过程中所采集的电芯单元的电池参数数据是离散的数据，即该电池参数数据包括多个时间点离散的数据点。该电池参数数据能够表示在日常运行过程中电芯单元的电压、电流随时间的变化情况。其中，该电池参数数据中数据点的采样周期由采集设备的分辨率决定。
步骤B2：基于电池参数数据从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，有效过程满足状态连续条件、数据完整条件、数据足长条件中的至少一种。
其中，有效过程满足状态连续条件包括以下步骤B21，有效过程满足数据完整条件包括以下步骤B22，有效过程满足数据足长条件包括以下步骤B23。
步骤B21：确定有效过程中每个数据点的状态，状态包括充电状态、放电状态和静置状态；在有效过程中存在充电状态的数据点，且放电状态和静置状态的数据点对应的总时长小于第一时间阈值的情况下，确定有效过程满足状态连续条件，且有效过程为充电过程；以及，在有效过程中存在放电状态的数据点，且充电状态和静置状态的数据点对应的总时长小于或等于第一时间阈值的情况下，确定有效过程满足状态连续条件，且有效过程为放电过程。
本发明实施例中，可以确定日常运行过程中每个数据点的状态，在同一时间点，不同电芯单元的状态应该是相同的。其中，可以基于电压变化情况确定每个数据点的状态；例如，在电压增加的过程中对应的数据点的状态均为充电状态，在电压减小的过程中对应的数据点的状态均为放电状态，在电压基本不变的过程中对应的数据点的状态均为静置状态。
本发明实施例中，“状态连续”指的是有效过程具有连续的充电状态或放电状态。具体地，对于日常运行过程中的某段过程，其对应的时段为[t1,t2]，该过程内[t1,t2]包含多个时间点的离散数据点。并且，预先设置第一时间阈值Δt1，该第一时间阈值用于表示所允许的最大静置时长。若在该过程[t1,t2]中主要包含充电状态的数据点，并且，放电状态和静置状态的数据点对应的总时长小于该第一时间阈值Δt1，则可认为该过程[t1,t2]内充电状态连续，该过程[t1,t2]可以作为一个有效过程，且其为充电过程。相应地，若在该过程[t1,t2]中主要包含放电状态的数据点，并且，充电状态和静置状态的数据点对应的总时长小于该第一时间阈值Δt1，则可认为该过程[t1,t2]内放电状态连续，该过程[t1,t2]可以作为一个有效过程，且其为放电过程。其中，可以以两个数据点作为某个过程的起点和终点，即对于过程[t1,t2]，在时间点t1和t2处存在数据点。
其中，第一时间阈值Δt的具体大小可以由数据采集设备分辨率、有效过程[t1,t2]区间跨度、电池自放电情况、电池充放电弛豫时间(与电池的内阻和电容相关)、计算精度要求等综合决定。
步骤B22：确定有效过程中时间相邻的两个数据点的时间点之间的时间间隔；在任意时间间隔均小于或等于第二时间阈值的情况下，确定有效过程满足数据完整条件。
本发明实施例中，有效过程中的每个数据点均对应唯一的时间点，对于时间相邻的两个数据点，二者之间的时间间隔即为两个数据点所对应的时间点之间的时间间隔。本发明实施例中，设置第二时间阈值Δt2，该第二时间阈值用于表示所允许的最大时间间隔。对于日常运行过程中的某段过程[t1,t2]，确定该过程内[t1,t2]相邻的任意两个数据点之间的时间间隔，若所有的时间间隔均小于或等于该第二时间阈值Δt2，则说明相邻的两个数据点之间的时间间隔足够小，相邻的两个数据点之间不存在其他丢失的数据点，此时可以认为该段过程[t1,t2]是完整的，其符合数据完整条件，该段过程[t1,t2]可以被作为一个有效过程。
例如，对于定义在过程[t1,t2]内的电池参数数据，t1,t2处数据存在；对于该过程中的任一数据点t，即t∈(t1,t2)，若总存在其他的数据点t-、t+，即t-、t+均∈[t1,t2]，总有t-∈(t-Δt,t)，t+∈(t,t+Δt)，此时则可认为电池参数数据在过程[t1,t2]内数据完整。其中，第二时间阈值Δt2的具体大小可以由数据采集设备分辨率、数据敏感度、硬件算力限制和计算精度要求等综合决定。
步骤B23：在有效过程的时间跨度大于或等于第三时间阈值的情况下，确定有效过程满足数据足长条件。
本发明实施例中，从日常运行过程中提取的一段过程会对应一个时间段，该时间段的跨度基于所提取的过程的时间跨度。例如，对于过程[t1,t2]，其时间跨度为t2-t1。本实施例预先设置第三时间阈值Δt3，该第三时间阈值Δt3用于表示所允许的最小时间跨度。若过程[t1,t2]的时间跨度t2-t1大于或等于第三时间阈值Δt3，则说明该过程[t1,t2]是足长的，其包含足够的数据点，即该过程[t1,t2]满足数据足长条件，其可以作为有效过程。
一般情况下，选取满足状态连续条件、数据完整条件以及数据足长条件的过程作为有效过程，即该有效过程至少满足上述三个条件。在满足上述条件的情况下，有效过程中包含的数据点能够更好地表示电池模组的运行情况，可以有效地估算容量。
