CN117092537A - 电芯状态参数的估算方法、装置、设备、系统及存储介质 - Google Patents

电芯状态参数的估算方法、装置、设备、系统及存储介质 Download PDF

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CN117092537A CN202311064124.1A CN202311064124A CN117092537A CN 117092537 A CN117092537 A CN 117092537A CN 202311064124 A CN202311064124 A CN 202311064124A CN 117092537 A CN117092537 A CN 117092537A
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曹晓辉
李盼盼
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Abstract

本申请公开了电芯状态参数的估算方法、装置、设备、系统及存储介质，可用于储能电池领域，该方法中，首先，获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段；接着，在满充放电循环的结束时刻，基于满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新电芯的特性参数；最后，基于实时运行数据以及更新后的特性参数，得到电芯的状态参数估算值。由此，通过在电芯满充放电循环后更新电芯的特性参数，使得特性参数可以在电芯的运行过程中动态更新，例如最大可用容量以及SOC‑OCV曲线等电芯的特性参数相较于实际情况更为准确，基于这些特性参数能够在电芯的运行过程中更为准确地对电芯的SOC及SOH等状态参数进行估算。

Description

电芯状态参数的估算方法、装置、设备、系统及存储介质
技术领域
本申请涉及储能电池技术领域，特别是涉及电芯状态参数的估算方法、装置、设备、系统及存储介质。
背景技术
随着科技的发展，储能电池得以被越来越广泛地用于为例如笔记本、移动通讯工具、新能源汽车等产品中电子电路的供电。储能电池的荷电状态(State of Charge,SOC)及电池健康度(State of Health,SOH)等是反应储能电池状态的重要参数，通过对这些电池状态参数进行监控，可以减少电芯过充放现象，从而延长储能电池寿命，提高储能电池可靠性。然而，SOC以及SOH等参数无法直接测量得到，只能通过算法进行估算，如何得到更精确的储能电池的SOC及SOH等参数的估算值越发引起关注。
目前，通常认为电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线(SOC-OCV曲线)及最大可用容量是固定的，并利用电芯生产厂家在电芯出厂前提供的SOC-OCV曲线以及最大可用容量来对储能电池整体的SOC和SOH等状态参数进行估算。但实际上，随着电芯的老化以及受到环境温度、运行工况等影响，电芯的SOC曲线和最大可用容量都会发生变化，仅依赖电芯出厂前厂家标定的SOC-OCV曲线以及最大可用容量对电芯的SOC及SOH等状态参数进行估算，其估算值与电芯实际状态存在的误差将随电芯使用时间的增加而越来越大。
由此，如何更为准确地估算电芯的SOC及SOH等状态参数，成为需要解决的问题。
发明内容
基于上述问题，本申请提供了电芯状态参数的估算方法、装置、设备、系统及存储介质，可以更为准确地估算电芯的SOC及SOH等状态参数。
本申请实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种电芯状态参数的估算方法，所述方法包括：
获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段；所述实时运行数据至少包括采样时刻、电芯电压、电芯温度以及电芯电流；
在所述满充放电循环的结束时刻，基于所述满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新所述电芯的特性参数；所述特性参数至少包括最大可用容量以及荷电状态与开路电压的关系曲线；
基于所述实时运行数据以及更新后的特性参数，得到所述电芯的状态参数估算值；所述状态参数至少包括荷电状态以及电池健康度。
可选地，所述基于所述满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新所述电芯的特性参数，包括：
基于所述满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压以及电芯电流，更新所述电芯的最大可用容量；
基于所述满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压、电芯电流以及电芯温度，更新所述电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线。
可选地，所述基于所述满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压、电芯电流以及电芯温度，更新所述电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线，包括：
基于所述满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电流，确定所述满充放电循环进行时段中的充放电倍率以及所述多个采样时刻分别对应的电芯的荷电状态与获取的电芯电压的对应关系；
读取多个荷电状态与开路电压的关系表中与所述满充放电循环进行时段中的充放电倍率和电芯温度对应的第一关系表；所述多个荷电状态与开路电压的关系表对应于不同的充放电倍率和电芯温度；
基于所述多个采样时刻分别对应的电芯的荷电状态与获取的电芯电压的对应关系，更新所述第一关系表；
基于更新后的第一关系表，更新所述电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线。
可选地，所述获取电芯的实时运行数据之后，所述方法还包括：
若电芯首次上电，则读取所述电芯的初始特性参数；所述初始特性参数至少包括初始最大可用容量以及初始荷电状态与开路电压的关系曲线；
基于所述实时运行数据以及所述初始特性参数，得到所述电芯的状态参数初始估算值。
可选地，所述电芯的初始特性参数包括自放电率、时间和温度的拟合曲线，所述读取所述电芯的初始特性参数之后，所述方法还包括：
基于所述电芯出厂至上电的搁置时长、当前环境温度以及所述自放电率、时间和温度的拟合曲线，得到所述电芯的自放电量；所述自放电量用于修正所述电芯的状态参数初始估算值。
可选地，所述基于所述满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新所述电芯的特性参数之后，所述方法还包括：
在非满充放电循环的进行时段内，基于所述实时运行数据以及最近更新的所述电芯的特性参数，得到所述电芯的实时容量估算值和状态参数估算值。
第二方面，本申请实施例提供了一种电芯状态参数的估算装置，所述装置包括：获取模块，更新模块以及第一估算模块；
所述获取模块，用于获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段；所述实时运行数据至少包括采样时刻、电芯电压、电芯温度以及电芯电流；
所述更新模块，用于在所述满充放电循环的结束时刻，基于所述满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新所述电芯的特性参数；所述特性参数至少包括最大可用容量以及荷电状态与开路电压的关系曲线；
所述第一估算模块，用于基于所述实时运行数据以及更新后的特性参数，得到所述电芯的状态参数估算值；所述状态参数至少包括荷电状态以及电池健康度。
可选地，所述装置还包括：读取模块和初始估算模块；
所述读取模块，用于在电芯首次上电时，读取所述电芯的初始特性参数；所述初始特性参数至少包括初始最大可用容量以及初始荷电状态与开路电压的关系曲线；
所述初始估算模块，用于基于所述实时运行数据以及所述初始特性参数，得到所述电芯的状态参数初始估算值。
可选地，所述装置还包括：第二估算模块；
所述第二估算模块，用于在非满充放电循环的进行时段内，基于所述实时运行数据以及最近更新的所述电芯的特性参数，得到所述电芯的实时容量估算值和状态参数估算值。
第三方面，本申请实施例提供了一种电芯状态参数的估算设备，所述设备包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面中任一项所述的电芯状态参数的估算方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种电芯状态参数的估算系统，所述系统包括：电芯状态参数的估算设备和多个电池；
所述电芯状态参数的估算设备与多个所述电池无线连接；
所述电池包括电芯、壳体、电池盖板以及无线电池管理系统BMS芯片；所述电池盖板与所述壳体形成用于放置所述电芯的闭合空间；所述电芯的正极耳和负极耳穿过所述电池盖板至所述闭合空间之外；所述无线BMS芯片位于所述电池盖板背离所述闭合空间的一侧表面与所述电芯之间；
所述无线BMS芯片，用于采集所在电池中电芯的实时运行数据；
所述电芯状态参数的估算设备用于执行第一方面中任一项所述的电芯状态参数的估算方法的步骤。
可选地，所述至少一个电池的无线BMS芯片位于所述电池盖板板体内部的第一区域；所述第一区域位于所述电芯正极耳的第一侧，所述电芯负极耳位于所述电芯正极耳的第二侧。
可选地，所述系统还包括芯片存放盒；
所述芯片存放盒位于所述闭合空间内所述电池盖板表面；所述无线BMS芯片位于所述芯片存放盒内部。
可选地，所述芯片存放盒位于所述电池盖板的中心位置。