可选地，可以基于电芯单元的电压曲线来确定目标电芯单元的时间段。上述步骤103“确定目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段”包括步骤C1-C3：
步骤C1：确定目标电芯单元的电压曲线和基准电芯单元的电压曲线；电压曲线用于表示有效过程中的电压变化情况。
本发明实施例中，通过采集在有效过程中电芯单元(包括基准电芯单元和多个目标电芯单元)的电压变化情况，可以确定该电芯单元的电压曲线；其中，该电压曲线可以为电压时间曲线(U-t)，也可以是电压容量曲线(U-Ah)等。
步骤C2：以基准电芯单元的电压曲线为基准，将目标电芯单元的电压曲线向基准电芯单元的电压曲线进行变换，得到目标电芯单元的变换后电压曲线。
本发明实施例中，由于基准电芯单元与目标电芯单元之间存在物理差异(例如内阻不同、容量不同等)，故基准电芯单元的电压曲线与目标电芯单元的电压曲线也是不同的。本实施例例中，将电压最高或最低(能够最先满充或满放)的电芯单元作为基准电芯单元，基准电芯单元的电压曲线更加完整；以该基准电芯单元的电压曲线为参考标准，对目标电芯单元的电压曲线进行变换，使得目标电芯单元的变换后电压曲线与该基准电芯单元的电压曲线尽量重合，从而可以利用该基准电芯单元的电压曲线来表示目标电芯单元的电压变化情况。
例如，可以通过简单的平移(上下平移和/或左右平移)电压曲线的方式，对目标电芯单元的电压曲线进行变换。具体地，设基准电芯单元的电压曲线为曲线1，目标电芯单元的电压曲线为曲线2，通过平移该曲线2得到曲线2'，使得该曲线2'尽量与曲线1重合，则该曲线2'即为目标电芯单元的变换后电压曲线。
步骤C3：将从目标电芯单元在变换后电压曲线中到达目标电压的时间至到达基准电压之间的时间区间作为目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段。
本发明实施例中，对目标电芯单元的电压曲线进行变换，则目标电芯单元到达某电压的时间也会发生变化。在目标电芯单元的电压曲线中，目标电芯单元到达目标电压的时间为有效过程的截止时间；而在得到目标电芯单元的变换后电压曲线之后，该目标电芯单元到达目标电压的时间(即步骤C3中目标电芯单元在变换后电压曲线中到达目标电压的时间)并不是有效过程的截止时间，具体需要基于变换后电压曲线的形状和位置确定。相应地，也可以基于目标电芯单元在变换后电压曲线中到达基准电压的位置确定其到达基准电压的时间，进而确定两个时间之间的时间段。
例如，采用平移的方式对目标电芯单元的电压曲线进行变换时，可以简单地认为，基准电芯单元到达该目标电压的时间，即可作为目标电芯单元在变换后电压曲线中到达目标电压的时间；目标电芯单元到达基准电压的时间为有效过程的截止时间，这两个时间之间的区间即为目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段。
可选地，上述步骤C2“以基准电芯单元的电压曲线为基准，将目标电芯单元的电压曲线向基准电芯单元的电压曲线进行变换”可以包括步骤C21-C23：
步骤C21：以基准电芯单元的电压曲线为基准，水平移动目标电芯单元的电压曲线，以消除目标电芯单元与基准电芯单元之间的初始SOC差异。
步骤C22：以基准电芯单元的电压曲线为基准，垂直移动目标电芯单元的电压曲线，以消除目标电芯单元与基准电芯单元之间的内阻差异。
步骤C23：以基准电芯单元的电压曲线为基准，水平缩放目标电芯单元的电压曲线，以消除目标电芯单元与基准电芯单元之间的容量差异。
本发明实施例中，对于电池模组中不同的电芯单元，若电芯单元的内阻、初始荷电状态(SOC)和容量均相同，则电芯单元的电压容量曲线基本上是相同的；对于具有不同内阻、初始荷电状态(SOC)、容量的电芯单元，通过对电芯单元的电压容量曲线进行平移、缩放，可以使得平移缩放后的电压容量曲线基本重叠。本发明实施例中，在将目标电芯单元的电压曲线向基准电芯单元的电压曲线进行变换的过程中，通过对该目标电芯单元的电压曲线进行平移、缩放，可以得到与该基准电芯单元的电压曲线基本重叠的变换后电压曲线。
具体地，电芯单元的初始SOC不同，表现为电压曲线在水平方向上会存在位移；电芯单元的内阻不同，表现为电压曲线在垂直方向上会存在位移；电芯单元的容量不同，表现为电压曲线在水平方向上的比例不同。因此，通过水平移动目标电芯单元的电压曲线，可以消除目标电芯单元与基准电芯单元之间的初始SOC差异；垂直移动目标电芯单元的电压曲线，可以消除目标电芯单元与基准电芯单元之间的内阻差异；水平缩放目标电芯单元的电压曲线，可以消除目标电芯单元与基准电芯单元之间的容量差异。将水平移动、垂直移动、水平缩放后的基准电芯单元的电压曲线作为基准电芯单元的变换后电压曲线。