第五方面，本申请实施例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中存储有计算机程序，当所述计算机程序在电芯状态参数的估算设备上运行时，所述电芯状态参数的估算设备执行第一方面中任一项所述的电芯状态参数的估算方法的步骤。
相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：
本申请提供了一种电芯状态参数的估算方法，该方法中，首先，获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段；实时运行数据至少包括采样时刻、电芯电压、电芯温度以及电芯电流；接着，在满充放电循环的结束时刻，基于满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新电芯的特性参数；特性参数至少包括最大可用容量以及荷电状态与开路电压的关系曲线；最后，基于实时运行数据以及更新后的特性参数，得到电芯的状态参数估算值；状态参数至少包括荷电状态以及电池健康度。由此，通过在电芯满充放电循环后更新电芯的特性参数，使得特性参数可以在电芯的运行过程中动态更新，例如最大可用容量以及SOC-OCV曲线等电芯的特性参数相较于实际情况更为准确，基于这些特性参数得到的电芯状态参数的估算值与电芯的实际状态也就更为相符，能够在电芯的运行过程中更为准确地对电芯的SOC及SOH等状态参数进行估算。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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为本申请实施例提供的一种电芯状态参数的估算方法流程图；
图2为本申请实施例提供的一种SOC-OCV曲线更新方法流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种电芯状态参数的估算方法流程图；
图4为本申请实施例提供的一种电芯状态参数的估算装置示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电芯状态参数的估算设备示意图；
图6为本申请实施例提供的一种电芯状态参数的估算系统示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电池结构图；
图8为本申请实施例提供的另一种电池结构图。
具体实施方式
本申请提供的电芯状态参数的估算方法、装置、设备、系统及存储介质可用于储能领域，上述仅为示例，并不对本发明提供的电芯状态参数的估算方法、装置、设备、系统及存储介质的应用领域进行限定。
本申请说明书和权利要求书及附图说明中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及“第五”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。
在本申请实施例中，“作为示例”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“作为示例”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“作为示例”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅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。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种电芯状态参数的估算方法流程图，可用于BMS(Battery Management System)芯片，该方法包括：
本申请实施例中，可以为储能电池系统中包含的各个电芯分别配置无线BMS芯片，以分别获取各个电芯的实时运行数据，并通过本申请提供的方法分别对各个电芯的SOC和SOH等状态参数分别进行估算。目前，电芯生产厂家通常为同一类型、同一批次的电芯配置相同的荷电状态与开路电压的关系曲线(SOC-OCV曲线)。然而，由于不同的电芯在生产制造过程中存在一定差异，不同的电芯存在不一致性的问题，储能电池系统整体的SOC和SOH等状态参数难以准确反映各个电芯的状态。
本申请实施例对各个电芯的SOC和SOH等状态参数进行估算，能够考虑到电芯间不一致性带来的影响，而不再需要以储能电池系统整体的状态参数代表所有电芯的状态参数。由此，本申请实施例能够减少在储能电池系统状态与电芯状态不一致的情况下，例如电芯已充满或放空但储能电池系统并未充满或放空等情况下，电芯过充放情况的发生，从而提升储能电池系统中各电芯的性能和寿命。
S101：获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段。
可选地，可以通过BMS芯片采集电芯的运行数据得到实时运行数据，实时运行数据包括但不限于采样时刻、电芯电压、电芯温度以及电芯电流等电芯的运行数据。