例如，以有效果过程为充电过程为例，基准电芯单元的电压曲线和目标电芯单元的电压曲线的一种示意图可参见图2所示，图2中的曲线1为基准电芯单元的电压曲线，曲线2为目标电芯单元的电压曲线。随着充电状态的持续，基准电芯单元和目标电芯单元的电压U和当前容量Ah均增加，电芯单元的电压容量曲线如图2所示。在充电过程截止时(图2中虚线对应的位置)，曲线1对应的电压即为基准电压，曲线2对应的电压即为该目标电芯单元的目标电压。目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的过程是不存在，图2中以虚线表示是该过程。
对目标电芯单元的电压曲线进行变换的一种过程可参见图3所示。该基准电芯单元和目标电芯单元的初始电压曲线参见图3中a所示，与图2类似，仍然以曲线1表示基准电芯单元的电压曲线，曲线2表示目标电芯单元的电压曲线。图3中的a→b的过程表示垂直移动，b→c的过程表示水平缩放，c→d的过程表示水平移动。
具体地，首先垂直移动目标电芯单元的电压曲线，即垂直移动曲线2，移动幅度为△U，得到垂直移动后的曲线2，如图3中b所示的曲线21；之后水平缩放该目标电芯单元的电压曲线，即水平缩放曲线21，得到水平缩放后的曲线，如图3中c所示的曲线22。之后再水平移动该目标电芯单元的电压曲线，即水平移动曲线22，得到水平移动后的曲线，该曲线即可作为目标电芯单元的变换后电压曲线，该曲线与曲线1基本重叠。此时即可利用基准电芯单元的电压曲线表示目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的过程，进而确定该过程对应的时间段。
本发明实施例以基准电芯单元的电压曲线为基准，对目标电芯单元的电压曲线进行变换，从而基于变换后的电压曲线可以模拟目标电芯单元到达基准电压的过程，并可以确定目标电芯单元从目标电压运行到基准电压的时间段，进而基于该时间段能够进行容量估计。通过对目标电芯单元的电压曲线进行水平移动、垂直移动、水平缩放，可以消除目标电芯单元与基准电芯单元的不一致性，进而能够利用基准电芯单元的电压曲线对目标电芯单元的充放电过程进行分析，确定目标电芯单元的可优化容量。
可选地，上述步骤104“基于该目标电芯单元的时间段确定目标电芯单元的可优化容量”包括：
目标电芯单元的可优化容量满足：
Figure BDA0003532845350000141
其中，Δqi表示第i个目标电芯单元的可优化容量，tend,i表示第i个目标电芯单元到达目标电压的时间，tend表示第i个目标电芯单元到达基准电压的时间，I(t)表示有效过程的电流随时间变化的函数。
本发明实施例中，以[tend,i,tend]表示第i个目标电芯单元的时间段，tend,i表示第i个目标电芯单元到达目标电压的时间，tend表示第i个目标电芯单元到达基准电压的时间。例如，tend,i可以表示第i个目标电芯单元真实到达目标电压的时间(即有效过程截止的时间)，tend表示若延续该有效过程，继续对第i个目标电芯单元充电或放电，该第i个目标电芯单元到达满充或满放的时间，此时该第i个目标电芯单元的电压值与基准电压相同。或者，tend,i可以表示第i个目标电芯单元在变换后电压曲线中到达目标电压的时间，tend表示第i个目标电芯单元在变换后电压曲线中到达基准电压的时间(例如基准电芯单元到达基准电压的时间，即有效过程截止的时间)。通过对该时间段[tend,i,tend]内的电流I(t)进行积分，即可确定该时间段对应的容量Δqi，该容量能够表示第i个目标电芯单元的可继续充放电容量。例如，若该有效过程为充电过程，则在电池模组满充后，第i个目标电芯单元可继续充入Δqi的电量；若该有效过程为放电过程，则在电池模组满放后，第i个目标电芯单元可继续放出Δqi的电量。
此外可选地，在将电压最大或最小(最先满充或满放)的电芯单元作为基准电芯单元的情况下，该方法还包括步骤D1-D2：
步骤D1：按照目标电芯单元的目标电压与基准电压之间的差异从小到大的顺序，对电池模组的多个电芯单元进行排序。
本发明实施例中，在确定目标电芯单元和基准电芯单元在有效过程截止时的电压之后，基于电压之间的差异对所有的电芯单元(包括基准电芯单元)进行排序。具体地，由于基准电芯单元的电压(即基准电压)最大或最小，其与基准电压的差异最小，故将该基准电芯单元作为第1个电芯单元，即第1号电芯单元；之后，其他目标电芯单元按照差异从小到大的顺序依次排序，可以确定第2号电芯单元、第3号电芯单元……并且，该排列顺序也是所有电芯单元中到达满充或满放的顺序，电芯单元越早到达满充或满放，则该电芯单元越应当被优化(例如，均衡或替换)。
步骤D2：对电池模组的前j号电芯单元进行优化，电池模组的整体优化容量为第j+1号电芯单元的可优化容量。
本发明实施例中，在确定每个目标电芯单元的可优化容量的情况下，若需要对电池模组进行优化(均衡或替换电芯单元等)，此时可以对电池模组的前j号电芯单元进行优化。例如，若j＝1，即对电池模组的基准电芯单元进行均衡或替换，在均衡或替换该基准电芯单元后，第j+1号电芯单元为最差的电芯单元，该电池模组的整体优化容量为第j+1号电芯单元的可优化容量。若j＝2，则需要同时均衡或替换第1号和第2号电芯单元。
例如，若有效过程为充电过程，则上述确定的目标电芯单元的可优化容量为可继续充入的容量。若对电池模组的前j号电芯单元进行优化，则优化后的电池模组可以继续充入的电量等于第j+1号电芯单元的可优化容量。
本发明实施例通过对电芯单元进行排序，可以方便的确定能够对哪些电芯单元进行优化，即需要对前j号电芯单元进行优化；且对于不同的优化策略(例如，不同的j值对应不同的优化策略)，也可以快速确定该优化策略所能优化的容量，从而能够选出性价比最高的优化策略。
上文详细描述了本发明实施例提供的电池容量估算方法，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电池容量估算装置。
图4示出了本发明实施例所提供的一种电池容量估算装置的结构示意图。如图4所示，该电池容量估算装置包括：
选取模块41，用于从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，所述有效过程为充电过程或放电过程；
基准模块42，用于从所述电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，并确定基准电压，所述基准电压为所述有效过程截止时所述基准电芯单元的电压；
处理模块43，用于确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段，所述目标电芯单元为所述电池模组中除所述基准电芯单元之外的其他电芯单元，所述目标电压为所述有效过程截止时所述目标电芯单元的电压；
容量估算模块44，用于基于所述目标电芯单元的时间段确定所述目标电芯单元的可优化容量。
可选地，所述基准模块42从所述电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，包括：
在所述有效过程为充电过程的情况下，将在所述有效过程的充电截止时刻，所述电池模组的多个电芯单元中电压最高的电芯单元作为基准电芯单元；
在所述有效过程为放电过程的情况下，将在所述有效过程的放电截止时刻，所述电池模组的多个电芯单元中电压最低的电芯单元作为基准电芯单元。
可选地，所述处理模块43确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段，包括：
确定所述目标电芯单元的电压曲线和所述基准电芯单元的电压曲线；所述电压曲线用于表示所述有效过程中的电压变化情况；
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，将所述目标电芯单元的电压曲线向所述基准电芯单元的电压曲线进行变换，得到所述目标电芯单元的变换后电压曲线；
将从所述目标电芯单元在所述变换后电压曲线中到达所述目标电压的时间至到达所述基准电压之间的时间区间作为所述目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段。
可选地，所述处理模块43以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，将所述目标电芯单元的电压曲线向所述基准电芯单元的电压曲线进行变换，包括：
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，水平移动所述目标电芯单元的电压曲线，以消除所述目标电芯单元与所述基准电芯单元之间的初始SOC差异；
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，垂直移动所述目标电芯单元的电压曲线，以消除所述目标电芯单元与所述基准电芯单元之间的内阻差异；
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，水平缩放所述目标电芯单元的电压曲线，以消除所述目标电芯单元与所述基准电芯单元之间的容量差异。
可选地，所述容量估算模块44基于所述目标电芯单元的时间段确定所述目标电芯单元的可优化容量，包括：
所述目标电芯单元的可优化容量满足：
Figure BDA0003532845350000181
其中，Δqi表示第i个目标电芯单元的可优化容量，tend,i表示第i个目标电芯单元到达目标电压的时间，tend表示第i个目标电芯单元到达基准电压的时间，I(t)表示所述有效过程的电流随时间变化的函数。
可选地，所述装置还包括：
排序模块，用于按照所述目标电芯单元的目标电压与所述基准电压之间的差异从小到大的顺序，对所述电池模组的多个电芯单元进行排序；
优化模块，用于对所述电池模组的前j号电芯单元进行优化，所述电池模组的整体优化容量为第j+1号电芯单元的可优化容量。
可选地，所述选取模块41从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，包括：
确定在日常运行过程中所述电池模组的多个电芯单元的电池参数数据，所述电池参数数据包括多个时间点离散的数据点；