示例性地，电芯从满电到电量耗尽再到充满电为一个满充放电循环，可以通过例如能源管理系统EMS向电芯下发开始进行满充放电循环的指令，BMS芯片可以通过例如识别电芯的状态标志位或识别电芯电流等方式确定满充放电循环的结束时刻，从而确定电芯满充放电循环的进行时段。例如，电芯充电过程中状态标志位为1，放电过程中的状态标志位为2，，可以通过识别这些状态标志位的变化，得到电芯满充放电循环的结束时刻；或可以利用充电过程中电芯电流为负值的特点，通过识别电芯电流来确定电芯充电结束的时刻，从而确定电芯满充放电循环的结束时刻。
S102：在满充放电循环的结束时刻，基于满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新电芯的特性参数。
示例性地，电芯特性参数至少包括最大可用容量以及荷电状态与开路电压的关系曲线(SOC-OCV曲线)，更新后的最大可用容量及SOC-OCV曲线可以存储于BMS芯片中。
本申请实施例中，可以基于满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压以及电芯电流，更新电芯的最大可用容量。可选地，在满充放电循环中以恒流方式放电直至电芯电压达到放电截止电压，可以将在满充放电循环中放电时段内获取的电芯电流与满充放电循环中放电时长的乘积作为电芯新的最大可用容量，其容量单位为安时(Ah)；也可以将满充放电循环中放电时段内获取的电芯电流、电芯电压与满充放电循环放电时长的乘积作为电芯新的最大可用容量，其容量单位为瓦时(Wh)或千瓦时(KWh)。可选地，满充放电循环中放电结束时刻可以通过例如识别电芯的状态标志位或识别电芯电流等方式确定。
不同温度、不同充放电倍率下的SOC-OCV曲线存在差异，其中，电芯的充放电倍率可以通过电芯电流计算得到；具体地，电芯的充放电倍率等于电芯电流除电芯容量。可选地，可以将最近一次更新的最大可用容量作为计算用电芯容量，若尚未对电芯的最大可用容量进行过更新，则以出厂前厂家配置的最大可用容量作为计算用电芯容量。
可选地，可以基于满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压、电芯电流以及电芯温度，通过例如进行脉冲放电试验等方式，更新电芯的SOC-OCV曲线。
S103：基于实时运行数据以及更新后的特性参数，得到电芯的状态参数估算值。
具体地，状态参数至少包括荷电状态SOC以及电池健康度SOH。可选地，状态参数还包括但不限于SOP(State-of-Power，功率状态)、SOE(State-of-Energy，能量状态)等。
作为示例，可以基于更新后的最大可用容量和/或SOC-OCV曲线，以安时积分法、开路电压法等估算方法中的一种或多种，估算电芯的SOC；可以通过电芯更新后的最大可用容量与电芯出厂前标定的最大可用容量的比值来表示电芯的SOH。
本申请实施例中，首先，获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段；实时运行数据至少包括采样时刻、电芯电压、电芯温度以及电芯电流；接着，在满充放电循环的结束时刻，基于满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新电芯的特性参数；特性参数至少包括最大可用容量以及荷电状态与开路电压的关系曲线；最后，基于实时运行数据以及更新后的特性参数，得到电芯的状态参数估算值；状态参数至少包括荷电状态以及电池健康度。由此，通过在电芯满充放电循环后更新电芯的特性参数，使得特性参数可以在电芯的运行过程中动态更新，例如最大可用容量以及SOC-OCV曲线等电芯的特性参数相较于实际情况更为准确，基于这些特性参数得到的电芯状态参数的估算值与电芯的实际状态也就更为相符，能够在电芯的运行过程中更为准确地对电芯的SOC及SOH等状态参数进行估算。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种SOC-OCV曲线更新方法流程图，该方法包括：
S201：基于满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电流，确定满充放电循环进行时段中的充放电倍率以及多个采样时刻分别对应的电芯的SOC与获取的电芯电压的对应关系。
示例性地，电芯的充放电倍率可以通过电芯电流除电芯容量计算得到，其中，可以将最近一次更新的最大可用容量作为计算用电芯容量，若尚未对电芯的最大可用容量进行过更新，则以出厂前厂家配置的最大可用容量作为计算用电芯容量。可选地，可以通过例如进行脉冲放电试验等方法得到满充放电循环进行时段中电芯的SOC与电芯电压的对应关系。
S202：读取多个荷电状态与开路电压的关系表中与满充放电循环进行时段中的充放电倍率和电芯温度对应的第一关系表。
具体地，不同的荷电状态与开路电压的关系表对应于不同的充放电倍率R和电芯温度T，SOC、OCV、充放电倍率R以及电芯温度T的关系的可以表示为：SOC＝f(OCV,T,R)。