基于所述电池参数数据从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，所述有效过程满足状态连续条件、数据完整条件、数据足长条件中的至少一种；
其中，所述有效过程满足所述状态连续条件包括：
确定所述有效过程中每个数据点的状态，所述状态包括充电状态、放电状态和静置状态；
在所述有效过程中存在充电状态的数据点，且放电状态和静置状态的数据点对应的总时长小于第一时间阈值的情况下，确定所述有效过程满足所述状态连续条件，且所述有效过程为充电过程；以及
在所述有效过程中存在放电状态的数据点，且充电状态和静置状态的数据点对应的总时长小于或等于第一时间阈值的情况下，确定所述有效过程满足所述状态连续条件，且所述有效过程为放电过程；
所述有效过程满足所述数据完整条件包括：
确定所述有效过程中时间相邻的两个数据点的时间点之间的时间间隔；在任意所述时间间隔均小于或等于第二时间阈值的情况下，确定所述有效过程满足所述数据完整条件；
所述有效过程满足所述数据足长条件包括：
在所述有效过程的时间跨度大于或等于第三时间阈值的情况下，确定所述有效过程满足所述数据足长条件。
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电池容量估算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5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执行时实现上述电池容量估算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电池容量估算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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所披露的装置、电子设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的、机械的或其他的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或也可以不是物理单元，既可以位于一个位置，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来解决本发明实施例方案要解决的问题。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术作出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(包括：个人计算机、服务器、数据中心或其他网络设备)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而上述存储介质包括如前述所列举的各种可以存储程序代码的介质。
在本发明实施例的描述中，所属技术领域的技术人员应当知道，本发明实施例可以实现为方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。因此，本发明实施例可以具体实现为以下形式：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)、硬件和软件结合的形式。此外，在一些实施例中，本发明实施例还可以实现为在一个或多个计算机可读存储介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读存储介质中包含计算机程序代码。
上述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。计算机可读存储介质包括：电、磁、光、电磁、红外或半导体的系统、装置或器件，或者以上任意的组合。计算机可读存储介质更具体的例子包括：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存(Flash Memory)、光纤、光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件或以上任意组合。在本发明实施例中，计算机可读存储介质可以是任意包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置、器件使用或与其结合使用。
上述计算机可读存储介质包含的计算机程序代码可以用任意适当的介质传输，包括：无线、电线、光缆、射频(Radio Frequency，RF)或者以上任意合适的组合。
可以以汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路配置数据或以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，例如：Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言，例如：C语言或类似的程序设计语言。计算机程序代码可以完全的在用户计算机上执行、部分的在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行以及完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括：局域网(LAN)或广域网(WAN)，可以连接到用户计算机，也可以连接到外部计算机。
本发明实施例通过流程图和/或方框图描述所提供的方法、装置、电子设备。
应当理解，流程图和/或方框图的每个方框以及流程图和/或方框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些计算机可读程序指令通过计算机或其他可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或方框图中的方框规定的功能/操作的装置。
也可以将这些计算机可读程序指令存储在能使得计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读存储介质中。这样，存储在计算机可读存储介质中的指令就产生出一个包括实现流程图和/或方框图中的方框规定的功能/操作的指令装置产品。
也可以将计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其他可编程数据处理装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或方框图中的方框规定的功能/操作的过程。
以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例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实施例披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种电池容量估算方法，其特征在于，包括：
从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，所述有效过程为充电过程或放电过程；
从所述电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，并确定基准电压，所述基准电压为所述有效过程截止时所述基准电芯单元的电压；所述有效过程截止对应的时刻为所述有效过程最后的结束时刻；
确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段，所述目标电芯单元为所述电池模组中除所述基准电芯单元之外的其他电芯单元，所述目标电压为所述有效过程截止时所述目标电芯单元的电压；
基于所述目标电芯单元的时间段确定所述目标电芯单元的可优化容量；
其中，所述从所述电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，包括：
在所述有效过程为充电过程的情况下，将在所述有效过程的充电截止时刻，所述电池模组的多个电芯单元中电压最高的电芯单元作为基准电芯单元；
在所述有效过程为放电过程的情况下，将在所述有效过程的放电截止时刻，所述电池模组的多个电芯单元中电压最低的电芯单元作为基准电芯单元；
所述确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段，包括：
确定所述目标电芯单元的电压曲线和所述基准电芯单元的电压曲线；所述电压曲线用于表示所述有效过程中的电压变化情况；
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，将所述目标电芯单元的电压曲线向所述基准电芯单元的电压曲线进行变换，得到所述目标电芯单元的变换后电压曲线；
将从所述目标电芯单元在所述变换后电压曲线中到达所述目标电压的时间至到达所述基准电压之间的时间区间作为所述目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，将所述目标电芯单元的电压曲线向所述基准电芯单元的电压曲线进行变换，包括：
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，水平移动所述目标电芯单元的电压曲线，以消除所述目标电芯单元与所述基准电芯单元之间的初始SOC差异；
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，垂直移动所述目标电芯单元的电压曲线，以消除所述目标电芯单元与所述基准电芯单元之间的内阻差异；