示例性地，在电芯出厂前，可以通过系列试验得到电芯在不同温度、不同充放电倍率下荷电状态与开路电压的关系表，通过例如插值等方法进行拟合，即可以得到电芯在不同温度、不同充放电倍率下的SOC-OCV曲线。可以在电芯出厂前，将这些荷电状态与开路电压的关系表以及初始SOC-OCV曲线存储于BMS芯片中。
本申请实施例中，可以根据满充放电循环进行时段中的充放电倍率以及电芯温度，从BMS芯片中已存储的多个荷电状态与开路电压的关系表中读取第一关系表，第一关系表对应的充放电倍率及电芯温度与满充放电循环进行时段中的充放电倍率以及电芯温度均相同。其中，若在该满充放电循环之前尚未对该充放电倍率及电芯温度对应的电芯荷电状态与开路电压的关系表进行过更新，则以出厂前厂家配置的该充放电倍率及电芯温度对应的荷电状态与开路电压的关系表作为第一关系表；若在该满充放电循环之前已对该充放电倍率及电芯温度对应的电芯荷电状态与开路电压的关系表进行更新，则以最近更新的该充放电倍率及电芯温度对应的荷电状态与开路电压的关系表作为第一关系表。
作为示例，温度为T1、充放电倍率为R1时荷电状态与开路电压的关系表可以如下表1所示：
表1温度为T1、充放电倍率为R1时荷电状态与开路电压的关系表
SOC(％) OCV(V) SOC(％) OCV(V) SOC(％) OCV(V)
100 OCV100 65 OCV65 30 OCV30
95 OCV95 60 OCV60 25 OCV25
90 OCV90 55 OCV55 20 OCV20
85 OCV85 50 OCV50 15 OCV15
80 OCV80 45 OCV45 10 OCV10
75 OCV75 40 OCV40 5 OCV5
70 OCV70 35 OCV35 0 OCV0
其中，OCVX表示SOC为X％时对应的OCV值；例如，OCV100表示SOC为100％时对应的OCV值。
S203：基于多个采样时刻分别对应的电芯的荷电状态与获取的电芯电压的对应关系，更新第一关系表。
示例性地，在从BMS芯片中读取第一关系表后，可以基于满充放电循环进行时段中电芯的SOC与获取的电芯电压的对应关系，用满充放电循环进行时段中获取的电芯电压替换第一关系表中相同SOC对应的开路电压OCV，以更新第一关系表。例如，满充放电循环进行时段中电芯SOC为90％时对应的电芯电压为3.336V，第一关系表中电芯SOC为90％时对应的电芯电压为3.338V，则将第一关系表中SOC为90％时对应的开路电压由3.338V更新为3.336V。
S204：基于更新后的第一关系表，更新电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线。
可选地，可以通过例如插值法等手段，基于更新后的第一关系表，拟合得到新的SOC-OCV曲线，并将新的SOC-OCV曲线存储于BMS芯片中，从而更新电芯的SOC-OCV曲线。
参见图3，该图为本申请实施例提供的另一种电芯状态参数的估算方法流程图，该方法包括：
S301：获取电芯的实时运行数据。
S302：若电芯首次上电，则读取电芯的初始特性参数。
可选地，电芯的初始特性参数至少包括初始最大可用容量以及初始SOC-OCV曲线；此外，电芯的初始特性参数还可以包括自放电率、时间和温度的拟合曲线或自放电率、时间和温湿度的拟合曲线等。在电芯首次上电时，可以通过读取BMS芯片中存储的例如电芯ID信息来确定电芯的初始特性参数；其中，初始特性参数为在电芯出厂前由厂家配置的特性参数。
可选地，在电芯出厂前，BMS芯片中可以存储电芯的初始最大可用容量、保护参数、限流矩阵、初始SOC-OCV曲线、自放电率K值与时间/温度的拟合曲线等初始特性参数以及电芯的材料、批次、规格等其他参数。
S303：基于电芯出厂至上电的搁置时长、当前环境温度以及自放电率、时间和温度的拟合曲线，得到电芯的自放电量。
自放电率K值是指在一段时间内电芯未被使用的状态下自动损失的电量(C1-C2)占电芯初始容量C1的百分比，也即：K＝(C1-C2)/C1*100％。可选地，结合当前环境温度、电芯出厂至上电的搁置时长t以及自放电率、时间和温度的拟合曲线，可以计算得到电芯的自放电量。
S304：基于实时运行数据以及初始特性参数，得到电芯的状态参数初始估算值。
具体地，可以基于自放电量将电芯标定的初始最大可用容量C0修正为上电容量C0 1，进而可以修正电芯的状态参数初始估算值。基于得到的上电容量对电芯的SOC、SOH等状态参数进行估算，可以减小电芯自放电对状态参数的估算产生的影响，得到更为准确的状态参数初始估算值。
S305：判断电芯是否处于满充放电循环过程中，若是，则执行S306～S307的步骤；若否，则执行S308的步骤。
可选地，可以通过例如能源管理系统EMS对电芯下发开始进行满充放电循环的指令，通过识别开始进行满充放电循环的指令以及识别电芯的状态标志位或电芯电流等方式，可以确定满充放电循环的开始时刻和结束时刻，从而可以根据电芯的状态标志位或电芯电流判断电芯是否处于满充放电循环过程中。
S306：在满充放电循环的结束时刻，基于满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新电芯的特性参数。
可选地，特性参数至少包括最大可用容量以及SOC-OCV曲线。
S307：基于实时运行数据以及更新后的特性参数，得到电芯的状态参数估算值。
可选地，状态参数至少包括荷电状态SOC以及电池健康度SOH。
S308：在非满充放电循环的进行时段内，基于实时运行数据以及最近更新的电芯的特性参数，得到电芯的实时容量估算值和状态参数估算值。
可选地，在已进行过电芯特性参数的更新之后的非满充放电循环的进行时段内，可以基于实时运行数据以及最近更新的电芯的特性参数，估算电芯的状态参数和实时容量；在未进行过电芯特性参数的更新之后的非满充放电循环的进行时段内，可以基于实时运行数据以及在电芯出厂前配置的特性参数，估算电芯的状态参数和实时容量。
由此，可以在满充放电循环的结束时刻更新电芯的特性参数，并存储于BMS芯片中；在非满充放电循环的进行时段内，可以读取BMS芯片中更新或存储时间最近的特性参数，并基于这样动态更新的特新参数估算电芯的状态参数和实时容量，能够得到更为准确的电芯状态参数估算值和实时容量估算值。
参见图4，该图为本申请实施例提供的一种电芯状态参数的估算装置示意图，该装置包括：获取模块401，更新模块402以及第一估算模块403。
获取模块401，用于获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段；实时运行数据至少包括采样时刻、电芯电压、电芯温度以及电芯电流；
更新模块402，用于在满充放电循环的结束时刻，基于满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新电芯的特性参数；特性参数至少包括最大可用容量以及荷电状态与开路电压的关系曲线；
第一估算模块403，用于基于实时运行数据以及更新后的特性参数，得到电芯的状态参数估算值；状态参数至少包括荷电状态以及电池健康度。
由此，通过在电芯满充放电循环后更新电芯的特性参数，使得特性参数可以在电芯的运行过程中动态更新，例如最大可用容量以及SOC-OCV曲线等电芯的特性参数相较于实际情况更为准确，基于这些特性参数得到的电芯状态参数的估算值与电芯的实际状态也就更为相符，能够在电芯的运行过程中更为准确地对电芯的SOC及SOH等状态参数进行估算。
可选地，更新模块402可以包括最大可用容量更新单元和曲线更新单元。
最大可用容量更新单元，用于基于满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压以及电芯电流，更新电芯的最大可用容量；
曲线更新单元，用于基于满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压、电芯电流以及电芯温度，更新电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线。
可选地，曲线更新单元，具体用于：
基于满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电流，确定满充放电循环进行时段中的充放电倍率以及多个采样时刻分别对应的电芯的荷电状态与获取的电芯电压的对应关系；
读取多个荷电状态与开路电压的关系表中与满充放电循环进行时段中的充放电倍率和电芯温度对应的第一关系表；多个荷电状态与开路电压的关系表对应于不同的充放电倍率和电芯温度；
基于多个采样时刻分别对应的电芯的荷电状态与获取的电芯电压的对应关系，更新第一关系表；
基于更新后的第一关系表，更新电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线。
可选地，电芯状态参数的估算装置还可以包括：读取模块和初始估算模块；
读取模块，用于在电芯首次上电时，读取电芯的初始特性参数；初始特性参数至少包括初始最大可用容量以及初始荷电状态与开路电压的关系曲线；
初始估算模块，用于基于实时运行数据以及初始特性参数，得到电芯的状态参数初始估算值。
可选地，电芯状态参数的估算装置还可以包括：自放电量计算模块；
自放电量计算模块，用于基于电芯出厂至上电的搁置时长、当前环境温度以及自放电率、时间和温度的拟合曲线，得到电芯的自放电量；自放电量用于修正电芯的状态参数初始估算值。
可选地，电芯状态参数的估算装置还可以包括：第二估算模块；
第二估算模块，用于在非满充放电循环的进行时段内，基于实时运行数据以及最近更新的电芯的特性参数，得到电芯的实时容量估算值和状态参数估算值。
参见图5，该图为本申请实施例提供的一种电芯状态参数的估算设备示意图，该电芯状态参数的估算设备包括：存储器501和处理器502。
存储器501：用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器。
处理器502：用于根据所述程序代码中的指令执行上述电芯状态参数的估算方法的步骤。