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，水平缩放所述目标电芯单元的电压曲线，以消除所述目标电芯单元与所述基准电芯单元之间的容量差异。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标电芯单元的时间段确定所述目标电芯单元的可优化容量，包括：
所述目标电芯单元的可优化容量满足：
Figure FDA0003884872670000021
其中，Δqi表示第i个目标电芯单元的可优化容量，tend,i表示第i个目标电芯单元到达目标电压的时间，tend表示第i个目标电芯单元到达基准电压的时间，I(t)表示所述有效过程的电流随时间变化的函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
按照所述目标电芯单元的目标电压与所述基准电压之间的差异从小到大的顺序，对所述电池模组的多个电芯单元进行排序；
对所述电池模组的前j号电芯单元进行优化，所述电池模组的整体优化容量为第j+1号电芯单元的可优化容量。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，包括：
确定在日常运行过程中所述电池模组的多个电芯单元的电池参数数据，所述电池参数数据包括多个时间点离散的数据点；
基于所述电池参数数据从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，所述有效过程满足状态连续条件、数据完整条件、数据足长条件中的至少一种；
其中，所述有效过程满足所述状态连续条件包括：
确定所述有效过程中每个数据点的状态，所述状态包括充电状态、放电状态和静置状态；
在所述有效过程中存在充电状态的数据点，且放电状态和静置状态的数据点对应的总时长小于第一时间阈值的情况下，确定所述有效过程满足所述状态连续条件，且所述有效过程为充电过程；以及
在所述有效过程中存在放电状态的数据点，且充电状态和静置状态的数据点对应的总时长小于或等于第一时间阈值的情况下，确定所述有效过程满足所述状态连续条件，且所述有效过程为放电过程；
所述有效过程满足所述数据完整条件包括：
确定所述有效过程中时间相邻的两个数据点的时间点之间的时间间隔；在任意所述时间间隔均小于或等于第二时间阈值的情况下，确定所述有效过程满足所述数据完整条件；
所述有效过程满足所述数据足长条件包括：
在所述有效过程的时间跨度大于或等于第三时间阈值的情况下，确定所述有效过程满足所述数据足长条件。
6.一种电池容量估算装置，其特征在于，包括：
选取模块，用于从电池模组的日常运行过程中选取至少一段有效过程，所述有效过程为充电过程或放电过程；
基准模块，用于从所述电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，并确定基准电压，所述基准电压为所述有效过程截止时所述基准电芯单元的电压；所述有效过程截止对应的时刻为所述有效过程最后的结束时刻；
处理模块，用于确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段，所述目标电芯单元为所述电池模组中除所述基准电芯单元之外的其他电芯单元，所述目标电压为所述有效过程截止时所述目标电芯单元的电压；
容量估算模块，用于基于所述目标电芯单元的时间段确定所述目标电芯单元的可优化容量；
其中，所述基准模块从所述电池模组的多个电芯单元中选取基准电芯单元，包括：
在所述有效过程为充电过程的情况下，将在所述有效过程的充电截止时刻，所述电池模组的多个电芯单元中电压最高的电芯单元作为基准电芯单元；
在所述有效过程为放电过程的情况下，将在所述有效过程的放电截止时刻，所述电池模组的多个电芯单元中电压最低的电芯单元作为基准电芯单元；
所述处理模块确定目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段，包括：
确定所述目标电芯单元的电压曲线和所述基准电芯单元的电压曲线；所述电压曲线用于表示所述有效过程中的电压变化情况；
以所述基准电芯单元的电压曲线为基准，将所述目标电芯单元的电压曲线向所述基准电芯单元的电压曲线进行变换，得到所述目标电芯单元的变换后电压曲线；
将从所述目标电芯单元在所述变换后电压曲线中到达所述目标电压的时间至到达所述基准电压之间的时间区间作为所述目标电芯单元从目标电压运行到所述基准电压的时间段。
7.一种电子设备，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5中任一项所述的电池容量估算方法中的步骤。
8.一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5中任一项所述的电池容量估算方法中的步骤。
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