参见图6，该图为本申请实施例提供的一种电芯状态参数的估算系统示意图，该系统包括：多个电池10和电芯状态参数的估算设备20；
电芯状态参数的估算设备20与多个电池10无线连接；
电池10包括电芯12、壳体11、电池盖板13以及无线BMS芯片14；电池盖板13与壳体11形成用于放置电芯12的闭合空间；电芯12的正极耳121和负极耳122穿过电池盖板13至闭合空间之外；无线BMS芯片14位于电池盖板13背离闭合空间的一侧表面与电芯12之间；
无线BMS芯片14，用于采集所在电池中电芯的实时运行数据；
电芯状态参数的估算设备20用于执行上述电芯状态参数的估算方法的步骤。
参见图7，该图为本申请实施例提供的一种电池结构图，该电池包括电芯12、壳体11、电池盖板13以及无线BMS芯片14；电池盖板13与壳体11形成用于放置电芯12的闭合空间；电芯12的正极耳121和负极耳122穿过电池盖板13至闭合空间之外；无线BMS芯片14位于电池盖板13板体内部的第一区域；其中，第一区域位于电芯正极耳的第一侧，电芯负极耳位于电芯正极耳的第二侧。
具体地，无线BMS芯片14布置于电池盖板13板体内部靠近正极耳外侧的第一区域，壳体11与电芯12之间存在凹槽111。
由此，将无线BMS芯片置于电池盖板13板体内部，可以有效减少无线BMS芯片被例如磷酸铁锂电芯腐蚀的可能性；将无线BMS芯片置于电池盖板13板体内部的第一区域，更便于对无线BMS芯片进行维护或更换，也能进一步减小无线BMS芯片被腐蚀的可能性。
参见图8，该图为本申请实施例提供的另一种电池结构图，该电池包括电芯12、壳体11、电池盖板13、无线BMS芯片14以及芯片存放盒15；电池盖板13与壳体11形成用于放置电芯12的闭合空间；电芯12的正极耳121和负极耳122穿过电池盖板13至闭合空间之外；芯片存放盒15位于闭合空间内所述电池盖板13表面；无线BMS芯片14位于芯片存放盒15内部。
可选地，芯片存放盒15与电池盖板13的下表面嵌合，可以位于电池盖板13下表面的中心位置，且芯片存放盒15的外表面具备防腐蚀性能。由此，可以有效减小无线BMS芯片被例如磷酸铁锂电芯腐蚀的可能性。
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中存储有计算机指令，当所述计算机指令在电芯状态参数的估算设备上运行时，电芯状态参数的估算设备执行上述电芯状态参数的估算方法的步骤。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备及存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的设备及存储介质实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，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者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本申请的一种具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种电芯状态参数的估算方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段；所述实时运行数据至少包括采样时刻、电芯电压、电芯温度以及电芯电流；
在所述满充放电循环的结束时刻，基于所述满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新所述电芯的特性参数；所述特性参数至少包括最大可用容量以及荷电状态与开路电压的关系曲线；
基于所述实时运行数据以及更新后的特性参数，得到所述电芯的状态参数估算值；所述状态参数至少包括荷电状态以及电池健康度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新所述电芯的特性参数，包括：
基于所述满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压以及电芯电流，更新所述电芯的最大可用容量；
基于所述满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压、电芯电流以及电芯温度，更新所述电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电压、电芯电流以及电芯温度，更新所述电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线，包括：
基于所述满充放电循环进行时段中获取的多个采样时刻分别对应的电芯电流，确定所述满充放电循环进行时段中的充放电倍率以及所述多个采样时刻分别对应的电芯的荷电状态与获取的电芯电压的对应关系；
读取多个荷电状态与开路电压的关系表中与所述满充放电循环进行时段中的充放电倍率和电芯温度对应的第一关系表；所述多个荷电状态与开路电压的关系表对应于不同的充放电倍率和电芯温度；
基于所述多个采样时刻分别对应的电芯的荷电状态与获取的电芯电压的对应关系，更新所述第一关系表；
基于更新后的第一关系表，更新所述电芯的荷电状态与开路电压的关系曲线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电芯的实时运行数据之后，所述方法还包括：
若电芯首次上电，则读取所述电芯的初始特性参数；所述初始特性参数至少包括初始最大可用容量以及初始荷电状态与开路电压的关系曲线；
基于所述实时运行数据以及所述初始特性参数，得到所述电芯的状态参数初始估算值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电芯的初始特性参数包括自放电率、时间和温度的拟合曲线，所述读取所述电芯的初始特性参数之后，所述方法还包括：
基于所述电芯出厂至上电的搁置时长、当前环境温度以及所述自放电率、时间和温度的拟合曲线，得到所述电芯的自放电量；所述自放电量用于修正所述电芯的状态参数初始估算值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新所述电芯的特性参数之后，所述方法还包括：
在非满充放电循环的进行时段内，基于所述实时运行数据以及最近更新的所述电芯的特性参数，得到所述电芯的实时容量估算值和状态参数估算值。
7.一种电芯状态参数的估算装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块，更新模块以及第一估算模块；
所述获取模块，用于获取电芯的实时运行数据以及满充放电循环的进行时段；所述实时运行数据至少包括采样时刻、电芯电压、电芯温度以及电芯电流；
所述更新模块，用于在所述满充放电循环的结束时刻，基于所述满充放电循环的进行时段中获取的实时运行数据更新所述电芯的特性参数；所述特性参数至少包括最大可用容量以及荷电状态与开路电压的关系曲线；
所述第一估算模块，用于基于所述实时运行数据以及更新后的特性参数，得到所述电芯的状态参数估算值；所述状态参数至少包括荷电状态以及电池健康度。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：读取模块和初始估算模块；
所述读取模块，用于在电芯首次上电时，读取所述电芯的初始特性参数；所述初始特性参数至少包括初始最大可用容量以及初始荷电状态与开路电压的关系曲线；
所述初始估算模块，用于基于所述实时运行数据以及所述初始特性参数，得到所述电芯的状态参数初始估算值。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二估算模块；
所述第二估算模块，用于在非满充放电循环的进行时段内，基于所述实时运行数据以及最近更新的所述电芯的特性参数，得到所述电芯的实时容量估算值和状态参数估算值。
10.一种电芯状态参数的估算设备，其特征在于，所述设备包括：存储器和处理器；
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-6中任一项所述的电芯状态参数的估算方法的步骤。
11.一种电芯状态参数的估算系统，其特征在于，所述系统包括：电芯状态参数的估算设备和多个电池；
所述电芯状态参数的估算设备与多个所述电池无线连接；
所述电池包括电芯、壳体、电池盖板以及无线电池管理系统BMS芯片；所述电池盖板与所述壳体形成用于放置所述电芯的闭合空间；所述电芯的正极耳和负极耳穿过所述电池盖板至所述闭合空间之外；所述无线BMS芯片位于所述电池盖板背离所述闭合空间的一侧表面与所述电芯之间；
所述无线BMS芯片，用于采集所在电池中电芯的实时运行数据；
所述电芯状态参数的估算设备用于执行权利要求1-6中任一项所述的电芯状态参数的估算方法的步骤。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个电池的无线BMS芯片位于所述电池盖板板体内部的第一区域；所述第一区域位于所述电芯正极耳的第一侧，所述电芯负极耳位于所述电芯正极耳的第二侧。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括芯片存放盒；
所述芯片存放盒位于所述闭合空间内所述电池盖板表面；所述无线BMS芯片位于所述芯片存放盒内部。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述芯片存放盒位于所述电池盖板的中心位置。
15.一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中存储有计算机程序，当所述计算机程序在电芯状态参数的估算设备上运行时，所述电芯状态参数的估算设备执行如权利要求1-6中任一项所述的电芯状态参数的估算方法的步骤。
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